玻璃覆銅基板（Glass-Clad Copper Substrate，簡(jiǎn)稱GCC）是一種以特種玻璃為基材、表面覆銅的新型高性能電子基板材料。其結(jié)合了玻璃的優(yōu)異物理特性與銅的高導(dǎo)電性，廣泛應(yīng)用于高頻通信、半導(dǎo)體封裝、先進(jìn)封裝（如FCBGA、FOWLP）、微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）等領(lǐng)域，是5G通信、人工智能芯片、車載雷達(dá)等高端電子設(shè)備的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。

一、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與組成

1.1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

核心層：超薄玻璃基板（厚度50-300μm），常用材料包括鈉鈣玻璃、硼硅酸鹽玻璃或石英玻璃

金屬層：電解銅箔或?yàn)R射銅層（厚度5-35μm），表面粗糙度Ra≤0.5μm

結(jié)合層：通過磁控濺射、化學(xué)氣相沉積（CVD）或等離子活化工藝形成的過渡層（如Cr/Cu或Ti/Cu復(fù)合層）

1.2 典型技術(shù)參數(shù)

二、核心特性與優(yōu)勢(shì)

2.1 高頻性能優(yōu)勢(shì)

低介電損耗：tanδ<0.002 @10GHz（傳統(tǒng)FR-4基板tanδ≈0.02）

信號(hào)完整性：特征阻抗控制精度±3%，適合28GHz以上毫米波應(yīng)用

電磁屏蔽：銅層連續(xù)覆蓋率>99.9%，抑制電磁干擾（EMI）

2.2 熱機(jī)械特性

尺寸穩(wěn)定性：熱膨脹系數(shù)（CTE）與硅芯片（2.6 ppm/℃）高度匹配

耐高溫性：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）>500℃，支持回流焊（260℃）工藝

機(jī)械強(qiáng)度：楊氏模量70-90GPa，是FR-4基板的3-5倍

2.3 工藝兼容性

微細(xì)線路加工：支持線寬/線距≤15μm的精細(xì)線路蝕刻

多層堆疊：可通過激光鉆孔實(shí)現(xiàn)微孔（孔徑≤50μm）互連

表面處理：兼容ENIG（化學(xué)鎳金）、OSP（有機(jī)保焊膜）等工藝

三、主要應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 高頻通信設(shè)備

5G基站：Massive MIMO天線陣列基板

毫米波雷達(dá)：77GHz車載雷達(dá)射頻前端

衛(wèi)星通信：Ka波段（26.5-40GHz）相控陣模塊

3.2 先進(jìn)半導(dǎo)體封裝

2.5D/3D封裝：硅中介層（Interposer）替代方案

Chiplet集成：異構(gòu)芯片互連的再布線層（RDL）

光電子封裝：激光器/探測(cè)器共封裝（CPO）基板

3.3 特種電子設(shè)備

高功率LED：低熱阻COB（Chip on Board）基板

航空航天電子：抗輻射星載計(jì)算機(jī)主板

醫(yī)療影像設(shè)備：CT探測(cè)器陣列支撐基板

四、制造工藝流程

4.1 核心工藝步驟

玻璃基板預(yù)處理：

激光切割（皮秒激光精度±5μm）

化學(xué)強(qiáng)化（K+離子交換，表面壓應(yīng)力>700MPa）

等離子清洗（Ar/O?混合氣體，接觸角<5°）

金屬化處理：

磁控濺射沉積阻擋層（Ti/Cr，厚度50-100nm）

電鍍?cè)龊胥~層（酸性硫酸銅體系，沉積速率2-5μm/min）

圖形化蝕刻（干膜光刻+微蝕刻，側(cè)壁角度85-90°）

后處理工藝：

黑氧化處理（CuO層厚度0.3-0.8μm）

表面鈍化（苯并三唑類緩蝕劑涂覆）

激光打標(biāo)（二維碼追溯系統(tǒng)）

4.2 質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)

缺陷檢測(cè)：AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)）系統(tǒng)識(shí)別≥5μm的銅層缺陷

可靠性測(cè)試：

熱循環(huán)測(cè)試：-55℃~+125℃ 1000次循環(huán)（IPC-9701）

高壓蒸煮試驗(yàn)：121℃/100%RH/2atm 96小時(shí)（JEDEC JESD22-A102）

離子遷移測(cè)試：85℃/85%RH/5V DC 1000小時(shí)（IPC-TM-650 2.6.14）