在电子封装技术高速发展的背景下，低温共烧陶瓷凭借其优异的高频特性、高集成度与可靠性，已成为芯片模块化与微系统制造的核心材料。但LTCC的异形微结构加工对工艺精度、热损伤控制提出了严苛要求。传统激光加工存在锥度效应显著、热影响区（HAZ）大等问题，而水导激光技术通过创新性的水射流-激光协同机制，为LTCC加工提供了突破性解决方案。本文以LTCC微槽加工为例，解析水导激光技术的核心优势与应用价值。
一、LTCC材料的优势与加工难点
1、LTCC的核心优势
LTCC通过多层陶瓷基板堆叠技术，可实现高频电路的高密度集成，其介电常数（6-10）和损耗（tanδ<0.002）特性显著优于传统PCB材料。LTCC还支持三维布线与无源器件集成，广泛应用于5G通信滤波器、汽车电子传感器等场景。
2、加工难点
高精度：微槽宽度需控制在百微米级，锥度角需低于2°；
低热损伤：避免高温导致的陶瓷晶相转变与微裂纹；
残留物控制：熔融物残留易引发电路短路，需彻底清除。
传统干法激光加工因热累积效应，常导致HAZ达数十微米，且锥度角超2°，难以满足微系统集成需求。
二、水导激光技术的技术原理与案例分析
1、技术原理与机制
水导激光技术通过高压水射流（直径30-100 μm）全反射引导激光能量，形成柱状光束（长度80-100 mm），结合动态冷却与熔融物冲刷，实现材料同步去除与热抑制。其能量分布呈平顶特性，避免传统高斯光束的边缘过热问题。
2、LTCC微槽加工案例分析
（1）实验参数与效果
针对LTCC基板，采用波长532 nm的纳秒激光，功率12-28 W，水射流速度180 m/s。加工结果显示：
残留物清除：水射流动能有效冲刷熔融物，槽壁无毛刺与碎屑堆积；
锥度控制：功率12-28 W时，锥度角稳定于0.2°-0.4°，较传统激光降低1个数量级；
热影响抑制：未检测到明显HAZ，材料晶相保持稳定。
（2）技术优势解析
超长柱状光束：均匀能量分布使材料沿轴向同步消融，突破传统发散光束的锥度限制；
动态冷却机制：水射流带走热量，抑制陶瓷晶粒粗化与相变；
环保与安全：熔渣随水流排出，避免有毒气溶胶污染。
三、水导激光技术的多维优势
1、加工精度与效率提升
深宽比突破：可实现深径比>20:1的微结构，适用于高密度布线；
加工速度：较传统锯切工艺提升7-10倍，且无需二次抛光。
2、材料适应性扩展
除LTCC外，该技术已成功应用于碳化硅、钛合金等硬脆/高熔点材料，验证了其跨领域普适性。
3、产业化应用前景
5G通信：用于滤波器、天线等高频器件的微结构加工；
医疗电子：生物兼容性陶瓷传感器的精密制造；
航空航天：耐高温陶瓷基复合材料的无损切割。
水导激光技术通过水射流-激光协同机制，解决了LTCC加工中精度、热损伤与残留控制的行业痛点，为三维集成微系统提供了可靠工艺保障。随着国内企业如库维科技实现100%国产化设备突破，该技术在半导体封装、MEMS传感器等领域加速渗透。
