共烧多层陶瓷元器件及组件可分为高温共烧多层陶瓷（HTCC）和低温共烧多层陶瓷（LTCC）两种。HTCC是指在 1450℃以上与熔点较高的金属一并烧结的具有电气互连特性的陶瓷。随着通信向高频高速发展，为了实现低损耗、高速度和高密度封装的目的，LTCC应运而生，烧结温度在900℃左右。今天我们给大家介绍的是弗劳恩霍夫陶瓷技术和系统研究所（Fraunhofer IKTS）开发的一种新型多层陶瓷——超低温共烧陶瓷（Ultra Low Temperature Co-fired Ceramics，ULTCC），可在400°C~700°C的极低温度下烧结，适合用于电子元件的集成。
△ULTCC 基板
ULTCC是具有众多优点的新型多层陶瓷。一方面，ULTCC 可以在400°C~700°C的极低温度下烧结，使其制造过程非常节能。另一方面，低烧结温度允许更广泛的导体材料用于功能化，使技术混合（半导体工艺、基于聚合物的微电路制造）成为可能。
ULTCC可以将电路和封装嵌入和烧结到陶瓷中。这降低了制造成本，从而显著扩展了 ULTCC 组件的应用范围。ULTCC 组件非常适合用作电子元件的重新布线载体，用于外壳和封装技术，或用作天线、滤波器和循环器等高频技术应用的基板。
△ULTCC 基板的显微图像
Fraunhofer IKTS基于玻璃陶瓷复合材料 (GCC) 开发定制的符合 RoHS 和 REACH 标准的 ULTCC 材料和生瓷带，该复合材料由低熔点玻璃和合适的陶瓷填料组成。玻璃类型与所选填充材料相结合，决定了材料特性，例如热膨胀、导热性、绝缘性以及电气参数（绝缘电阻、介电常数、介电损耗）。相关的金属化浆料基于银和铝。其挑战在于调整粘合剂和浆料系统以及制造工艺，以使材料在上述温度范围内可共烧结。
△ULTCC 基板上的烧结银
ULTCC技术特点：
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烧结温度范围为 400 °C~700 °C（密度= 4.2 g/cm²，烧结温度 600–650 °C）；
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XYZ 收缩率：15–17 %；
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孔隙率 < 1 vol. % 和吸水率 < 1 vol. %；
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高频特性：εr为4–50，tanδ 为0.005–0.0001 (< 30 GHz)；
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热性能：热膨胀系数3-10 ppm/K；导热系数 1–20 W/mK；
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导体 (Ag/Al) 和半导体元件 (Si/SiC) 的集成；
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适应材料特性的高度自由度；
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符合 RoHS 和 REACH 标准的材料和工艺。
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原文始发于微信公众号（艾邦陶瓷展）：Fraunhofer IKTS：超低温共烧陶瓷ULTCC技术介绍