随着微电子器件向小型化、多功能化发展,器件集成度逐渐提升。这导致通过电子器件的电流密度增大,从而引起功率密度及发热量的升高。对于宽带隙半导体材料,其电子器件能够在200℃以上稳定工作,部分材料工作温度甚至能达到600℃。目前市场急需开发一种能够适用于这种高温功率器件的新型连接材料。本课题采用了脱合金法腐蚀制备泡沫铜片,通过改变腐蚀温度来确定制备泡沫铜片的最佳工艺参数。然后利用泡沫铜片作为中间层,经过热压焊接制备铜-泡沫铜-铜的互连焊点,并对焊点界面进行表征,分析泡沫铜与铜基板的连接机理及泡沫铜内部粗化机理。为考察泡沫铜的焊接质量,本文对泡沫铜焊缝进行电导率、热导率和相关力学性能测试,对焊缝剪切后的断口进行表征,深入分析了焊点断裂位置及断裂模式。最后研究焊点在150℃下老化后焊点界面的形貌变化以及致密度的变化,并对老化后焊点的力学性能进行考察,结合各种表征手段,分析焊点在老化环境中组织变化原因。本课题经过大量的实验研究后发现,采用Cu40Al60合金体作为前驱合金时,在80℃下的1.6 M HCl溶液中腐蚀能够得到孔径孔壁均匀的泡沫铜组织。泡沫铜在260℃温度以及10 MPa的加压下维持5 min即可实现泡沫铜与铜基板的连接。泡沫铜在铜基板表面发生烧结反应,形成连接,而内部的泡沫铜壁挤压后形成了致密结构。通过对材料的性能进行表征,我们发现焊点的剪切强度达到了22.10 MPa;电阻率则为9.65μΩ·cm,与纯铜在相同数量级上;在热导率方面,我们分别在30℃、150℃、300℃时进行测试,发现其值分别为144.30W·m-1K-1、139.63 W·m-1K-1、104.37 W·m-1K-1。这种致密化的泡沫结构在老化服役过程中较为稳定,通过维氏硬度的表征发现在老化过程中组织的粗化反应仍在持续发生,焊点老化后剪切强度也较老化前有较大的提升。综上所述,本文发现了一种新型的高温互连材料,通过对其特殊性能的研究后,形成了能在低温下键合并能够高温下服役的Cu-Cu焊点。我们发现这种高温焊点的电学性能、热学性能和力学性能都较为优异,在高温服役中能维持稳定的焊缝结构及性能。