اڄڪلهه اڪثر پاور ماڊل ڊيزائن ايلومينيم آڪسائيڊ (Al2O3) يا AlN مان ٺهيل سيرامڪس تي ٻڌل آهن، پر جيئن ڪارڪردگي جي گهرج وڌي ٿي، ڊزائنر ٻين ذيلي ذيلي ذخيري کي ڳولي رهيا آهن. EV ايپليڪيشنن ۾، مثال طور، سوئچنگ نقصان 10٪ گھٽجي ٿو جڏهن چپ جو گرمي پد 150 ° C کان 200 ° C تائين وڃي ٿو. ان کان علاوه، نئين پيڪنگنگ ٽيڪنالاجيون جهڙوڪ سولڊر فري ماڊيولز ۽ وائر بانڊ فري ماڊيولز موجوده ذيلي ذخيرو کي ڪمزور ترين لنڪ ٺاهيندا آهن.

ٻيو اهم عنصر اهو آهي ته پيداوار کي سخت حالتن ۾ گهڻي وقت تائين رهڻو پوندو، جهڙوڪ ونڊ ٽربائنز ۾ مليا آهن. سڀني ماحولياتي حالتن ۾ ونڊ ٽربائنز جي اندازي مطابق زندگي پندرهن سال آهي، هن ايپليڪيشن جي ڊيزائنرز کي اعليٰ سبسٽريٽ ٽيڪنالاجي ڳولڻ لاءِ چيو.

SiC اجزاء جي استعمال کي وڌائڻ ھڪڙو ٽيون عنصر آھي جيڪو بھترين سبسٽرٽ متبادل کي ڊرائيو ڪري ٿو. روايتي ماڊلز جي مقابلي ۾، پهرين SiC ماڊلز کي بهتر پيڪنگنگ سان 40 کان 70 سيڪڙو جي نقصان جي گھٽتائي جو مظاهرو ڪيو، پر اهو پڻ ظاهر ڪيو ته نئين پيڪنگنگ ٽيڪنالاجي جي ضرورت، جنهن ۾ Si3N4 سبسٽراٽس شامل آهن. اهي سڀئي رجحان روايتي Al2O3 ۽ AlN سبسٽرن جي مستقبل جي ڪم کي محدود ڪندا، جڏهن ته Si3N4 تي ٻڌل سبسٽريٽس مستقبل جي اعليٰ ڪارڪردگي پاور ماڊلز لاءِ پسند جو مواد هوندو.

Silicon nitride (Si3N4) ان جي اعلي موڙيندڙ طاقت، اعلي فرائيچر جي سختي، ۽ اعلي حرارتي چالکائي جي ڪري پاور برقي سبسٽريٽ لاء مناسب آهي. سيرامڪ جون خاصيتون ۽ نازڪ متغيرن جي مقابلي ۾، جهڙوڪ جزوي خارج ٿيڻ يا شگاف ٺهڻ، فائنل سبسٽٽ جي رويي تي هڪ وڏو اثر آهي، جهڙوڪ گرمي چالکائي ۽ حرارتي سائيڪل جي رويي.

حرارتي چالکائي، موڙيندڙ طاقت، ۽ فرائيچر جي سختي سڀ کان اهم خاصيتون آهن جڏهن پاور ماڊلز لاء موصلي مواد کي چونڊيو. پاور ماڊل ۾ گرميء جي تيزيء سان ڦهلائڻ لاء اعلي حرارتي چالکائي ضروري آهي. موڙيندڙ قوت ان لاءِ اهم آهي ته ڪيئن سيرامڪ سبسٽريٽ کي هٿ ڪيو وڃي ٿو ۽ پيڪنگنگ جي عمل دوران استعمال ڪيو وڃي ٿو، جڏهن ته فرڪچر جي سختي اهو سمجهڻ لاءِ اهم آهي ته اهو ڪيترو قابل اعتماد هوندو.

گھٽ حرارتي چالکائي ۽ گھٽ ميخانياتي قدر Al2O3 (96٪) کي خاص ڪري ٿو. بهرحال، 24 W/mK جي حرارتي چالکائي اڄوڪي ڏينهن جي معياري صنعتي ايپليڪيشنن جي اڪثريت لاء ڪافي آهي. 180 W/mK جي AlN جي اعلي حرارتي چالکائي ان جو سڀ کان وڏو فائدو آهي، ان جي معتدل اعتبار جي باوجود. اهو نتيجو آهي Al2O3 جي گھٽ فرائيچر سختي ۽ موڙيندڙ موڙيندڙ طاقت جو.

وڌيڪ انحصار جي وڌندڙ مطالبن جي ڪري ZTA (زرڪونيا سخت ايلومينا) سيرامڪس ۾ تازيون واڌايون. انهن سيرامڪس ۾ ٻين مواد جي ڀيٽ ۾ خاص طور تي وڌيڪ موڙيندڙ طاقت ۽ ڀڃڪڙي سختي آهي. بدقسمتي سان، ZTA سيرامڪس جي حرارتي چالکائي معياري Al2O3 جي مقابلي ۾ آهي. نتيجي طور، انهن جي استعمال کي اعلي طاقت واري ايپليڪيشنن ۾ اعلي طاقت جي کثافت سان محدود آهي.

جڏهن ته Si3N4 شاندار حرارتي چالکائي ۽ ميخانياتي ڪارڪردگي کي گڏ ڪري ٿو. حرارتي چالکائي 90 W/mK تي بيان ڪري سگهجي ٿي، ۽ ان جي ڀڃڪڙي سختي مقابلي ۾ سيرامڪس جي وچ ۾ سڀ کان وڌيڪ آهي. انهن خاصيتن جو مشورو ڏئي ٿو ته Si3N4 هڪ metalized substrate جي طور تي سڀ کان وڌيڪ اعتماد جي نمائش ڪندو.