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1.概述
在现代微电子设备用元器件的组成中，除集成电路之外，还包括分立元件，如电阻器、电容器、滤波器、延迟线、变压器、转换开关、接头、显示器、可变电阻器及可变电容器等。其中，有些元件（如大容量的电容器、高品质因数的电感线圈等）很难用生产集成电路的工艺方法来实现，另一些元件（如变压器、接头和转换开关等）又很难实现小型化，且又不可能釆用组合工艺来制造。据有关文献介绍，在微电子设备中，在中、大规模集成电路上所用的分立元件数目还是较大的，这正是影响提高现代微电子设备安装效率的瓶颈。所以，在设计和研制现代微电子设备的安装结构时，必须选用那些在结构、电路和工艺各方面均与所用集成电路的参数、尺寸、结构和安装方法相适配的元件。
2.常用的有引出线的分立元件
（1）电阻器
尽管组成设备的大部分电阻器在结构上都可做成集成元件的形式，但是，在制造微电子设备时，不可能不用到分立形式的电阻器。虽然在微电子设备的组成中电阻器的相对数量已渐渐减少，但设备的日益复杂及其生产的批量化必然导致分立电阻生产数量逐年增加。例如，在下述情况下：
● 当标称阻值很大时；
● 对阻值精度要求高而电阻温度系数又要小的精密电阻；
● 对耗散功率较大的电阻；
● 用于高压的可变电阻作调节用时；
● 作为电阻性微波元件；
● 作为特种电阻器（热敏电阻、压敏电阻及光敏电阻等）。
固定电阻和可变电阻器的结构，分别如图2.6、图2.7所示。
（2）电容器
在现代微电子设备的结构和安装中，分立电容器同电阻器一样，均起着重要的作用。在现代微电子设备中，因广泛使了集成电路的半导体器件，故工作电压一般均不超过5～30 V。当电源电压低于10 V时，电容器中引出线承机械挤压的内部接触变得不稳定，易出现永久和暂时性的断路现象，从而增大损耗。故带有焊接的引出线（如陶瓷引出钱、玻璃陶瓷引出线、玻璃釉引出线等）的电容器在微电子设备的安装中得到了广泛应用。图2.8～图2.10分别示出了陶瓷电容器、玻璃电容器、玻璃陶瓷电容器的常见结构。在微电子设备安装中常用的电解电容的结构，如图2.11所示。
图2.6 固定电阻器的结构
（a）～（e）非线绕电阻器；（f）～（l）精密电阻器；（m）～（s）高频电阻器。
图2.7 可变电阻器的结构
（a）～（e）非线绕可变电阻器；（f）～（j）线绕可变电阻器。
图2.8 陶瓷电容器的常见结构
图2.9 玻璃电容器常见结构
图2.10 玻璃陶瓷电容器常见结构
图2.11 常用的电解电容的结构
（3）其他有引出线的分立部件
在微电子设备安装过程中，在对其他的小型分立部件（如小型延迟线、滤波器、变压器和电感线圈等）。对在重量和外形尺寸方面有苛刻要求的微电子设备进行安装设计时，最大的困难在于难以实现接触机构、控制元件、接头、转换开关、旋钮等的小型化。在某些情况下，从组装和所使用的元件的角度来看，一些在结构及所完成功能等方面均十分复杂的微电子设备单元，其接头的重量和体积可能占整个单元重量和体积的百分之几十。尽管在这方已经取得了成就，但总的来说，其结构和安装仍然是按传统方式进行的。电动机换向和控制结构从传统方式过渡到釆用新型元件（如电效应器件和光效应器件）是必然的不可避免的趋向。
3.常用的无引出线的片式分立元件
