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(jié)合了玻璃的優(yōu)異物理特性與銅的高導電性，廣泛應(yīng)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(lǐng)域，是5G通信、人工智能芯片、車載雷達等高端電子設(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：電解銅箔或濺射銅層（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(shù)參數(shù)
參數(shù)項 | 指標范圍 | 測試標準 |
介電常數(shù)（@10GHz） | 5.4-6.7 | IPC-TM-650 2.5.5.5 |
熱膨脹系數(shù)（CTE） | 3.2-7.5 ppm/℃ | ASTM E831 |
導熱系數(shù) | 1.1-1.5 W/(m·K) | ASTM D5470 |
抗彎強度 | >200 MPa | JIS R1601 |
表面平整度 | <5μm/100mm | ISO 10110-5 |
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(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(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：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(gòu)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(shè)備
高功率LED：低熱阻COB（Chip on Board）基板
航空航天電子：抗輻射星載計算機主板
醫(yī)療影像設(shè)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(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(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（二維碼追溯系統(tǒng)）
4.2 質(zhì)量控制關(guān)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）
