MEMS压力传感器在工业生产、医疗卫生、环境监测以及科学研究等众多领域有着广泛的应用。电容式压力传感器是MEMS压力传感器的一种主要类型,其根本原理是将压力变化值转换为电容的变化。在专用集成电路迅速发展的今天,MEMS电容式压力传感器不仅可以充分发挥其低功耗、低温漂、高灵敏度等诸多优势,其信号处理电路相对复杂的难题也正逐步得到解决。目前而言,如何解决真空密封及真空腔内电极的引出,进而降低绝对压力传感器的制作成本是电容式压力传感器设计的突出问题。倒装技术因其小尺寸、短互联、高可靠性与高适应性等优点,在高频、微波及MEMS器件中应用很广。本文即是在借鉴芯片倒装技术的基础上,提出一种新型的电容式绝对压力传感器结构,在传感器芯片上通过电镀制作出柱状凸点,柱状凸点由可回流和不可回流两部分材料组成。不可回流的铜基座用以维持整个结构的高度稳定,而焊料部分则可以通过回流焊接与敏感膜片封接在一起,实现气密封装和电路集成,并通过金属凸点完成电极的转移。这样简单有效地解决了真空密封及真空腔内电极的引出问题。本文首次提出了采用倒装技术中的柱状凸点来进行MEMS器件的气密封装,有效地克服了键合技术强烈依赖芯片表面状况的缺点,该方法采用典型的低温工艺,只要求在MEMS器件表面制作金属环,对MEMS器件加工的影响很小,并且适合塑料封装。另外还可以直接使用CMOS电路芯片作为密封的基板。对电容式压力传感器进行了理论分析,对于压力传感器的核心部件弹性敏感薄膜分别用小挠度理论、大挠度理论和有限元方法进行了力学分析。利用求得的解析公式对敏感电容进行计算,并分析了电容同结构尺寸之间的关系。同时还对传感器静态特性中的灵敏度、线性度和温度效应进行了分析与计算。基于国内的MEMS加工现状,提出了一条切实可行的工艺设计方案,并对工艺流程进行了优化,不包括凸点制备,整个加工只用到五块光刻版,这样大大地简化了传感器的制作过程,使工艺的成品率得到提高。研究了电容式压力传感器结构中密封腔的获得及气密封装设计等相关问题,引入基于倒装的气密封装技术。在探讨MEMS封装特点的基础上,对倒装凸点工艺及其特点进行了分析。从理论与实验的角度详细研究了凸点的回流焊接工艺。之后通过所设计的压力传感器对封装的效果进行了测试与评估,获得了较好的密封性能。研究了电容式压力传感器的信号处理问题,着重分析了采用交流电桥、电荷放大和开关电容等方法进行微电容测量的基本原理,并对电容-频率变换电路进行了详细设计。对设计的压力传感器样品进行了测试,测得的传感器具有良好的线性、重复性和迟滞特性。在0.6～1atm的范围内,静态输出电容最高达到44.72pF,此时的满量程电容变化量为3.86pF,最低为7.35pF,满量程电容变化0.37pF。还对传感器进行了可靠性试验,结果良好。在此基础上,对传感器的特性进行了分析,也提出了改进的方法。MEMS器件的密封到目前已经涌现出了许多方法,但还没有一种技术得到广泛的认可。本论文的最大贡献就是提出了基于倒装的凸点密封工艺,为包括压力传感器在内的各种MEMS器件找寻到了一种易于标准化集成制造、低成本高可靠性的气密封装方案。