现代微电子设备的正常功能受到破坏的原因，是由于信号在电气安装连接线上传播时产生的失真、衰减及交叉干扰。而造成这些影响因素的形成，很大程度取决于电气安装的结构和工艺。实践表明，釆用无引线的片式元件的表面安装工艺，可以改善信号在回路中的传输质量，提高电气安装的密度和可靠性，减小尺寸，降低生产成本，从而有力地驱动了分立元件由有引出线的插入安装结构迅速向无引出线的片式元件表面安装结构发展。其小型化的发展速度是惊人的，如表2.1所示。
表2.1 片式元件规格尺寸的发展状况
4.印制元件
PWB配线可以制得数值非常小的电感、电容、电阻。这种由印制配线图形制得的电感、电容、电阻元件，在微波混合IC、极高频率时要求极小的L和C值的回路中获得了广泛的应用。由于材料和印制基板制造技术的不断进步，基板配线图形的一部分将介电材料和磁性材料印制在其上，可以在基板上形成较大的电感和电容值。而且电阻也可以通过在印制图形部位印制导电率低的材料来实现，如图2.12所示。
图2.12 印制R、C、L元件
这种使用将介电体、磁性体、电阻等材料利用网筛印制的片状材料，再利用腐蚀法除去不要部分的厚膜技术，大多的元件都可一次制造成，省去了元件的安装和焊接工序。
印制元件的最大优点是：其高度几乎可以忽略，这样就可以将其安装在基板的内层，从而极大地提高了安装密度。这种印制在基板内层而制得的无源元件被称为埋入元件。
1.发展特点
① 尺寸不断微型化，01005已近极限。
② 0201组装技术已经普及，01005已进入应用研究试验成熟期。
③ 为了提高板级组装密度，在PCB中埋入R、C、L将进入实用。
④ 集成化，将多个无源功能块集成在同一封装内，形成无源CSP，如表2.2所示。
表2.2 将多个无源功能块集成在同一封装内
⑤ 多个同种或异种无源元件以二维或三维的形式相组合，制成复合元件会明显改善安装效率和工艺性。
⑥ 伴随着手机等便携式电子设备的急速发展，复合元件上搭载IC器件的模块化制品正在迅速普及与推广。
2.片式元件向陶瓷复合制品方向发展
（1）无源元件埋置于基板中的起源
20世纪70年代成功开发了低温共烧陶瓷多层基板LTCC。在此之前，采用Al 2 O 3 的多层共烧基板需要在1 500℃以上烧成，如此高的烧成温度，难以实现无源元件的共烧集成。而LTCC的烧成温度一般为800～900℃，较低的烧成温度为厚膜电阻及厚膜电容预埋共烧集成提供了条件。这种内部埋置无源元件的LTCC多层基板于80年代中期达到实用化。但是，这种结构是在玻璃陶瓷生片上印制C、R、L等元件，经叠层预压、一次烧成来实现的。因此，可制作元件的范围窄，只能限定在特殊用途上。
（2）埋置元件基板的开发进入快车道
20世纪80年代后期，通过在钛酸钡等钛电体、铁氧体等强磁性体生片上印制电极，经叠层预压、一次烧成制作无源元件。这种技术的开发成功，标志着对埋置元件基板的开发进入了快速发展轨道。
上述这些陶瓷系的异种材料，在烧成收缩特性及热膨胀特性等方面各不相同，必须采用一次共烧的工艺将生片叠层体烧成，实现一体化。为此，必须仔细调整成分及共烧工艺，这需要高超的技术和丰富的经验。许多电子元器件厂家及陶瓷、玻璃制品厂家做出了很大贡献。
（3）模块化制品开始起步
在这种内部埋置无源元件的复合基板上，搭载IC元件及不便于埋置于基板内部的无源元件，构成模块化制品。这种制品在20世纪90年代初问世。从本质上讲，采用这种将无源元件埋置于基板内部的陶瓷基板，将IC等元件搭载于其上的封装形式，仍属于混合IC（HIC）或MCM的范畴。不过，目前已受到广泛关注的将全部元件埋置在基板内部的三维系统集成封装形成，正是从这里开始起步的。
