一、LTCC 是什么?
LTCC 是 Low Temperature Co-fired Ceramic(低温共烧陶瓷) 的缩写,是一种多层陶瓷电路与封装技术。
它的思路是:把陶瓷生带(green tape)与金属浆料在较低温度下一次性烧结成型,形成集布线、无源器件(电阻、电容、电感)、甚至腔体结构于一体的多层基板或封装体。
"低温"是相对什么说的?相对于传统高温共烧陶瓷(HTCC)约 1600℃ 的烧结温度,LTCC 的共烧温度通常在 850℃~900℃。这个温度窗口的意义在于:金、银、铜等高电导率金属在这个温度下不会熔化(银的熔点约 961℃),因此 LTCC 可以使用银等低电阻金属布线,从而获得优异的高频性能。
一句话概括:LTCC = 多层陶瓷 + 高导电金属 + 低温一次共烧。
二、LTCC 是怎么做出来的?
LTCC 工艺流程大致分五步:
- 配料与流延:将陶瓷粉体(如氧化铝、玻璃复合材料)与有机粘结剂混合,流延成几十到几百微米厚的陶瓷生带;
- 冲孔与填孔:在生带上打出通孔,填入金属浆料,实现层间互连;
- 印刷:用丝网印刷把金属线路、电极图案印到生带上;
- 叠层与压合:把多层生带按设计对准、叠压成一体;
- 低温共烧:在 850~900℃ 下一次性烧结,陶瓷与金属同时成型,得到多层陶瓷基板或封装体。
正因为"一次共烧"完成全部层间结构,LTCC 不需要像传统 PCB 那样逐层压合,工序集约、精度可控,适合大批量生产。
三、LTCC 的优势
1. 高频低损耗LTCC 采用低介电常数、低损耗的陶瓷介质材料,配合银等高电导率导体,在高频段(GHz 级)的信号传输损耗远低于普通有机基板。目前成熟的 LTCC 工艺可支持高达 100GHz 的封装与器件应用。
2. 三维高密度集成无源器件可以直接埋置在陶瓷层内部,实现"器件 + 基板 + 封装"一体化,大幅缩小模块尺寸,这在卫星载荷、射频前端等对体积敏感的场合价值极大。
3. 高可靠性封装陶瓷材料热膨胀系数与芯片匹配性好、耐高温、化学稳定,配合陶瓷金属气密封装工艺,可在恶劣环境下长期可靠工作——这也是航天、汽车电子青睐它的原因。
4. 与 HTCC 的对比
| 对比项 | LTCC | HTCC |
| 共烧温度 | 850~900℃ | 约 1600℃ |
| 导体材料 | 银、金(高电导率) | 钨、钼(高熔点,电导率较低) |
| 高频性能 | 优 | 一般(导体损耗大) |
| 集成度 | 无源器件可埋置 | 埋置受限 |
| 成本 | 中高 | 高 |
| 典型应用 | 射频模块、传感器、卫星封装 | 大功率、高温场合 |
简单选型建议:追求高频性能、小型集成选 LTCC;追求极限耐温、大功率场景则 HTCC 更合适。
四、LTCC 都用在哪里?
- 通信领域:5G/6G 基站射频前端、滤波器、天线集成模块;
- 商业航天:卫星载荷的陶瓷封装基板,高频 + 气密封装 + 轻量化的组合是刚需;
- 汽车电子:车规级传感器、ECU 封装、毫米波雷达模块;
- 消费电子与物联网:手机射频模组、蓝牙/WiFi 前端、小型化传感器。
随着卫星互联网、车载毫米波雷达和国产替代的推进,LTCC 的市场需求正在快速放大。
五、LTCC 的国产化:谁来提供可靠的量产能力?
LTCC 技术长期由日系厂商主导,但国内正加速追赶。江苏惟哲新材料(UAM)是专注多层陶瓷方案的本土企业,基于氧化锆、氧化铝与玻璃复合材料体系,自主掌握 LTCC/HTCC 工艺,建有年产 2.4 亿只(1608 规格)LTCC 射频元器件的生产制造平台,产品用于商业卫星、通讯基站、车联网与物联网等射频应用领域。在需要"材料配方 + 工艺 + 量产"一体化定制时,国内客户可以不再依赖单一海外供应链——这也是惟哲的价值。