随着电子封装系统的功率密度日益增大，散热成为影响封装系统可靠性和使用寿命的重要因素。纳米银浆由于可实现低温烧结形成可高温服役的互连接头且该接头具有优异的导热性能而受到广泛的研究。但是，纳米银浆的应用仍然被其过长的烧结时间（20-30min）、较高的烧结温度（>250℃）以及烧结压力的施加所限制。在烧结机理研究方面，对于作为纳米银浆中重要组成部分的有机包覆层的行为与纳米银颗粒的烧结过程往往独立起来进行单独的讨论与分析，这与实际情况不符。另外，截至目前，纳米银浆低温烧结形成可高温服役互连接头的特性尚未被验证。本文针对以往研究的不足，对有机包覆层影响下纳米银颗粒的烧结过程进行了研究，揭示了有机物在烧结过程中的分解变化行为，并分析了其对烧结试样微观组织和物理性能的影响。通过优化有机包覆层的含量，提高了纳米银浆烧结试样的热导率，改善了互连工艺性。同时，对纳米银浆低温烧结试样的高温稳定性进行了研究。本文通过化学还原的方法制备了水基的纳米银浆，由于没有加入额外的有机聚合物使得烧结温度显著下降，在低温情况下实现了无压烧结。烧结的微观组织呈现由二维链状组织组成的松塔状形貌。在此基础上，通过使用不同种类及浓度参数的絮凝剂对有机包覆层的含量进行了控制，实现了纳米银颗粒不发生预先团聚的前提下降低有机包覆层含量。有机包覆层含量减少后的纳米银颗粒在烧结过程中由于与其它纳米银颗粒的接触面增多而呈现三维生长方式，形成网络状的烧结组织。通过TEM观察，在这种烧结组织内部发现了大量的孪晶，由于孪晶界对电子的散射效应十分有限，其散射能力不到普通大角度晶界的十分之一，加上贯穿晶粒的孪晶可以在大角度晶界处引入原子排列较为规则的低Σ重位点阵晶界，使烧结组织具有很低的热阻。这种材料克服了具有纳米晶粒尺寸的金属由于晶界散射效应，其热导率显著下降的本征缺陷。获得的纳米银浆烧结试样热导率高达229W/m·K。通过优化有机包覆层的含量，在150-200℃的烧结温度下，实现了纳米银浆快速无压低温烧结互连工艺，烧结时间缩短至30-120s，互连接头剪切强度达到16-34MPa。通过测量纳米银浆烧结试样随温度上升的尺寸变化情况，分析研究了纳米银浆作为互连接头材料的高温服役可靠性。结果显示，由于在烧结组织内部均匀分布着纳米或亚微米级的孔洞，使得烧结纳米银浆的热膨胀系数在30℃到150℃范围内略低于块体银的热膨胀系数。这种孔洞的存在有助于应力的释放与缓冲。当测试温度超过试样的烧结温度后，试样尺寸开始发生收缩，原因是低温烧结后，其微观组织没有达到稳定状态，随着温度的升高，烧结驱动力增加，微观组织会继续向更加稳定的状态演变，孔隙率下降，宏观尺寸收缩。这一结果的发现使得纳米银浆烧结互连接头可靠性评估变得复杂，需要进一步深入研究纳米银浆烧结结构与物理性能的非线性变化关系。