一、引言：高頻電子封裝的 “工藝選擇難題”

當(dāng)前電子設(shè)備正朝著高頻化（毫米波、太赫茲）、微型化、高可靠三大方向突破 ——5G 基站需要低損耗的毫米波模塊，航空航天雷達(dá)需要抗惡劣環(huán)境的高頻電路，這些需求都對(duì)封裝工藝提出了嚴(yán)苛要求。

而 LTCC（低溫共燒陶瓷）與 HTCC（高溫共燒陶瓷）作為兩種主流多層陶瓷封裝技術(shù)，始終是高頻領(lǐng)域的 “核心備選方案”：前者以低損耗、高集成度適配高頻信號(hào)傳輸，后者以高熱導(dǎo)、耐高溫支撐極端場(chǎng)景。但如何根據(jù)具體需求選擇？?jī)烧咴诠に嚒⑿阅?、成本上的差異究竟如何?/span>

本文將從技術(shù)原理、工藝流程切入，通過多維度對(duì)比明確兩者核心差異，再結(jié)合高頻領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用場(chǎng)景，給出清晰的工藝選型邏輯，助力解決封裝方案的 “選擇難題”。

二、LTCC 與 HTCC：核心技術(shù)原理與工藝流程

要理解兩者的差異，需先明確其技術(shù)本質(zhì) —— 同為多層陶瓷封裝，但 “燒結(jié)溫度” 的不同，決定了材料選擇、工藝路線與性能偏向的根本區(qū)別。

（一）LTCC：低溫共燒陶瓷技術(shù)

1. 核心原理

LTCC 技術(shù)通過在陶瓷材料中添加玻璃質(zhì)助熔劑，將燒結(jié)溫度降至 850°C~900°C（遠(yuǎn)低于陶瓷本身的燒結(jié)溫度），實(shí)現(xiàn) “陶瓷基板 + 高電導(dǎo)率金屬（銀、金、銅）” 的一次性共燒，最終形成多層三維電路結(jié)構(gòu)。

其關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)源于 “低溫特性”：無需使用耐高溫但低導(dǎo)電的金屬（如鎢、鉬），可直接搭配銀、金等高頻損耗極低的導(dǎo)體，同時(shí)支持埋置電阻、電容、電感等無源元件，大幅提升高頻電路集成度。

2. 完整工藝流程（6 大關(guān)鍵步驟）

1. 生瓷帶制備：將陶瓷粉末（如氧化鋁、氮化鋁）、玻璃助熔劑與有機(jī)粘結(jié)劑混合，通過流延工藝制成厚度 50~200μm 的柔性薄片，作為電路基底；

2. 微通孔加工：用激光或機(jī)械鉆孔技術(shù)，在生瓷帶上鉆出直徑 50~100μm 的微通孔（Via），用于層間電路互連；

3. 填孔與導(dǎo)體印刷：通過絲網(wǎng)印刷將銀 / 金導(dǎo)電漿料填入通孔，同時(shí)在生瓷帶表面印刷電路走線、電極圖形（線寬 / 線距可做到 50μm 以下）；

4. 疊層與壓合：按電路設(shè)計(jì)順序?qū)⒂∷⒑玫纳蓭?duì)齊疊放，在 10~30MPa 壓力、60~80°C 溫度下熱壓，使各層緊密結(jié)合成整體坯體；

5. 低溫共燒：將坯體放入燒結(jié)爐，按 “排膠（去除有機(jī)粘結(jié)劑）→燒結(jié)（850~900°C 致密化）→降溫” 曲線處理，最終形成堅(jiān)硬的多層陶瓷基板；

6. 后處理與組裝：對(duì)基板表面電鍍鎳金（增強(qiáng)可焊性與抗氧化性），再通過 SMT（表面貼裝技術(shù)）組裝芯片、SMD 器件，完成高頻模塊制造。

（二）HTCC：高溫共燒陶瓷技術(shù)

1. 核心原理

HTCC 技術(shù)無需添加玻璃助熔劑，依賴陶瓷材料（如高純氧化鋁、氮化硅）本身的高溫?zé)Y(jié)特性，在 1600°C~1800°C 下完成燒結(jié)。由于燒結(jié)溫度極高，僅能搭配高熔點(diǎn)金屬（鎢、鉬、錳） 作為導(dǎo)體 —— 這類金屬雖能耐受高溫，但電導(dǎo)率僅為銀的 1/5~1/3，高頻信號(hào)損耗相對(duì)較大。

其核心價(jià)值在于 “高熱導(dǎo)與高穩(wěn)定性”：陶瓷基板純度高（氧化鋁含量常達(dá) 95% 以上），熱導(dǎo)率可達(dá) 15~20W/mK（是 LTCC 的 2~3 倍），同時(shí)耐高溫、抗輻射，適合承載大功率高頻器件的散熱需求。

