Dalam beberapa tahun terakhir, substrat keramik yang telah diproduksi secara massal dan banyak digunakan terutama: al2o3, beo, sic, si3n4, aln dan sebagainya.
Sifat dari berbagai jenis substrat keramik (sumber: liao shengjun. Persiapan dan sifat bahan keramik silikon nitrida untuk substrat
Al2O3 Karena proses persiapannya yang sederhana, isolasi yang baik, dan resistensi suhu tinggi, saat ini menempati posisi penting dalam industri substrat disipasi panas. Namun, konduktivitas termal yang rendah dari AL2O3 tidak dapat memenuhi persyaratan pengembangan perangkat daya tinggi dan tegangan tinggi, dan hanya cocok untuk lingkungan kerja dengan persyaratan disipasi panas yang rendah, dan karena kekuatan lentur rendah, rentang aplikasi keramik AL2O3 AL2O3 Sebagai substrat disipasi panas juga terbatas.
Meskipun substrat keramik BEO memiliki konduktivitas termal yang tinggi dan konstanta dielektrik rendah untuk memenuhi persyaratan disipasi panas yang efisien, tetapi karena toksisitasnya, ia berdampak pada kesehatan pekerja dan tidak kondusif terhadap aplikasi skala besar.
Keramik ALN memiliki konduktivitas termal yang tinggi dan dianggap sebagai bahan kandidat untuk substrat disipasi panas. Namun, keramik ALN memiliki ketahanan guncangan termal yang buruk, deliquescent yang mudah, kekuatan dan ketangguhan rendah, yang tidak kondusif untuk bekerja di lingkungan yang kompleks dan sulit untuk memastikan keandalan penerapannya.
Keramik SIC memiliki konduktivitas termal yang tinggi, tetapi karena kehilangan dielektrik yang tinggi dan tegangan kerusakan yang rendah, itu tidak kondusif untuk penerapan frekuensi tinggi dan lingkungan kerja tegangan tinggi.
Silikon nitrida diakui sebagai bahan substrat keramik terbaik dengan konduktivitas termal tinggi dan keandalan tinggi di dalam dan luar negeri. Meskipun konduktivitas termal dari substrat keramik Si3N4 sedikit lebih rendah daripada ALN, kekuatan lentur dan ketangguhan fraktur dapat mencapai lebih dari dua kali lipat dari ALN. Pada saat yang sama, konduktivitas termal keramik Si3N4 jauh lebih tinggi daripada keramik Al2O3. Selain itu, koefisien ekspansi termal dari substrat keramik Si3N4 dekat dengan kristal SIC semikonduktor generasi ketiga, membuatnya lebih stabil agar sesuai dengan bahan kristal SiC. Ini menjadikan Si3N4 bahan yang disukai untuk substrat konduktivitas termal tinggi untuk perangkat daya semikonduktor SIC generasi ke -3.