№5 / 2017 / статья 2

Эволюция маркировки активных электронных компонентов

Георгий Келл (г. Самара)

В истории маркировки электронных компонентов и непростой текущей ситуации, сложившейся в этой области электронной индустрии, помогает разобраться известный специалист по электронному рынку Георгий Келл.

Рис. 1. Маркировка электровакуумной лампы

Рис. 1. Маркировка электровакуумной лампы

Цифробуквенная маркировка электронных компонентов используется в отрасли с давних времен. А началось все с электровакуумных ламп. В 1944 году две американские отраслевые ассоциации – Radio Manufacturers Association (RMA) и National Electrical Manufacturers Association (NEMA) – создали Joint Electron Tube Engineering Council (JETEC). В обязанности этого Совета входила координация маркировки электровакуумных ламп. Тогда и появилась маркировка (рисунок 1), состоящая их нескольких букв и цифр (6AL5, 6J6, 6SL7 и так далее), несущая информацию и о функциональном назначении, и о некоторых параметрах ламп.

Спустя 14 лет, в 1958 году, буква “T” (Tube) в аббревиатуре Совета была заменена на “D” (Device), отразив наступление эры полупроводников. И уже в 1960 году была принята система маркировки полупроводниковых диодов EIA370, состоявшая из префикса 1N и порядкового номера (1N4007, 1N4148, …). JEDEC стала «законодателем» маркировки дискретных полупроводников на американском континенте. Европейская система обозначения Pro Electron появилась в 1966 году. По ней условное обозначение формировалась из двух или трех букв, характеризующих тип материала и функциональное назначение компонента, и порядкового номера (BC358, BY399, BAV99, …). Примерно тогда же японский Институт Промышленных Стандартов (Japanese Industrial Standards) выпустил стандарт JIS-C-7012, установивший привычное обозначение японских транзисторов (2SAxxxx, 2SCxxxx, 2SKxxxx, …).

Нет ничего удивительного, что система обозначения полупроводниковых дискретов унаследовала принципы, заложенные в маркировку электровакуумных ламп. При правильном выборе символов такая система была бы способна отображать определенные характеристики приборов и помогать в их оперативной идентификации. Однако массовое производство полупроводников и в первую очередь – микросхем, функциональное многообразие которых на порядки превышало многообразие диодов и транзисторов, поставило крест на благом намерении гармонизировать систему обозначений полупроводниковых приборов. В странах Запада, да и в Японии, при всей приверженности к порядку, вторым препятствием стала рыночная экономика и быстро растущее число производителей полупроводников, которые ни в коей мере не хотели тратить время и ресурсы на согласование наименований своих изделий с конкурентами, пусть и внутри одной страны. Таким образом, к началу 70-х система JEDEC в определенной мере продолжала действовать в США для дискретных полупроводников, а обозначение микросхем общего назначения стало формироваться в соответствии с принципами, выбранными для этого частными компаниями-производителями. Именно тогда сложился шаблон обозначения американских ИС, которого придерживается большинство компаний:

  • префикс из двух-трех букв обозначал принадлежность к конкретному производителю и, зачастую, функциональное назначение;
  • 3-4 цифры были порядковым номером разработки (первая цифра могла характеризовать и температурный диапазон);
  • суффикс из 1-2 букв характеризовал некий параметр, температурный диапазон или тип корпуса.

Конечно, как и у любой «стихийной» системы, у этой существует множество исключений, но известные всем электронщикам LM358N, UC2842BD, NE555N и тысячи других наименований ИС хорошо подтверждают правило.

На этом фоне исключительно эффективной выглядит принятая еще в СССР отечественная система обозначения полупроводниковых приборов. Не секрет, что большинство электронных компонентов, производимых в СССР, имели зарубежные прототипы, но их обозначения в нашей стране всегда были уникальными. И если эта уникальность для электровакуумных ламп, полупроводниковых диодов и транзисторов не слишком выделялась на фоне обозначений по системе JEDEC, то единая система обозначений для микросхем была очень информативной и удобной.

