2.The13th Research Instituteof China Electronics Technology Group Corporation，Shijiazhuang O5ooo0，China）

【Abstract】Aiming at the problemof insuffcient long-term stability of automotive pressure sensors，thisarticle proposes a suspended sealing structure design， adopts the aluminum alloy - ceramic composite packaging process， combined with the temperaturecompensationalgorithm.Through theconstruction of anacceleratedaging testplatform with temperatureandpressrecycles for testing，theresults showthat this designreduces the temperature drift from ± 1.8%FS to ±0.28%FS .The output attenuation after 5Oo hours of pressure cycling isless than 0.5% FS.Failure analysis showsthat interface delaminationisthe main problem，accountingfor 62% .Theshear strengthisincreasedby 37% after optimization with a O.5mm silica gel buffer layer.

【Key words】MEMS pressure sensor;long-term stability；ceramic packaging；temperature compensation algorithm; failure mode analysis

0 引言

在汽车电子控制系统中，压力传感器作为发动机管理、制动系统等核心模块的感知单元，其长期稳定性直接影响行车安全与系统可靠性。现有微机电系统MEMS压力传感器在复杂工况下易出现输出漂移现象，这主要源于温度循环所导致的材料特性变化，以及机械疲劳引发的结构失效。这类性能退化问题不仅可能造成控制系统的误判，还会显著增加维护成本[2]。

针对上述问题，本研究创新性地提出一种悬浮密封结构设计。该设计通过优化应力分布，有效降低局部应力集中，并配合温度补偿算法，抑制环境干扰对传感器性能的影响。该方案采用铝合金-陶瓷复合封装工艺，在确保机械强度的同时，极大地提升了热匹配性。为全面验证设计的有效性，本研究搭建了包含温度循环 -40～125^∘C ）与压力循环（0＼～1000kPa 的加速老化试验平台，并结合完善的数据处理流程，实现对特征参数的定量分析。本研究结果有望为车载压力传感系统的精度保持与寿命预测提供坚实的技术参考。

1传感器结构设计

本研究设计的悬浮密封结构微机电系统MEMS压力传感器，巧妙运用力学耦合原理，在实现传感器密封的同时，避免了陶瓷芯体与壳体的刚性接触，从而有效分散应力集中。其具体结构包括陶瓷芯体、连接器、壳体、0型圈，通过压环过盈配合方案实现传感器的悬浮密封，进而形成稳定的力学结构。压力传感器结构示意如图1所示。

封装工艺采用不锈钢-陶瓷复合结构，外壳选用316L不锈钢材料，该材料具有卓越的抗腐蚀性与机械强度。……