Аксарияти тарҳҳои модули барқ имрӯз ба сафолҳои аз оксиди алюминий (Al2O3) ё AlN сохташуда асос ёфтаанд, аммо бо баланд шудани талаботҳои иҷроиш, тарроҳон ба субстратҳои дигар менигаранд. Дар барномаҳои EV, масалан, вақте ки ҳарорати чип аз 150 ° C то 200 ° C мерасад, талафоти коммутатсионӣ 10% кам мешавад. Илова бар ин, технологияҳои нави бастабандӣ, аз қабили модулҳои бе кафшер ва модулҳои бе сим пайвастшуда субстратҳои мавҷударо ба ҳалқаи заифтарин табдил медиҳанд.
Омили дигари муҳим ин аст, ки маҳсулот бояд дар шароити сахт, ба монанди шароити турбинаҳои бодӣ, дарозтар нигоҳ дошта шавад. Давомнокии тахминии турбинаҳои бодӣ дар ҳама шароити муҳити зист понздаҳ сол аст, ки тарроҳони ин барномаро водор мекунад, ки технологияҳои олии субстратро ҷустуҷӯ кунанд.
Афзоиши истифодаи ҷузъҳои SiC омили сеюмест, ки алтернативаҳои мукаммали субстратро ба вуҷуд меорад. Дар муқоиса бо модулҳои муқаррарӣ, модулҳои аввалини SiC бо бастабандии оптималӣ коҳиши талафотро аз 40 то 70 фоиз нишон доданд, аммо зарурати усулҳои инноватсионии бастабандӣ, аз ҷумла субстратҳои Si3N4-ро нишон доданд. Ҳамаи ин тамоюлҳо вазифаи ояндаи субстратҳои анъанавии Al2O3 ва AlN-ро маҳдуд мекунанд, дар ҳоле ки субстратҳо дар асоси Si3N4 маводи интихобшуда барои модулҳои ояндаи нерӯи баландсифат хоҳанд буд.
Нитриди кремний (Si3N4) барои субстратҳои электронии барқ бо сабаби қувваи болоии каҷ, устувории баланди шикаста ва гузариши баланди гармӣ мувофиқ аст. Хусусиятҳои сафолӣ ва муқоисаи тағирёбандаҳои муҳим, ба монанди разряди қисман ё ташаккули тарқишҳо, ба рафтори ниҳоии субстрат, ба монанди гузариши гармӣ ва рафтори гардиши гармӣ таъсири калон доранд.
Хосиятҳои муҳимтарин ҳангоми интихоби маводи изолятсия барои модулҳои барқӣ гузаронандагии гармидиҳӣ, қавии хамшавӣ ва устувории шикаста мебошанд. Қобилияти баланди гармидиҳӣ барои паҳншавии босуръати гармӣ дар модули барқ муҳим аст. Қувваи хамшавӣ барои коркард ва истифода бурдани субстрати сафолӣ дар ҷараёни бастабандӣ муҳим аст, дар ҳоле ки устувории шикаста барои муайян кардани он, ки то чӣ андоза эътимоднок хоҳад буд, муҳим аст.
Қобилияти пасти гармӣ ва қиматҳои механикии пасти Al2O3 (96%) хос аст. Бо вуҷуди ин, гузариши гармии 24 Вт / мК барои аксари барномаҳои стандартии саноатии имрӯза мувофиқ аст. Кобилияти гармидиҳии баланди AlN 180 Вт/мК, сарфи назар аз эътимоднокии мӯътадили он бузургтарин бартарии он аст. Ин натиҷаи устувории пасти шикастани Al2O3 ва қувваи муқоисашавандаи хамшавӣ мебошад.
Талаботи афзоянда ба эътимоднокии бештар боиси пешрафтҳои охирин дар сафолҳои ZTA (глиноземи пурқувватшудаи циркония) гардид. Ин сафолҳо нисбат ба дигар маводҳо қувват ва мустаҳкамии шикастан ба таври назаррас бештар доранд. Мутаассифона, гармии гузариши сафолии ZTA бо муқоисаи стандартии Al2O3 аст; дар натиҷа, истифодаи онҳо дар барномаҳои пуриқтидор бо зичии баландтарини нерӯ маҳдуд аст.
Дар ҳоле ки Si3N4 гузаронандагии аълои гармӣ ва иҷрои механикиро муттаҳид мекунад. Қобилияти гармидиҳӣ метавонад дар 90 Вт / мК муайян карда шавад ва устувории шикастани он дар байни сафолҳои муқоисашаванда баландтарин аст. Ин хусусиятҳо нишон медиҳанд, ки Si3N4 эътимоднокии баландтаринро ҳамчун субстрати металлизатсияшуда нишон медиҳад.
