烧结银是目前唯一在功率芯片封装领域成功商用的低温互连、高温服役热界面材料。但是应用中仍有一些不足需要克服,首先,现有的烧结工艺时间较长;另外,烧结银形成的互连接头在高温状态下长期服役时,界面组织会进一步收缩,引起互连接头失效。针对以上问题,本论文主要研究了以下内容。首先,论文通过柠檬酸钠还原硝酸银的方法制备了平均粒径为55 nm的银颗粒,通过高分辨透射电镜观察到银纳米颗粒表面均匀包覆着厚度为0.7nm的包覆层。利用此纳米颗粒制备醇基浆料,通过对比不同溶剂浆料烧结组织的微观形貌,选择乙二醇作为论文中浆料的有机溶剂。对以上醇基浆料进行拉曼和差热分析,得出论文制备的醇基浆料具有优异的烧结性能。其次,为了防止烧结银组织在服役过程中进一步收缩,论文在制备的醇基银纳米颗粒浆料中添加了碳化硅(Si C)纳米颗粒。通过扫描电镜、透射电镜和能谱分析等方法,研究了Si C纳米颗粒复合浆料的烧结过程。发现Si C纳米颗粒的复合,阻碍了烧结组织的收缩粗化,细化了烧结组织。细化后烧结组织的孔隙率由14.1%增加至27.4%;晶粒尺寸由375.9 nm减小至140.8nm;热导率由306 W/m·K下降到184 W/m·K,但是仍为传统金锡热界面材料热导率的3倍以上。再次,为了缩短纳米银的烧结时间,论文对制备的纳米银进行优化,采用硫酸亚铁部分取代柠檬酸钠还原硝酸银,同时多次清洗包覆层,减少浆料溶剂含量,降低了浆料烧结过程中溶剂完全挥发以及包覆层快速分解的温度。在此基础上,提出了全新的快速热压烧结工艺。通过透射电镜和透射菊池衍射(TKD)等方法,对比分析了Si C纳米颗粒复合前后快速热压烧结组织的演变过程。当Si C纳米颗粒复合含量为5%时,烧结组织的孔隙率由15.2%增加为17.1%,晶粒尺寸由67.5 nm降为60.6 nm,电阻率由3.9μΩ·cm增加到4.6μΩ·cm。最后,论文通过快速热压烧结的方式制备了互连接头,通过研究烧结温度、辅助压力和烧结时间对互连接头剪切强度的影响,获得了互连接头制备的最优工艺,即辅助压力为8 MPa,烧结温度为275°C,烧结时间为50 s。基于此工艺制备的互连接头剪切强度高达68.8 MPa。快速热压短时间内形成的烧结组织,在服役过程中会产生更加剧烈的收缩,Si C纳米颗粒的复合,可以通过细化烧结组织、阻碍烧结组织在服役过程中发生剧烈收缩,来提高互连接头的高温服役稳定性和长期服役可靠性:复合含量为5%的浆料烧结接头,250°C高温剪切强度下降比例由45.6%降低为16.3%;复合含量为2%的浆料烧结接头,冷热冲击200周期后,剪切强度由46.6 MPa上升至81.4MPa,增幅达到75%。