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纳米银焊膏作为一种无铅连接材料,可通过低温烧结技术实现功率器件与DBC基板的互连。由于其高的熔点（961℃）、低的烧结工艺温度（250～300℃）、低杨氏模量（9 GPa）以及高的热导率（240 W/m·K）,已受到广泛关注。针对当前空气气氛中纳米银焊膏与DBC基板连接存在的由于氧化导致无法有效通过原子扩散形成可靠连接的问题,本文对甲酸气氛中纳米银焊膏的烧结致密化机制及其无压连接IGBT芯片的工艺及可靠性展开了研究工作。首先,本文研究了甲酸气氛中纳米银焊膏的无压低温烧结机制及其致密化行为。研究结果表明,甲酸气氛对纳米银焊膏的致密化行为具有显著促进作用。甲酸气氛中烧结纳米银的孔隙率为15.5%,芯片连接层的剪切强度可达30 MPa。同时研究发现,甲酸气氛中纳米银焊膏的致密化行为与甲酸的主导分解机制有关。当180℃注入甲酸时,甲酸通过脱氢机制产生H2,而H2通过氢催化机制将纳米银焊膏中大分子链的有机物氢解为小分子链的有机物,小分子链的有机物将在烧结过程中不断地挥发出去,从而实现纳米银焊膏的致密化。而当280℃注入甲酸时,甲酸通过脱水机制产生CO,纳米银焊膏并不会发生显著致密化。甲酸气氛中纳米银焊膏的烧结机制可分为三个阶段:稀释剂和分散剂等低温有机物的挥发阶段（25～180℃）,大分子链的高温粘结剂的氢解阶段（180℃）,小分子有机物的挥发和纳米银颗粒的致密化阶段（180～280℃）。其次,基于上述烧结连接方法,本文研究烧结纳米银封装IGBT模块的制备工艺,并分析比较了烧结纳米银封装IGBT模块和同级别商业模块的静态和动态开关性能。研究表明,烧结纳米银封装IGBT模块的静态压降和开关损耗达同等级商业模块水平,而烧结纳米银封装IGBT模块的热阻较商业模块却低12.7%。最后,本文研究了烧结纳米银封装IGBT模块和商业模块的高低温冲击（-55～150℃）和功率循环（结温:25～150℃）老化行为。高低温冲击老化研究表明,烧结纳米银封装IGBT模块经历1000 cycles的高低温老化冲击,其热阻没有显著增加,而商业模块在经历500 cycles老化后,模块热阻由初始值0.45℃/W增加至0.58℃/W,模块发生失效。功率循环老化研究表明,商业模块的寿命经历63 K cycles时,其降压因增大为初始值的20%而失效,而烧结纳米银封装IGBT模块的寿命为90 K cycles。