玻璃覆銅基板（Glass-Clad Copper Substrate，簡稱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。其結合了玻璃的優(yōu)異物理特性與銅的高導電性，廣泛應用于高頻通信、半導體封裝、先進封裝（如FCBGA、FOWLP）、微電子機械系統(tǒng)（MEMS）等領域，是5G通信、人工智能芯片、車載雷達等高端電子設備的關鍵基礎材料。

一、產品結構與組成

1.1 基礎結構

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：電解銅箔或濺射銅層（厚度5-35μm），表面粗糙度Ra≤0.5μm

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

1.2 典型技術參數(shù)

二、核心特性與優(yōu)勢

2.1 高頻性能優(yōu)勢

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

信號完整性：特征阻抗控制精度±3%，適合28GHz以上毫米波應用

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：玻璃化轉變溫度（Tg）>500℃，支持回流焊（260℃）工藝

機械強度：楊氏模量70-90GPa，是FR-4基板的3-5倍

2.3 工藝兼容性

微細線路加工：支持線寬/線距≤15μm的精細線路蝕刻

多層堆疊：可通過激光鉆孔實現(xiàn)微孔（孔徑≤50μm）互連

表面處理：兼容ENIG（化學鎳金）、OSP（有機保焊膜）等工藝

三、主要應用領域

3.1 高頻通信設備

5G基站：Massive MIMO天線陣列基板

毫米波雷達：77GHz車載雷達射頻前端

衛(wèi)星通信：Ka波段（26.5-40GHz）相控陣模塊

3.2 先進半導體封裝

2.5D/3D封裝：硅中介層（Interposer）替代方案

Chiplet集成：異構芯片互連的再布線層（RDL）

光電子封裝：激光器/探測器共封裝（CPO）基板

3.3 特種電子設備

高功率LED：低熱阻COB（Chip on Board）基板

航空航天電子：抗輻射星載計算機主板

醫(yī)療影像設備：CT探測器陣列支撐基板

四、制造工藝流程

4.1 核心工藝步驟

玻璃基板預處理：

激光切割（皮秒激光精度±5μm）

化學強化（K+離子交換，表面壓應力>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）

電鍍增厚銅層（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（二維碼追溯系統(tǒng)）

4.2 質量控制關鍵點

缺陷檢測：AOI（自動光學檢測）系統(tǒng)識別≥5μm的銅層缺陷

可靠性測試：

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

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

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