Aplicação de substratos cerâmicos de alumina em materiais de interface térmica (TIM) e camadas isolantes estruturais.

Em sistemas de eletrônica de alta potência e iluminação LED, o gerenciamento térmico, aliado à garantia de isolamento elétrico, é crucial para a confiabilidade. Os materiais de interface térmica (TIMs) preenchem os espaços de ar entre as fontes e os dissipadores de calor, aumentando o fluxo térmico, enquanto as camadas isolantes estruturais proporcionam isolamento elétrico robusto e suporte mecânico. Os substratos cerâmicos de alumina desempenham ambas as funções como interface térmica dielétrica de forma singular: conduzem calor eficientemente como um TIM e, ao mesmo tempo, isolam eletricamente como um isolante dedicado. Essa combinação de alta condutividade térmica e alta rigidez dielétrica é difícil de alcançar com materiais convencionais, tornando as cerâmicas de alumina (Al₂O₃) cada vez mais importantes em aplicações que vão desde drivers de LED até módulos de potência de alta tensão. Engenheiros nas áreas de iluminação LED, eletrônica de potência, fontes de alimentação para dispositivos médicos e encapsulamento de semicondutores estão recorrendo a substratos cerâmicos de alumina para melhorar a dissipação de calor e a confiabilidade a longo prazo.

Os substratos cerâmicos de alumina são valorizados por seu equilíbrio entre desempenho térmico, elétrico e mecânico:

Alta condutividade térmica

A alumina com 96% de pureza oferece uma condutividade térmica de aproximadamente ≥24 W/m·K – muito superior à dos isolantes poliméricos típicos (que geralmente apresentam valores <5 W/m·K). Isso significa que a alumina dissipa o calor de forma eficiente, transferindo-o de componentes quentes para dissipadores de calor. Ela pode operar em altas temperaturas (o ponto de fusão da alumina é de aproximadamente 2050 °C), muito além dos limites dos materiais à base de polímeros, tornando-a adequada para dispositivos que operam em altas temperaturas ou em ambientes agressivos.

Excelente isolamento elétrico

A alumina é um isolante elétrico com rigidez dielétrica frequentemente superior a 17 kV/mm. Na prática, um substrato fino de alumina pode suportar milhares de volts sem ruptura dielétrica. Sua resistividade volumétrica é ≥10^14 Ω·cm, garantindo corrente de fuga mínima. Além disso, a perda dielétrica da alumina é muito baixa, o que é importante em circuitos de alta frequência ou de radiofrequência (RF). Esse alto desempenho dielétrico permite que os substratos de alumina forneçam isolamento de alta tensão em módulos de potência e fontes de alimentação.

Alta resistência mecânica e estabilidade

A cerâmica de alumina é dura. Um substrato com 96% de alumina normalmente apresenta uma resistência à flexão ≥350 MPa, o que significa que pode suportar tensões mecânicas e pressão de montagem sem rachar (desde que esteja devidamente suportado). É resistente ao desgaste, quimicamente inerte e possui absorção de água praticamente nula, portanto não incha nem se degrada em condições de umidade. O coeficiente de expansão térmica da alumina é menor que o dos metais, o que ajuda a reduzir o estresse térmico em encapsulamentos. Ao contrário da mica ou de filmes plásticos, os substratos de alumina não envelhecem nem sofrem fluência com o tempo e podem suportar ciclos térmicos sem perder a integridade.

Resistência a altas temperaturas e condições ambientais adversas

A alumina permanece estável a temperaturas bem acima de 300 °C, enquanto muitos isolantes poliméricos (como poliimida ou silicone) começam a se degradar acima de 150–200 °C. É não inflamável e geralmente atende à norma UL 94V-0 sem aditivos. A alumina também é resistente à corrosão – não reage com a maioria dos produtos químicos ou umidade. Isso a torna adequada para ambientes agressivos e aplicações de alta confiabilidade (por exemplo, compartimentos de motores automotivos ou eletrônica de potência industrial) onde materiais de PCB padrão ou pads à base de silicone podem falhar.

Custo-benefício excelente para um produto cerâmico.

Embora a alumina seja mais cara do que placas FR-4 ou folhas de mica simples, ela é significativamente mais acessível do que cerâmicas exóticas como o nitreto de alumínio (AlN). Ela oferece uma boa relação custo-benefício: você obtém desempenho térmico e confiabilidade substancialmente melhores do que os polímeros, a um custo razoável para aplicações de alto desempenho. Esse equilíbrio torna a alumina uma escolha prática quando materiais de alto desempenho puro (como AlN ou BeO) não se justificam.

