Еволюція маркування активних електронних компонентів
В історії маркування електронних компонентів і непростий поточної ситуації, що склалася в цій галузі електронної індустрії, допомагає розібратися відомий фахівець з електронного ринку Георгій Келл. 
Мал. 1. Маркування електровакуумної лампи
Цифробуквене маркування електронних компонентів використовується в галузі з давніх часів. А почалося все з електровакуумних ламп. У 1944 році дві американські галузеві асоціації - Radio Manufacturers Association (RMA) і National Electrical Manufacturers Association (NEMA) - створили Joint Electron Tube Engineering Council (JETEC). В обов'язки цієї Ради входила координація маркування електровакуумних ламп. Тоді і з'явилася маркування (рисунок 1), що складається з декількох букв і цифр (6AL5, 6J6, 6SL7 і так далі), що несе інформацію і про функціональне призначення, і про деякі параметрах ламп.
Немає нічого дивного, що система позначення напівпровідникових дискретов успадкувала принципи, закладені в маркування електровакуумних ламп. При правильному виборі символів така система була б здатна відображати певні характеристики приладів і допомагати в їх оперативної ідентифікації. Однак масове виробництво напівпровідників і в першу чергу - мікросхем, функціональне різноманіття яких на порядки перевищувало різноманіття діодів і транзисторів, поставило хрест на благому намірі гармонізувати систему позначень напівпровідникових приладів. У країнах Заходу, та й в Японії, при всій прихильності до порядку, другим перешкодою стала ринкова економіка і швидко зростаюче число виробників напівпровідників, які ні в якій мірі не хотіли витрачати час і ресурси на узгодження найменувань своїх виробів з конкурентами, нехай і всередині однієї країни. Таким чином, до початку 70-х система JEDEC в певній мірі продовжувала діяти в США для дискретних напівпровідників, а позначення мікросхем загального призначення стало формуватися відповідно до принципів, обраними для цього приватними компаніями-виробниками. Саме тоді склався шаблон позначення американських ІС, якого дотримується більшість компаній:
- префікс з двох-трьох букв позначав приналежність до конкретного виробника і, найчастіше, функціональне призначення;
- 3-4 цифри були порядковим номером розробки (перша цифра могла характеризувати і температурний діапазон);
- суфікс з 1-2 букв характеризував якийсь параметр, температурний діапазон або тип корпусу.
Звичайно, як і у будь-який «стихійної» системи, у цій існує безліч винятків, але відомі всім електронникам LM358N , UC2842BD , NE555N і тисячі інших найменувань ІС добре підтверджують правило.
На цьому тлі виключно ефективної виглядає прийнята ще в СРСР вітчизняна система позначення напівпровідникових приладів. Не секрет, що більшість електронних компонентів, вироблених в СРСР, мали закордонні прототипи, але їх позначення в нашій країні завжди були унікальними. І якщо ця унікальність для електровакуумних ламп, напівпровідникових діодів і транзисторів не надто виділялася на тлі позначень по системі JEDEC, то єдина система позначень для мікросхем була дуже інформативною і зручною.
Перший норматив по умовним позначенням вітчизняних напівпровідникових мікросхем НПО.034.000 з'явився в 1968 році (тобто «цілком на рівні» європейської системи ProElectron). Через п'ять років він був «прописаний» в стандарті ГОСТ 18682-72. У 1980 році з'явилася і проіснувала 20 років звична для більшості російських електронників система позначення мікросхем по Осту 11.073.915-80. Державне управління електронною промисловістю СРСР, що виразилося в створенні в1965 році відповідного міністерства (МЕП), передбачало і централізовану систему галузевої стандартизації. Обов'язок щодо формування умовних позначень напівпровідникових приладів (включаючи ІС), була покладена на створений в 1968 році Зеленоградском ЦКБ «Дейтон». Довідники під редакцією керівників цієї організації Б.В.Тарабріна і С.В.Якубовского були одними з небагатьох якісних джерел інформації про характеристики напівпровідникових приладів радянської пори.
Радянська система умовних позначень мікросхем відрізнялася продуманістю і наочністю. Особливо добре це видно на прикладі мікросхем логіки. Так, типові західні мікросхеми, як 74-й, так і 4000-й серій містили просто порядковий номер розробки, а також ознака використовуваної технології - 74LSxxx (малопотужна Шотткі) або 74ACxx (швидкодіюча КМОП для більш пізніх клонів), і суфікс, що позначав тип корпусу. Позначення аналогічної вітчизняної логіки було набагато більш інформативним (малюнок 2):
Мал. 2. Позначення мікросхем логіки вітчизняного виробництва
префікс
1a - буква «Е» позначала експортне виконання (дюймовий крок висновків). Зустрічалася рідко.
1b - буква «К» говорила про призначення для цивільної продукції. У мікросхемах військового і космічного застосування була відсутня.
1c - буква, що характеризує виконання корпусу для ІС цивільного призначення: «Р» - dip, «Ф» - soic, «М» - кераміка, «А» - планарний і так далі.
