فی الحال، ماحولیاتی تحفظ اور توانائی کے تحفظ کے لیے بڑھتے ہوئے شور نے گھریلو نئی توانائی برقی گاڑیوں کو روشنی میں لایا ہے۔ ہائی پاور پیکج ڈیوائسز گاڑی کی رفتار کو ریگولیٹ کرنے اور AC اور DC کو تبدیل کرنے کو ذخیرہ کرنے میں فیصلہ کن کردار ادا کرتی ہیں۔ ہائی فریکوئنسی تھرمل سائیکلنگ نے الیکٹرانک پیکیجنگ کی گرمی کی کھپت کے لیے سخت تقاضے رکھے ہیں، جبکہ کام کرنے والے ماحول کی پیچیدگی اور تنوع کے لیے پیکیجنگ مواد کی ضرورت ہوتی ہے کہ وہ ایک معاون کردار ادا کرنے کے لیے اچھی تھرمل جھٹکا مزاحمت اور اعلی طاقت کا حامل ہو۔ اس کے علاوہ، جدید پاور الیکٹرانکس ٹیکنالوجی کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، جس کی خصوصیت ہائی وولٹیج، ہائی کرنٹ، اور ہائی فریکوئنسی ہے، اس ٹیکنالوجی پر لاگو پاور ماڈیولز کی گرمی کی کھپت کی کارکردگی زیادہ اہم ہو گئی ہے۔ الیکٹرانک پیکیجنگ سسٹمز میں سیرامک سبسٹریٹ میٹریل حرارت کی موثر کھپت کی کلید ہیں، ان میں کام کرنے والے ماحول کی پیچیدگی کے جواب میں اعلی طاقت اور قابل اعتماد بھی ہے۔ اہم سیرامک سبسٹریٹس جو حالیہ برسوں میں بڑے پیمانے پر تیار اور بڑے پیمانے پر استعمال ہوئے ہیں وہ ہیں Al2O3، BeO، SiC، Si3N4، AlN، وغیرہ۔
Al2O3 سیرامک اپنی سادہ تیاری کے عمل، اچھی موصلیت اور اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت کی بنیاد پر گرمی کی کھپت کے سبسٹریٹ انڈسٹری میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ تاہم، Al2O3 کی کم تھرمل چالکتا ہائی پاور اور ہائی وولٹیج ڈیوائس کی ترقی کے تقاضوں کو پورا نہیں کر سکتی، اور یہ صرف کام کرنے والے ماحول پر لاگو ہوتی ہے جس میں گرمی کی کھپت کی کم ضرورت ہوتی ہے۔ مزید یہ کہ، کم موڑنے والی طاقت Al2O3 سیرامکس کے اطلاق کے دائرہ کار کو حرارت کی کھپت کے ذیلی ذخیرے کے طور پر بھی محدود کرتی ہے۔
BeO سیرامک سبسٹریٹس میں اعلی تھرمل چالکتا اور کم ڈائی الیکٹرک مستقل ہوتے ہیں تاکہ موثر گرمی کی کھپت کی ضروریات کو پورا کیا جا سکے۔ لیکن یہ اپنے زہریلے ہونے کی وجہ سے بڑے پیمانے پر استعمال کے لیے موزوں نہیں ہے، جس سے کارکنوں کی صحت متاثر ہوتی ہے۔
AlN سیرامک کو اس کی اعلی تھرمل چالکتا کی وجہ سے گرمی کی کھپت کے سبسٹریٹ کے لیے امیدوار مواد سمجھا جاتا ہے۔ لیکن AlN سیرامک میں تھرمل جھٹکا مزاحمت، آسان ڈیلیکیسینس، کم طاقت اور سختی ہے، جو پیچیدہ ماحول میں کام کرنے کے لیے موزوں نہیں ہے، اور ایپلی کیشنز کی وشوسنییتا کو یقینی بنانا مشکل ہے۔
SiC سیرامک میں اعلی تھرمل چالکتا ہے، اس کے زیادہ ڈائی الیکٹرک نقصان اور کم بریک ڈاؤن وولٹیج کی وجہ سے، یہ ہائی فریکوئنسی اور وولٹیج آپریٹنگ ماحول میں ایپلی کیشنز کے لیے موزوں نہیں ہے۔
Si3N4 کو اندرون اور بیرون ملک اعلی تھرمل چالکتا اور اعلی قابل اعتماد کے ساتھ بہترین سیرامک سبسٹریٹ مواد کے طور پر جانا جاتا ہے۔ اگرچہ Si3N4 سیرامک سبسٹریٹ کی تھرمل چالکتا AlN کے مقابلے میں قدرے کم ہے، لیکن اس کی لچکدار طاقت اور فریکچر کی سختی AlN سے دو گنا سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔ دریں اثنا، Si3N4 سیرامک کی تھرمل چالکتا Al2O3 سیرامک سے بہت زیادہ ہے۔ اس کے علاوہ، Si3N4 سیرامک سبسٹریٹس کی تھرمل توسیع کا گتانک SiC کرسٹل کے قریب ہے، تیسری نسل کے سیمی کنڈکٹر سبسٹریٹ، جو اسے SiC کرسٹل مواد کے ساتھ زیادہ مستحکم طریقے سے ملنے کے قابل بناتا ہے۔ یہ Si3N4 کو تیسری نسل کے SiC سیمی کنڈکٹر پاور ڈیوائسز کے لیے اعلی تھرمل چالکتا سبسٹریٹس کے لیے ترجیحی مواد بناتا ہے۔