 Em resumo, os substratos cerâmicos de alumina combinam boa condução de calor, excelente isolamento elétrico, robustez mecânica e estabilidade térmica. Essas propriedades sustentam seu papel como camada de interface térmica (TIM) e camada estrutural isolante em conjuntos eletrônicos.

Como os substratos cerâmicos de alumina funcionam em aplicações TIM

Um substrato cerâmico de alumina pode funcionar como material de interface térmica e, ao mesmo tempo, servir como camada isolante estrutural em um dispositivo. Veja como funciona:

Mecanismo de condução térmica

Quando usado como TIM (por exemplo, como uma camada ou substrato entre um dispositivo de potência e um dissipador de calor), a alta condutividade térmica da alumina permite que o calor flua rapidamente através dela. O substrato cerâmico substitui ou complementa TIMs mais macios, fornecendo um caminho direto para o calor com menor resistência térmica do que camadas espessas ou espaços de ar. Uma camada fina de alumina, mesmo com 0,5 a 1 mm de espessura, conduz o calor de forma eficiente da base de um transistor ou módulo de LED para o dissipador de calor.

Isolamento elétrico e isolamento dielétrico

Os substratos de alumina atuam simultaneamente como isolante dielétrico. Em uma aplicação típica, a camada de alumina fica entre um componente de alta tensão e um dissipador de calor ou chassi aterrado. Ela isola os dois com segurança, suportando altas tensões (da ordem de quilovolts) sem ruptura dielétrica. Essa dupla função – transferir calor e bloquear eletricidade – é o que torna a alumina uma “interface térmica dielétrica”. Em módulos de potência, por exemplo, um substrato cerâmico pode dissipar o calor dos chips IGBT enquanto os isola de uma placa de base metálica. A camada de alumina, portanto, serve como camada isolante estrutural na estrutura, substituindo materiais como mica, epóxi ou filmes de poliimida que eram tradicionalmente usados ​​apenas para isolamento elétrico.

Suporte estrutural

Ao contrário das pastas ou géis de TIM (material de interface térmica), um substrato cerâmico é um material estrutural rígido. Isso confere estabilidade mecânica: os componentes podem ser montados diretamente sobre o substrato de alumina (soldados ou fixados com clipes) e o substrato pode ser parafusado ou preso a um dissipador de calor ou gabinete. Os substratos de alumina frequentemente atuam como o suporte físico de um circuito – por exemplo, em um circuito híbrido de filme espesso ou um módulo de potência, o substrato de alumina funciona tanto como placa de circuito impresso quanto como dissipador de calor. Mesmo como uma almofada isolante independente (como sob um transistor), a almofada cerâmica fornece uma base sólida que não se deforma sob pressão. Isso pode melhorar a consistência da montagem (sem a preocupação com compressão ou vazamento da almofada). No entanto, por ser rígida, as superfícies devem ser planas e paralelas; aplicar pressão uniforme é importante para evitar rachaduras na cerâmica ou no componente. Com a montagem adequada (usando parafusos com arruelas de ombro ou clipes de mola), as almofadas isolantes de alumina são bastante duráveis ​​e “difíceis de quebrar” em condições normais de uso. Elas mantêm sua forma e desempenho mesmo sob alta força de fixação e ciclos de temperatura, ao contrário da mica, que pode rachar, ou das almofadas de silicone, que podem sofrer deformação.

Características da interface

As pastas térmicas de alumina cerâmica geralmente vêm em formatos polidos ou vitrificados para minimizar a rugosidade da superfície. Esse acabamento superficial ajuda a obter um bom contato térmico. Em alguns projetos, o substrato de alumina pode ter trilhas metalizadas ou pads de solda (por exemplo, cobre diretamente ligado à alumina em módulos de potência), servindo assim como circuito e pasta térmica. Em outros casos, trata-se de uma peça cerâmica lisa usada puramente como isolante – por exemplo, pads térmicos de cerâmica para encapsulamentos de transistores padrão (TO-220, TO-247, etc.) são cortados no formato dos furos de montagem e simplesmente inseridos entre o transistor e o dissipador de calor. Pads isolantes de cerâmica de alumina (brancos) para transistores de potência oferecem uma interface de alta condutividade térmica e isolamento elétrico. Esses pads térmicos de cerâmica rígidos substituem a mica e a pasta térmica, proporcionando uma solução de pasta térmica mais limpa e durável. Tais pads de alumina permitem que o calor flua para o dissipador de calor, mantendo o isolamento, desempenhando efetivamente a mesma função que um pad de silicone ou mica + pasta térmica, mas com uma única peça robusta. O resultado é frequentemente uma temperatura de junção mais baixa e um melhor desempenho em altas frequências do dispositivo, porque a cerâmica tem menor impedância térmica e introduz menos acoplamento capacitivo do que os isolantes de polímero flexíveis.

