与塑封不同，陶瓷或者金属封料属于气密性封装，主要应用在航空、航天、核能、军事以及对器件工作环境有着严格要求的环境。气密性的设计可以有效地阻止湿气或其他化学离子对芯片的腐蚀。
      金属是此类封装中最为常用的材料。通常芯片粘贴在陶瓷基板上，或者直接粘贴在金属外壳上。引脚通过陶瓷或玻璃绝缘穿过金属壳体。所以用作壳体的金属材料需满足一些基本条件。首先壳体材料的热膨胀系数要尽量和芯片、框架接近，这样可以降低在热循环过程中产生的热失配应力；良好的导热性可以为芯片提供有效的散热；另外，还要求具有良好的电磁和射频干扰屏蔽性、易焊性、易加工性和耐腐蚀性。
      由于 Kovar 合金（ Fe - Ni - Co ）的 CTE （5.1~5.9)x10-/°℃，与大多数的密封玻璃的 CTE 接近，所以 Kovar 被广泛采用；但是 Kovar 合金的热导率仅为16W/( m · K )，和阑基合金相比要低很多，所以更多用于低功率器件，或者需要另有散热回路设计。对于大功率器件而言，热导率高达200W/( m · K ）的铜基合金是更为合理的选择。
      陶瓷也是一种常见的密封材料。与金属材料相比，其主要特点就是在保持气密性的同时成本要低得多。通常的陶瓷材料为氧化铝，一般以90%（质量分数）的氧化铝为基体，适当掺人一定成分的二氧化硅、氧化镁和氧化钙。因为这类氧化物的电阻率都在104Ω. cm 以上，所以陶瓷封装都有绝缘性。陶瓷材料的 CTE 和常用的芯片材料非常接近，这样可以大大减小热循环中导致的热失配应力。但是氧化铝的热导率很低，只能用在小功率的器件封装中。对于大功率应用就需要考虑其他材料，比如 BeO 、 AlN 和 SiC 。
     BeO 虽然具有很高的热导率，但是 BeO 有毒性。所以只在必要的时候使用，更多时候是使用 AIN ，它在保持较高热导率（170~260W/( m . K )）的同时，也有着和硅芯片相当的热膨胀系数。
     另外一种新的密封材料为金属基复合材料（ metal matrix composite , MMC )，一般是以金属或合金为连续的基体而以颗粒、晶须或纤维形式的第二相组成的复合材料。
      金属封料和陶瓷封料的研发也多以复合材料为主，例如，可以把碳纤维嵌入铝基体中，以提高强度并降低密度，当然为了避免 Al 和 C 发生反应，通常要在碳纤维表面覆盖 Ni 或 TiB 。也可以将金属和陶瓷复合而获得性能可调的密封材料。