серія
2a - технологія виготовлення: «1», «5» або «6» - монолітна ІС, «2», «4» або «8» - гібридна ІС, «7» - чіп-виконання (безкорпусні), «3» - інші ІС.
2b - в пізнішій 4-хзначной нотації позначала сферу застосування: «0» - побутова техніка, «1» - аналогові схеми, «4» - операційні підсилювачі, «5» - цифрові схеми, «6» - пам'ять, «8» - мікропроцесори.
2c - власне номер серії.
функціональна група
3a - основна група, 3b - підгрупа. Саме ці дві букви говорили про функціональне призначення мікросхеми. І список сполучень був досить значним: «УД» - операційний підсилювач «ЛА» - логічні І-НЕ, «ЕН» - лінійний стабілізатор, «ПВ» - АЦП, «СА» - компаратор і так далі.
Порядковий номер у підгрупі іноді збігався з порядковим номером західного прототипу. Наприклад, MC10117 - К500ЛК117.
суфікс
5a - вказував на наявність певної версії мікросхеми з відмінними від стандартної характеристиками.
Галузевий стандарт ОСТ 11.073.915-2000, прийнятий в 2000-му році, трохи скорегував попередника. Зовсім свіжий ГОСТ РВ 5901-005-2010 також вніс зміни, але в цілому спадкоємність з радянською системою умовних позначень збереглася.
Безумовно, запам'ятовування буквених поєднань функціональних груп вимагало певних зусиль, але запам'ятовування цифрових кодів імпортних мікросхем - ще більших. Хоча наявність в той час у багатьох електронників набору data-books полегшувало завдання, а поява Google зробило пошук функціонального опису мікросхеми зовсім тривіальним справою, оперативність ідентифікації компонента з «радянської» маркуванням, на думку автора - вище.
Все змінила мініатюризація електронних компонентів. Якщо на всіх корпусах розміру TO і DO і мікросхемах DIP, SOIC, PLCC і QFP розмістити повне умовне найменування компонента було дуже легко, то з появою smd-корпусів типу SOT, SC, MSOP, QFN і інших мала площа поверхні стала головною проблемою.
В СРСР з нею вперше зіткнулися ще при виробництві першого (і найбільш популярного) транзистора в пластмасовому корпусі - КТ315. На корпусі розміром 7х6 мм вдавалося розмістити тільки суфікс, що характеризували коефіцієнт посилення (у лівого краю), логотип виробника і код дати. Коли з'явився комплементарний КТ361 в такому ж корпусі, проблему вирішили просто - буквений суфікс на них стали наносити по центру (рисунок 3).
Мал. 3. Маркування транзисторів
Надалі на радянських заводах навчилися наносити повне найменування на корпуса типу TO92, але більшу популярність c 80-х років, мабуть, з міркувань економії, отримала маркування кольоровими точками і умовними символами (рисунок 4). Величезну популярність тоді придбали довідники з розшифровкою такого виду маркування. Та й тепер на Інтернет-форумах обговорення ідентифікації тих чи інших вітчизняних дискретов з кольоровим маркуванням займає помітне місце.
Справедливості заради слід сказати, що економити на довжині маркування почали ще японські виробники транзисторів. Вони традиційно не завдавали на корпус префікс «2S» і на будь-яких корпусах, навіть найбільших TO247, TO3P і TO218 значилося, наприклад, просто A1538.
Мал. 4. Кольорове маркування транзистора вітчизняного виробництва
Все драматично змінилося з появою SMD-корпусів (рисунок 5), геометричні розміри яких мають неухильну тенденцію до зменшення.
Технологія поверхневого монтажу була вперше продемонстрована компанією IBM в 1960 році, проте її масове впровадження почалося тільки в кінці 80-х. На класичному корпусі SOT23 розміром 2,9х1,3 мм, навіть використовуючи лазерне гравіювання, не вдавалося розмістити понад чотири символи, зберігаючи читабельності неозброєним оком. Тоді і з'явився новий вид маркування напівпровідникових приладів - SMD-коди.
На жаль, формування SMD-кодів не підкоряється взагалі ніяким правилам. Кожна компанія формує їх на свій розсуд, використовуючи часто зовсім незрозумілі принципи. З урахуванням того, що за прогнозом аналітичної компанії IC Insights число відвантажених в 2018 році напівпровідникових приладів перевищить 1 трлн. штук, а переважна кількість активних ЕК (та й пасивні від них не відстають) випускається в SMD-виконанні, завдання коректної ідентифікації SMD-компонентів стає практично нездійсненним.
Мал. 5. SMD-корпус
На щастя, завдання такої ідентифікації виникає не на «передовій лінії» виробництва електронної техніки, де «кується» основний прибуток глобальної електроніки. Потреба в ній виникає у ремонтників, розробників, залучених в зворотний інжиніринг (reverse engineering) і просто у величезній армії електронників, зайнятих дрібносерійним виробництвом електроніки, що є популярним в нашій країні проведенням часу.
