玻璃覆銅基板（Glass Clad Copper Substrate, GCCS）是一種由特種玻璃與高純度銅層復合而成的功能化基底材料，在微機電系統(tǒng)（MEMS）中扮演著“多功能集成平臺”的角色。它通過結(jié)合玻璃的絕緣性、光學透明性與銅的導電性，為MEMS器件提供了機械支撐、電信號傳輸和光路集成的三維載體，是5G通信、光學傳感、慣性導航等領域微型化、高性能器件的核心材料。

（激埃特玻璃覆銅基板）

核心作用與工作原理

1. 功能集成載體

機械結(jié)構基礎：玻璃基板的高硬度（莫氏硬度6-7）和低熱膨脹系數(shù)（CTE≈3.3×10??/℃）為MEMS器件提供穩(wěn)定的機械支撐，避免溫度波動導致的形變失效。  

電路互聯(lián)通道：表面銅層（厚度5-35μm）通過微細加工形成電路，實現(xiàn)器件間的電信號傳輸，同時玻璃介質(zhì)層（介電常數(shù)4.6@1MHz）保障高頻信號完整性。  

光路集成平臺：玻璃的透光性（可見光透過率>90%）允許直接集成光學元件（如波導、反射鏡），簡化光機電一體化設計。

（激埃特原創(chuàng)圖）

2. 典型應用場景

光學加工關鍵要求

1. 表面精度標準

平整度：≤1μm/25mm（滿足SEMI微電子基板標準）  

粗糙度：光學功能面Ra<0.5nm（原子力顯微鏡檢測）  

微結(jié)構精度：激光加工孔徑誤差≤±1.5μm，側(cè)壁垂直度>88°  

2. 光學性能參數(shù)

3. 核心加工技術

超精密激光加工：采用紫外激光（波長355nm）實現(xiàn)微孔加工，控制熱影響區(qū)<2μm  

化學機械拋光（CMP）：使用納米級二氧化硅拋光液，同步平整銅層與玻璃表面  

潔凈封裝：百級潔凈環(huán)境下完成封裝，確保表面顆?！?0個/dm2（粒徑>0.5μm）  

（圖源網(wǎng)絡，侵刪）

技術挑戰(zhàn)與發(fā)展方向

1. 當前技術瓶頸

異質(zhì)界面控制：銅/玻璃界面結(jié)合強度需突破15MPa（ASTM標準）  

大尺寸加工：300mm晶圓級加工良率<85%  

成本控制：高精度加工設備投入占總成本60%以上  

（圖源傳感器專家網(wǎng)，侵刪）

2. 未來趨勢

智能加工系統(tǒng)：結(jié)合機器學習實時優(yōu)化激光參數(shù)，加工效率提升3倍  

綠色制造：開發(fā)無氰化物蝕刻液，降低廢水COD值90%  

跨尺度集成：實現(xiàn)納米級光學結(jié)構與毫米級機械結(jié)構的協(xié)同加工  

玻璃覆銅基板通過材料創(chuàng)新與精密加工技術的結(jié)合，正在推動MEMS器件向更高集成度、更低功耗方向發(fā)展。隨著6G通信、量子傳感等新興領域?qū)ζ骷阅芤蟮奶嵘涔鈱W加工精度需求已進入亞納米時代，未來需在異質(zhì)材料界面優(yōu)化、智能化加工裝備等領域持續(xù)突破。