Ներկայումս շրջակա միջավայրի պաշտպանության և էներգախնայողության աճող աղմուկը ուշադրության կենտրոնում է պահում հայրենական նոր էներգիայով աշխատող էլեկտրական մեքենաները: Բարձր էներգիայի փաթեթային սարքերը որոշիչ դեր են խաղում մեքենայի արագությունը կարգավորելու և AC և DC փոխակերպման համար: Բարձր հաճախականությամբ ջերմային հեծանիվը դրել է էլեկտրոնային փաթեթավորման ջերմության տարածման խիստ պահանջներ, մինչդեռ աշխատանքային միջավայրի բարդությունն ու բազմազանությունը պահանջում է, որ փաթեթավորման նյութերն ունենան լավ ջերմային ցնցումների դիմադրություն և բարձր ուժ՝ օժանդակ դեր խաղալու համար: Բացի այդ, ժամանակակից ուժային էլեկտրոնիկայի տեխնոլոգիայի արագ զարգացմամբ, որը բնութագրվում է բարձր լարմամբ, բարձր հոսանքով և բարձր հաճախականությամբ, այս տեխնոլոգիայի վրա կիրառվող էներգիայի մոդուլների ջերմության ցրման արդյունավետությունը դարձել է ավելի կարևոր: Էլեկտրոնային փաթեթավորման համակարգերում կերամիկական ենթաշերտի նյութերը ջերմության արդյունավետ տարածման բանալին են, դրանք նաև ունեն բարձր ամրություն և հուսալիություն՝ ի պատասխան աշխատանքային միջավայրի բարդության: Հիմնական կերամիկական ենթաշերտերը, որոնք վերջին տարիներին զանգվածաբար արտադրվել և լայնորեն կիրառվել են՝ Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN և այլն։
Al2O3 կերամիկան կարևոր դեր է խաղում ջերմության ցրման ենթաշերտի արդյունաբերության մեջ՝ հիմնվելով դրա պատրաստման պարզ գործընթացի, լավ մեկուսացման և բարձր ջերմաստիճանի դիմադրության վրա: Այնուամենայնիվ, Al2O3-ի ցածր ջերմային հաղորդունակությունը չի կարող բավարարել բարձր հզորության և բարձր լարման սարքի զարգացման պահանջները, և այն կիրառելի է միայն աշխատանքային միջավայրում, որտեղ ջերմության ցրման ցածր պահանջներ կան: Ավելին, ցածր ճկման ուժը նաև սահմանափակում է Al2O3 կերամիկայի կիրառման շրջանակը՝ որպես ջերմություն ցրող ենթաշերտեր:
BeO կերամիկական ենթաշերտերն ունեն բարձր ջերմային հաղորդունակություն և ցածր դիէլեկտրական հաստատուն՝ բավարարելու ջերմության արդյունավետ ցրման պահանջները: Բայց դա նպաստավոր չէ լայնածավալ կիրառման համար՝ իր թունավորության պատճառով, որն ազդում է աշխատողների առողջության վրա:
AlN կերամիկա համարվում է ջերմության ցրման ենթակա նյութ` իր բարձր ջերմային հաղորդունակության պատճառով: Սակայն AlN կերամիկան ունի ջերմային ցնցումների վատ դիմադրություն, հեշտ փխրունություն, ցածր ամրություն և ամրություն, ինչը նպաստավոր չէ բարդ միջավայրում աշխատելու համար, և դժվար է ապահովել հավելվածների հուսալիությունը:
SiC կերամիկա ունի բարձր ջերմային հաղորդունակություն, դրա բարձր դիէլեկտրական կորստի և խզման ցածր լարման պատճառով այն հարմար չէ բարձր հաճախականության և լարման աշխատանքային միջավայրերում կիրառելու համար:
Si3N4 ճանաչվում է որպես լավագույն կերամիկական ենթաշերտի նյութ՝ բարձր ջերմային հաղորդունակությամբ և բարձր հուսալիությամբ տանը և արտերկրում: Չնայած Si3N4 կերամիկական ենթաշերտի ջերմահաղորդականությունը մի փոքր ավելի ցածր է, քան AlN-ը, նրա ճկման ուժը և ճեղքվածքի ամրությունը կարող են հասնել ավելի քան երկու անգամ, քան AlN-ը: Մինչդեռ Si3N4 կերամիկայի ջերմային հաղորդունակությունը շատ ավելի բարձր է, քան Al2O3 կերամիկականինը: Բացի այդ, Si3N4 կերամիկական ենթաշերտերի ջերմային ընդարձակման գործակիցը մոտ է SiC բյուրեղների՝ 3-րդ սերնդի կիսահաղորդչային սուբստրատի գործակիցին, ինչը թույլ է տալիս ավելի կայուն համընկնել SiC բյուրեղյա նյութի հետ։ Այն Si3N4-ը դարձնում է նախընտրելի նյութ 3-րդ սերնդի SiC կիսահաղորդչային էներգիայի սարքերի համար բարձր ջերմահաղորդականության ենթաշերտերի համար:
