Piraniya sêwiranên modulên hêzê îro li ser bingeha seramîkên ku ji oksîdê aluminiumê (Al2O3) an AlN hatine çêkirin têne çêkirin, lê her ku hewcedariyên performansê zêde dibin, sêwiraner li jêrzemînan dinêrin. Mînakî, di sepanên EV de, dema ku germahiya çîpê ji 150 °C diçe 200 °C, windahiyên veguheztinê %10 kêm dibin. Digel vê yekê, teknolojiyên nû yên pakkirinê yên wekî modulên bê firax û modulên bê-têl binxêzên heyî girêdana herî qels dikin.
Faktorek din a girîng ev e ku pêdivî ye ku hilber di şert û mercên dijwar de, mîna yên ku di turbînên bayê de têne dîtin, dirêjtir bimîne. Jiyana texmînkirî ya turbînên bayê di bin her şert û mercên jîngehê de panzdeh sal e, ku sêwiranerên vê serîlêdanê dihêle ku li teknolojiyên substratê yên bilindtir bigerin.
Zêdekirina karanîna hêmanên SiC faktorek sêyemîn e ku alternatîfên substratê zêde dike. Li gorî modulên kevneşopî, yekem modulên SiC yên bi pakkirina çêtirîn kêmbûnek windabûnê ji sedî 40 û 70 nîşan dan, lê di heman demê de hewcedariya teknîkên pakkirinê yên nûjen, tevî substratên Si3N4, destnîşan kirin. Hemî van meylan dê fonksiyona pêşerojê ya substratên kevneşopî yên Al2O3 û AlN sînordar bikin, di heman demê de substratên ku li ser bingeha Si3N4 têne çêkirin dê ji bo modulên hêza performansa bilind a pêşerojê bibin materyalê bijare.
Silicon nitride (Si3N4) ji ber hêza xweya berz, hişkiya şkestinê ya bilind, û guheztina germî ya bilind, ji bo binerdeyên elektronîkî yên hêzdar xweş e. Taybetmendiyên seramîkê û danberheva guhêrbarên krîtîk, wek vekêşana qismî an pêkhatina şikestê, bandorek mezin li ser tevgera substratê ya paşîn heye, wek guheztina germahiyê û tevgera gerîdeya germî.
Dema ku materyalên îzolekirinê ji bo modulên hêzê hildibijêrin veguheztina germî, hêza guheztinê, û hişkbûna şikestinê taybetmendiyên herî girîng in. Germbûna germî ya bilind ji bo belavbûna bilez a germê di modulek hêzê de pêdivî ye. Hêza çewisandinê ji bo ku di dema pêvajoya pakkirinê de binesaziya seramîk çawa tê xebitandin û bikar anîn girîng e, di heman demê de dijwariya şkestinê ji bo fêhmkirina ku ew ê çiqas pêbawer be girîng e.
Germbûna germê ya kêm û nirxên mekanîkî yên kêm Al2O3 (96%) diyar dike. Lêbelê, berbi germî ya 24 W / mK ji bo piraniya sepanên pîşesaziyê yên standard ên roja îroyîn têr e. Germbûna germî ya bilind a AlN ya 180 W/mK avantaja wê ya herî mezin e, tevî pêbaweriya wê ya nerm. Ev encama hişkiya şikestî ya kêm û hêza berawirdî ya Al2O3 ye.
Zêdebûna daxwaziya ji bo pêbaweriya mezintir bû sedema pêşkeftinên vê dawiyê yên di seramîkên ZTA (alumina hişkkirî ya zirconia). Van seramîkên hanê ji materyalên din xwedan hêza guheztinê û hişkiya şkestinê pir mezintir e. Mixabin, gerîdeya germî ya seramîkên ZTA bi ya standard Al2O3 re hevaheng e; ji ber vê yekê, karanîna wan di sepanên bi hêza bilind de bi dendikên hêzê yên herî bilind têne sînordar kirin.
Dema ku Si3N4 guheztina germî û performansa mekanîkî ya hêja bi hev re dike. Têkiliya germî dikare di 90 W / mK de were destnîşankirin, û hişkiya şikestî ya wê di nav seramîkên berhevkirî de herî zêde ye. Van taybetmendiyan destnîşan dikin ku Si3N4 dê pêbaweriya herî bilind wekî substratek metalîzekirî nîşan bide.
