一、引言：高频电子封装的 “工艺选择难题”

当前电子设备正朝着高频化（毫米波、太赫兹）、微型化、高可靠三大方向突破 ——5G 基站需要低损耗的毫米波模块，航空航天雷达需要抗恶劣环境的高频电路，这些需求都对封装工艺提出了严苛要求。

而 LTCC（低温共烧陶瓷）与 HTCC（高温共烧陶瓷）作为两种主流多层陶瓷封装技术，始终是高频领域的 “核心备选方案”：前者以低损耗、高集成度适配高频信号传输，后者以高热导、耐高温支撑极端场景。但如何根据具体需求选择？两者在工艺、性能、成本上的差异究竟如何？

本文将从技术原理、工艺流程切入，通过多维度对比明确两者核心差异，再结合高频领域实际应用场景，给出清晰的工艺选型逻辑，助力解决封装方案的 “选择难题”。

二、LTCC 与 HTCC：核心技术原理与工艺流程

要理解两者的差异，需先明确其技术本质 —— 同为多层陶瓷封装，但 “烧结温度” 的不同，决定了材料选择、工艺路线与性能偏向的根本区别。

（一）LTCC：低温共烧陶瓷技术

1. 核心原理

LTCC 技术通过在陶瓷材料中添加玻璃质助熔剂，将烧结温度降至 850°C~900°C（远低于陶瓷本身的烧结温度），实现 “陶瓷基板 + 高电导率金属（银、金、铜）” 的一次性共烧，最终形成多层三维电路结构。

其关键优势源于 “低温特性”：无需使用耐高温但低导电的金属（如钨、钼），可直接搭配银、金等高频损耗极低的导体，同时支持埋置电阻、电容、电感等无源元件，大幅提升高频电路集成度。

2. 完整工艺流程（6 大关键步骤）

1. 生瓷带制备：将陶瓷粉末（如氧化铝、氮化铝）、玻璃助熔剂与有机粘结剂混合，通过流延工艺制成厚度 50~200μm 的柔性薄片，作为电路基底；

2. 微通孔加工：用激光或机械钻孔技术，在生瓷带上钻出直径 50~100μm 的微通孔（Via），用于层间电路互连；

3. 填孔与导体印刷：通过丝网印刷将银 / 金导电浆料填入通孔，同时在生瓷带表面印刷电路走线、电极图形（线宽 / 线距可做到 50μm 以下）；

4. 叠层与压合：按电路设计顺序将印刷好的生瓷带对齐叠放，在 10~30MPa 压力、60~80°C 温度下热压，使各层紧密结合成整体坯体；

5. 低温共烧：将坯体放入烧结炉，按 “排胶（去除有机粘结剂）→烧结（850~900°C 致密化）→降温” 曲线处理，最终形成坚硬的多层陶瓷基板；

6. 后处理与组装：对基板表面电镀镍金（增强可焊性与抗氧化性），再通过 SMT（表面贴装技术）组装芯片、SMD 器件，完成高频模块制造。

（二）HTCC：高温共烧陶瓷技术

1. 核心原理

HTCC 技术无需添加玻璃助熔剂，依赖陶瓷材料（如高纯氧化铝、氮化硅）本身的高温烧结特性，在 1600°C~1800°C 下完成烧结。由于烧结温度极高，仅能搭配高熔点金属（钨、钼、锰） 作为导体 —— 这类金属虽能耐受高温，但电导率仅为银的 1/5~1/3，高频信号损耗相对较大。

其核心价值在于 “高热导与高稳定性”：陶瓷基板纯度高（氧化铝含量常达 95% 以上），热导率可达 15~20W/mK（是 LTCC 的 2~3 倍），同时耐高温、抗辐射，适合承载大功率高频器件的散热需求。

2. 完整工艺流程（与 LTCC 的关键差异点）

HTCC 流程与 LTCC 类似，但因 “高温烧结” 特性，存在 3 处核心差异：

1. 生瓷带成分：无玻璃助熔剂，以高纯陶瓷粉末（如 99% 氧化铝）为主，坯体硬度更高、脆性更大；

2. 导体材料：使用钨、钼等金属浆料，印刷后需在惰性气体（如氮气）保护下烧结，避免金属氧化；

3. 烧结温度：核心烧结阶段温度达 1600~1800°C，烧结时间更长（通常 10~15 小时），能耗与工艺控制难度更高。

三、LTCC 与 HTCC 核心性能对比：高频领域的 “关键差异点”

高频领域选择封装工艺时，介电损耗、布线精度、高频适配性是核心考量因素。以下从 8 个维度展开对比，重点标注高频相关特性：

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| 对比维度          | LTCC（低温共烧陶瓷）                                  | HTCC（高温共烧陶瓷）                                    |

