(57)【要約】【課題】ボンディングワイヤとパッドとの接合部分、または、パッド自体が劣化した場合でも、点火確認部の誤動作を抑制できるイグナイタを提供すること。【解決手段】イグナイタ１において、パッド６０１，６０２および裏面電極６０３を有するスイッチ素子１１と、スイッチ素子１１が裏面電極６０３を接して実装され、かつ、イグニッションコイルの一次コイルと接続されるリード４０４と、接地されるリード４０２と、リード４０４およびリード４０２から隔離されたリード４０６と、パッド６０１とリード４０６とを接続するボンディングワイヤ５０９と、リード４０６とリード４０２とを接続するボンディングワイヤ５０８と、エンジン制御装置から入力される点火指示信号に基づいてスイッチ素子１１を駆動させ、リード４０６の電圧に基づいてエンジン制御装置に出力する点火確認信号を生成する制御回路１３とを備えた。【選択図】図６
2019163730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電極、出力電極および制御電極を有するスイッチ素子と、
前記スイッチ素子が前記入力電極を接して実装され、かつ、イグニッションコイルの一次コイルと接続される第１リードと、
接地される第２リードと、
前記第１リードおよび前記第２リードから隔離された第３リードと、
前記出力電極と前記第３リードとを接続する第１ボンディングワイヤと、
前記第３リードと前記第２リードとを接続する第２ボンディングワイヤと、
エンジン制御装置から入力される点火指示信号に基づいて前記スイッチ素子を駆動させ、前記第３リードの電圧に基づいて前記エンジン制御装置に出力する点火確認信号を生成する制御ＩＣと、
を備えることを特徴とするイグナイタ。
【請求項２】
前記第２ボンディングワイヤはＡｌからなる、
請求項１に記載のイグナイタ。
【請求項３】
前記第３リードは、前記第１リードと前記第２リードとの間に配置される、
請求項１または２に記載のイグナイタ。
【請求項４】
前記制御ＩＣは、
前記第２リードに実装され、
前記第３リードの電圧を入力される第１パッドと、
接地される第２パッドと、
を備え、
前記第１パッドと前記第２パッドとは、前記第１リードと前記第２リードとが並ぶ第１方向に並んでいる、
請求項１ないし３のいずれかに記載のイグナイタ。
【請求項５】
前記第２ボンディングワイヤの前記第１方向の寸法は、前記制御ＩＣの前記第１方向の寸法より大きい、
請求項４に記載のイグナイタ。
【請求項６】
前記第１方向において、前記第２ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点は、前記第１ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点より前記第１リード側に位置する、
請求項４または５に記載のイグナイタ。
【請求項７】
前記第１方向および前記第１リードの厚さ方向に直交する第２方向において、前記第２ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点は、前記第１ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点より前記制御ＩＣとは反対側に位置する、
請求項４ないし６のいずれかに記載のイグナイタ。
【請求項８】
前記第１パッドと前記第３リードとを接続する第３ボンディングワイヤをさらに備える、
請求項４ないし７のいずれかに記載のイグナイタ。
【請求項９】
前記第２ボンディングワイヤは、前記第３ボンディングワイヤより太い、
請求項８に記載のイグナイタ。
【請求項１０】
前記第１方向および前記第１リードの厚さ方向に直交する第２方向において、前記第２ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点は、前記第３ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点より前記制御ＩＣとは反対側に位置する、
請求項８または９に記載のイグナイタ。
【請求項１１】
前記第２パッドと前記第２リードとを接続する第４ボンディングワイヤをさらに備え、
前記第１方向において、前記第２ボンディングワイヤの前記第２リードへの接合点は、前記第４ボンディングワイヤの前記第２リードへの接合点より、前記第１リードとは反対側に位置する、
請求項４ないし１０のいずれかに記載のイグナイタ。
