MEMS热对流加速度传感器是一种通过密闭空腔内流体的自然对流传热来对外界加速度信号进行检测的微纳器件,相比于其他种类的加速度计,它的最大特点是没有实体的质量块,用腔体内加热的空气团作为可动质量块,这大大提高了加速度计的抗撞击性能,在一些大加速度应用中发挥更好作用。本文设计了一款高性能、工艺简单的热对流加速度传感器,使用热稳定性好、精度高的铂热电阻作为敏感元件,使用热绝缘性能较好的柔性材料聚酰亚胺(Polyimide)作为衬底,实现了无悬空梁的平面结构设计。首先对热对流加速度传感器的国内外研究现状以及MEMS微加工工艺进行了调研和综述,然后分析了热对流加速度计的基本工作原理,接着对密闭腔体内流体在自然对流条件下的温度场变化情况进行了建模仿真分析,仿真结果验证了温度差与加速度的线性关系,也显示出在传感电阻与加热电阻的距离为30~70μm的范围内加速度计的灵敏度最高,并据此设计出不同结构的加速度计进行实验验证。在经过了光刻、蒸镀、剥离、溅射、电镀、沉积、刻蚀等硅表面微加工工艺步骤后,完成了加速度计芯片的制作,并对得到的芯片进行了晶圆级电性能测试,得到铂的方块电阻为0.746Ω,各部分铂电阻值与设计值相符。在此基础上,设计出了热对流加速度传感器的接口电路,并对芯片进行了划片、键合和实验室封装。最后进行了加速度计的测试,通过对比不同结构的加速度计性能,验证了理论和仿真结果的正确性。