功率器件几乎用于所有的电子制造业，目前其应用范围已从传统的工业控制和4C产业（计算机、通信、消费类电子产品和汽车），扩展到新能源、轨道交通、智能电网等新领域。
材料类型 | 性能特点 | 应用 | 不足 |
金刚石 | 介质损耗很低，且热导率很高 | 化学气相沉积(CVD)金刚石膜，是毫米波行波管特别是3mm行波管输出窗的首选材料 | 热膨胀系数很低，弹性模量很大，焊接时与一般焊料的界面能(SL)很大，从而对制成输出窗封接高质量的气密性和强度性质带来困难 |
BeO | 热导率仅次于金刚石，陶瓷成型方法多，烧结温度较低，易于金属化，封接强度较高 | 用作高热导衰减材料，BeO-SiC复合材料比AlN系性能更优 | 热导率随温度的升高下降较快（大于300℃），对高温散热不利，且BeO蒸气、粉体有害，需注意防护，且受限于原材料纯度，国内BeO陶瓷与国外有一定性能差距 |
AlN | 高热导率、二次电子发射系数特别低、热膨胀系数与 Si匹配 | 半导体低功率器件的热沉材料，功率真空电子器件输出窗的优选材 料、部分领域替代Al2O3，制备高热导率陶瓷基片、多层布线共烧基板和各种填料等 | 粉体易于水化，在流延等成型工艺时，需添加大量有机粘结剂，有环保问题；金属化和焊接技术不够成熟，封接强度较低；价格偏高，国内高端产品供应困难 |
CVD-BN | 在现有可用的陶瓷材料中，具有最大的抗电击穿强度；非常低的介电常数；热导率不随温度变化 | 功率真空电子器件输出窗，电子器件封接材料等 | 制造工艺困难，陶瓷易于分层，密度不够均匀和各向异性突出；在封接结构设计时要缜密考虑各向异性引起材料性质的差异；制造设备较贵 |
SiC | 高纯度单晶体的热导率仅次于金刚石，热膨胀系数与Si接近，抗弯强度很大 | SiC-BeO基板可得到近似BeO陶瓷的热导率和较大体积电阻率，绝缘强度低，介电常数和介质耗损大，故比较适合于低压电路散热基板以及LED等散热基板上 | 若不加任何烧结助剂，需要很高的烧结温度，介电常数大，介质损耗大，介电强度小 |
Si3N4 | 热导率较高，高抗热震性、高抗氧化性 | 陶瓷基板作为高速电路和大功率器件散热和封接材料 | 国内基板流延技术和金属化技术还不太成熟 |
金属基高热导率合金和复合封装材料在功率电子器件中，除了需要应用陶瓷基的高热导率的材料作基板外，也需要应用金属基的高
热导率的材料作管壳。目前，常用的这类材料有W-Cu和Mo-Cu合金，SiCp/Al复合材料，高Si-Al复合材料以及金刚石/Cu和金刚石/Al
复合材料等.
其中，纯Al、Cu和Ag等虽然具有优异的导热性能，然而它们的较高热膨胀系数很难与半导体器件相匹配；以Kovar合金为代表的膨
胀合金，虽然膨胀系数与半导体器件匹配较好，但其热导率却较低，密度也较高；W、Mo和随后发展的W/Cu、Mo/Cu具有优良的热
导率和机械性能，但是它们相对较高的密度、相对昂贵的价格等缺点也限制了其发展应用。随着现代封装技术对封装材料的要求提
高，材料的复合化已成为封装材料发展的必然趋势，因此，现在电子封装更倾向于采用金属基复合材料。通常以陶瓷（如AIN、BeO
、si、SiC、Diamond等）为增强体材料，以金属（如Al、Cu、Ag等）为基体材料制备的高性能复合材料，综合吸收各组元性能的优点，
甚至产生新的优异性能，而成为代替传统电子封装材料的最佳选择。
在各种金属基复合材料中，最先引进关注并得到大力发展的是高体分比SiCp-Al复合材料。一方面由于SiCp本身具有优良的物理性能，
另一方面则是因为SiCp作为磨料的市场已经非常成熟，价格较低。这种复合材料具有热导率高、质量轻、强度大、膨胀系数可调等优点，
不足之处是机械加工和焊接性能不如人意。由于高Si-Al复合材料这两点性能较好，故现今在某些领域中已有部分取代前者的实例。另
一个热点方向就是金刚石-Cu等复合材料，正作为第三代热管材料而大力研究开发。金刚石室温导热率是已知实用材料中的最高者，
特别适合于作为超大规模集成电路的热沉材料。但因其热膨胀系数大大低于常用半导体材料的热膨胀系数，将金刚石与Cu、Ag、Al等复合，
可实现散热、膨胀匹配和低成本的三者良好结合。然而目前还有不少问题：金刚石与金属的浸润性差；金刚石与金属的界面结合差；金刚
石与金属的界面热阻效应大；复合材料烧结密度低，孔隙率大等。功率器件几乎用于所有的电子制造业，目前其应用范围已从传统的
工业控制和4C产业（计算机、通信、消费类电子产品和汽车），扩展到新能源、轨道交通、智能电网等新领域。
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