由于电子设备各个部件是由各种不同材料的元器件组成如:硅芯片、氧化硅绝缘膜、铝互连线、金属引线框架和塑料封装外壳等。这些材料的热膨胀系数各不相同,一旦遇到温度变化,就会在不同材料的交界面上产生压缩或拉伸应力,因此产生了热不匹配应力,简称热应力。材料热性质不匹配是产生热应力的内因,而温度变化是产生热应力的外因。元器件级的热设计是为了防止器件出现过热或温度交变而失效。
目前针对元器件级的热设计，采用以铝碳化硅、铝硅、金刚石铜/铝为代表的第三代电子封装材料作为热设计的基材；
1、其CTE能够与介电衬底、陶瓷焊球阵列(BGA)、低温烧结陶瓷(LTCC)材料以及印刷电路板相匹配,同时还具有高热传导率数值，同时金属基复合材料的高强度和硬度在组装过程中还为集成电路器件提供了保护。此类材料的低密度还可改善器件受到冲击或振动时的可靠性。
2、在光电封装的几何外形比倒装焊盖板要复杂,因此对于光学对准的图形需要更为精确的尺寸控制。所有封装都是模铸的,关键的光学对准部分不需要额外的加工。因此与传统的封装件相比成本更低。光电器件中的热管理同样非常重要。器件通常工作在室温附近,这就需要具有良好散热性能的材料来保持温度均匀性并优化冷却器的性能。金属基复合材料可调匹配的CTE数值可在工作中保证敏感光学器件的对准,同时还可消除焊接或铜焊组装过程中可能引入的残余应力。