2. 完整工藝流程（與 LTCC 的關(guān)鍵差異點(diǎn)）

HTCC 流程與 LTCC 類似，但因 “高溫?zé)Y(jié)” 特性，存在 3 處核心差異：

1. 生瓷帶成分：無玻璃助熔劑，以高純陶瓷粉末（如 99% 氧化鋁）為主，坯體硬度更高、脆性更大；

2. 導(dǎo)體材料：使用鎢、鉬等金屬漿料，印刷后需在惰性氣體（如氮?dú)猓┍Ｗo(hù)下燒結(jié)，避免金屬氧化；

3. 燒結(jié)溫度：核心燒結(jié)階段溫度達(dá) 1600~1800°C，燒結(jié)時(shí)間更長(zhǎng)（通常 10~15 小時(shí)），能耗與工藝控制難度更高。

三、LTCC 與 HTCC 核心性能對(duì)比：高頻領(lǐng)域的 “關(guān)鍵差異點(diǎn)”

高頻領(lǐng)域選擇封裝工藝時(shí)，介電損耗、布線精度、高頻適配性是核心考量因素。以下從 8 個(gè)維度展開對(duì)比，重點(diǎn)標(biāo)注高頻相關(guān)特性：

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| 對(duì)比維度          | LTCC（低溫共燒陶瓷）                                  | HTCC（高溫共燒陶瓷）                                    |

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| 燒結(jié)溫度      | 850°C~900°C，能耗低、工藝易控制                        | 1600°C~1800°C，能耗高、需專業(yè)高溫爐                    |

| 導(dǎo)體材料      | 銀、金、銅（電導(dǎo)率高，σ 銀≈6.3×10?S/m）                | 鎢、鉬、錳（電導(dǎo)率低，σ 鎢≈1.8×10?S/m）                  |

| 介電損耗（高頻）| 極低（10GHz 下 tanδ≈0.002），高頻信號(hào)衰減小              | 較高（10GHz 下 tanδ≈0.008~0.01），高頻損耗明顯            |

| 布線精度      | 高（線寬 / 線距≥50μm），支持精細(xì)高頻電路                | 較低（線寬 / 線距≥100μm），精細(xì)布線難度大                |

| 熱導(dǎo)率        | 中（2~7W/mK），適合中低功率高頻器件                  | 高（15~20W/mK），適合大功率高頻器件散熱                |

| 高頻適配性    | 優(yōu)秀（適配毫米波、太赫茲，支持 AiP、FEM 等高頻模塊）    | 一般（僅適配微波中低頻段，高頻損耗限制應(yīng)用）            |

| 成本          | 中等（材料成本高，但能耗、工藝成本低）                | 較高（高溫能耗 + 鎢鉬材料貴，整體成本比 LTCC 高 30%~50%）    |

| 可靠性        | 高（耐溫 - 55°C~125°C，抗振動(dòng)）                        | 極高（耐溫 - 65°C~250°C，抗輻射、抗沖擊，適合極端環(huán)境）    |

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四、高頻領(lǐng)域工藝選擇邏輯：3 大核心場(chǎng)景的 “選型指南”

結(jié)合上述對(duì)比，不同高頻應(yīng)用場(chǎng)景的 “工藝偏好” 清晰可見 —— 核心是平衡 “高頻性能需求” 與 “環(huán)境 / 功率約束”，以下為 3 大典型場(chǎng)景的選擇建議：

（一）5G/6G 通信：優(yōu)先選 LTCC，適配 “低損耗 + 微型化”

5G 基站的Massive MIMO 天線（大規(guī)模多輸入多輸出） 、毫米波前端模塊（FEM）、天線內(nèi)置封裝（AiP），以及 6G 的太赫茲通信組件，核心需求是 “低損耗 + 高集成”：

? 毫米波信號(hào)（24~77GHz）對(duì)損耗極敏感，LTCC 的低介電損耗（tanδ≈0.002）可將信號(hào)衰減控制在 5% 以內(nèi)，遠(yuǎn)優(yōu)于 HTCC；

? 基站與終端設(shè)備要求小型化，LTCC 支持埋置無源元件（如電感、濾波器），可將模塊體積縮小 30%~50%，而 HTCC 布線精度低，難以滿足微型化需求。

典型應(yīng)用：華為 5G 基站毫米波模塊、蘋果 iPhone 毫米波天線封裝均采用 LTCC 工藝。

（二）航空航天高頻雷達(dá)：LTCC 與 HTCC “分場(chǎng)景適配”