【請求項１２】
前記第１パッドおよび前記第２パッドは、
前記第１方向および前記第１リードの厚さ方向に直交する第２方向において、前記制御ＩＣの、前記第３リード側の端部に配置され、
前記第２方向の寸法が前記第１方向の寸法より長い、
請求項４ないし１１のいずれかに記載のイグナイタ。
【請求項１３】
前記第１リードの厚さ方向において、前記第２ボンディングワイヤが前記第３リードから最も離れた部分と前記第３リードとの距離は、前記第１ボンディングワイヤが前記第３リードから最も離れた部分と前記第３リードとの距離より長い、
請求項１ないし１２のいずれかに記載のイグナイタ。
【請求項１４】
前記スイッチ素子はＩＧＢＴであり、前記入力電極はコレクタ電極であり、前記出力電極はエミッタ電極であり、前記制御電極はゲート電極である、
請求項１ないし１３のいずれかに記載のイグナイタ。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれかに記載のイグナイタと、
点火プラグと、
前記第１リードに接続する一次コイル、および、前記点火プラグに接続する二次コイルを備えるイグニッションコイルと、
前記点火指示信号を生成し、前記イグナイタに出力するエンジン制御装置と、
を備えることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、イグナイタ、および、当該イグナイタを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの点火プラグに接続されたイグニッションコイルを制御するためのイグナイタが知られている。特許文献１には、従来のイグナイタの一例が開示されている。同文献に開示されたイグナイタは、ＥＣＵ（Engine Control Unit）から入力される点火指示信号ＩＧＴ（Ignition Timing）に応じて、イグニッションコイルを制御する。また、当該イグナイタは、点火確認信号ＩＧＦ（Ignition Flag）を生成して、ＥＣＵに出力する。
【０００３】
図１０は、従来のイグナイタ１００を示す回路図である。イグナイタ１００は、ＥＣＵ２から点火指示信号ＩＧＴを入力され、点火指示信号ＩＧＴに応じてイグニッションコイルを制御する。イグナイタ１００の駆動部１３３は、点火指示信号ＩＧＴに応じて、スイッチ素子１１（たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である）のゲート電圧を制御することで、スイッチ素子１１のオンオフを制御する。スイッチ素子１１がオンからオフに切り換わったときに、イグニッションコイルの二次コイルに高電圧が発生し、点火プラグに印加される。
【０００４】
また、イグナイタ１００は、スイッチ素子１１に流れる電流Ｉｃを検出して、点火の確認を行う点火確認部１３４を備える。点火確認部１３４は、電流検出用抵抗１２の端子間電圧（検出電圧Ｖｃｓ）を、基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２（＞Ｖｒｅｆ１）と比較することで、点火確認信号ＩＧＦを生成して、ＥＣＵ２に出力する。
【０００５】
イグナイタ１００は、リードフレームパッケージに収容され、たとえば６ピンのＳｉＰ（Single In-Line Package）で構成される。図１１は、イグナイタ１００の内部構成のレイアウトの一例を示す平面図である。
【０００６】
スイッチ素子１１はリード４０４に実装され、制御回路１３はリード４０２に実装される。リード４０２は、接地される。スイッチ素子１１のエミッタ電極であるパッド６０１は、ボンディングワイヤ５１０によって、リード４０２に接続される。また、パッド６０１は、ボンディングワイヤ５０６によって、制御回路１３のセンス入力パッド２０６に接続される。イグナイタ１００は、ボンディングワイヤ５１０の抵抗成分を電流検出用抵抗１２として利用する。電流検出用抵抗１２の高電位側の電圧は、ボンディングワイヤ５０６によって、センス入力パッド２０６に入力される。したがって、ボンディングワイヤ５１０とパッド６０１との接合部分、および、ボンディングワイヤ５１０の接合点とボンディングワイヤ５０６の接合点との間のパッド６０１も、電流検出用抵抗１２に含まれる。
【０００７】