Первый норматив по условным обозначениям отечественных полупроводниковых микросхем НПО.034.000 появился в 1968 году (то есть «вполне на уровне» европейской системы ProElectron). Спустя пять лет он был «прописан» в стандарте ГОСТ 18682-72. В 1980 году появилась и просуществовала 20 лет привычная для большинства российских электронщиков система обозначения микросхем по ОСТу 11.073.915-80. Государственное управление электронной промышленностью СССР, выразившееся в создании в1965 году соответствующего министерства (МЭП), предполагало и централизованную систему отраслевой стандартизации. Обязанность по формированию условных обозначений полупроводниковых приборов (включая ИС), была возложена на созданное в 1968 году зеленоградское ЦКБ «Дейтон». Справочники под редакцией руководителей этой организации Б.В.Тарабрина и С.В.Якубовского были одними из немногих качественных источников информации о характеристиках полупроводниковых приборов советской поры.

Советская система условных обозначений микросхем отличалась продуманностью и наглядностью. Особенно хорошо это видно на примере микросхем логики. Так, типовые западные микросхемы, как 74-й, так и 4000-й серий содержали просто порядковый номер разработки, а также признак используемой технологии – 74LSxxx (маломощная Шоттки) или 74ACxx (быстродействующая КМОП для более поздних клонов), и суффикс, обозначавший тип корпуса. Обозначение аналогичной отечественной логики было гораздо более информативным (рисунок 2):

Рис. 2. Обозначение микросхем логики отечествен- ного производства

Рис. 2. Обозначение микросхем логики отечественного производства

Префикс

1a – буква «Э» обозначала экспортное исполнение (дюймовый шаг выводов). Встречалась редко.

1b – буква «К» говорила о предназначении для гражданской продукции. В микросхемах военного и космического применения отсутствовала.

1c – буква, характеризующая исполнение корпуса для ИС гражданского назначения: «Р» – dip, «Ф» – soic, «М» – керамика, «А» – планарный и так далее.

Серия

2a – технология изготовления: «1», «5» или «6» – монолитная ИС, «2», «4» или «8» – гибридная ИС, «7» – чип-исполнение (бескорпусное), «3» – иные ИС.

2b – в более поздней 4-хзначной нотации обозначала сферу применения: «0» – бытовая техника, «1» – аналоговые схемы, «4» – операционные усилители, «5» – цифровые схемы, «6» – память, «8» – микропроцессоры.

2c – собственно номер серии.

Функциональная группа

3a – основная группа, 3b – подгруппа. Именно эти две буквы говорили о функциональном назначении микросхемы. И список сочетаний был весьма внушительным: «УД» – операционный усилитель «ЛА» – логические И-НЕ, «ЕН» – линейный стабилизатор, «ПВ» – АЦП, «СА» – компаратор и так далее.

Порядковый номер в подгруппе иногда совпадал с порядковым номером западного прототипа. Например, MC10117 – К500ЛК117.

Суффикс

5a – указывал на наличие определенной версии микросхемы с отличающимися от стандартной характеристиками.

Отраслевой стандарт ОСТ 11.073.915-2000, принятый в 2000-м году, немного скорректировал предшественника. Совсем свежий ГОСТ РВ 5901-005-2010 также внес изменения, но в целом преемственность с советской системой условных обозначений сохранилась.

Безусловно, запоминание буквенных сочетаний функциональных групп требовало определенных усилий, но запоминание цифровых кодов импортных микросхем – еще больших. Хотя наличие в то время у многих электронщиков набора data-books облегчало задачу, а появление Google сделало поиск функционального описания микросхемы совсем тривиальным делом, оперативность идентификации компонента с «советской» маркировкой, по мнению автора – выше.

Все изменила миниатюризация электронных компонентов. Если на всех корпусах размера TO и DO и микросхемах DIP, SOIC, PLCC и QFP разместить полное условное наименование компонента не представляло труда, то с появлением smd-корпусов типа SOT, SC, MSOP, QFN и прочих малая площадь поверхности стала главной проблемой.

В СССР с ней впервые столкнулись еще при производстве первого (и наиболее популярного) транзистора в пластмассовом корпусе – КТ315. На корпусе размером 7х6 мм удавалось разместить только суффикс, характеризовавший коэффициент усиления (у левого края), логотип производителя и код даты. Когда появился комплементарный КТ361 в таком же корпусе, проблему решили просто – буквенный суффикс на них стали наносить по центру (рисунок 3).

