[科普中國]-外形圖

一個器件的外形圖即是包括器件機(jī)械互換性要求的全部尺寸特性的圖形，它表明設(shè)備中器件允許的空間位置，以及確保機(jī)械互換性所需要的其他尺寸特性。

外形圖的意義在“企業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)評審確認(rèn)證明書”中有一個腳注：“主要技術(shù)要求項目包括外形尺寸、主要性能指標(biāo)和環(huán)境應(yīng)力指標(biāo)?！奔词钦f，一個元器件的外形尺寸具有與其性能指標(biāo)和環(huán)境應(yīng)力指標(biāo)同等重要的地位，需要在軍標(biāo)制定、評審確認(rèn)以至于質(zhì)量保證的檢驗中予以充分重視。然而，迄今為止，在大量的元器件軍用詳細(xì)規(guī)范制定中，外形圖及外形尺寸問題并未得到普遍的關(guān)注，似乎只是標(biāo)準(zhǔn)基本內(nèi)容中一個可有可無的點(diǎn)綴。這個問題在具有多種封裝形式，且引出端數(shù)較多的集成電路專業(yè)顯得更為突出。1

外形圖尺寸和公差一、外形圖

在器件標(biāo)準(zhǔn)化工作中，為了有利于整機(jī)的研制和維修，必須充分考慮器件的互換性要求。這種互換性要求除器件的電特性、熱特性、引出端排列順序外，還有一個至關(guān)重要的機(jī)械互換性。一個器件的外形圖即是包括器件機(jī)械互換性要求的全部尺寸特性的圖形，它表明設(shè)備中器件允許的空間位置，以及確保機(jī)械互換性所需要的其他尺寸特性。

外形圖的標(biāo)準(zhǔn)化，可以促使各器件制造廠執(zhí)行這些圖形所示公差，以便擴(kuò)大用戶的范圍，同時，也可使設(shè)備設(shè)計人員使用從不同廠家或不同國家采購的器件之間的機(jī)械互換性得到保證。外形圖應(yīng)采用第三象角投影圖，包括側(cè)視圖、頂視圖以及為表示一些特殊結(jié)構(gòu)或特征所需的附加視圖。圖形并不要求特別精確，但要求比例準(zhǔn)確。在某些需要更清楚表示的地方，則應(yīng)有局部放大圖形。

器件詳細(xì)規(guī)范中的外形尺寸是用于器件成品的。因此它們不必標(biāo)出制造公差，但要給出用戶能接受的極限值。在圖形上標(biāo)注的尺寸有下述幾類：

1、公差尺寸

公差尺寸最好選用最小和最大極限值，或選用一個標(biāo)稱值及最小、最大極限值來表示，但標(biāo)稱值不一定是兩個極限值的平均值。

2、非公差極限尺寸

非公差極限尺寸可以是極小值，也可以是極大值，應(yīng)根據(jù)該尺寸的特點(diǎn)來確定。如陶瓷雙列封裝中的封裝長度和基面到封裝頂部的距離均只給出最大值即可，就是說，只要小于給定值就判為合格。

3、非公差標(biāo)稱尺寸

這種尺寸可在實(shí)際標(biāo)稱圖表中作通用性數(shù)據(jù)，也可在規(guī)定的理想幾何位置上使用。各種雙列、單列、四列以及扁平式封裝中的引線節(jié)距以及金屬圓形封裝的引線端位置圓直徑和基準(zhǔn)角均標(biāo)注非公差標(biāo)稱尺寸，表示是一種理論正確尺寸，是確立被測部位的理想形狀、方向和位置的尺寸，該尺寸不附公差，而應(yīng)圍以框格，零件實(shí)際尺寸僅由公差框格中位置度、輪廓度或傾斜度公差來限定。標(biāo)注尺寸時，應(yīng)根據(jù)尺寸的精確度，相應(yīng)地點(diǎn)出小數(shù)點(diǎn)的位數(shù)，即以小數(shù)點(diǎn)的位數(shù)來表示尺寸精度。如要測量一個接近于0.01mm的數(shù)，則尺寸的表示就要考慮到相應(yīng)的第二位小數(shù)（如2.54mm），而極限值、標(biāo)稱值和公差尺寸極限都應(yīng)用同一精度的小數(shù)點(diǎn)位數(shù)來表示，如最小值0.35mm，標(biāo)稱值0.45mm，最大值0.59mm，即均要精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。1

