Praegu on üha kasvav keskkonnakaitse ja energiasäästu nõudmine toonud tähelepanu keskpunkti kodumaised uue energiaga elektrisõidukid. Suure võimsusega seadmed mängivad otsustavat rolli sõiduki kiiruse reguleerimisel ning vahelduv- ja alalisvoolu muundamisel. Kõrgsageduslik termotsükkel on seadnud elektroonikapakendite soojuseraldusele ranged nõuded, samas kui töökeskkonna keerukus ja mitmekesisus nõuavad, et pakkematerjalidel oleks hea soojuslöögikindlus ja suur tugevus, et see mängiks toetavat rolli. Lisaks on kaasaegse jõuelektroonika tehnoloogia kiire arenguga, mida iseloomustavad kõrge pinge, suur vool ja kõrge sagedus, muutunud kriitilisemaks ka sellele tehnoloogiale rakendatud toitemoodulite soojuse hajumise efektiivsus. Elektroonilistes pakkesüsteemides kasutatavad keraamilised alusmaterjalid on tõhusa soojuse hajutamise võti, samuti on neil kõrge tugevus ja töökindlus töökeskkonna keerukuse tõttu. Peamised keraamilised aluspinnad, mida on viimastel aastatel masstootmises ja laialdaselt kasutatud, on Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN jne.
Al2O3 keraamika mängib olulist rolli soojust hajutava substraadi tööstuses, kuna sellel on lihtne ettevalmistusprotsess, hea isolatsioon ja vastupidavus kõrgele temperatuurile. Al2O3 madal soojusjuhtivus ei vasta aga suure võimsuse ja kõrgepinge seadme arendusnõuetele ning see on rakendatav ainult madala soojuseraldusnõuetega töökeskkonnas. Veelgi enam, madal paindetugevus piirab ka Al2O3 keraamika kasutusala soojust hajutavate aluspindadena.
BeO keraamilistel aluspindadel on kõrge soojusjuhtivus ja madal dielektriline konstant, mis vastavad tõhusa soojuse hajumise nõuetele. Kuid see ei soodusta laiaulatuslikku kasutamist oma toksilisuse tõttu, mis mõjutab töötajate tervist.
AlN keraamikat peetakse selle kõrge soojusjuhtivuse tõttu soojust hajutava substraadi kandidaatmaterjaliks. Kuid AlN keraamikal on halb termiline põrutuskindlus, kerge vedeldumine, madal tugevus ja sitkus, mis ei soosi keerukas keskkonnas töötamist ja rakenduste töökindlust on raske tagada.
SiC keraamikal on kõrge soojusjuhtivus, kuna selle suure dielektrilise kao ja madala läbilöögipinge tõttu ei sobi see kasutamiseks kõrgsageduslikes ja pingelistes töökeskkondades.
Si3N4 on tunnustatud kui parim keraamiline alusmaterjal, millel on kõrge soojusjuhtivus ja töökindlus nii kodus kui ka välismaal. Kuigi Si3N4 keraamilise substraadi soojusjuhtivus on veidi madalam kui AlN-l, võib selle paindetugevus ja purunemistugevus ulatuda AlN-i omast üle kahe korra. Samal ajal on Si3N4 keraamika soojusjuhtivus palju suurem kui Al2O3 keraamika oma. Lisaks on Si3N4 keraamiliste substraatide soojuspaisumistegur lähedane SiC kristallide, 3. põlvkonna pooljuhtsubstraadi, soojuspaisumistegur, mis võimaldab sellel paremini sobituda SiC kristallmaterjaliga. See muudab Si3N4 eelistatud materjaliks kõrge soojusjuhtivusega substraatide jaoks 3. põlvkonna SiC pooljuhtjõuseadmete jaoks.