Рис. 3. Маркировка транзисторов

Рис. 3. Маркировка транзисторов

В дальнейшем на советских заводах научились наносить полное наименование на корпуса типа TO92, но большую популярность c 80-х годов, видимо, из соображений экономии, получила маркировка цветными точками и условными символами (рисунок 4). Огромную популярность тогда приобрели справочники с расшифровкой такого вида маркировки. Да и теперь на Интернет-форумах обсуждение идентификации тех или иных отечественных дискретов с цветовой маркировкой занимает заметное место.

Справедливости ради следует сказать, что экономить на длине маркировки начали еще японские производители транзисторов. Они традиционно не наносили на корпус префикс «2S» и на любых корпусах, даже самых больших TO247, TO3P и TO218 значилось, к примеру, просто A1538.

Рис. 4. Цветная маркировка транзистора отечест- венного производства

Рис. 4. Цветная маркировка транзистора отечественного производства

Все драматически изменилось с появлением SMD-корпусов (рисунок 5), геометрические размеры которых имеют неуклонную тенденцию к уменьшению.

Технология поверхностного монтажа была впервые продемонстрирована компанией IBM в 1960 году, однако ее массовое внедрение началось только в конце 80-х. На классическом корпусе SOT23 размером 2,9х1,3 мм, даже используя лазерную гравировку, не удавалось разместить более четырех символов с сохранением читабельности невооруженным глазом. Тогда и появился новый вид маркировки полупроводниковых приборов – SMD-коды.

К сожалению, формирование SMD-кодов не подчиняется вообще никаким правилам. Каждая компания формирует их по своему усмотрению, используя зачастую совсем непонятные принципы. С учетом того, что по прогнозу аналитической компании IC Insights число отгруженных в 2018 году полупроводниковых приборов превысит 1 трлн. штук, а подавляющее число активных ЭК (да и пассивные от них не отстают) выпускается в SMD-исполнении, задача корректной идентификации SMD-компонентов становится практически невыполнимой.

Рис. 5. SMD-корпус

Рис. 5. SMD-корпус

К счастью, задача такой идентификации возникает не на «передовой линии» производства электронной техники, где «куется» основная прибыль глобальной электроники. Потребность в ней возникает у ремонтников, разработчиков, вовлеченных в обратный инжиниринг (reverse engineering) и просто у огромной армии электронщиков, занятых мелкосерийным производством электроники, что является популярным в нашей стране времяпровождением.

Автору данной статьи пришлось столкнуться с этой темой в начале XXI века, когда на сайте www.ecworld.ru началось формирование сводной таблицы, посвященной маркировке SMD-компонентов – SMD-коды. За эти годы там накопилось несколько десятков тысяч наименований полупроводниковых приборов, имеющих вид, показанный в таблице 1.

Безусловно, собранный материал отражает лишь доли процента от существующего на рынке числа SMD-кодов, но, с учетом того, что в таблицу включались наиболее популярные в нашей стране (да и в мире) активные ЭК, она может представлять значительную практическую пользу. Нельзя не признать, что «ручной» ввод данных в таблицу трудоемок и неизбежно связан с ошибками, которые, впрочем, обнаруживаются и исправляются, в том числе – благодаря обратной связи с посетителями раздела.

В заключении хотелось бы дать некие комментарии, помогающие более эффективно вести идентификацию ЭК по их SMD-кодам.

