SJ／Z 21329-2018  金属外壳设计指南

5.3.4常用金属外壳基体材料

表1为常用金属外壳基体材料性能参考值。

表1为常用金属外壳基体材料性能参考值。

表1常用基体材料性能参考值

能源标准5常用金属外壳绝缘材料

常用金属外壳绝缘材料有玻璃和陶瓷两种： a）一般选择的封接用玻璃材料为： 一匹配封接玻璃7052玻璃或其等同物； 一压力封接玻璃9013玻璃或其等同物 b）一般选择的封接用陶瓷材料为AlO陶瓷 常用绝缘材料性能参考值见表2。

表2常用绝缘材料性能参考值

5.3.6常用金属外壳引线材料

股选择的号线材科有429 铜芯4J50用于压力型封 常用引线材料性能参考值见表

表3常用引线材料性能参考值

金属封装外壳底座对内部电路提供密封、机械支撑、I/O信号的连接、环境保护等作用，外壳的结 构设计应综合考虑器件对散热、电传导、绝缘、密封、机械支撑、重量、内部电路的装配、外围电路的 电连接、器件固定安装等方面的要求。 底座一般成型方式见图2~图4。

图2冲压成型外壳示意图

图3机械切削成型外壳示意图

允许使用本指南未涵盖的成型方式。

5.5.2外壳紧固结构一般形式

5.3平底外壳的凸缘丝

图4两体钎焊成型式外壳示意图

图5带法兰外壳固定结构示意图

图6带螺钉外壳固定结构示意图

冲压平底类外壳，其凸缘结构一般分为以下两类：A型一股用于锡焊封帽，B型一般用于储能焊封 帽，示意图见图7。

金属外壳的密封方式主要分为玻璃封接和陶瓷钎焊封接： a）玻璃封接，玻璃封接主要通过玻璃自身与金属基座形成紧密界面密封的方式，示意图见图8：

5.5.51/0 接口形式

图10陶瓷条与金属钰焊封接方式部面示意图

金属封装外壳的I/O接口是内部封装电路和外部设备联通信号的通道，主要有以下几种形式： a 框架引线，框架引线示意图见图11，一般采用板料蚀刻成型，0.25mm厚，0.38mm宽，引线 距为1.27mm或2.54mm，外部采用1mm～2mm的框架连接，一般用于内部键合，外部贴装 /O接口：

图11框架引线示意图

6）钉头引线，钉头引线示意见图12，钉头引 米用模具价 压成型，端头与内部电路一般采用金丝或铝丝键合，钉头直径一般为引线直径的1.5倍，能为 在引线直径不变的情况下，内部提供更大的键合面积，满足键合质量要求；

图12钉头引线示意图

c）高载流引线，对承载电流较大的引线，可采用铜芯4J50或对焊引线，铜芯4J50引线是在4J50引 线芯部包铜，一般铜芯与总体直径比为1:3，满足密封可靠性要求的同时减小电阻，增加引线 的电流承载能力，见图13。对焊引线是短引线部分采用4J29或4J50粗直径引线，用于玻璃封接 外部较长和较细的部分采用铜材料，减小整体引线电阻，增加引线的电流承载能力，见图14。 4J50

图13铜芯复合引线示意图

图14对焊引线示意图

扁头引线，扁头引线主要用于扁平式腔体外壳的I/O接口，采用模具挤压成型，端买与内部 路可采用锡焊、金丝或铝丝键合，见图15，扁头引线尺寸一般按公式（1）和公式（2）计算 得结果进行设计。

扁头引线，扁头引线主要用于扁平式腔体外壳的I/O接口，采用模具挤压成型，端头与内部电 路可采用锡焊、金丝或铝丝键合，见图15，扁头引线尺寸一般按公式（1）和公式（2）计算所 得结果进行设计。

f）对于压力型封接组合，封接厚度t应不低于1.5mm，见图17； g）对于压力型封接组合，按公式（3）计算结果进行设计，见图17：

f）对于压力型封接组合，封接厚度t应不低于1.5mm，见图17； g）对于压力型封接组合，按公式（3）计算结果进行设计，见图17：

D一玻璃孔直径，单位为毫米（mm） d引线线径，单位为毫米（mm）； t—封接厚度，单位为毫米（mm）

图16扁平外壳示意图

图17单孔压力封接参数示意图

图18多孔压力封接示意图

电性能设计要求如下： a) 外壳有耐压要求时，在检测时间为1min、漏电流1mA的条件下，金属间玻璃绝缘宽度可以 照交流1400V/mm进行设计，设计中应考虑引线位置偏差极限值，并留有15%以上的安全裕度 b) 器件工作电流较大、引线上的压降要求较低时，推荐采用铜芯复合引线，表7为不同材料、 同直径引线载流参考值

表7不同直径引线承载电流

c）阻抗设计，同轴式阻抗按照公式（4）计

）阻抗设计，同轴式阻抗按照公式（4）计算。

式中： Z 阻抗，单位为欧姆（2）； & 介电常数； D 玻璃孔直径，单位为毫米（mm）； d 引线直径，单位为毫米（mm）。

5.8.1冲压型外壳外形图尺寸和公差

冲压型外壳尺寸公差见图19

图19典型冲压型外壳尺寸公差示意图

5.8.2机械切削加工外壳尺寸公差

机械切削加工外壳尺寸公差见图20

机械切削加工外壳尺寸公差见图20

图20典型切削加工外壳尺寸公差示意图

等，需进行设计验证，可选择性进行热仿真和应力仿真以及实际设计验证。若设计中采用了已经验 结构、工艺、材料等，或已鉴定产品平台技术的拓展应用，则不需进行设计验证。

结到壳的热阻应符合设计输入要求。

电性能仿真要求如下： a）外壳引出端与对应键合点之间的引线电阻应符合设计输入要求； b）外壳频率性能参数 照明标准，如延迟、阻抗等应符合设计输入要求。

5.9.4环境适应性仿真

5.9.5实际设计验证

1.2台阶盖板厚度设计

图22拉延盖帽示意图

盖板材料为4J42或4J29时，为保证外壳有一定的强度，台阶盖板的边缘厚度一般为0.15mm，边 度一般为底座封口宽度加0.2mm～0.4mm之间，盖板的中心厚度推荐值见表8。

混凝土标准规范范本表8盖板中心厚度设计推荐表

当盖帽材料为碳素结构钢时，为保证外壳有一定的强度，盖帽的壁厚推荐值见表9。 表9盖帽壁厚设计推荐表