パワーサイクルによるスイッチ素子１１の発熱と冷却の繰り返しによって、ボンディングワイヤの周りの封止樹脂は、膨張と収縮を繰り返す。この応力によって、ボンディングワイヤ５１０とパッド６０１との接合部分には、クラックが発生する場合がある。この場合、当該接合部分の抵抗値が高くなり、電流検出用抵抗１２の抵抗値が高くなる。これにより、検出電圧Ｖｃｓが高くなるので、点火確認部１３４が誤動作する。また、封止樹脂の膨張と収縮によりパッド６０１が劣化し、ボンディングワイヤ５１０の接合点とボンディングワイヤ５０６の接合点との間のパッド６０１の抵抗値が変化した場合も同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８-２３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本開示は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ボンディングワイヤとパッドとの接合部分、または、パッド自体が劣化した場合でも、点火確認部の誤動作を抑制できるイグナイタを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示によって提供されるイグナイタは、入力電極、出力電極および制御電極を有するスイッチ素子と、前記スイッチ素子が前記入力電極を接して実装され、かつ、イグニッションコイルの一次コイルと接続される第１リードと、接地される第２リードと、前記第１リードおよび前記第２リードから隔離された第３リードと、前記出力電極と前記第３リードとを接続する第１ボンディングワイヤと、前記第３リードと前記第２リードとを接続する第２ボンディングワイヤと、エンジン制御装置から入力される点火指示信号に基づいて前記スイッチ素子を駆動させ、前記第３リードの電圧に基づいて前記エンジン制御装置に出力する点火確認信号を生成する制御ＩＣとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本開示のイグナイタによれば、出力電極と第３リードとが第１ボンディングワイヤで接続され、第３リードと第２リードとが第２ボンディングワイヤで接続され、第３リードの電圧に基づいて点火確認信号が生成される。つまり、第２ボンディングワイヤが電流検出用抵抗として利用される。第３リードおよび第２ボンディングワイヤは、パワーサイクルによる影響を受けにくい。したがって、第１ボンディングワイヤと出力電極との接合部分、または、出力電極自体が劣化した場合でも、点火確認部の誤動作を抑制できる。
【００１２】
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の第１実施形態に係るイグナイタを備える車両の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１のイグナイタの点火確認部の内部構成の詳細を示す回路図である。
【図３】コンパレータの構成例を示す回路図である。
【図４】図１のイグナイタの制御回路の機能ＩＣのレイアウトの一例を示す平面図である。
【図５】図４のレイアウトの一部の詳細を示す部分拡大平面図である。
【図６】図１のイグナイタの内部構成のレイアウトの一例を示す平面図である。
【図７】図１のイグナイタの製造方法の一例を示す平面図である。
【図８】図１のイグナイタの製造方法の一例を示す平面図である。
【図９】本開示の第１実施形態に係るイグナイタの内部構成のレイアウトの一例を示す平面図である。
【図１０】従来のイグナイタを示す回路図である。
【図１１】従来のイグナイタの内部構成のレイアウトの一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１〜図６は、本開示に係るイグナイタの一例を示している。図１は、本実施形態のイグナイタ１を備える車両Ａの全体構成を示すブロック図である。車両Ａは、イグナイタ１、ＥＣＵ２、点火プラグ３、イグニッションコイル４、およびバッテリ５を備える。なお、車両Ａはその他の構成も備えるが、図１では省略している。
【００１６】
ＥＣＵ２は、エンジンの運転制御を行うための電子制御ユニットであり、ＣＰＵおよびメモリを備えたマイクロコンピュータによって実現されている。ＥＣＵ２は、点火プラグ３の点火タイミングを指示する点火指示信号ＩＧＴを、エンジンの回転に同期した周期的な信号として生成する。ＥＣＵ２は、点火指示信号ＩＧＴをイグナイタ１に出力する。ＥＣＵ２が、本発明の「エンジン制御装置」に相当する。
