Понастоящем нарастващият шум за опазване на околната среда и пестене на енергия изведе домашните електрически превозни средства с нова енергия в светлината на прожекторите. Пакетните устройства с висока мощност играят решаваща роля в регулирането на скоростта на превозното средство и съхраняването на преобразуването на AC и DC. Високочестотният термичен цикъл постави строги изисквания за разсейването на топлината на електронните опаковки, докато сложността и разнообразието на работната среда изискват опаковъчните материали да имат добра устойчивост на термичен удар и висока якост, за да играят поддържаща роля. В допълнение, с бързото развитие на съвременната технология за силова електроника, която се характеризира с високо напрежение, висок ток и висока честота, ефективността на разсейване на топлината на силовите модули, прилагани към тази технология, стана по-критична. Керамичните субстратни материали в електронните опаковъчни системи са ключът към ефективното разсейване на топлината, те също имат висока якост и надеждност в отговор на сложността на работната среда. Основните керамични субстрати, които се произвеждат масово и се използват широко през последните години, са Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN и др.
Керамиката Al2O3 играе важна роля в производството на субстрати за разсейване на топлината въз основа на простия си процес на подготовка, добра изолация и устойчивост на висока температура. Ниската топлопроводимост на Al2O3 обаче не може да отговори на изискванията за разработка на устройство с висока мощност и високо напрежение и е приложимо само за работна среда с изисквания за ниско разсейване на топлината. Освен това ниската якост на огъване също ограничава обхвата на приложение на керамиката Al2O3 като субстрати за разсейване на топлината.
Керамичните субстрати BeO имат висока топлопроводимост и ниска диелектрична константа, за да отговорят на изискванията за ефективно разсейване на топлината. Но това не е благоприятно за широкомащабно приложение поради неговата токсичност, която засяга здравето на работниците.
Керамиката AlN се счита за кандидат материал за субстрат за разсейване на топлината поради високата си топлопроводимост. Но керамиката AlN има лоша устойчивост на термичен удар, лесно разслояване, ниска якост и издръжливост, което не е благоприятно за работа в сложна среда и е трудно да се гарантира надеждността на приложенията.
SiC керамиката има висока топлопроводимост, поради голямата си диелектрична загуба и ниското пробивно напрежение, тя не е подходяща за приложения в работна среда с висока честота и напрежение.
Si3N4 е признат за най-добрия керамичен субстратен материал с висока топлопроводимост и висока надеждност в страната и чужбина. Въпреки че топлопроводимостта на керамичния субстрат Si3N4 е малко по-ниска от тази на AlN, неговата якост на огъване и якост на счупване могат да достигнат повече от два пъти тези на AlN. Междувременно топлопроводимостта на керамиката Si3N4 е много по-висока от тази на керамиката Al2O3. В допълнение коефициентът на топлинно разширение на Si3N4 керамичните субстрати е близък до този на SiC кристалите, полупроводников субстрат от 3-то поколение, което му позволява да съвпада по-стабилно с кристалния материал SiC. Това прави Si3N4 предпочитаният материал за субстрати с висока топлопроводимост за 3-то поколение SiC полупроводникови силови устройства.