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| 烧结温度      | 850°C~900°C，能耗低、工艺易控制                        | 1600°C~1800°C，能耗高、需专业高温炉                    |

| 导体材料      | 银、金、铜（电导率高，σ 银≈6.3×10⁷S/m）                | 钨、钼、锰（电导率低，σ 钨≈1.8×10⁷S/m）                  |

| 介电损耗（高频）| 极低（10GHz 下 tanδ≈0.002），高频信号衰减小              | 较高（10GHz 下 tanδ≈0.008~0.01），高频损耗明显            |

| 布线精度      | 高（线宽 / 线距≥50μm），支持精细高频电路                | 较低（线宽 / 线距≥100μm），精细布线难度大                |

| 热导率        | 中（2~7W/mK），适合中低功率高频器件                  | 高（15~20W/mK），适合大功率高频器件散热                |

| 高频适配性    | 优秀（适配毫米波、太赫兹，支持 AiP、FEM 等高频模块）    | 一般（仅适配微波中低频段，高频损耗限制应用）            |

| 成本          | 中等（材料成本高，但能耗、工艺成本低）                | 较高（高温能耗 + 钨钼材料贵，整体成本比 LTCC 高 30%~50%）    |

| 可靠性        | 高（耐温 - 55°C~125°C，抗振动）                        | 极高（耐温 - 65°C~250°C，抗辐射、抗冲击，适合极端环境）    |

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四、高频领域工艺选择逻辑：3 大核心场景的 “选型指南”

结合上述对比，不同高频应用场景的 “工艺偏好” 清晰可见 —— 核心是平衡 “高频性能需求” 与 “环境 / 功率约束”，以下为 3 大典型场景的选择建议：

（一）5G/6G 通信：优先选 LTCC，适配 “低损耗 + 微型化”

5G 基站的Massive MIMO 天线（大规模多输入多输出） 、毫米波前端模块（FEM）、天线内置封装（AiP），以及 6G 的太赫兹通信组件，核心需求是 “低损耗 + 高集成”：

• 毫米波信号（24~77GHz）对损耗极敏感，LTCC 的低介电损耗（tanδ≈0.002）可将信号衰减控制在 5% 以内，远优于 HTCC；

• 基站与终端设备要求小型化，LTCC 支持埋置无源元件（如电感、滤波器），可将模块体积缩小 30%~50%，而 HTCC 布线精度低，难以满足微型化需求。

典型应用：华为 5G 基站毫米波模块、苹果 iPhone 毫米波天线封装均采用 LTCC 工艺。

（二）航空航天高频雷达：LTCC 与 HTCC “分场景适配”

航空航天领域的高频需求分两类，需针对性选择：

1. 机载雷达（如相控阵雷达）：工作频率多为 X 波段（8~12GHz），同时需耐受 - 55°C~85°C 温度循环，LTCC 的低损耗 + 轻量化特性更适配，可减少雷达模块重量（航空设备对重量敏感）；

2. 卫星通信 / 导弹制导：需在太空辐射、高温（150°C 以上）环境下工作，且部分大功率雷达需散热支持，此时 HTCC 的 “抗辐射 + 高热导” 优势凸显 —— 例如北斗卫星的高频信号处理模块，就采用 HTCC 封装以确保极端环境下的可靠性。

（三）高频大功率器件：HTCC “补位”，解决 “散热痛点”

部分高频场景同时伴随大功率（如射频功率放大器、高频加热设备），需兼顾 “高频传输” 与 “散热”：

• 若功率密度≤5W/cm²（如小型射频模块），LTCC 的热导率（2~7W/mK）可满足散热，优先选 LTCC 以降低损耗；

• 若功率密度＞5W/cm²（如大功率雷达发射模块），HTCC 的高热导（15~20W/mK）能快速导出热量，避免器件过热失效 —— 此时需接受 HTCC 的高频损耗，通过电路设计（如缩短传输路径）弥补，或采用 “HTCC 基板 + LTCC 表层电路” 的混合方案。

五、LTCC 与 HTCC 的未来发展：高频领域的 “技术升级方向”

为更好适配高频领域需求，两者均在针对性优化，未来技术突破将聚焦 3 个方向：

1. LTCC：向 “更低损耗 + 更高热导” 升级

• 材料创新：开发无玻璃相的 LTCC 陶瓷（如氮化铝基 LTCC），将热导率提升至 15W/mK 以上，同时保持介电损耗≤0.0015，兼顾高频与散热；

• 工艺精细化：推动布线精度向 20μm 以下突破，支持更复杂的高频电路集成，适配 6G 太赫兹场景。

2. HTCC：向 “高频适配性优化” 发力

• 导体材料改良：研发 “钨 - 银复合浆料”，在保持耐高温特性的同时，将电导率提升 20%~30%，降低高频损耗；

• 低温化尝试：通过添加少量纳米级助熔剂，将 HTCC 烧结温度降至 1200°C~1300°C，可兼容铜导体（电导率高于钨），改善高频性能。

3. 异质集成：“LTCC+HTCC” 互补方案

未来高频封装将不再是 “二选一”，而是 “优势结合”—— 例如用 HTCC 做底层基板（承担散热与结构支撑），LTCC 做表层电路（实现低损耗高频传输），形成 “高热导 + 低损耗” 的混合封装，适配大功率高频器件（如航空航天大功率雷达）。

六、高频封装的 “选择本质” 是 “需求匹配”

LTCC 与 HTCC 并非 “替代关系”，而是 “互补关系”：在高频领域，LTCC 是 “常规场景的最优解”—— 以低损耗、高集成满足 5G/6G、常规雷达的需求；HTCC 是 “极端场景的必要解”—— 以高可靠、高热导支撑太空、导弹等特殊环境。

对于电子封装从业者而言，选择工艺时无需纠结 “技术优劣”，关键是明确 3 个核心问题：工作频率是否超过 10GHz？是否需要耐受极端环境？功率密度是否高于 5W/cm²？ 理清这三点，就能快速锁定最适配的封装方案 —— 这也是本文对比两种技术的核心价值所在。