【００１７】
イグニッションコイル４は、点火プラグ３を放電させるための高電圧を発生させるものである。イグニッションコイル４は、一次コイル４１および二次コイル４２を備える。一次コイル４１の一方の端子はバッテリ５に接続されており、他方の端子はイグナイタ１の出力端子ＯＵＴに接続されている。二次コイル４２の一方の端子はバッテリ５に接続されており、他方の端子は点火プラグ３に接続されている。
【００１８】
点火プラグ３は、図示しないエンジンの気筒ごとに設けられており、放電により、エンジン内の混合気を爆発させる。
【００１９】
イグナイタ１は、ＥＣＵ２より入力される点火指示信号ＩＧＴに基づいて、点火プラグ３の放電を制御する。具体的には、イグナイタ１は、点火指示信号ＩＧＴに基づいて、イグニッションコイル４の一次コイル４１に流れる電流Ｉｃを制御する。イグナイタ１は、点火指示信号ＩＧＴがハイレベルの期間、一次コイル４１に電流Ｉｃを流す。そして、イグナイタ１は、点火指示信号ＩＧＴがハイレベルからローレベルに切り換わるタイミングで、一次コイル４１に流れる電流Ｉｃを遮断する。これにより、一次コイル４１に数百ボルトの逆起電力が発生する。このとき、二次コイル４２には、一次側の電圧に巻数比を乗じたたとえば数十ｋＶの高電圧が発生する。点火プラグ３は、二次コイル４２から印加される高電圧によって放電する。
【００２０】
イグナイタ１は、電源端子ＶＤＤ、接地端子ＧＮＤ、入力端子ＩＮ、出力端子ＯＵＴ、フィードバック端子ＦＢを備える。電源端子ＶＤＤは、バッテリ５に接続され、電源電圧が供給される。接地端子ＧＮＤは接地される。入力端子ＩＮは、図示しないハーネスを介してＥＣＵ２に接続され、ＥＣＵ２から点火指示信号ＩＧＴを入力される。出力端子ＯＵＴは、イグニッションコイル４の一次コイル４１に接続される。フィードバック端子ＦＢは、ハーネスを介してＥＣＵ２に接続され、ＥＣＵ２に点火確認信号ＩＧＦを出力する。また、イグナイタ１は、スイッチ素子１１、電流検出用抵抗１２、および制御回路１３を備える。イグナイタ１は、スイッチ素子１１、電流検出用抵抗１２、および制御回路１３をパッケージングした半導体集積回路装置として提供される。
【００２１】
スイッチ素子１１は、たとえばＩＧＢＴであり、制御回路１３によってオンオフが切り換えられることで、出力端子ＯＵＴと接地端子ＧＮＤとの導通、非導通を切り換える。スイッチ素子１１のコレクタ端子は、出力端子ＯＵＴを介して、イグニッションコイル４の一次コイル４１に接続される。スイッチ素子１１のエミッタ端子は、接地端子ＧＮＤを介して接地される。スイッチ素子１１のゲート端子は、制御回路１３に接続される。スイッチ素子１１は、制御回路１３からゲート端子に入力されるゲートドライブ信号に応じて、オンオフされる。なお、スイッチ素子１１は、ＩＧＢＴに限定されず、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などの他のスイッチ素子であってもよい。
【００２２】
電流検出用抵抗１２は、スイッチ素子１１のエミッタ端子と接地端子ＧＮＤとの間に接続される抵抗である。なお、図１において抵抗１２の接地端子ＧＮＤ側に直列に接続されている抵抗は、後述するリード４０２（接地端子ＧＮＤを有するリード）の寄生抵抗を示している。スイッチ素子１１がオン状態のとき、電流検出用抵抗１２には、イグニッションコイル４の一次コイル４１に流れる電流Ｉｃが流れる。したがって、電流検出用抵抗１２の端子間には、電流Ｉｃに比例した検出電圧Ｖｃｓが発生する。電流検出用抵抗１２の抵抗値は、例えば数ｍΩ〜数十ｍΩ程度である。したがって、電流検出用抵抗１２に流れる電流Ｉｃが数Ａ〜十数Ａであっても、検出電圧Ｖｃｓを数ｍＶ〜数百ｍＶに抑えられる。本実施形態では、電流検出用抵抗１２は、スイッチ素子１１のエミッタ端子と接地端子ＧＮＤとの間の電流経路に配置されたボンディングワイヤの抵抗成分である。
【００２３】
制御回路１３は、イグナイタ１を制御するものであり、半導体基板に一体集積化された機能ＩＣである。制御回路１３は、ＥＣＵ２より入力される点火指示信号ＩＧＴに基づいて、スイッチ素子１１の制御を行う。また、制御回路１３は、一次コイル４１に流れる電流Ｉｃを監視して、点火確認信号ＩＧＦを生成し、ＥＣＵ２に出力する。また、制御回路１３は、スイッチ素子１１に流れる電流Ｉｃを所定の上限値以下に制限する電流制限機能や、点火指示信号ＩＧＴがオン時の論理レベルとされたままで所定の待機期間（例えば１００ｍｓ程度）が経過したときにスイッチ素子１１を強制的にオフさせるタイマ保護機能なども備える。制御回路１３が、本発明の「制御ＩＣ」に相当する。
