Pašlaik pieaugošā kliedziens par vides aizsardzību un enerģijas taupīšanu ir izvirzījis vietējos jaunos elektriskos transportlīdzekļus uzmanības centrā. Lieljaudas ierīcēm ir izšķiroša nozīme transportlīdzekļa ātruma regulēšanā un maiņstrāvas un līdzstrāvas pārveidošanas uzglabāšanā. Augstfrekvences termiskā cikliskums ir izvirzījis stingras prasības elektroniskā iepakojuma siltuma izkliedēšanai, savukārt darba vides sarežģītības un daudzveidības dēļ iepakojuma materiāliem ir jābūt ar labu termisko triecienizturību un augstu izturību, lai tie būtu palīgfunkcija. Turklāt, strauji attīstoties mūsdienu spēka elektronikas tehnoloģijām, kurām raksturīgs augsts spriegums, liela strāva un augsta frekvence, šai tehnoloģijai izmantoto jaudas moduļu siltuma izkliedes efektivitāte ir kļuvusi kritiskāka. Keramikas pamatnes materiāli elektroniskajās iepakošanas sistēmās ir efektīvas siltuma izkliedes atslēga, kā arī tiem ir augsta izturība un uzticamība, reaģējot uz darba vides sarežģītību. Galvenie keramikas substrāti, kas pēdējos gados ir masveidā ražoti un plaši izmantoti, ir Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN u.c.
Al2O3 keramikai ir svarīga loma siltuma izkliedes substrātu nozarē, pamatojoties uz tās vienkāršo sagatavošanas procesu, labu izolāciju un augstas temperatūras izturību. Tomēr Al2O3 zemā siltumvadītspēja neatbilst lieljaudas un augstsprieguma ierīču izstrādes prasībām, un tā ir piemērojama tikai darba videi ar zemām siltuma izkliedes prasībām. Turklāt zemā lieces izturība ierobežo arī Al2O3 keramikas kā siltuma izkliedes substrāta pielietojumu.
BeO keramikas pamatnēm ir augsta siltumvadītspēja un zema dielektriskā konstante, kas atbilst efektīvas siltuma izkliedes prasībām. Taču tas nav piemērots plašai lietošanai, jo tas ir toksisks, kas ietekmē darbinieku veselību.
AlN keramika tiek uzskatīta par kandidātmateriālu siltuma izkliedes substrātam tās augstās siltumvadītspējas dēļ. Taču AlN keramikai ir vāja termiskā triecienizturība, viegla šķīdināšana, zema izturība un stingrība, kas neveicina darbu sarežģītā vidē, un ir grūti nodrošināt pielietojuma uzticamību.
SiC keramikai ir augsta siltumvadītspēja, jo tās lielie dielektriskie zudumi un zemais pārrāvuma spriegums nav piemērots lietošanai augstas frekvences un sprieguma darbības vidēs.
Si3N4 ir atzīts par labāko keramikas substrāta materiālu ar augstu siltumvadītspēju un augstu uzticamību gan mājās, gan ārvalstīs. Lai gan Si3N4 keramikas substrāta siltumvadītspēja ir nedaudz zemāka nekā AlN, tā lieces izturība un izturība pret lūzumiem var sasniegt vairāk nekā divas reizes lielāku nekā AlN. Tikmēr Si3N4 keramikas siltumvadītspēja ir daudz augstāka nekā Al2O3 keramikai. Turklāt Si3N4 keramikas substrātu termiskās izplešanās koeficients ir tuvs SiC kristālu, 3. paaudzes pusvadītāju substrāta, koeficientam, kas ļauj to stabilāk saskaņot ar SiC kristāla materiālu. Tas padara Si3N4 par vēlamo materiālu augstas siltumvadītspējas substrātiem 3. paaudzes SiC pusvadītāju jaudas ierīcēm.
