נכון לעכשיו, הצעקה הגוברת להגנה על הסביבה ושימור אנרגיה הביאה לאור הזרקורים כלי רכב חשמליים אנרגיה מקומיים חדשים. מכשירי חבילת עוצמה גבוהה ממלאים תפקיד מכריע בוויסות מהירות הרכב ואחסון המרת AC ו-DC. הרכיבה התרמית בתדר גבוה הציבה דרישות מחמירות לפיזור החום של אריזה אלקטרונית, בעוד שהמורכבות והגיוון של סביבת העבודה מחייבים חומרי אריזה בעלי עמידות טובה בפני זעזועים תרמיים וחוזק גבוה כדי למלא תפקיד תומך. בנוסף, עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית אלקטרוניקת הספק המודרנית, המאופיינת במתח גבוה, זרם גבוה ותדר גבוה, יעילות פיזור החום של מודולי הספק המיושמים בטכנולוגיה זו הפכה לקריטית יותר. חומרי המצע הקרמי במערכות אריזה אלקטרוניות הם המפתח לפיזור חום יעיל, יש להם גם חוזק ואמינות גבוהים בתגובה למורכבות סביבת העבודה. המצעים הקרמיים העיקריים שיוצרו בייצור המוני ובשימוש נרחב בשנים האחרונות הם Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN וכו'.
קרמיקה Al2O3 ממלאת תפקיד חשוב בתעשיית מצע פיזור החום בהתבסס על תהליך ההכנה הפשוט שלה, בידוד טוב ועמידות בטמפרטורות גבוהות. עם זאת, המוליכות התרמית הנמוכה של Al2O3 אינה יכולה לעמוד בדרישות הפיתוח של התקן הספק גבוה ומתח גבוה, והיא מתאימה רק לסביבת עבודה עם דרישות פיזור חום נמוך. יתר על כן, חוזק הכיפוף הנמוך מגביל גם את היקף היישום של קרמיקה Al2O3 כמצעים לפיזור חום.
למצעים קרמיים של BeO יש מוליכות תרמית גבוהה וקבוע דיאלקטרי נמוך כדי לעמוד בדרישות של פיזור חום יעיל. אבל זה לא מתאים ליישום בקנה מידה גדול בגלל הרעילות שלו, המשפיעה על בריאות העובדים.
קרמיקה AlN נחשבת לחומר מועמד לפיזור חום בשל המוליכות התרמית הגבוהה שלו. אבל ל-AlN קרמיקה יש עמידות בפני זעזועים תרמיים ירודה, התפשטות קלה, חוזק וקשיחות נמוכים, מה שלא מתאים לעבודה בסביבה מורכבת, וקשה להבטיח את האמינות של יישומים.
לקרמיקה SiC יש מוליכות תרמית גבוהה, בשל ההפסד הדיאלקטרי הגבוה שלה ומתח התפרקות נמוך, היא אינה מתאימה ליישומים בסביבות הפעלה בתדר גבוה ובמתח.
Si3N4 מוכר כחומר המצע הקרמי הטוב ביותר עם מוליכות תרמית גבוהה ואמינות גבוהה בבית ומחוצה לה. למרות שהמוליכות התרמית של מצע קרמי Si3N4 נמוכה במעט מזו של AlN, חוזק הכיפוף וקשיחות השבר שלו יכולים להגיע ליותר מפי שניים מזה של AlN. בינתיים, המוליכות התרמית של קרמיקה Si3N4 גבוהה בהרבה מזו של קרמיקה Al2O3. בנוסף, מקדם ההתפשטות התרמית של מצעים קרמיים Si3N4 קרוב לזה של גבישי SiC, מצע מוליכים למחצה מהדור השלישי, המאפשר לו להתאים בצורה יציבה יותר לחומר גבישי SiC. זה הופך את Si3N4 לחומר המועדף עבור מצעים מוליכות תרמית גבוהה עבור התקני כוח מוליכים למחצה SiC דור שלישי.
