یہ بالکل اس لیے ہے کہ اعلی درجے کے سیرامک مواد سے بنائے گئے سبسٹریٹس روایتی پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈز (PCBs) کے ذریعے ناقابل رسائی کارکردگی کے حامل ہوتے ہیں، اور مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی میں پیش رفت کی بدولت جو انہیں سستی بناتی ہے، وہ طویل مدتی اعتبار اور اعلیٰ ڈیزائن لچک کے تقاضوں کو پورا کر سکتے ہیں، ایپلی کیشنز کی ایک بڑھتی ہوئی تعداد میں، بشمول آٹومیٹک، دفاعی، آٹومیٹک، دفاعی آلات۔ نظام
خاص طور پر، روایتی رال پر مبنی PCBs کے برعکس، HICs باہم مربوط فنکشنل اجزاء کو مربوط کرنے اور پیکیجنگ فراہم کرنے کے لیے سرامک سبسٹریٹس پر انحصار کرتے ہیں۔ وہ سیرامک مواد-گرمی کے خلاف مزاحمت، سنکنرن مزاحمت، بہترین ہرمیٹیسٹی، اور طویل-استحکام کے فوائد وراثت میں حاصل کرتے ہیں۔ فوجی اور ایرو اسپیس میں ان کے ابتدائی استعمال کے علاوہ، یہ خصوصیات ابھرتی ہوئی مارکیٹوں کے لیے خاص طور پر اہم ہیں۔ مثال کے طور پر:
خلائی سیٹلائٹ: ایک بار لانچ ہونے کے بعد، مرمت یا جزوی تبدیلی ناممکن ہے۔ پی سی بیز، خلا میں درجہ حرارت کے انتہائی اتار چڑھاؤ کا سامنا کرتے ہیں، نہ صرف CTE (تھرمل توسیع کا گتانک) چپس کے ساتھ مماثلت کی وجہ سے سولڈر جوائنٹ کی ناکامی کا شکار ہوتے ہیں، بلکہ آؤٹ گیس، عمر، اور حساس اجزاء کو آلودہ یا نقصان پہنچاتے ہیں۔
کارڈیک پیس میکر: ایک بار لگائے جانے کے بعد، انہیں ناکام نہیں ہونا چاہیے، اور مرمت کے لیے کھولا نہیں جا سکتا۔ جسم کے ماحول میں پیچیدہ، بیرونی تصادم اور کمپن کے ساتھ، خطرات لاحق ہیں۔ PCBs آہستہ آہستہ باہر نکلتے ہیں، تاریں آسانی سے خراب ہو جاتی ہیں، اور ٹانکے والے جوڑوں کو کمپن یا بیرونی قوت سے ٹوٹنے کا خطرہ ہوتا ہے-جس کی وجہ سے وہ سالوں کے قابل اعتماد آپریشن کو برداشت نہیں کر پاتے۔
الیکٹرک وہیکل (EV) انورٹرز: پاور ماڈیول نمایاں حرارت پیدا کرتے ہیں اور انہیں اندرونی اور بیرونی دونوں ذرائع سے مکینیکل تناؤ اور کمپن کا مقابلہ کرنا چاہیے۔ PCBs میں تھرمل چالکتا صرف 0.2–0.4 W/m·K اور ناکافی میکانکی طاقت ہوتی ہے۔ کسی بھی قسم کی ناکامی سنگین ٹریفک حادثات کا باعث بن سکتی ہے۔
سبسٹریٹ مواد کے نقطہ نظر سے:
ایلومینا (Al₂O₃) شاندار قیمت-مؤثریت اور سنکنرن مزاحمت پیش کرتا ہے۔
Zirconia-Tughened alumina (ZTA) کو بہتر اثر مزاحمت کے ساتھ ایک اپ گریڈ شدہ ایلومینا کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔
ایلومینیم نائٹرائڈ (AlN) میں PCBs سے کہیں زیادہ تھرمل چالکتا اور کم CTE ہے، جو اسے خاص طور پر درجہ حرارت کے شدید اتار چڑھاو والے ماحول کے لیے موزوں بناتا ہے۔
سلیکون نائٹرائڈ (Si₃N₄) مکینیکل اور تھرمل خصوصیات کو متوازن رکھتا ہے، اور اس میں اچھی تھرمل جھٹکا مزاحمت، کم ڈائی الیکٹرک نقصان، اور ایک کم توسیعی گتانک-اکثر تمام-پرفارمر کے طور پر جانا جاتا ہے۔
دیگر طاق سیرامک سبسٹریٹ مواد میں بیریلیم آکسائیڈ (BeO)، ملائٹ (3Al₂O₃·2SiO₂)، اور سلکان کاربائیڈ (SiC) شامل ہیں۔ ہر ایک میں نمایاں خامیاں ہیں لیکن منفرد خصوصیات بھی ہیں: BeO میں تھرمل چالکتا زیادہ ہے لیکن وہ زہریلا ہے۔ ملائیٹ میں انتہائی کم ڈائی الیکٹرک مستقل لیکن خراب تھرمل چالکتا ہے۔ SiC بہترین مجموعی کارکردگی پیش کرتا ہے لیکن اس کی سیمی کنڈکٹنگ نوعیت مربوط سرکٹس میں سگنل کی مداخلت کا سبب بن سکتی ہے۔ ان حدود کی وجہ سے، اس طرح کے سیرامک سبسٹریٹس تقریباً بہت چھوٹے، حسب ضرورت ایپلی کیشنز میں بند ہیں۔
ہائبرڈ انٹیگریٹڈ سرکٹس کے بنیادی پلیٹ فارم کے طور پر، سیرامک سبسٹریٹس بعد کے عمل سے گزرتے ہیں جیسے کہ ویاس، گرووز اور کٹ آؤٹ بنانے کے لیے لیزر مشیننگ، بشمول 3D ڈھانچے کی تشکیل-نوول الیکٹرانک آلات کے لیے امکانات کو کھولنا۔ اس کے بعد میٹالائزیشن (موٹی فلم، پتلی فلم)، اور پھر co-فائرنگ ٹیکنالوجیز (HTCC, LTCC) ہے جو اعلی انضمام حاصل کرنے کے لیے ایک ہی مرحلے میں الیکٹروڈ مواد، سبسٹریٹس اور الیکٹرانک اجزاء کو ختم کرتی ہے۔
HICs کنزیومر الیکٹرانکس، ٹیلی کمیونیکیشنز، AI ڈیٹا سینٹرز، آٹوموٹیو (الیکٹرک وہیکلز اور وہیکل الیکٹریفیکیشن) کے ذریعے چلنے والے سیمی کنڈکٹر چپس کی بڑھتی ہوئی مانگ اور توانائی کے شعبے (ہوا، شمسی) میں ڈیکاربنائزیشن کے رجحانات کے ساتھ رفتار کو برقرار رکھے ہوئے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ سیرامک سبسٹریٹ مینوفیکچرنگ اور درست مشینی کی مارکیٹ بھی مسلسل پھیل رہی ہے۔