Šiuo metu dėl didėjančio aplinkos apsaugos ir energijos taupymo triukšmo dėmesio centre atsidūrė naujos energijos elektros transporto priemonės. Didelės galios paketų įrenginiai atlieka lemiamą vaidmenį reguliuojant transporto priemonės greitį ir kaupiant kintamos ir nuolatinės srovės konvertavimą. Dėl aukšto dažnio šiluminio ciklo keliami griežti elektroninių pakuočių šilumos išsklaidymo reikalavimai, o dėl darbo aplinkos sudėtingumo ir įvairovės reikia, kad pakavimo medžiagos būtų atsparios šiluminiam smūgiui, o jos būtų tvirtos, kad atliktų pagalbinį vaidmenį. Be to, sparčiai tobulėjant šiuolaikinei galios elektronikos technologijai, kuriai būdinga aukšta įtampa, didelė srovė ir aukštas dažnis, šiai technologijai taikomų galios modulių šilumos išsklaidymo efektyvumas tapo kritiškesnis. Keraminės pagrindo medžiagos elektroninėse pakavimo sistemose yra raktas į efektyvų šilumos išsklaidymą, jos taip pat pasižymi dideliu stiprumu ir patikimumu, atsižvelgiant į sudėtingą darbo aplinką. Pagrindiniai keraminiai substratai, kurie pastaraisiais metais buvo masiškai gaminami ir plačiai naudojami, yra Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN ir kt.
Al2O3 keramika atlieka svarbų vaidmenį šilumos išsklaidymo substrato pramonėje, nes jos paprastas paruošimo procesas, gera izoliacija ir atsparumas aukštai temperatūrai. Tačiau mažas Al2O3 šilumos laidumas negali atitikti didelės galios ir aukštos įtampos įrenginių kūrimo reikalavimų ir taikomas tik darbo aplinkai, kuriai keliami maži šilumos išsklaidymo reikalavimai. Be to, mažas atsparumas lenkimui taip pat riboja Al2O3 keramikos, kaip šilumos išsklaidymo pagrindo, taikymo sritį.
BeO keraminiai pagrindai turi didelį šilumos laidumą ir mažą dielektrinę konstantą, kad atitiktų efektyvaus šilumos išsklaidymo reikalavimus. Tačiau tai nėra palanki plataus masto naudojimui dėl savo toksiškumo, kuris turi įtakos darbuotojų sveikatai.
Dėl didelio šilumos laidumo AlN keramika laikoma tinkama medžiaga šilumą išsklaidžiančiam substratui. Tačiau AlN keramika turi prastą atsparumą šiluminiam smūgiui, lengvai tirpsta, mažą stiprumą ir kietumą, todėl nėra palanku dirbti sudėtingoje aplinkoje, be to, sunku užtikrinti aplikacijų patikimumą.
SiC keramika turi didelį šilumos laidumą, dėl didelių dielektrinių nuostolių ir mažos gedimo įtampos ji netinka naudoti aukšto dažnio ir įtampos darbo aplinkoje.
Si3N4 pripažinta geriausia keraminio pagrindo medžiaga, pasižyminčia dideliu šilumos laidumu ir dideliu patikimumu namuose ir užsienyje. Nors Si3N4 keraminio pagrindo šilumos laidumas yra šiek tiek mažesnis nei AlN, jo stiprumas lenkiant ir atsparumas lūžiams gali siekti daugiau nei dvigubai didesnį nei AlN. Tuo tarpu Si3N4 keramikos šilumos laidumas yra daug didesnis nei Al2O3 keramikos. Be to, Si3N4 keraminių substratų šiluminio plėtimosi koeficientas yra artimas SiC kristalų, 3 kartos puslaidininkinio substrato, koeficientui, todėl jis stabiliau derinamas su SiC kristalų medžiaga. Dėl to Si3N4 yra tinkamiausia medžiaga didelio šilumos laidumo substratams, skirtiems 3 kartos SiC puslaidininkiniams galios įrenginiams.