航空航天領(lǐng)域的高頻需求分兩類，需針對(duì)性選擇：

1. 機(jī)載雷達(dá)（如相控陣?yán)走_(dá)）：工作頻率多為 X 波段（8~12GHz），同時(shí)需耐受 - 55°C~85°C 溫度循環(huán)，LTCC 的低損耗 + 輕量化特性更適配，可減少雷達(dá)模塊重量（航空設(shè)備對(duì)重量敏感）；

2. 衛(wèi)星通信 / 導(dǎo)彈制導(dǎo)：需在太空輻射、高溫（150°C 以上）環(huán)境下工作，且部分大功率雷達(dá)需散熱支持，此時(shí) HTCC 的 “抗輻射 + 高熱導(dǎo)” 優(yōu)勢(shì)凸顯 —— 例如北斗衛(wèi)星的高頻信號(hào)處理模塊，就采用 HTCC 封裝以確保極端環(huán)境下的可靠性。

（三）高頻大功率器件：HTCC “補(bǔ)位”，解決 “散熱痛點(diǎn)”

部分高頻場(chǎng)景同時(shí)伴隨大功率（如射頻功率放大器、高頻加熱設(shè)備），需兼顧 “高頻傳輸” 與 “散熱”：

? 若功率密度≤5W/cm2（如小型射頻模塊），LTCC 的熱導(dǎo)率（2~7W/mK）可滿足散熱，優(yōu)先選 LTCC 以降低損耗；

? 若功率密度＞5W/cm2（如大功率雷達(dá)發(fā)射模塊），HTCC 的高熱導(dǎo)（15~20W/mK）能快速導(dǎo)出熱量，避免器件過熱失效 —— 此時(shí)需接受 HTCC 的高頻損耗，通過電路設(shè)計(jì)（如縮短傳輸路徑）彌補(bǔ)，或采用 “HTCC 基板 + LTCC 表層電路” 的混合方案。

五、LTCC 與 HTCC 的未來發(fā)展：高頻領(lǐng)域的 “技術(shù)升級(jí)方向”

為更好適配高頻領(lǐng)域需求，兩者均在針對(duì)性優(yōu)化，未來技術(shù)突破將聚焦 3 個(gè)方向：

1. LTCC：向 “更低損耗 + 更高熱導(dǎo)” 升級(jí)

? 材料創(chuàng)新：開發(fā)無玻璃相的 LTCC 陶瓷（如氮化鋁基 LTCC），將熱導(dǎo)率提升至 15W/mK 以上，同時(shí)保持介電損耗≤0.0015，兼顧高頻與散熱；

? 工藝精細(xì)化：推動(dòng)布線精度向 20μm 以下突破，支持更復(fù)雜的高頻電路集成，適配 6G 太赫茲場(chǎng)景。

2. HTCC：向 “高頻適配性優(yōu)化” 發(fā)力

? 導(dǎo)體材料改良：研發(fā) “鎢 - 銀復(fù)合漿料”，在保持耐高溫特性的同時(shí)，將電導(dǎo)率提升 20%~30%，降低高頻損耗；

? 低溫化嘗試：通過添加少量納米級(jí)助熔劑，將 HTCC 燒結(jié)溫度降至 1200°C~1300°C，可兼容銅導(dǎo)體（電導(dǎo)率高于鎢），改善高頻性能。

3. 異質(zhì)集成：“LTCC+HTCC” 互補(bǔ)方案

未來高頻封裝將不再是 “二選一”，而是 “優(yōu)勢(shì)結(jié)合”—— 例如用 HTCC 做底層基板（承擔(dān)散熱與結(jié)構(gòu)支撐），LTCC 做表層電路（實(shí)現(xiàn)低損耗高頻傳輸），形成 “高熱導(dǎo) + 低損耗” 的混合封裝，適配大功率高頻器件（如航空航天大功率雷達(dá)）。

六、高頻封裝的 “選擇本質(zhì)” 是 “需求匹配”

LTCC 與 HTCC 并非 “替代關(guān)系”，而是 “互補(bǔ)關(guān)系”：在高頻領(lǐng)域，LTCC 是 “常規(guī)場(chǎng)景的最優(yōu)解”—— 以低損耗、高集成滿足 5G/6G、常規(guī)雷達(dá)的需求；HTCC 是 “極端場(chǎng)景的必要解”—— 以高可靠、高熱導(dǎo)支撐太空、導(dǎo)彈等特殊環(huán)境。

對(duì)于電子封裝從業(yè)者而言，選擇工藝時(shí)無需糾結(jié) “技術(shù)優(yōu)劣”，關(guān)鍵是明確 3 個(gè)核心問題：工作頻率是否超過 10GHz？是否需要耐受極端環(huán)境？功率密度是否高于 5W/cm2？ 理清這三點(diǎn)，就能快速鎖定最適配的封裝方案 —— 這也是本文對(duì)比兩種技術(shù)的核心價(jià)值所在。