低温烧结银焊膏,具有较高的熔点、热导率、电导率和可靠性,可以应用于耐高温芯片互连。镍作为一种在基板、底板以及印刷电路板等表面常见的金属镀层,镀层成本低,具有良好的耐腐蚀性。但是目前还没有关于烧结银在镍表面获得较高连接强度的报道,其原因是镍在烧结过程中容易氧化,镍的氧化物会阻碍银-镍界面金属键的形成,并且银-镍在固态下几乎完全不溶,银-镍相互扩散速率较低,形成较高强度的烧结银-镍互连接头比较困难。如果可以实现高强度的烧结银与镍的互连,可以无需额外的镀金或镀银,大大降低工艺成本,这对于拓展烧结银互连材料和技术具有非常重要的理论和应用价值。因此,本文针对影响烧结银-镍互连的科学与技术问题,如银焊膏材料的烧结致密度,镀镍基板的表面粗糙度、化学成分、晶体结构和在烧结过程中的氧化问题,银-镍固溶度和扩散速率,以及无压烧结工艺曲线（如烧结温度和保温时间）等展开了研究。经过表征,在270℃无压低温烧结10 min的银-镍互连接头的连接强度可达40 MPa以上,并且具有优异的热性能和电性能。首先,本文通过对比研究,发现采用微米、亚微米和纳米银颗粒混合的三峰银焊膏比微米银焊膏具有更高的银颗粒堆积密度,有利于提升烧结致密度,提高烧结银接头连接强度。在相同的无压烧结工艺下,采用三峰银焊膏比微米银焊膏的孔隙率降低了2%,连接强度提高了16 MPa左右。其次,本文研究了无压烧结银-镍互连工艺和连接机制,分析了烧结温度和保温时间对烧结银微观形貌、界面扩散速率、镍的氧化速率和连接强度的影响。此外,本文还对比研究了化学镀镍（磷）基板和电镀镍基板的表面粗糙度、化学成分、晶体结构、在烧结过程中的氧化情况、以及连接强度等,发现化学镀镍（磷）呈非晶态,不容易氧化,电镀镍呈晶体结构,更容易氧化。在化学镀镍（磷）比在电镀镍基板上的连接强度高15～25 MPa。最后,本文表征了无压烧结银-镍互连接头的热性能和电性能,通过与烧结银-金互连接头以及有限元模拟结果对比,发现烧结银-镍互连接头具有优异的瞬态和稳态热性能、以及静态和动态电性能,证明了无压烧结银-镍互连接头的可行性。