LTCC器件对材料性能的要求包括电性能、热机械性能和工艺性能三方面。
介电常数是LTCC材料最关健的性能。由于射频器件的基本单元———谐振器的长度与材料的介电常数的平方根成反比,当器件的工作频率较低时(如数百兆赫兹),如果用介电常数低的材料,器件尺寸将大得无法使用。因此,最好能使介电常数系列化以适用于不同的工作频率。
介电损耗也是射频器件设计时一个重要考虑参数,它直接与器件的损耗相关。理论上希望越小越好。 介电常数的温度系数,这是决定射频器件电性能的温度稳定性的重要参数。
为了保证LTCC器件的可靠性,在材料选择时还必须考虑到许多热机械性能。其中最关健的是热膨胀系数,应尽可能与其要焊接的电路板相匹配。此外,考虑到加工及以后的应用,LTCC材料还应满足许多机械性能的要求,如弯曲强度σ、硬度Hv、表面平整度、弹性模量E及断裂韧性KIC等等。
工艺性能大体可包括如下方面:第一,能在900℃以下的温度下烧结成致密、无气孔的显微结构。第二,致密化温度不能太低,以免阻止银浆料和生带中有机物的排出。第三,加入适当有机材料后可流延成均匀、光滑、有一定强度的生带。
LTCC产品性能好坏完全依赖所用材料的性能。LTCC陶瓷材料主要包括,LTCC 基板材料、封装材料和微波器件材料。介电常数是LTCC材料最关健的性能。要求介电常数在2~20000范围内系列化以适用于不同的工作频率。例如相对介电常数为3.8的基板适用于高速数字电路的设计;相对介电常数为6~80的基板可很好地完成高频线路的设计;相对介电常数高达20000的基板,则可以使高容性器件集成到多层结构中。高频化是数位3C产品发展比然的趋势,发展低介电常数(ε≤10)的LTCC材料以满足高频和高速的要求是LTCC材料如何适应高频应用的一个挑战。FerroA6和DuPont的901系统介电常数为5.2~5.9,ESL公司的4110-70C为4.3~4.7,NEC公司LTCC基板介电常数为3.9左右,介电常数低达2.5的正在开发。