In de afgelopen jaren zijn de keramische substraten die in massaproductie zijn geproduceerd en op grote schaal gebruikt, vooral: AL2O3, Beo, SIC, SI3N4, ALN enzovoort.
Eigenschappen van verschillende soorten keramische substraten (Bron: Liao Shengjun. Bereiding en eigenschappen van siliciumnitride keramische materialen voor substraat
AL2O3 vanwege het eenvoudige voorbereidingsproces, goede isolatie en weerstand van hoge temperatuur, neemt momenteel een belangrijke positie in in de industrie van de warmtedissipatie -substraat. De lage thermische geleidbaarheid van AL2O3 kan echter niet voldoen aan de ontwikkelingseisen van krachtige en hoogspanningsapparaten, en is alleen geschikt voor werkomgevingen met lage warmtedissipatie-eisen en vanwege de lage buigsterkte, het toepassingsbereik van Al2O3-keramiek omdat een warmtedissipatiesubstraat ook beperkt is.
Hoewel het BEO-keramische substraat een hoge thermische geleidbaarheid heeft en een lage diëlektrische constante om te voldoen aan de vereisten van efficiënte warmtedissipatie, maar vanwege de toxiciteit heeft het een impact op de gezondheid van werknemers en is het niet bevorderlijk voor grootschalige toepassing.
Aln Ceramics heeft een hoge thermische geleidbaarheid en wordt beschouwd als kandidaat -materialen voor warmtedissipatie -substraten. Aln -keramiek heeft echter een slechte thermische schokweerstand, gemakkelijke deliquescent, lage sterkte en taaiheid, die niet bevorderlijk is om in complexe omgeving te werken en moeilijk te garanderen de betrouwbaarheid van de toepassing ervan.
SIC -keramiek heeft een hoge thermische geleidbaarheid, maar vanwege hun hoge diëlektrische verlies en lage afbraakspanning is het niet bevorderlijk voor de toepassing van hoge frequentie en hoogspanningswerkomgeving.
Siliciumnitride wordt erkend als het beste keramische substraatmateriaal met een hoge thermische geleidbaarheid en hoge betrouwbaarheid in binnen- en buitenland. Hoewel de thermische geleidbaarheid van Si3N4 -keramisch substraat iets lager is dan die van ALN, kan de buigsterkte en breuktaaiheid meer dan twee keer bereiken die van ALN. Tegelijkertijd is de thermische geleidbaarheid van Si3N4 -keramiek veel hoger dan die van Al2O3 -keramiek. Bovendien ligt de thermische expansiecoëfficiënt van het SI3N4-keramische substraat dicht bij die van het halfgeleidersubstraat-siC-kristal van de derde generatie, waardoor het stabieler is om het SIC-kristalmateriaal te matchen. Dit maakt SI3N4 het voorkeursmateriaal voor hoge thermische geleidbaarheidssubstraten voor SiC Semiconductor Power Devices met 3e generatie.