纳米银焊膏作为一种新型无铅化芯片互连材料,具有良好的机械性能、导电性能以及导热性能,可满足大功率电力电子半导体器件的高温、高密度封装要求。随着具有高频、高温应用特性的第三代宽禁带半导体器件的迅速发展,欧洲电力电子行业正大力推广这种新型无铅互连材料。由于其大大简化了传统的连接工艺及装置,且性能优异,正逐渐取代传统焊料合金,成为未来第三代半导体器件高密度、高温封装的关键互连材料之一。本文主要研究盐雾环境中烧结纳米银的电化学迁移失效行为、机理及抑制措施,可为在临海和海洋环境中应用的电力电子器件的封装可靠性设计提供关键的理论依据,具有重要的意义。本文对烧结纳米银在环境杂质“氯”中的电化学迁移行为的研究主要采用了薄液膜法。本方法有助于烧结纳米银电极的阳极、阴极与液膜的接触面积恒定,可很好保证实验结果具有良好的重复性。通过原位观测电化学迁移过程,发现薄液膜法可以使得较水滴实验法中的反射光圈小,同时有利于获得pH分布,沉淀形成,树枝生长过程等高质量的微观图像信息。本文通过定义银树枝桥接电极对的时间为短路时间,主要研究了不同氯浓度对烧结纳米银电化学迁移的影响。研究发现,随着氯浓度的增加,电极反应加快,同一时间阳极生成沉淀数量增多,阴极产生的气体增多。在较低氯浓度下,由于阴阳极反应速率的加快,银离子迁移与沉积形成树枝的过程加快,于是短路时间相比在水薄膜条件下较短;而在较高浓度下,由于阳极表面形成氯化银和氧化银沉淀,对阳极溶解起阻碍作用,短路时间因此而增加;而在高浓度下,阳极表面形成大量沉淀,阳极的溶解被抑制,于是未形成银树枝,电化学迁移行为没有出现。迁移产物的形貌主要有两种,低氯浓度下,出现两种迁移产物,一种为银树枝,一种为云层状结构;较高氯浓度下,只有银树枝出现;而高氯浓度下,没有迁移产物出现。此外,本文还开展了抑制银迁移的措施探索研究,包括高温干燥环境因素和惰性气体环境因素的影响。研究发现,纯N2条件下,高温银迁移现象未出现,进一步说明O2是参与银迁移的重要成分。在功率电子封装中,这为说明排除环境O2对提高烧结纳米银的可靠性提供重要依据。