ด้วยความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไปสู่การย่อขนาด การทำงานแบบมัลติฟังก์ชั่น การใช้พลังงานสูง และความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น เทคโนโลยีการรวมสามมิติที่มีความหนาแน่นสูงสำหรับอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ได้เกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม การพัฒนาของการบูรณาการที่มีความหนาแน่นสูงถูกจำกัดโดยอุณหภูมิทางแยกที่สูงขึ้น ซึ่งเกิดจากความเข้มข้นของความร้อนภายในชิป ส่งผลให้ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ลดลงอย่างมาก
ชิปแบบรวมมีโครงสร้างหลายชั้นซึ่งประกอบด้วยชั้นซับสเตรต ชั้นวงจรชิป ชิป และแผ่นเย็นของเปลือกบรรจุภัณฑ์ แผ่นเย็นเปลือกบรรจุภัณฑ์ประกอบด้วยช่องไมโครที่กระจายความร้อนจากชิปชั้นวงจรผ่านการถ่ายเทความร้อนแบบพาของเหลว ขณะเดียวกันก็รับประกันการกระจายอุณหภูมิของชิปที่สม่ำเสมอ วัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อน (TIM) ที่ยืดหยุ่นได้เชื่อมส่วนเชื่อมต่อระหว่างแผ่นเย็นของเปลือกบรรจุภัณฑ์และชั้นวงจร
วัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อน (TIM) เป็นส่วนประกอบการกระจายความร้อนที่สำคัญ ซึ่งเติมเต็มช่องว่างระดับจุลภาคระหว่างพื้นผิวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนโดยตรง โดยทั่วไปจะใช้ TIM ระหว่างชิปและฝาบรรจุภัณฑ์ (TIM1) ชิปและตัวระบายความร้อน (TIM1.5) และฝาบรรจุภัณฑ์และตัวระบายความร้อน (TIM2) การนำความร้อนสูงและความน่าเชื่อถือใน TIM ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการถ่ายเทความร้อนข้ามอินเทอร์เฟซอย่างรวดเร็ว วิธีการจัดการระบายความร้อนที่มีอยู่ในปัจจุบันสำหรับชิปที่ใช้พลังงานคอมพิวเตอร์สูงยังคงอาศัยวัสดุ TIM1 ที่ต้านทานความร้อนต่ำเป็นพิเศษเพื่อนำความร้อนอย่างรวดเร็วจากภายในชิปไปยังตัวเรือนบรรจุภัณฑ์ จากนั้นความร้อนจะถูกถ่ายโอนผ่านวัสดุ TIM2 ไปยังแผ่นทำความเย็นด้วยของเหลว ซึ่งจะกระจายความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกอย่างรวดเร็วผ่านการไหลอย่างรวดเร็วของของเหลวทำความเย็นภายใน
