[科普中国]-外形图

一个器件的外形图即是包括器件机械互换性要求的全部尺寸特性的图形，它表明设备中器件允许的空间位置，以及确保机械互换性所需要的其他尺寸特性。

外形图的意义在“企业军用标准评审确认证明书”中有一个脚注：“主要技术要求项目包括外形尺寸、主要性能指标和环境应力指标。”即是说，一个元器件的外形尺寸具有与其性能指标和环境应力指标同等重要的地位，需要在军标制定、评审确认以至于质量保证的检验中予以充分重视。然而，迄今为止，在大量的元器件军用详细规范制定中，外形图及外形尺寸问题并未得到普遍的关注，似乎只是标准基本内容中一个可有可无的点缀。这个问题在具有多种封装形式，且引出端数较多的集成电路专业显得更为突出。1

外形图尺寸和公差一、外形图

在器件标准化工作中，为了有利于整机的研制和维修，必须充分考虑器件的互换性要求。这种互换性要求除器件的电特性、热特性、引出端排列顺序外，还有一个至关重要的机械互换性。一个器件的外形图即是包括器件机械互换性要求的全部尺寸特性的图形，它表明设备中器件允许的空间位置，以及确保机械互换性所需要的其他尺寸特性。

外形图的标准化，可以促使各器件制造厂执行这些图形所示公差，以便扩大用户的范围，同时，也可使设备设计人员使用从不同厂家或不同国家采购的器件之间的机械互换性得到保证。外形图应采用第三象角投影图，包括侧视图、顶视图以及为表示一些特殊结构或特征所需的附加视图。图形并不要求特别精确，但要求比例准确。在某些需要更清楚表示的地方，则应有局部放大图形。

器件详细规范中的外形尺寸是用于器件成品的。因此它们不必标出制造公差，但要给出用户能接受的极限值。在图形上标注的尺寸有下述几类：

1、公差尺寸

公差尺寸最好选用最小和最大极限值，或选用一个标称值及最小、最大极限值来表示，但标称值不一定是两个极限值的平均值。

2、非公差极限尺寸

非公差极限尺寸可以是极小值，也可以是极大值，应根据该尺寸的特点来确定。如陶瓷双列封装中的封装长度和基面到封装顶部的距离均只给出最大值即可，就是说，只要小于给定值就判为合格。

3、非公差标称尺寸

这种尺寸可在实际标称图表中作通用性数据，也可在规定的理想几何位置上使用。各种双列、单列、四列以及扁平式封装中的引线节距以及金属圆形封装的引线端位置圆直径和基准角均标注非公差标称尺寸，表示是一种理论正确尺寸，是确立被测部位的理想形状、方向和位置的尺寸，该尺寸不附公差，而应围以框格，零件实际尺寸仅由公差框格中位置度、轮廓度或倾斜度公差来限定。标注尺寸时，应根据尺寸的精确度，相应地点出小数点的位数，即以小数点的位数来表示尺寸精度。如要测量一个接近于0.01mm的数，则尺寸的表示就要考虑到相应的第二位小数（如2.54mm），而极限值、标称值和公差尺寸极限都应用同一精度的小数点位数来表示，如最小值0.35mm，标称值0.45mm，最大值0.59mm，即均要精确到小数点后两位。1

外形图上的标记外形图上的标记是器件详细规范外形图中最易被人遗忘的角落。其中有机械标记，它可为自动操作（包括自动粘片、键合、封盖、测试等）提供方位（如键、切口、细槽等形式）。还有一个极为重要的是外观标记，它是识别第一引出端位置的参考特征（如键、切口、细槽、凹坑、色码等）。由于集成电路引出端多、功能复杂，如果不明确引出端标位，将给器件的安装、维修带来难以预料的灾难性后果，轻则使器件损坏，重则报废设备。因此，在外形图上应标示出外观标记所应处的区域。在IEc748-n《半导体集成电路（不包括混合电路）分规范》以及美军标准MnJ-STD-883《微电子器件试验方法和程序》所规定的鉴定和质量一致性检验中，均有针对“标记”问题而设置的试验分组。仅仅因标记不合格也将判器件失效而拒收。1

外形图的要求目前在器件外壳详细规范外形尺寸的标示中又陷入了另一个误区。其一是在外壳规范中给出了完整的器件图，其二是尺寸按IEC191-2（（半导体器件的机械标准化第2部分尺寸》的方式给出。标准编制者还常常言之凿凿，声称“是符合IEC标准”的。殊不知外壳的规范与器件详细规范对尺寸的考虑和要求是有着极大的区别的。不论是IEC191-2、JEDEC95《半导体器件的注册和标准的外形图》，还是MIL-STD-1835《微电路外壳外形》，它们均属于半导体器件的基础标准，其图形是器件成品完整的外形图。它们考虑的是对机械互换性重要的尺寸予以标准化，对其他的尺寸则尽可能让器件制造者有更多的自由。而外壳详细规范中的图形则为外壳结构图，它必须按其供货状态分别画出底座和盖（帽）图，而不是器件封装好后的成品图。在尺寸的标示上需要充分考虑制造公差。这类标准是用保证一定的制造精度的办法来保证零部件的互换性和配合性，以提高零部件通用化、统一化程度，以便实现专业化规模生产。

以陶瓷双列外壳D14型为例，IEC191-2中，给出了外壳长度最大值20.32mm、基面到封装顶部距离最大值5.1mm、外壳跨度7.62mm等，而“半导体设备和材料国际组织”编制的封装标准中，系单独给出D14型底座标准，其尺寸精度要求比IEC191-2严格得多，如长度定为19.05±0.254mm，还给出了底座重要尺寸的内腔长度和内腔宽度，而这两个尺寸是器件外形图根本不必考虑的。

总之，在详细规范的编制中，元器件的外形图不是一个可有可无的问题，外形图的画法和外形尺寸的标注也不是一件简单的事情。作为标准中的一项重要技术内容，我们不可等闲视之。1

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学