MEMS传感器凭借体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成等优点,有着非常广泛的市场前景。而键合封装是MEMS器件生产过程中的关键环节之一,其中阳极键合在封装中应用最为广泛;但常规阳极键合实现需要高温,其引起的热应力失效问题成为高性能MEMS器件阳极键合封装中的一大挑战,探究如何降低阳极键合温度一直是该工艺方法的研究热点。目前低温阳极键合实现的主要途径有采用新型基体材料,改善键合条件及界面改性等方法。由于等离子体材料表面改性具有无污染,效率高等优点,成为近年来实现低温阳极键合界面改性的重要技术方案。基于此,本文结合介质阻挡放电(DBD)等离子体易于实现、便于与阳极键合工艺兼容的特点,研究基于介质阻挡放电活化实现低温阳极键合的复合工艺方法。首先从常规阳极键合机理出发,分析阳极键合实现机制,探讨键合温度对基体离子运动的影响及表面键合连接形成机制,进而研究温度和表面性能对阳极键合的影响,获得表面性能与键合温度的耦合关系;分析介质阻挡放电等离子体活化对阳极键合材料表面的作用机理,结合表面键合连接形成机制,从理论上探讨低温阳极键合实现的机理。然后针对大气压下介质阻挡放电状态进行研究,采用COMSOL Multiphsics对介质阻挡放电工艺进行建模仿真,分析介质阻挡放电参数对放电状态的影响规律,发现放电间隙对放电电场分布有显著影响,特别是当间隙降到纳米级时影响更大。通过对纳米间隙下介质阻挡放电建模分析,发现纳米间隙下放电电场分布均匀,绝大部分空间电场强度相对较低,更易产生均匀放电,且电子能密度分布更为合理。接着通过试验分析放电电压、放电频率、放电间隙等放电参数对键合表面活化性能以及键合的影响。为了验证仿真得出的纳米间隙下活化效果更好的结论,进行了常规与纳米间隙下活化键合的对比试验,发现介质阻挡放电活化后亲水角均明显降低,表面性能提升,键合强度变高;常规介质阻挡放电活化后阳极键合最低温度能降至220℃,而纳米间隙下活化后键合温度可降至200℃。当键合温度同为250℃时,纳米间隙下活化后的键合强度更高,可达6 MPa。最后,针对前面优化后的介质阻挡放电低温键合工艺方法,搭建试验平台,开展基于纳米间隙的介质阻挡放电活化低温阳极键合工艺验证与参数优化。之后采用单因素试验确定放电电压与放电频率的参数范围,通过亲水角表征得出最优的放电电压与放电频率分别为2kV、10kHz。在此基础上,以降低键合温度为目标,通过单因素试验确定键合参数,完成110℃低温下的阳极键合,键合强度为1.5MPa。最后对活化后键合电流采集分析,从电流角度解释了活化后能促进键合的原因。