Sa kasalukuyan, ang lumalagong sigaw para sa pangangalaga sa kapaligiran at pagtitipid ng enerhiya ay nagdala sa mga domestic na bagong enerhiya na de-koryenteng sasakyan sa limelight. Ang mga high power package device ay gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa pag-regulate ng bilis ng sasakyan at pag-iimbak ng pag-convert ng AC at DC. Ang high-frequency thermal cycling ay naglagay ng mahigpit na mga kinakailangan para sa heat dissipation ng electronic packaging, habang ang pagiging kumplikado at pagkakaiba-iba ng working environment ay nangangailangan ng packaging materials na magkaroon ng magandang thermal shock resistance at mataas na lakas upang gumanap ng isang sumusuportang papel. Bilang karagdagan, sa mabilis na pag-unlad ng modernong teknolohiya ng power electronics, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na boltahe, mataas na kasalukuyang, at mataas na dalas, ang kahusayan ng pagwawaldas ng init ng mga module ng kuryente na inilapat sa teknolohiyang ito ay naging mas kritikal. Ang mga ceramic substrate na materyales sa mga electronic packaging system ay ang susi sa mahusay na pag-alis ng init, mayroon din silang mataas na lakas at pagiging maaasahan bilang tugon sa pagiging kumplikado ng kapaligiran sa pagtatrabaho. Ang mga pangunahing ceramic substrates na ginawa nang masa at malawakang ginagamit sa mga nakaraang taon ay Al2O3, BeO, SiC, Si3N4, AlN, atbp.
Ang Al2O3 ceramic ay gumaganap ng mahalagang papel sa industriya ng heat dissipation substrate batay sa simpleng proseso ng paghahanda nito, magandang insulation at mataas na temperatura na resistensya. Gayunpaman, hindi matutugunan ng mababang thermal conductivity ng Al2O3 ang mga kinakailangan sa pagbuo ng high power at high voltage device, at naaangkop lang ito sa working environment na may mga kinakailangan sa mababang init. Bukod dito, nililimitahan din ng mababang lakas ng baluktot ang saklaw ng aplikasyon ng Al2O3 ceramics bilang mga substrate ng pagwawaldas ng init.
Ang BeO ceramic substrates ay may mataas na thermal conductivity at mababang dielectric constant upang matugunan ang mga kinakailangan ng mahusay na pag-aalis ng init. Ngunit hindi ito nakakatulong sa malakihang aplikasyon dahil sa toxicity nito, na nakakaapekto sa kalusugan ng mga manggagawa.
Ang AlN ceramic ay itinuturing na kandidatong materyal para sa heat dissipation substrate dahil sa mataas na thermal conductivity nito. Ngunit ang AlN ceramic ay may mahinang thermal shock resistance, madaling deliquescence, mababang lakas at tigas, na hindi nakakatulong sa pagtatrabaho sa isang kumplikadong kapaligiran, at mahirap tiyakin ang pagiging maaasahan ng mga application.
Ang SiC ceramic ay may mataas na thermal conductivity, dahil sa mataas na dielectric loss at mababang breakdown voltage, hindi ito angkop para sa mga application sa high frequency at voltage operating environment.
Ang Si3N4 ay kinikilala bilang ang pinakamahusay na ceramic substrate material na may mataas na thermal conductivity at mataas na pagiging maaasahan sa loob at labas ng bansa. Kahit na ang thermal conductivity ng Si3N4 ceramic substrate ay bahagyang mas mababa kaysa sa AlN, ang flexural strength at fracture toughness nito ay maaaring umabot ng higit sa dalawang beses kaysa sa AlN. Samantala, ang thermal conductivity ng Si3N4 ceramic ay mas mataas kaysa sa Al2O3 ceramic. Bilang karagdagan, ang koepisyent ng thermal expansion ng Si3N4 ceramic substrates ay malapit sa mga SiC crystal, ang 3rd generation na semiconductor substrate, na nagbibigay-daan dito na tumugma nang mas matatag sa SiC crystal na materyal. Ginagawa nitong Si3N4 ang ginustong materyal para sa mataas na thermal conductivity substrates para sa 3rd generation na SiC semiconductor power device.