 Os substratos cerâmicos de alumina funcionam como soluções TIM multifacetadas: conduzem calor como uma almofada térmica dedicada, isolam como uma camada dielétrica e adicionam estabilidade mecânica como uma base de montagem sólida. Essa combinação exclusiva otimiza o gerenciamento térmico e o isolamento em um único componente.

Aplicação típica

Os substratos cerâmicos de alumina são utilizados em diversos setores industriais onde o resfriamento eficiente e o isolamento elétrico precisam coexistir. Abaixo, apresentamos alguns cenários de aplicação típicos e os motivos da escolha da alumina:

 Módulos de driver de LED e iluminação

LEDs de alto brilho e seus circuitos de acionamento geram calor significativo em conjuntos compactos. Substratos de alumina são frequentemente usados ​​como placas de montagem de LEDs ou como isolante para a eletrônica de acionamento. Por exemplo, conjuntos de LED COB (Chip-On-Board) frequentemente empregam alumina ou cerâmicas similares como material da placa, que dissipam o calor e isolam os LEDs da carcaça metálica. Da mesma forma, módulos de acionamento de potência de LED (conversores CA/CC para iluminação) usam placas isolantes de alumina para isolar as seções de alta tensão dos dissipadores de calor. A alta condutividade térmica da cerâmica melhora a vida útil do LED, mantendo as junções resfriadas, e seu isolamento permite que os módulos de LED sejam fixados em carcaças metálicas com segurança. Um circuito de acionamento de LED construído sobre um substrato cerâmico de alumina circular para dissipação de calor eficiente e isolamento de alta tensão. Em iluminação LED, o uso de camadas isolantes de cerâmica de alumina pode reduzir a necessidade de dissipadores de calor ou ventiladores adicionais, possibilitando designs de lâmpadas compactas. A confiabilidade da cerâmica (sem ressecamento ou envelhecimento) é especialmente valorizada em sistemas de LED que precisam funcionar por dezenas de milhares de horas.

Módulos semicondutores de potência (IGBTs/MOSFETs e módulos de potência OEM)

Talvez o uso mais difundido de substratos de alumina seja em módulos de potência – por exemplo, módulos inversores IGBT, módulos de ponte MOSFET e unidades de controle de potência automotivas. Esses módulos frequentemente utilizam a tecnologia DBC (Cobre Ligado Diretamente) ou construções similares, onde uma camada de cerâmica de alumina é intercalada entre padrões de cobre e uma placa de base metálica. A alumina serve como interface térmica dielétrica: ela transporta o calor dos dispositivos semicondutores para a placa de base ou dissipador de calor, suportando altas tensões de barramento CC (600 V, 1200 V ou mais em inversores de veículos elétricos). Nesses módulos, os substratos de cerâmica de alumina garantem que cada chip de potência esteja eletricamente isolado do dissipador de calor, sem a necessidade de isolantes de mica ou pads separados. Eles também apresentam baixa capacitância parasita, o que é benéfico para comutação de alta frequência (redução do acoplamento EMI). Os engenheiros de fabricantes de equipamentos originais (OEMs) de módulos de potência preferem a alumina por seu histórico comprovado – a alumina com 96% de pureza é economicamente viável e possui desempenho térmico adequado para muitos projetos. Para densidades de potência ainda maiores, alguns podem usar cerâmica de AlN, mas a alumina continua popular em muitos módulos industriais e automotivos devido à sua alta confiabilidade e resistência mecânica sob ciclos de carga e descarga. Além disso, o coeficiente de expansão térmica (CTE) da alumina, mais próximo ao de materiais semicondutores do que ao de metais, reduz o estresse térmico nas juntas de solda desses módulos.

