Nuntempe, la kreskanta krimo por mediprotektado kaj energiŝparo metis enlandajn novenergiajn elektrajn veturilojn en la fokuson. Altaj potencaj pakaj aparatoj ludas decidan rolon por reguligi la rapidecon de la veturilo kaj stoki konverti AC kaj DC. La altfrekvenca termika biciklado metis striktajn postulojn por la varmo disipado de elektronika pakaĵo, dum la komplekseco kaj diverseco de la labormedio postulas pakajn materialojn havi bonan termikan ŝokon reziston kaj altan forton ludi subtenan rolon. Krome, kun la rapida disvolviĝo de moderna elektronika teknologio, kiu estas karakterizita per alta tensio, alta kurento kaj altfrekvenco, la varmodisipa efikeco de potencaj moduloj aplikitaj al ĉi tiu teknologio fariĝis pli kritika. La ceramikaj substrataj materialoj en elektronikaj paksistemoj estas la ŝlosilo por efika varmodissipado, ili ankaŭ havas altan forton kaj fidindecon responde al la komplekseco de la labormedio. La ĉefaj ceramikaj substratoj kiuj estis amasproduktitaj kaj vaste uzitaj en la lastaj jaroj estas Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN, ktp.
Al2O3-ceramikaĵo ludas gravan rolon en la varmodisipa substrata industrio surbaze de ĝia simpla preparprocezo, bona izolado kaj alt-temperatura rezisto. Tamen, la malalta varmokondukteco de Al2O3 ne povas plenumi la disvolvajn postulojn de alta potenco kaj alta tensio aparato, kaj ĝi nur aplikeblas al la labormedio kun malalta varmo disipado postuloj. Plie, la malalta fleksa forto ankaŭ limigas la aplikan amplekson de Al2O3-ceramikaĵo kiel varmodisipa substratoj.
BeO-ceramikaj substratoj havas altan termikan konduktivecon kaj malaltan dielektrikan konstanton por plenumi la postulojn de efika varmodissipado. Sed ĝi ne favoras al grandskala aplikado pro sia tokseco, kiu influas la sanon de laboristoj.
AlN-ceramikaĵo estas konsiderata kandidatmaterialo por varmodisipa substrato pro sia alta varmokondukteco. Sed AlN-ceramikaĵo havas malbonan reziston al termika ŝoko, facilan deliksecon, malaltan forton kaj fortikecon, kio ne favoras labori en kompleksa medio, kaj estas malfacile certigi la fidindecon de aplikoj.
SiC-ceramikaĵo havas altan termikan konduktivecon, pro sia alta dielektrika perdo kaj malalta paneotensio, ĝi ne taŭgas por aplikoj en altfrekvencaj kaj tensaj operaciaj medioj.
Si3N4 estas rekonita kiel la plej bona ceramika substrata materialo kun alta varmokondukteco kaj alta fidindeco hejme kaj eksterlande. Kvankam la varmokondukteco de Si3N4-ceramika substrato estas iomete pli malalta ol tiu de AlN, ĝia fleksa forto kaj frakturforto povas atingi pli ol duoble tiun de AlN. Dume, la varmokondukteco de Si3N4-ceramikaĵo estas multe pli alta ol tiu de Al2O3-ceramikaĵo. Krome, la koeficiento de termika ekspansio de Si3N4-ceramikaj substratoj estas proksima al tiu de SiC-kristaloj, la 3-a generacia duonkondukta substrato, kiu ebligas al ĝi kongrui pli stabile kun SiC-kristala materialo. Ĝi igas Si3N4 la preferata materialo por altaj termikaj konduktivecaj substratoj por 3-a generacio SiC-semikonduktaĵaj potencaj aparatoj.
