ამჟამად, გარემოს დაცვისა და ენერგიის დაზოგვის მზარდმა ხმაურმა ყურადღების ცენტრში მოექცა შიდა ახალი ენერგეტიკული ელექტრო მანქანები. მაღალი სიმძლავრის პაკეტის მოწყობილობები გადამწყვეტ როლს თამაშობენ მანქანის სიჩქარის რეგულირებაში და AC და DC კონვერტაციის შესანახად. მაღალი სიხშირის თერმული ციკლი აყენებს მკაცრ მოთხოვნებს ელექტრონული შეფუთვის სითბოს გაფრქვევისთვის, ხოლო სამუშაო გარემოს სირთულე და მრავალფეროვნება მოითხოვს შესაფუთ მასალებს ჰქონდეს კარგი თერმული შოკის წინააღმდეგობა და მაღალი სიძლიერე დამხმარე როლის შესასრულებლად. გარდა ამისა, თანამედროვე ენერგეტიკული ელექტრონიკის ტექნოლოგიის სწრაფი განვითარებით, რომელიც ხასიათდება მაღალი ძაბვით, მაღალი დენით და მაღალი სიხშირით, ამ ტექნოლოგიაზე გამოყენებული ელექტრომოდულების სითბოს გაფრქვევის ეფექტურობა უფრო კრიტიკული გახდა. კერამიკული სუბსტრატის მასალები ელექტრონულ შეფუთვის სისტემებში არის სითბოს ეფექტური გაფრქვევის გასაღები, მათ ასევე აქვთ მაღალი სიმტკიცე და საიმედოობა სამუშაო გარემოს სირთულის საპასუხოდ. ძირითადი კერამიკული სუბსტრატები, რომლებიც მასობრივად წარმოებული და ფართოდ გამოიყენება ბოლო წლებში არის Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN და ა.შ.
Al2O3 კერამიკა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სითბოს გაფრქვევის სუბსტრატის ინდუსტრიაში მისი მარტივი მომზადების პროცესის, კარგი იზოლაციისა და მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობის საფუძველზე. თუმცა, Al2O3-ის დაბალი თბოგამტარობა ვერ აკმაყოფილებს მაღალი სიმძლავრის და მაღალი ძაბვის მოწყობილობის განვითარების მოთხოვნებს და ის გამოიყენება მხოლოდ სამუშაო გარემოზე, რომელსაც აქვს დაბალი სითბოს გაფრქვევის მოთხოვნები. გარდა ამისა, დაბალი ღუნვის სიძლიერე ასევე ზღუდავს Al2O3 კერამიკის, როგორც სითბოს გაფრქვევის სუბსტრატების გამოყენების ფარგლებს.
BeO კერამიკულ სუბსტრატებს აქვთ მაღალი თბოგამტარობა და დაბალი დიელექტრიკული მუდმივი სითბოს ეფექტური გაფრქვევის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად. მაგრამ ეს არ არის ხელსაყრელი ფართომასშტაბიანი გამოყენებისთვის მისი ტოქსიკურობის გამო, რაც გავლენას ახდენს მუშაკთა ჯანმრთელობაზე.
AlN კერამიკა მიიჩნეულია სითბოს გაფრქვევის სუბსტრატის კანდიდატ მასალად მისი მაღალი თბოგამტარობის გამო. მაგრამ AlN კერამიკას აქვს ცუდი თერმული შოკის წინააღმდეგობა, მარტივი დრეკადობა, დაბალი სიმტკიცე და გამძლეობა, რაც არ არის ხელსაყრელი რთულ გარემოში მუშაობისთვის და რთულია აპლიკაციების სანდოობის უზრუნველყოფა.
SiC კერამიკას აქვს მაღალი თბოგამტარობა, მისი მაღალი დიელექტრიკის დანაკარგისა და დაბალი ავარიული ძაბვის გამო, ის არ არის შესაფერისი მაღალი სიხშირისა და ძაბვის სამუშაო გარემოში გამოყენებისთვის.
Si3N4 აღიარებულია, როგორც საუკეთესო კერამიკული სუბსტრატის მასალა მაღალი თბოგამტარობით და მაღალი საიმედოობით სახლში და მის ფარგლებს გარეთ. მიუხედავად იმისა, რომ Si3N4 კერამიკული სუბსტრატის თბოგამტარობა ოდნავ დაბალია, ვიდრე AlN-ის, მისი მოქნილობის სიმტკიცე და მოტეხილობის სიმტკიცე შეიძლება მიაღწიოს ორჯერ მეტს ვიდრე AlN. იმავდროულად, Si3N4 კერამიკის თბოგამტარობა გაცილებით მაღალია, ვიდრე Al2O3 კერამიკის. გარდა ამისა, Si3N4 კერამიკული სუბსტრატების თერმული გაფართოების კოეფიციენტი ახლოს არის SiC კრისტალების, მე-3 თაობის ნახევარგამტარული სუბსტრატის კოეფიციენტთან, რაც საშუალებას აძლევს მას უფრო სტაბილურად შეესაბამებოდეს SiC კრისტალურ მასალას. ეს ხდის Si3N4 სასურველ მასალას მაღალი თბოგამტარობის სუბსტრატებისთვის მე-3 თაობის SiC ნახევარგამტარული ელექტრო მოწყობილობებისთვის.