Автору цієї статті довелося зіткнутися з цією темою на початку XXI століття, коли на сайті www.ecworld.ru почалося формування зведеної таблиці, присвяченій маркування SMD-компонентів - SMD-коди. За ці роки там накопичилося кілька десятків тисяч найменувань напівпровідникових приладів, що мають вигляд, показаний в таблиці 1.
Безумовно, зібраний матеріал відображає лише частки відсотка від існуючого на ринку числа SMD-кодів, але, з урахуванням того, що в таблицю включалися найбільш популярні в нашій країні (та й в світі) активні ЕК, вона може становити значну практичну користь. Не можна не визнати, що «ручний» введення даних в таблицю трудомісткий і неминуче пов'язаний з помилками, які, втім, виявляються і виправляються, в тому числі - завдяки зворотного зв'язку з відвідувачами розділу.
У висновку хотілося б дати якісь коментарі, які допомагають більш ефективно вести ідентифікацію ЕК по їх SMD-кодами.
- Автору відомі лише п'ять вендорів, на сайтах яких є пошук по SMD-коду. Це Fairchild (тепер частина On Semi), Maxim Integrated, Micro Commercial Components, NXP (куплена Qualcomm 'ом, а бізнес дискретов проданий китайським виробникам і тепер носить ім'я Nexperia) і Texas Instruments. Інші великі компанії цим питанням не потурбувалися, але у більшості з них SMD-код компонента вказується в документації. Але і з цього правила бувають винятки.
- Дуже багато вендори включають в SMD-код службові символи, що ідентифікують дату і місце виробництва (fab) або номер партії (lot). Ці символи, як правило, не розшифровуються. Приємним винятком є компанія NXP, яка для позначення країни виробництва використовує три фіксованих літери: "p" - Гонконг, "t" - Малайзія та "W" - Китай. Пригнічує те, що ці символи можуть перебувати як на початку, так і в кінці SMD-коду. Відсутність символу свідчить звичайно про те, що компонент проведений в Гонконзі.
- У багатьох SMD-компонентів виробництва Infineon SMD-код закінчується символом "s". Це очевидний рудимент назви літери материнської компанії Siemens. Як правило, SMD-коди пишуться великими літерами і рядкове "s" (іноді і повернуте на 90 °) відразу ідентифікує виробника.
- Деякі вендори активно використовують надрядкові лінії і підкреслення, характеризуючи ними RoHS-статус компонента. Компанія MAXIM надходить по-іншому: додається символ «+» або «#» в якості префікса до SMD-коду.
- Унікальним шляхом пішла компанія International Rectifier, розмістивши однобуквений SMD-код на нижньому боці (зверненої до друкованої плати) корпусів SOT23-5 і SOT23-6. На верхній стороні корпусу вказані два символу data-коду і два символу lot-коду, ідентифікувати які неможливо, та й немає сенсу. З таким маркуванням випускаються, наприклад, PFC-контролери IRS2505L , Датчики струму IRS25750L і драйвери МОП-транзисторів IRS20752L .
- Головною небезпекою при ідентифікації SMD-коду є випадки маркування абсолютно різних компонентів різних виробників, але виконаних в однаковому корпусі. Такі випадки трапляються дедалі частіше, оскільки зі зменшенням розмірів SMD-компонента розміщувати на ньому вдається три, два або навіть один символ, і число варіантів звужується.
- Зменшення розмірів корпусів привело до появи маркування у вигляді умовних символів. Вийшло щось на зразок маркування вітчизняних біполярних транзисторів в корпусі TO92, але смасштабірованное на корпус SC70. Таке маркування помічена на дискретний компанії Fairchild. На жаль, у згаданій вище таблиці 1 таке відобразити не вдасться.
- Особливе місце у формуванні SMD-кодів займають азіатські виробники, оскільки саме вони спочатку масово копіювали західні дискрети, а потім стали випускати й прилади власної розробки. При цьому іноді використовуються SMD-коди прототипів, а в більшості випадків це не спостерігається, що призводить до ще більшої плутанини.
Така ось непроста ситуація з цими, здавалося б, простими SMD-кодами. Нездійсненною мрією представляється web-сервіс, що імпортує фото SMD-компонента і видає перелік можливих варіантів повного найменування в порядку спадання релевантності.
Таблиця 1. Приклад найменування напівпровідникових приладів
A1x # TC1014-2.5VCT LDO 2.5 В / 50мА sot23-5 Microchip x # - date- | lot-код
Про компанії Infineon
Компанія Infineon є світовим лідером з виробництва силових напівпровідникових компонентів, а також займає провідні позиції з виробництва автомобільної напівпровідникової електроніки і смарт-карт. У 2015 році компанія Infineon придбала компанію International Rectifier, тим самим значно посиливши свої лідируючі позиції в області силової електроніки. Це поєднання відкриває нові можливості для клієнтів, так як обидві компанії чудово доповнюють один одного завдяки високому рівню ... читати далі