Fontes de alimentação e eletrônica de alta tensão

Fontes de alimentação CA-CC (incluindo aquelas para dispositivos médicos e equipamentos industriais) frequentemente requerem isolamento entre os componentes de alta tensão e o chassi ou dissipadores de calor. Placas isolantes de cerâmica de alumina são utilizadas para montar transistores de potência, retificadores ou reguladores de tensão em dissipadores de calor em projetos de SMPS (fontes de alimentação chaveadas). Elas fornecem o isolamento dielétrico necessário (atendendo aos padrões de segurança de distância de fuga e isolamento) e transferem o calor de dispositivos como MOSFETs ou diodos para o invólucro de resfriamento de forma eficiente. Em unidades de alimentação de alta tensão/alta potência, o uso de uma camada isolante de cerâmica em vez de múltiplas camadas de almofada térmica + isolante pode simplificar a montagem e melhorar a condutividade térmica. Fontes de alimentação médicas se beneficiam especialmente de TIMs de cerâmica devido à sua estabilidade a longo prazo e à ausência de desgaseificação – fatores importantes para atender aos rigorosos padrões de confiabilidade e contaminação em ambientes médicos. Engenheiros que desenvolvem módulos de alimentação para equipamentos médicos apreciam o fato de que os substratos de alumina não contêm óleos de silicone (que podem migrar ou liberar gases) e podem suportar temperaturas de esterilização ou operação rigorosa sem se degradarem. O resultado é uma unidade de alimentação mais fria, segura e com maior vida útil.

 Placas de base para encapsulamento de semicondutores e dispositivos de radiofrequência

Substratos cerâmicos de alumina são comumente usados ​​como substratos de encapsulamento para semicondutores de potência e componentes de RF/micro-ondas. Por exemplo, transistores de RF de alta potência e encapsulamentos de diodos laser podem usar uma base cerâmica de alumina que é montada em um dissipador de calor. A placa de base de alumina não apenas dissipa o calor, mas também fornece uma plataforma estável e hermética que se adapta à expansão térmica do chip. Em aplicações de RF, as propriedades dielétricas da alumina (constante dielétrica moderada de 9,5 e baixa perda) a tornam adequada para a construção de circuitos com controle de impedância diretamente sobre o substrato, se necessário. Nesses cenários, o substrato de alumina é essencialmente a camada isolante estrutural do encapsulamento do dispositivo – ele isola o circuito eletricamente energizado da caixa metálica, enquanto conduz o calor para essa caixa. Comparados às placas de circuito impresso tradicionais com base metálica ou encapsulamentos plásticos, os encapsulamentos à base de cerâmica permitem maior dissipação de potência e operam de forma confiável em altas temperaturas. Além disso, em sensores ou dispositivos médicos implantáveis ​​que geram calor, a biocompatibilidade e a estabilidade da alumina podem ser uma vantagem (por exemplo, a alumina é por vezes utilizada em substratos de dispositivos implantáveis ​​devido às suas propriedades isolantes e por ser bioinerte).

 Em todas essas aplicações – de módulos de LED a inversores IGBT – os substratos cerâmicos de alumina permitem projetos que operam com temperaturas mais baixas e maior segurança. Eles possibilitam que os engenheiros aumentem a densidade de potência, dissipando o calor com mais eficiência, mantendo o isolamento em ambientes de alta tensão. O resultado geralmente é um desempenho e durabilidade aprimorados do produto final.

Comparação com materiais tradicionais 

Como se comparam os isolantes/materiais de interface térmica de cerâmica de alumina com os materiais isolantes e de interface térmica mais tradicionais? Abaixo, uma comparação das principais alternativas:

Graxa de silicone (pasta térmica)

