氮化硅陶瓷具有優(yōu)異的力學(xué)性能，用作結構材料得到了普遍關(guān)注。而一般氮化硅陶瓷的抗彎強度可超過(guò)1000MPa，然而其熱導率與氧化鋁陶瓷相近只20-30W/m•K，遠遠低于高熱導率氮化鋁陶瓷(180-260W/m•K)，加上其價(jià)格遠高于氧化鋁陶瓷，因此未能作為導熱材料得到普遍應用。

九十年代中期Haggerty通過(guò)理論推導得出氮化硅的本征熱導率高達320W/m•K，與氮化鋁的本征熱導率(320W/m•K)相同。后來(lái)在2002年又有學(xué)者計算表明氮化硅的β-Si3N4的a軸和c軸的理論熱導率分別為170和450W/m•K，這為研制高熱導率氮化硅陶瓷提供了理論依據。 然而理論計算終歸理論計算，           氮化硅要做成理論值是不太可能的，受限于陶瓷原料粉體的純度，燒結助劑，殘留氣孔，燒結工藝控制控制等元素，當前商業(yè)上可獲得的氮化硅襯底的熱導率僅僅約在80-100W/mK之間，以TOSHIBA氮化硅基板為例，其在室溫下的熱導率約為90W/m•K。除TOSHIBA以外，Rogerscorp，Kyocera，Maruwa，Coorstek，Denka等也有商業(yè)化的氮化硅基板產(chǎn)品。

       商業(yè)化的氮化鋁基板及氮化硅基板與其他材料的熱傳導率見(jiàn)上圖左示例。對應材料的熱膨脹系數見(jiàn)上圖右。其中TAN-250,TAN230,TAN200是TOSHIBA三個(gè)不同牌號氮化鋁的產(chǎn)品，TSN-90是TOSHIBA氮化硅基板的參數。 從表面上看，僅具有90W/m•K熱導率的氮化硅襯底與具有170W/m•K熱導率的氮化鋁襯底相比，其散熱能力有點(diǎn)遜爆了。但是，由于氮化硅基板的機械強度是氮化鋁基板的兩倍以上（可以在滿(mǎn)足使用條件的情況下做的更?。?，因此較薄的氮化硅基板（厚度為0.32mm）的熱阻幾乎等于較厚的氮化鋁基板的熱阻，即0.635mm。另外，氮化硅的較高彎曲強度使基板的最大偏轉增加到其他陶瓷基板的1.5倍以上，這意味著(zhù)它們具有高的抗壓縮和抗沖擊性，在多次循環(huán)使用下依然性能穩定，可以輕松抵御極為惡劣的工作環(huán)境。 優(yōu)秀如它，制備卻極難！ 氮化硅基板的最大的賣(mài)點(diǎn)在于“機械強度大及導熱能力優(yōu)秀同步了”。一般來(lái)說(shuō)粗大β-Si3N4柱狀晶本身具有較高的熱導率但晶粒不慎異常長(cháng)大的也會(huì )讓其綜合力學(xué)強度下降，使得氮化硅陶瓷熱導率升高的原因也會(huì )來(lái)不良影響，也這意味著(zhù)熱導率和力學(xué)性能往往不可兼得。這是造成高熱導率氮化硅陶瓷的應用研究徘徊不前的主要原因。因此，在尋求高導熱氮化硅基板的制備的同時(shí)還需要權衡其力學(xué)性能是否能同步保持。 在早期的研究中，往往是采用高溫、高壓、長(cháng)時(shí)間加熱工藝來(lái)實(shí)現氮化硅陶瓷基板的高導熱能力，但高溫長(cháng)時(shí)間進(jìn)行加熱處理會(huì )造成陶瓷晶粒異常長(cháng)大、導致機械性能下降，其實(shí)際應用受到限制。