Wraz z szybkim postępem urządzeń elektronicznych w kierunku miniaturyzacji, wielofunkcyjności, wysokiego zużycia energii i zwiększonej niezawodności, pojawiła się trójwymiarowa technologia integracji o dużej gęstości dla urządzeń mikroelektronicznych. Jednakże rozwój integracji o dużej gęstości jest ograniczony przez podwyższone temperatury złączy spowodowane koncentracją ciepła w chipach, co znacznie pogarsza wydajność i niezawodność urządzenia.
Zintegrowane chipy mają struktury wielowarstwowe obejmujące warstwy podłoża, warstwy obwodów chipów, chipy i zimne płyty obudowy. Zimna płyta obudowy zawiera mikrokanały, które odprowadzają ciepło z chipów warstwy obwodu poprzez konwekcyjny transfer ciepła w cieczy, zapewniając jednocześnie równomierny rozkład temperatury chipa. Elastyczne materiały termoprzewodzące (TIM) stanowią mostek pomiędzy zimną płytą obudowy a warstwą obwodu.
Materiały interfejsu termicznego (TIM) to krytyczne elementy rozpraszające ciepło, które wypełniają mikroskopijne szczeliny między powierzchniami, aby bezpośrednio poprawić wydajność cieplną. TIM są zwykle stosowane pomiędzy chipem a pokrywą opakowania (TIM1), chipem i radiatorem (TIM1.5) oraz pokrywą opakowania i radiatorem (TIM2). Wysoka przewodność cieplna i niezawodność TIM zapewniają szybki transfer ciepła przez interfejsy. Dominujące podejście do zarządzania ciepłem w chipach o dużej mocy obliczeniowej nadal opiera się na materiałach TIM1 o bardzo niskim oporze cieplnym, które szybko przewodzą ciepło z wnętrza chipa do obudowy. Ciepło jest następnie przekazywane za pośrednictwem materiałów TIM2 do płyty chłodzącej ciecz, która szybko rozprasza je do środowiska zewnętrznego poprzez szybki przepływ wewnętrznego płynu chłodzącego.