A pasta térmica é um material de interface térmica (TIM) comum usado para preencher espaços microscópicos entre um dispositivo e o dissipador de calor. Pastas de alta qualidade podem ter condutividades térmicas em torno de 3–10 W/m·K e molham bem as superfícies, proporcionando baixa resistência de contato. No entanto, a pasta não oferece suporte estrutural nem isolamento elétrico. Aliás, muitas pastas não são isolantes elétricas (aquelas que são geralmente contêm cargas de alumina ou óxido de zinco). A pasta também sofre com o bombeamento e a secagem ao longo do tempo – ela pode migrar, atrair poeira e precisa ser reaplicada com cuidado se um componente for substituído. Na montagem, a pasta é suja e pode complicar a fabricação (sua aplicação é demorada e deve ser mantida longe de qualquer solda ou superfície de conector). As almofadas de cerâmica de alumina eliminam esses problemas: são isolantes limpos e reutilizáveis ​​que, uma vez instalados, não exigem manutenção. Embora a pasta possa inicialmente apresentar uma resistência de interface ligeiramente menor em superfícies ultraplanas, a diferença é pequena se a almofada de cerâmica for fina e usada com uma pequena quantidade de pasta. Para a maioria das aplicações de alta potência, a confiabilidade e a limpeza da alumina superam a pequena vantagem que a graxa térmica poderia ter no desempenho térmico. É por isso que os fabricantes desenvolveram materiais de almofada à base de silicone como uma "alternativa sem graxa" décadas atrás – e a cerâmica de alumina é uma extensão dessa filosofia, oferecendo desempenho térmico semelhante ao da graxa térmica, sem a sujeira. Folhas isolantes de mica: A mica (um mineral natural) tem sido usada há muitos anos como arruela isolante elétrica, especialmente na montagem de transistores. A mica é eletricamente excelente (rigidez dielétrica frequentemente de 5 kV/mm) e vem em folhas finas (aproximadamente 0,05–0,1 mm). No entanto, a condutividade térmica da mica é baixa (na ordem de 0,3–0,5 W/m·K) e um isolante de mica sem pasta térmica tem alta impedância térmica. Por esse motivo, a mica deve ser usada com pasta térmica em ambas as faces para obter uma boa transferência de calor. Isso torna a montagem trabalhosa (graxa em ambos os lados) e, se a mica rachar – o que pode acontecer facilmente, dada a sua fragilidade –, o desempenho térmico e o isolamento podem ficar comprometidos. Em contrapartida, um isolador cerâmico de alumina possui condutividade térmica muito maior (pelo menos 20 W/m·K) e pode ser usado em espessuras maiores (0,5–1 mm), superando a combinação de mica e graxa em desempenho térmico. A alumina também é mais resistente ao manuseio; embora seja uma cerâmica e possa lascar, um substrato de alumina bem sinterizado é tipicamente mais resistente do que uma fina camada de mica, que se esfarela. A desvantagem é o custo: a mica é muito barata, enquanto a cerâmica de alumina é mais cara por unidade. Mas, para projetos de alta confiabilidade e alta densidade de potência, o custo se justifica pelo ganho de desempenho e confiabilidade (sem necessidade de manutenção com graxa, sem falhas inesperadas da mica). Em resumo, as almofadas de cerâmica de alumina representam uma atualização moderna em relação aos isoladores de mica, proporcionando melhor condução de calor e resistência mecânica.

 Filmes de poliimida (ex.: Kapton)

O filme de poliimida é outro material isolante usado em algumas camadas de TIM (camada de interface térmica). Possui alta rigidez dielétrica e pode ser muito fino (25–125 µm), o que ajuda a reduzir a resistência térmica quando usado com um composto térmico. Por si só, a poliimida tem condutividade térmica extremamente baixa (em torno de 0,1 W/m·K), por isso geralmente é combinada com cera, graxa ou adesivo para formar uma fita ou almofada isolante. Por exemplo, alguns produtos de almofadas isolantes usam um suporte de poliimida com um revestimento termicamente condutor. A poliimida é valorizada por ser resistente e flexível – não racha como a mica e pode suportar altas temperaturas (até ~200 °C) sem derreter. No entanto, sob condições de alta potência, um filme fino ainda pode ser um gargalo para o fluxo de calor, e sua espessura reduzida pode ser uma desvantagem para alta tensão (são necessárias múltiplas camadas para tensões muito altas). Os substratos cerâmicos de alumina, em contraste, suportam altas temperaturas ainda melhor e podem fornecer alto isolamento dielétrico em uma única camada devido à espessura do material, com condução térmica muito superior. Soluções com isolantes de poliimida são comuns em eletrônica de média potência, mas para demandas térmicas extremas, camadas isolantes de cerâmica apresentam melhor desempenho, mantendo o isolamento com impedância térmica muito menor. Pode-se usar poliimida em casos de baixo custo ou baixa potência, mas optar por cerâmica de alumina quando se trata de altas densidades de potência ou quando se prefere uma estrutura isolante rígida.

