Қазіргі уақытта қоршаған ортаны қорғау және энергияны үнемдеу туралы өскелең айқай отандық жаңа электр қуатымен жұмыс істейтін көліктердің назарын аударды. Қуаттылығы жоғары пакет құрылғылары көлік жылдамдығын реттеуде және айнымалы ток пен тұрақты токты түрлендіруді сақтауда шешуші рөл атқарады. Жоғары жиілікті термиялық цикл электрондық қаптаманың жылу диссипациясына қатаң талаптар қояды, ал жұмыс ортасының күрделілігі мен әртүрлілігі орауыш материалдардың жақсы термиялық соққыға төзімділігін және қосалқы рөл атқару үшін жоғары беріктігін талап етеді. Сонымен қатар, жоғары кернеумен, жоғары токпен және жоғары жиілікпен сипатталатын заманауи энергетикалық электроника технологиясының қарқынды дамуымен осы технологияға қолданылатын қуат модульдерінің жылуды тарату тиімділігі маңыздырақ болды. Электрондық орау жүйелеріндегі керамикалық субстрат материалдары тиімді жылуды таратудың кілті болып табылады, сонымен қатар олар жұмыс ортасының күрделілігіне жауап ретінде жоғары беріктік пен сенімділікке ие. Соңғы жылдары жаппай өндіріліп, кеңінен қолданылатын керамикалық негіздердің негізгілері Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN және т.б.
Al2O3 керамика қарапайым дайындау процесіне, жақсы оқшаулауға және жоғары температураға төзімділігіне негізделген жылу диссипациялау субстрат өнеркәсібінде маңызды рөл атқарады. Дегенмен, Al2O3 төмен жылу өткізгіштігі жоғары қуатты және жоғары вольтты құрылғыны әзірлеу талаптарына | Сонымен қатар, төмен иілу беріктігі сонымен қатар Al2O3 керамикасының жылуды диссипациялаушы субстраттар ретінде қолдану аясын шектейді.
BeO керамикалық субстраттары жоғары жылу өткізгіштікке және тиімді жылу диссипациясының талаптарын қанағаттандыру үшін төмен диэлектрлік тұрақтылыққа ие. Бірақ ол жұмысшылардың денсаулығына әсер ететін уыттылығына байланысты кең ауқымды қолдануға қолайлы емес.
AlN керамика жоғары жылу өткізгіштікке байланысты жылуды диссипациялау субстратына үміткер материал болып саналады. Бірақ AlN керамикасының термиялық соққыға төзімділігі төмен, жеңіл еріткіш, төмен беріктік пен қаттылық бар, бұл күрделі ортада жұмыс істеуге қолайлы емес және қолданбалардың сенімділігін қамтамасыз ету қиын.
SiC керамикасының жоғары жылуөткізгіштігі бар, жоғары диэлектрлік шығыны мен төмен бұзылу кернеуіне байланысты, ол жоғары жиілікті және кернеулі жұмыс орталарындағы қолданбаларға жарамайды.
Si3N4 үйде және шетелде жоғары жылу өткізгіштігі және жоғары сенімділігі бар ең жақсы керамикалық субстрат материалы ретінде танылды. Si3N4 керамикалық субстраттың жылу өткізгіштігі AlN-ге қарағанда біршама төмен болғанымен, оның иілу беріктігі мен сыну беріктігі AlN-тен екі еседен астамға жетуі мүмкін. Сонымен қатар, Si3N4 керамикасының жылу өткізгіштігі Al2O3 керамикасынан әлдеқайда жоғары. Сонымен қатар, Si3N4 керамикалық негіздердің термиялық кеңею коэффициенті SiC кристалдарына, 3-ші буын жартылай өткізгіш субстратқа жақын, бұл оның SiC кристалды материалымен тұрақтырақ сәйкес келуіне мүмкіндік береді. Ол Si3N4-ті 3-ші буын SiC жартылай өткізгіш қуат құрылғылары үшін жоғары жылу өткізгіштік субстраттары үшін таңдаулы материал етеді.