外形圖上的標(biāo)記外形圖上的標(biāo)記是器件詳細(xì)規(guī)范外形圖中最易被人遺忘的角落。其中有機(jī)械標(biāo)記，它可為自動操作（包括自動粘片、鍵合、封蓋、測試等）提供方位（如鍵、切口、細(xì)槽等形式）。還有一個極為重要的是外觀標(biāo)記，它是識別第一引出端位置的參考特征（如鍵、切口、細(xì)槽、凹坑、色碼等）。由于集成電路引出端多、功能復(fù)雜，如果不明確引出端標(biāo)位，將給器件的安裝、維修帶來難以預(yù)料的災(zāi)難性后果，輕則使器件損壞，重則報廢設(shè)備。因此，在外形圖上應(yīng)標(biāo)示出外觀標(biāo)記所應(yīng)處的區(qū)域。在IEc748-n《半導(dǎo)體集成電路（不包括混合電路）分規(guī)范》以及美軍標(biāo)準(zhǔn)MnJ-STD-883《微電子器件試驗方法和程序》所規(guī)定的鑒定和質(zhì)量一致性檢驗中，均有針對“標(biāo)記”問題而設(shè)置的試驗分組。僅僅因標(biāo)記不合格也將判器件失效而拒收。1

外形圖的要求目前在器件外殼詳細(xì)規(guī)范外形尺寸的標(biāo)示中又陷入了另一個誤區(qū)。其一是在外殼規(guī)范中給出了完整的器件圖，其二是尺寸按IEC191-2（（半導(dǎo)體器件的機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化第2部分尺寸》的方式給出。標(biāo)準(zhǔn)編制者還常常言之鑿鑿，聲稱“是符合IEC標(biāo)準(zhǔn)”的。殊不知外殼的規(guī)范與器件詳細(xì)規(guī)范對尺寸的考慮和要求是有著極大的區(qū)別的。不論是IEC191-2、JEDEC95《半導(dǎo)體器件的注冊和標(biāo)準(zhǔn)的外形圖》，還是MIL-STD-1835《微電路外殼外形》，它們均屬于半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，其圖形是器件成品完整的外形圖。它們考慮的是對機(jī)械互換性重要的尺寸予以標(biāo)準(zhǔn)化，對其他的尺寸則盡可能讓器件制造者有更多的自由。而外殼詳細(xì)規(guī)范中的圖形則為外殼結(jié)構(gòu)圖，它必須按其供貨狀態(tài)分別畫出底座和蓋（帽）圖，而不是器件封裝好后的成品圖。在尺寸的標(biāo)示上需要充分考慮制造公差。這類標(biāo)準(zhǔn)是用保證一定的制造精度的辦法來保證零部件的互換性和配合性，以提高零部件通用化、統(tǒng)一化程度，以便實(shí)現(xiàn)專業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

以陶瓷雙列外殼D14型為例，IEC191-2中，給出了外殼長度最大值20.32mm、基面到封裝頂部距離最大值5.1mm、外殼跨度7.62mm等，而“半導(dǎo)體設(shè)備和材料國際組織”編制的封裝標(biāo)準(zhǔn)中，系單獨(dú)給出D14型底座標(biāo)準(zhǔn)，其尺寸精度要求比IEC191-2嚴(yán)格得多，如長度定為19.05±0.254mm，還給出了底座重要尺寸的內(nèi)腔長度和內(nèi)腔寬度，而這兩個尺寸是器件外形圖根本不必考慮的。

總之，在詳細(xì)規(guī)范的編制中，元器件的外形圖不是一個可有可無的問題，外形圖的畫法和外形尺寸的標(biāo)注也不是一件簡單的事情。作為標(biāo)準(zhǔn)中的一項重要技術(shù)內(nèi)容，我們不可等閑視之。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

胡建平 - 副教授 - 西北工業(yè)大學(xué)