Almofadas de borracha de silicone (almofadas para espaçamento/almofadas termicamente condutoras)

As almofadas de elastômero à base de silicone (frequentemente preenchidas com partículas cerâmicas) são uma solução popular de interface térmica (TIM) devido à sua maciez e adaptabilidade. Podem ser pré-cortadas no formato desejado, são fáceis de instalar (basta encaixá-las no local) e oferecem isolamento e condutividade térmica adequada (tipicamente de 1 a 5 W/m·K, com modelos de alto desempenho chegando a ~10 W/m·K). Essas almofadas eliminam a necessidade de graxa e podem preencher espaços mesmo em superfícies irregulares, graças à sua compressibilidade. As desvantagens são o desempenho térmico e o envelhecimento. Mesmo a melhor almofada de silicone apresenta maior resistência térmica do que uma cerâmica rígida para uma determinada espessura, pois a matriz polimérica é menos condutora e as almofadas geralmente são mais espessas para garantir uma boa cobertura. As almofadas de silicone também podem sofrer liberação de gases voláteis (o que representa um problema para aplicações sensíveis, como óptica ou aeroespacial) e podem se degradar ao longo do tempo em altas temperaturas (tornando-se rígidas ou quebradiças). Os substratos de cerâmica de alumina não apresentam esses problemas – permanecem estáveis ​​e não se comprimem nem se degradam. Se as superfícies forem razoavelmente planas, uma almofada de alumina (possivelmente com uma fina camada de graxa) geralmente terá um desempenho superior a uma almofada de silicone de maior espessura. Mecanicamente, a rigidez da alumina pode ser uma desvantagem se as superfícies forem ásperas ou desalinhadas – nesses casos, uma almofada macia pode proporcionar melhor contato. Mas, assumindo boas superfícies de contato, a falta de compressibilidade da cerâmica não é um problema e sua maior condutividade se destaca. De fato, em circuitos de alta frequência ou de comutação rápida, o uso de um isolador cerâmico pode melhorar o desempenho, pois reduz a capacitância parasita e não introduz o amortecimento que uma almofada macia poderia introduzir. Os fabricantes observam uma melhoria na estabilidade em altas frequências ao substituir isoladores de silicone por isoladores cerâmicos. Em resumo: as almofadas de silicone são convenientes e suficientes para muitas aplicações, mas para o máximo desempenho térmico e dielétrico, as almofadas de cerâmica de alumina levam vantagem (com a ressalva de uma montagem cuidadosa).

Outros Materiais Avançados

A alumina não é a única cerâmica disponível. O nitreto de alumínio (AlN) é uma cerâmica com condutividade térmica muito alta (acima de 170 W/m·K) e bom isolamento, o que a torna uma alternativa atraente, porém mais cara. O BeO (óxido de berílio) oferece condutividade térmica ainda maior (entre 200 e 300 W/m·K), mas é tóxico (a poeira de berílio é perigosa) e, portanto, caiu em desuso. Alguns materiais de interface térmica (TIMs) especializados utilizam nitreto de boro hexagonal ou outras fibras cerâmicas em um compósito para aumentar a condutividade. Comparada a esses materiais, a alumina ocupa uma posição ideal em termos de custo-benefício, facilidade de fabricação e desempenho adequado. Embora possa ter condutividade térmica inferior à do AlN, os substratos de alumina são muito mais comuns e custam talvez um terço ou menos do preço para o mesmo tamanho. A maioria das aplicações (LEDs, módulos de potência, etc.) pode atender aos seus requisitos térmicos com alumina, ajustando a espessura ou utilizando revestimentos metálicos, sem recorrer ao AlN, que é mais caro. Dito isso, se uma aplicação realmente exigir a maior condutividade térmica e o orçamento permitir, camadas isolantes de cerâmica de AlN podem ser usadas de forma semelhante (e, de fato, muitos fornecedores oferecem pads de alumina e de AlN). Na prática, a maioria das soluções de TIM cerâmica usa alumina para equilibrar, recorrendo ao AlN apenas para necessidades de ponta.

Os materiais isolantes e de interface térmica tradicionais têm suas vantagens e desvantagens, mas os substratos de cerâmica de alumina combinam muitas de suas melhores qualidades (desempenho térmico das pastas térmicas, isolamento da mica, estabilidade da poliimida e reutilização dos pads), minimizando as desvantagens (sem sujeira, sem degradação significativa). Isso torna a cerâmica de alumina uma escolha atraente para projetos que exigem alta densidade de potência e confiabilidade.