Trenutno, rastuća buka za zaštitu okoliša i očuvanje energije dovela je domaća električna vozila nove energije u centar pažnje. Paketi velike snage igraju odlučujuću ulogu u regulaciji brzine vozila i pohranjivanju konvertiranja AC i DC. Visokofrekventni termički ciklusi postavili su stroge zahtjeve za odvođenje topline elektroničke ambalaže, dok složenost i raznolikost radnog okruženja zahtijevaju da materijali za pakovanje imaju dobru otpornost na termički udar i visoku čvrstoću da igraju pomoćnu ulogu. Osim toga, sa brzim razvojem moderne tehnologije energetske elektronike, koju karakteriziraju visoki napon, velika struja i visoka frekvencija, efikasnost odvođenja topline energetskih modula primijenjenih na ovu tehnologiju postala je kritičnija. Keramički materijali podloge u elektronskim sistemima za pakovanje su ključ za efikasno odvođenje toplote, takođe imaju visoku čvrstoću i pouzdanost kao odgovor na složenost radnog okruženja. Glavni keramički supstrati koji se masovno proizvode i široko koriste u posljednjih nekoliko godina su Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN, itd.
Al2O3 keramika igra važnu ulogu u industriji supstrata za rasipanje topline na osnovu svog jednostavnog procesa pripreme, dobre izolacije i otpornosti na visoke temperature. Međutim, niska toplotna provodljivost Al2O3 ne može zadovoljiti razvojne zahtjeve uređaja velike snage i visokog napona, te je primjenjiva samo na radno okruženje sa niskim zahtjevima za rasipanje topline. Osim toga, niska čvrstoća na savijanje također ograničava opseg primjene Al2O3 keramike kao podloge za rasipanje topline.
BeO keramičke podloge imaju visoku toplotnu provodljivost i nisku dielektričnu konstantu kako bi zadovoljile zahteve efikasnog odvođenja toplote. Ali nije pogodan za široku primjenu zbog svoje toksičnosti koja utječe na zdravlje radnika.
AlN keramika se smatra materijalom kandidatom za podlogu za rasipanje topline zbog svoje visoke toplinske provodljivosti. Ali AlN keramika ima slabu otpornost na termičke udare, lako se taloži, nisku čvrstoću i žilavost, što nije pogodno za rad u složenom okruženju i teško je osigurati pouzdanost primjena.
SiC keramika ima visoku toplotnu provodljivost, zbog visokog dielektričnog gubitka i niskog napona proboja, nije prikladna za primjene u visokofrekventnim i naponskim radnim okruženjima.
Si3N4 je prepoznat kao najbolji keramički materijal za podlogu visoke toplinske provodljivosti i visoke pouzdanosti u zemlji i inostranstvu. Iako je toplotna provodljivost keramičke podloge Si3N4 nešto niža od one kod AlN, njena čvrstoća na savijanje i žilavost loma mogu dostići više od dva puta veću od AlN. U međuvremenu, toplotna provodljivost Si3N4 keramike je mnogo veća od one kod Al2O3 keramike. Osim toga, koeficijent toplinske ekspanzije Si3N4 keramičkih supstrata je blizak koeficijentu SiC kristala, 3. generacije poluvodičkog supstrata, što mu omogućava da se stabilnije podudara sa SiC kristalnim materijalom. To čini Si3N4 poželjnim materijalom za podloge visoke toplotne provodljivosti za 3. generaciju SiC poluvodičkih energetskih uređaja.
