നിലവിൽ, പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണത്തിനും ഊർജ സംരക്ഷണത്തിനുമുള്ള വർധിച്ചുവരുന്ന മുറവിളി ആഭ്യന്തര പുതിയ ഊർജ വൈദ്യുത വാഹനങ്ങളെ വെളിച്ചത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവന്നിരിക്കുന്നു. ഉയർന്ന പവർ പാക്കേജ് ഉപകരണങ്ങൾ വാഹനത്തിന്റെ വേഗത നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലും AC, DC എന്നിവ പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിലും നിർണ്ണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി തെർമൽ സൈക്ലിംഗ് ഇലക്ട്രോണിക് പാക്കേജിംഗിന്റെ താപ വിസർജ്ജനത്തിന് കർശനമായ ആവശ്യകതകൾ വെച്ചിട്ടുണ്ട്, അതേസമയം ജോലി ചെയ്യുന്ന അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ സങ്കീർണ്ണതയും വൈവിധ്യവും പാക്കേജിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾക്ക് നല്ല തെർമൽ ഷോക്ക് പ്രതിരോധവും ഉയർന്ന ശക്തിയും ആവശ്യമാണ്. കൂടാതെ, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ്, ഉയർന്ന കറന്റ്, ഉയർന്ന ആവൃത്തി എന്നിവയാൽ സവിശേഷമായ ആധുനിക പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികാസത്തോടെ, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന പവർ മൊഡ്യൂളുകളുടെ താപ വിസർജ്ജന കാര്യക്ഷമത കൂടുതൽ നിർണായകമായി. ഇലക്ട്രോണിക് പാക്കേജിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങളിലെ സെറാമിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ കാര്യക്ഷമമായ താപ വിസർജ്ജനത്തിന്റെ താക്കോലാണ്, അവയ്‌ക്ക് ജോലി ചെയ്യുന്ന അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ സങ്കീർണ്ണതയോട് പ്രതികരിക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന ശക്തിയും വിശ്വാസ്യതയും ഉണ്ട്. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുകയും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രധാന സെറാമിക് അടിവസ്ത്രങ്ങൾ Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN മുതലായവയാണ്.
Al2O3 സെറാമിക് അതിന്റെ ലളിതമായ തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയ, നല്ല ഇൻസുലേഷൻ, ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി താപ വിസർജ്ജന സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് വ്യവസായത്തിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, Al2O3-ന്റെ താഴ്ന്ന താപ ചാലകതയ്ക്ക് ഉയർന്ന പവറിന്റെയും ഉയർന്ന വോൾട്ടേജിന്റെയും ഉപകരണത്തിന്റെ വികസന ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയില്ല, കൂടാതെ കുറഞ്ഞ താപ വിസർജ്ജന ആവശ്യകതകളുള്ള പ്രവർത്തന അന്തരീക്ഷത്തിന് മാത്രമേ ഇത് ബാധകമാകൂ. കൂടാതെ, കുറഞ്ഞ വളയുന്ന ശക്തി Al2O3 സെറാമിക്സ് താപ വിസർജ്ജന സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളായി പ്രയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള വ്യാപ്തിയെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.
കാര്യക്ഷമമായ താപ വിസർജ്ജനത്തിന്റെ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി BeO സെറാമിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്ക് ഉയർന്ന താപ ചാലകതയും കുറഞ്ഞ വൈദ്യുത സ്ഥിരതയും ഉണ്ട്. എന്നാൽ തൊഴിലാളികളുടെ ആരോഗ്യത്തെ ബാധിക്കുന്ന വിഷാംശം കാരണം ഇത് വലിയ തോതിലുള്ള പ്രയോഗത്തിന് അനുയോജ്യമല്ല.
AlN സെറാമിക് ഉയർന്ന താപ ചാലകത കാരണം താപ വിസർജ്ജന സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനുള്ള ഒരു കാൻഡിഡേറ്റ് മെറ്റീരിയലായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. എന്നാൽ AlN സെറാമിക്കിന് മോശമായ തെർമൽ ഷോക്ക് പ്രതിരോധം, എളുപ്പമുള്ള ദ്രവത്വം, കുറഞ്ഞ ശക്തിയും കാഠിന്യവും ഉണ്ട്, ഇത് സങ്കീർണ്ണമായ അന്തരീക്ഷത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുയോജ്യമല്ല, കൂടാതെ ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ വിശ്വാസ്യത ഉറപ്പാക്കാൻ പ്രയാസമാണ്.
SiC സെറാമിക്കിന് ഉയർന്ന താപ ചാലകതയുണ്ട്.
സ്വദേശത്തും വിദേശത്തും ഉയർന്ന താപ ചാലകതയും ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യതയുമുള്ള മികച്ച സെറാമിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലായി Si3N4 അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. Si3N4 സെറാമിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിന്റെ താപ ചാലകത AlN-നേക്കാൾ അല്പം കുറവാണെങ്കിലും, അതിന്റെ വഴക്കമുള്ള ശക്തിയും ഒടിവു കാഠിന്യവും AlN-ന്റെ ഇരട്ടിയിലധികം എത്താം. അതേസമയം, Si3N4 സെറാമിക്കിന്റെ താപ ചാലകത Al2O3 സെറാമിക്കിനേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്. കൂടാതെ, Si3N4 സെറാമിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ താപ വികാസത്തിന്റെ ഗുണകം SiC ക്രിസ്റ്റലുകളോട് അടുത്താണ്, മൂന്നാം തലമുറ അർദ്ധചാലക സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്, ഇത് SiC ക്രിസ്റ്റൽ മെറ്റീരിയലുമായി കൂടുതൽ സ്ഥിരതയോടെ പൊരുത്തപ്പെടുത്താൻ പ്രാപ്‌തമാക്കുന്നു. മൂന്നാം തലമുറ SiC അർദ്ധചാലക വൈദ്യുത ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ഉയർന്ന താപ ചാലകത സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്ക് ഇത് Si3N4 നെ ഇഷ്ടപ്പെട്ട വസ്തുവാക്കി മാറ്റുന്നു.
