玻璃覆铜基板（Glass-Clad Copper Substrate，简称GCC）是一种以特种玻璃为基材、表面覆铜的新型高性能电子基板材料。其结合了玻璃的优异物理特性与铜的高导电性，广泛应用于高频通信、半导体封装、先进封装（如FCBGA、FOWLP）、微电子机械系统（MEMS）等领域，是5G通信、人工智能芯片、车载雷达等高端电子设备的关键基础材料。一、产品结构与组成1.1 基础结构核心层：超薄玻璃
玻璃覆铜基板（Glass-Clad Copper Substrate，简称GCC）是一种以特种玻璃为基材、表面覆铜的新型高性能电子基板材料。其结合了玻璃的优异物理特性与铜的高导电性，广泛应用于高频通信、半导体封装、先进封装（如FCBGA、FOWLP）、微电子机械系统（MEMS）等领域，是5G通信、人工智能芯片、车载雷达等高端电子设备的关键基础材料。
一、产品结构与组成
1.1 基础结构
核心层：超薄玻璃基板（厚度50-300μm），常用材料包括钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃或石英玻璃
金属层：电解铜箔或溅射铜层（厚度5-35μm），表面粗糙度Ra≤0.5μm
结合层：通过磁控溅射、化学气相沉积（CVD）或等离子活化工艺形成的过渡层（如Cr/Cu或Ti/Cu复合层）
1.2 典型技术参数
参数项 | 指标范围 | 测试标准 |
介电常数（@10GHz） | 5.4-6.7 | IPC-TM-650 2.5.5.5 |
热膨胀系数（CTE） | 3.2-7.5 ppm/℃ | ASTM E831 |
导热系数 | 1.1-1.5 W/(m·K) | ASTM D5470 |
抗弯强度 | >200 MPa | JIS R1601 |
表面平整度 | <5μm/100mm | ISO 10110-5 |
二、核心特性与优势
2.1 高频性能优势
低介电损耗：tanδ<0.002 @10GHz（传统FR-4基板tanδ≈0.02）
信号完整性：特征阻抗控制精度±3%，适合28GHz以上毫米波应用
电磁屏蔽：铜层连续覆盖率>99.9%，抑制电磁干扰（EMI）
2.2 热机械特性
尺寸稳定性：热膨胀系数（CTE）与硅芯片（2.6 ppm/℃）高度匹配
耐高温性：玻璃化转变温度（Tg）>500℃，支持回流焊（260℃）工艺
机械强度：杨氏模量70-90GPa，是FR-4基板的3-5倍
2.3 工艺兼容性
微细线路加工：支持线宽/线距≤15μm的精细线路蚀刻
多层堆叠：可通过激光钻孔实现微孔（孔径≤50μm）互连
表面处理：兼容ENIG（化学镍金）、OSP（有机保焊膜）等工艺
三、主要应用领域
3.1 高频通信设备
5G基站：Massive MIMO天线阵列基板
毫米波雷达：77GHz车载雷达射频前端
卫星通信：Ka波段（26.5-40GHz）相控阵模块
3.2 先进半导体封装
2.5D/3D封装：硅中介层（Interposer）替代方案
Chiplet集成：异构芯片互连的再布线层（RDL）
光电子封装：激光器/探测器共封装（CPO）基板
3.3 特种电子设备
高功率LED：低热阻COB（Chip on Board）基板
航空航天电子：抗辐射星载计算机主板
医疗影像设备：CT探测器阵列支撑基板
四、制造工艺流程
4.1 核心工艺步骤
玻璃基板预处理：
激光切割（皮秒激光精度±5μm）
化学强化（K+离子交换，表面压应力>700MPa）
等离子清洗（Ar/O₂混合气体，接触角<5°）
金属化处理：
磁控溅射沉积阻挡层（Ti/Cr，厚度50-100nm）
电镀增厚铜层（酸性硫酸铜体系，沉积速率2-5μm/min）
图形化蚀刻（干膜光刻+微蚀刻，侧壁角度85-90°）
后处理工艺：
黑氧化处理（CuO层厚度0.3-0.8μm）
表面钝化（苯并三唑类缓蚀剂涂覆）
激光打标（二维码追溯系统）
4.2 质量控制关键点
缺陷检测：AOI（自动光学检测）系统识别≥5μm的铜层缺陷
可靠性测试：
热循环测试：-55℃~+125℃ 1000次循环（IPC-9701）
高压蒸煮试验：121℃/100%RH/2atm 96小时（JEDEC JESD22-A102）
离子迁移测试：85℃/85%RH/5V DC 1000小时（IPC-TM-650 2.6.14）