  • Автору известны лишь пять вендоров, на сайтах которых есть поиск по SMD-коду. Это Fairchild (теперь часть On Semi), Maxim Integrated, Micro Commercial Components, NXP (куплена Qualcomm’ом, а бизнес дискретов продан китайским производителям и теперь носит имя Nexperia) и Texas Instruments. Остальные крупные компании этим вопросом не озаботились, но у большинства из них SMD-код компонента указывается в документации. Но и из этого правила бывают исключения.
  • Очень многие вендоры включают в SMD-код служебные символы, идентифицирующие дату и место производства (fab) либо номер партии (lot). Эти символы, как правило, не расшифровываются. Приятным исключением является компания NXP, которая для обозначения страны производства использует три фиксированных буквы: “p” – Гонконг, “t” – Малайзия и “W” – Китай. Удручает то, что эти символы могут находиться как в начале, так и в конце SMD-кода. Отсутствие символа свидетельствует обычно о том, что компонент произведен в Гонконге.
  • У многих SMD-компонентов производства Infineon SMD-код заканчивается символом “s”. Это очевидный рудимент названия буквы материнской компании Siemens. Как правило, SMD-коды пишутся заглавными буквами и строчное “s” (иногда и повернутое на 90°) сразу идентифицирует производителя.
  • Некоторые вендоры активно используют надстрочные линии и подчеркивания, характеризуя ими RoHS-статус компонента. Компания MAXIM поступает по-другому: добавляется символ «+» или «#» в качестве префикса к SMD-коду.
  • Уникальным путем пошла компания International Rectifier, разместив однобуквенный SMD-код на нижней стороне (обращенной к печатной плате) корпусов SOT23-5 и SOT23-6. На верхней стороне корпуса указаны два символа data-кода и два символа lot-кода, идентифицировать которые невозможно, да и нет смысла. С такой маркировкой выпускаются, к примеру, PFC-контроллеры IRS2505L, датчики тока IRS25750L и драйверы МОП-транзисторов IRS20752L.
  • Главной опасностью при идентификации SMD-кода являются случаи маркировки совершенно разных компонентов различных производителей, но выполненных в одинаковом корпусе. Такие случаи встречаются все чаще, поскольку с уменьшением размеров SMD-компонента размещать на нем удается три, два или даже один символ, и число вариантов сужается.
  • Уменьшение размеров корпусов привело к появлению маркировки в виде условных символов. Получилось что-то наподобие маркировки отечественных биполярных транзисторов в корпусе TO92, но смасштабированное на корпус SC70. Такая маркировка замечена на дискретах компании Fairchild. К сожалению, в упомянутой выше таблице 1 такое отобразить не удастся.
  • Особое место в формировании SMD-кодов занимают азиатские производители, поскольку именно они сначала массово копировали западные дискреты, а затем стали выпускать и приборы собственной разработки. При этом иногда используются SMD-коды прототипов, а в большинстве случаев это не наблюдается, что приводит к еще большей путанице.

Такая вот непростая ситуация с этими, казалось бы, простыми SMD-кодами. Несбыточной мечтой представляется web-сервис, импортирующий фото SMD-компонента и выдающий перечень возможных вариантов полного наименования по убывающей релевантности.

Таблица 1. Пример наименования полупроводниковых приборов

A1x# TC1014-2.5VCT LDO 2.5 В/50мА sot23-5 Microchip x# — date-|lot-код

О компании Infineon

Компания Infineon является мировым лидером по производству силовых полупроводниковых компонентов, а также занимает ведущие позиции по производству автомобильной полупроводниковой электроники и смарт-карт.  В 2015 году компания Infineon приобрела компанию International Rectifier, тем самым значительно усилив свои лидирующие позиции в области силовой электроники. Это сочетание открывает новые возможности для клиентов, так как обе компании превосходно дополняют друг друга благодаря высокому уровню ...читать далее

Наличие на складах
Наименование Наличие Цена
IRS2505LTRPBF (INFIN) -20% 17 143 0.1774 $ 10.41 руб. от 1 шт
IRS20752LTRPBF (INFIN) 18 202 0.3724 $ 21.84 руб. от 455 шт
FF1800R17IP5BPSA1 (INFIN) 2 1158.77 $ 67976 руб. от 1 шт
FF1800R17IP5 (INFIN) 3 2242.34 $ 131540 руб. от 1 шт
FF1800R17IP5PBPSA1 (INFIN) 0
IPP77N06S212AKSA2 (INFIN) 48 619 0.5529 $ 32.44 руб. от 175 шт
IPP70N10S312AKSA1 (INFIN) 4 692 0.8653 $ 50.76 руб. от 500 шт
IPP70N10SL16AKSA1 (INFIN) 1 440 1.8226 $ 106.92 руб. от 500 шт