低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-Fired Ceramics,LTCC)封裝能將不同種類的芯片等元器件組裝集成于同一封裝體內以實現系統的某些功能，是實現系統小型化、集成化、多功能化和高可靠性的重要手段。
LTCC 封裝材料是指用于承載電子元器件及其相互連線，起到機械支撐、密封環境保護、信號傳遞、散熱和屏蔽等作用的基體材料，包括 LTCC 基板、布線、殼體、框架、熱沉、蓋板、焊料等材料，總體上分為LTCC 基板材料、封裝金屬材料和焊接材料三大類。艾邦建有LTCC交流群，誠邀LTCC生產企業、設備、材料企業參與。
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LTCC 基板材料包括 LTCC 生瓷帶和與生瓷帶配套的導體和電阻等材料。
LTCC所用的布線和通孔連接的導體材料以 Au、Ag、Pd、Pt等貴金屬或它們的合金(二元合金或三元合金 PdAg、PtAg、PtAu、PtPdAu等)為導電相，其性能穩定，工藝成熟，可在空氣氣氛下燒結。Cu 也是高電導率材料，導熱率較高，焊接性能優異，適合低溫燒結，但由于 Cu 在空氣中受熱后極易氧化，故與 Au、Ag 等貴金屬材料不同，在燒結時需有中性氣氛(常用氮氣)做保護氣體。
表 LTCC 與 HTCC 主要導體材料比較
LTCC 封裝用生瓷帶主要有玻璃陶瓷系(微晶玻璃)和玻璃+陶瓷系兩類。
●?玻璃陶瓷系在基板燒結時析出低介電常數低損耗微晶相，適合制作高頻組件或模塊用基板中。
●?玻璃+陶瓷系以玻璃作為低溫燒結助劑，陶瓷作為主晶相，改善基板力學和熱性能，其介電常數和介電損耗一般比微晶玻璃要大，主要用于中低頻電路基板。
表? LTCC材料基本性能
對傳輸線路來說，低介電常數有利于信號的高速傳輸(信號的傳輸延遲時間正比于介電常數的方根)。更高的介電常數意味著更小的波長，也意味著使用高介電常數可以使微波器件的尺寸做得更小。
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LTCC 封裝金屬材料主要根據金屬封裝材料特性進行選擇，需要綜合考慮金屬材料的熱導率、熱膨脹系數、密度、可焊性、工藝成熟性等。
表 封裝金屬材料基本特性
含鎳 29%、鈷 18% 的 Fe-Ni-Co 系合金稱為可伐(Kovar)合金，其熱膨脹系數較小，與常用 LTCC 基片熱膨脹系數相匹配，具有較好的加工性，成本較低，是一種較常用的金屬管殼材料。
但其熱導率不高，這也限制了它作為金屬管殼封裝的應用范圍。
CuW 和 CuMo 合金則結合了 WMo 和Cu 的許多優異特性，從而具有良好的導熱導電性、耐電弧侵蝕性、抗熔焊性和耐高溫、抗氧化性等特點，并且熱膨脹系數可在一定范圍內選擇，主要應用于大規模集成電路和大功率微波器件中，作為熱控板、散熱元件(熱沉材料)和引線框架使用。
但因 CuW 和 CuMo 密度較大等原因，使用范圍受限，不適于在便攜式電子產品和航空航天裝備中應用，在要求電子設備輕量化的 LTCC 封裝中應用越來越少。
鋁硅合金材料具有質量輕、熱膨脹系數較低、熱傳導性能良好、強度和剛度高等優點，且與金、銀、鎳可鍍，硅與鋁潤濕良好，具有易于精密機加工、無毒、成本低廉等優越性能，受到國內外學者的廣泛關注，成為具有廣闊應用前景的電子封裝材料之一。
AlSiC 具有高熱導率、低膨脹系數、高強度、低密度、良好的導電性等特點，正被越來越多的學者所關注，ASiC 作為基板或熱沉材料在國內封裝領域已得到批量應用。
LTCC 封裝焊接材料主要作為連接材料，用于 LTCC 基板與金屬底板、金屬圍框、引腳的焊接，基板上元器件組裝、焊球連接及基板垂直互連等。LTCC 封裝用焊接材料熔點一般低于 450 ℃，屬于軟釬料。
LTCC 封裝在生產過程中，需進行金屬與陶瓷焊接、元器件組裝、焊球陣列制作、垂直互連等工序，這些組裝和封裝過程常常是通過多步焊接完成的。為了使后道工序不影響前道工序焊接結果(元件回熔和移位)，不同工序所用焊料的熔點往往要有一定的溫度差，形成溫度梯度。
●?有鉛焊料主要是鉛錫焊料，其工藝成熟，常用的 Sn63Pb37 焊料焊點可靠性、光澤度及一些機械性能優于無鉛焊料。
●?無鉛焊料主要指金系焊料和錫銀系焊料。雖然無鉛焊料工藝、物理等某些特性不如鉛錫焊料，但無鉛焊料在某些方面也表現出良好的特性，如錫銀銅焊料具有鉛錫焊料 1.5~2.0 倍的抗張強度和優秀的抗熱疲勞性能，金錫焊料具有比鉛錫焊料高得多的抗拉強度和優異的抗氧化性。無鉛化也是電子材料的一個發展方向。
LTCC 封裝焊接材料有焊膏和焊片，焊膏更適合微小元器件和焊球等多點位置的焊接，焊片常用于圍框、基板等面積相對較大的焊件和精確尺寸(焊料逸出少)焊件的焊接。Au80Sn20 、Au88Ge12 等焊料需在氮氣保護或真空氣氛下焊接，其成本較高，主要用于金屬與 LTCC 基板氣密性焊接；鉛錫焊料、錫銀系焊料等可在空氣氣氛中焊接，主要用于元器件焊接和垂直互連等。
來源：LTCC 封裝技術研究現狀與發展趨勢，李建輝，丁小聰.
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原文始發于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：低溫共燒陶瓷（LTCC）封裝材料介紹