自20世纪90年代起，随着以手机为代表的便携式电子设备的迅猛发展，上述制品首先在高频模块中采用并延续至今。而后，又在被普遍看好的蓝牙模块等中采用，近年来其应用幅度增加，并显示出极好的发展前景。目前，埋置50个左右无源元件的制品是由陶瓷基板做成的，实装尺寸为10 mm×10 mm的小型蓝牙模块已开始面市。今后，这种制品除了以更多的模块形式应用之外，还会在IC封装基板中扩大应用。
（4）陶瓷复合制品尚存在的问题
① 由于陶瓷基板的脆性，难以胜任大尺寸的薄型基板，故仅适用于小型模块或封装。特别是电阻体烧成前后不能修边调阻值，难以保证其阻值偏差小于±1%。为此，通过将烧成收缩率的分散性抑制在0.1%以下，并开发出x、y方向的烧成收缩率为零的技术，从而使埋置无源元件的参数精度大大提高。目前，这种制品已达实用化。
② 陶瓷系另一个不好解决的问题是，由于需要1 000℃左右的高温烧结，IC芯片难以埋置于基板之内。采用后面将要介绍的树脂系基板，则可以解决该问题。
3.在芯片硅基板上集成无源元件
在Si基板上，采用半导体工艺，也可形成C、R、L等无源元件，由此制成了埋置无源元件的芯片集成器件IPD。这里所说的IPD并不是指集成无源元件的集成电路芯片，而是指将在半导体IC内埋置参数较大的无源元件也与Si芯片集成在一起。
在Si芯片中集成无源元件的IPD器件的实例是：ST微电子采用铁电体薄膜形成电容C（5～500 pF），采用扩散电阻形成R（1～100 kΩ），采用螺旋导体形成L，目前已能在一个芯片中集成30个以上的无源元件。而且，应需要还能在其中埋置三极管等有源元件。这种埋置无源元件的集成芯片制品，除用于倒装芯片（FC）或CSP结构与布线板或IC芯片相组合外，还可以用作MCP的Si封装基板。
这种埋置无源元件的集成芯片制品，除具有小型、薄型化的优点之外，在减少寄生电路参数及提高可靠性方面具有良好效果。由于采用半导体微细加工技术，制品尺寸可以做得更小，随着工艺的完善和标准化的进展，其用量会越来越多。为了提高IC芯片的性能，希望尽量缩短元件间的引线距离，而无源元件集成于芯片中，势必造成芯片尺寸增加，这对于缩小体积是不利的。但由于这种集成芯片系统的封装密度高，对于改善芯片性能效果明显。以此为基础，有可能发展成为一种新的封装形态。无论是采用陶瓷系，还是采用下面介绍的树脂系，在其基板中埋置无源器件的三维封装，在今后相互竞争又相互借鉴的过程中，会逐步完善。
4.埋置元件的基板正推广到有机系统
在陶瓷系基板中埋置电子元件取得成功的基础上，人们开始在树脂系基板中埋置电子元件，以实现三维集成化封装。在树脂系基板中埋置元件可以大大缩短布线距离，其对高频、高速电路的优势性与陶瓷系基板是同样的。特别是，由于前者不需要高温烧结，不存在烧结收缩问题，而且在集成之前可以对元件调整修边，又适合大型基板，在降低价格方面有很大潜力。目前，受埋置元件种类、尺寸及性能参数等的限制，首先用于高频模块基板和BGA/CSP等封装基板，从而显示出从陶瓷系埋置元件基板向有机系埋置元件基板转化的趋势。
在此之后，人们采用更为积极的方式进行内部埋置元件的基板材料和结构的开发。例如，采用在树脂中分别混入铁电体、电阻体、铁磁体粉末制作的膜片或浆料，通过铜箔及导电浆料形成电极，用以制作C、R、L元件；或者在通常的绝缘膜片上通过溅射镀膜或CVD法形成C、R、L元件。