電子デバイスの小型化、多機能化、高消費電力化、信頼性の向上に伴い、マイクロ電子デバイスの高密度三次元集積技術が登場しました。しかし、高密度集積化の発展は、チップ内の熱集中によって引き起こされるジャンクション温度の上昇によって制約され、デバイスの性能と信頼性が大幅に損なわれます。
統合チップは、基板層、チップ回路層、チップ、パッケージ シェル コールド プレートで構成される多層構造を特徴としています。パッケージ シェルのコールド プレートには、均一なチップ温度分布を確保しながら、液体対流熱伝達を介して回路層チップから熱を放散するマイクロチャネルが組み込まれています。フレキシブル サーマル インターフェイス マテリアル (TIM) は、パッケージ シェルのコールド プレートと回路層の間のインターフェイスを橋渡しします。
サーマル インターフェイス マテリアル (TIM) は、表面間の微細な隙間を埋めて熱性能を直接向上させる重要な放熱コンポーネントです。 TIM は通常、チップとパッケージの蓋 (TIM1)、チップとヒートシンク (TIM1.5)、およびパッケージの蓋とヒートシンク (TIM2) の間に適用されます。 TIM の高い熱伝導率と信頼性により、界面全体での迅速な熱伝達が保証されます。高計算能力チップに対する一般的な熱管理アプローチは、チップ内部からパッケージ ハウジングに熱を急速に伝導するために、依然として超低熱抵抗の TIM1 材料に依存しています。次に、熱は TIM2 材料を介して液冷プレートに伝達され、内部の冷却流体の急速な流れによって熱が外部環境に急速に放散されます。
さらに、低温接合技術はパッケージングプロセスで広く採用されています。たとえば、低温Cu-Cu接合は、高密度相互接続と優れた電気伝導性と熱伝導性における利点により、先進的なパッケージングの中核技術となっています。ナノ銀焼結プロセスは、低温接合技術の例です。低温 (250°C) で高い熱伝導率 (250 W/(m・K)) の接続界面を形成し、従来の高温プロセスに伴う熱誘発損傷を効果的に回避します。結果として得られる接続構造は、非常に低い気孔率、優れた熱伝導率、および優れた機械的安定性を示し、高度なパッケージングに信頼性の高い保証を提供します。