【００２４】
制御回路１３は、電源パッド２０１、接地パッド２０２、入力パッド２０３、ゲート出力パッド２０４、フィードバック出力パッド２０５、センス入力パッド２０６、およびセンス接地パッド２０７を備える。電源パッド２０１は電源端子ＶＤＤと接続され、接地パッド２０２は接地端子ＧＮＤと接続される。入力パッド２０３は入力端子ＩＮと接続され、ゲート出力パッド２０４はスイッチ素子１１のゲート端子と接続され、フィードバック出力パッド２０５はフィードバック端子ＦＢと接続される。センス入力パッド２０６は、電流検出用抵抗１２の高電位側の端子に接続される。センス接地パッド２０７は、電流検出用抵抗１２の低電位側の端子に接続される。また、制御回路１３は、駆動部１３３および点火確認部１３４を備える。
【００２５】
駆動部１３３は、スイッチ素子１１の制御を行う。駆動部１３３は、ＥＣＵ２より入力される点火指示信号ＩＧＴに応じて、スイッチ素子１１のゲート端子の電圧を制御することで、スイッチ素子１１のオンオフを制御する。駆動部１３３は、図示しない高周波フィルタ、コンパレータ、遅延回路およびドライバを備える。高周波フィルタは、点火指示信号ＩＧＴから高周波ノイズを除去して、コンパレータに出力する。コンパレータは、高周波ノイズを除去された点火指示信号ＩＧＴを閾値と比較して、レベル（ハイレベルまたはローレベル）を判定する。コンパレータは、判定結果を判定信号として遅延回路に出力する。遅延回路は、判定信号に所定の遅延を与えて、ドライバに出力する。ドライバは、判定信号に基づいて、スイッチ素子１１を駆動できるレベルのゲートドライブ信号を生成して出力する。駆動部１３３は、点火指示信号ＩＧＴがハイレベルの期間、スイッチ素子１１をオン状態とし、点火指示信号ＩＧＴがローレベルの期間、スイッチ素子１１をオフ状態とする。点火指示信号ＩＧＴがハイレベルからローレベルに切り換わったときに、スイッチ素子１１はオンからオフに切り換わる。これにより、イグニッションコイル４の二次コイル４２に高電圧が発生し、当該高電圧が点火プラグ３に印加される。
【００２６】
点火確認部１３４は、一次コイル４１に流れる電流Ｉｃに基づいて、点火確認信号ＩＧＦを生成し、ＥＣＵ２に出力する。点火確認部１３４は、電流Ｉｃを基準電流Ｉｒｅｆ１、Ｉｒｅｆ２（＞Ｉｒｅｆ１）と比較することで、点火確認信号ＩＧＦを生成する。実際には、点火確認部１３４は、電流検出用抵抗１２の端子間電圧（検出電圧Ｖｃｓ）を、基準電流Ｉｒｅｆ１に対応した基準電圧Ｖｒｅｆ１、および、基準電流Ｉｒｅｆ２に対応した基準電圧Ｖｒｅｆ２（＞Ｖｒｅｆ１）と比較することで、点火確認信号ＩＧＦを生成する。点火確認部１３４は、検出電圧Ｖｃｓが基準電圧Ｖｒｅｆ１と基準電圧Ｖｒｅｆ２との間の電圧である場合（Ｖｒｅｆ１＜Ｖｃ＜Ｖｒｅｆ２）に第１レベル（たとえばローレベル）になり、それ以外の場合（Ｖｃ＜Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２＜Ｖｃ）に第２レベル（たとえばハイレベル）になる信号を生成し、点火確認信号ＩＧＦとしてＥＣＵ２に出力する。なお、第１レベルがハイレベルで、第２レベルがローレベルであってもよい。
【００２７】
図２は、点火確認部１３４の内部構成の詳細を示す回路図である。点火確認部１３４は、第１比較部１１０、第２比較部１２０、第３比較部１３０、第４比較部１４０、論理演算部１０１、および出力トランジスタ１０２を備える。
【００２８】
第１比較部１１０は、検出電圧Ｖｃｓを基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較する。第１比較部１１０は、コンパレータ１１１、抵抗Ｒ１１、コンデンサＣ１１、および抵抗Ｒ１２，Ｒ１３を備える。抵抗Ｒ１１は、基準電圧Ｖｒｅｆ１を設定するための抵抗である。コンパレータ１１１は、検出電圧Ｖｃｓを基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較する。コンパレータ１１１の非反転入力端子は、センス入力パッド２０６に接続される。コンパレータ１１１の反転入力端子は、抵抗Ｒ１１を介してセンス接地パッド２０７に接続される。コンパレータ１１１の出力端子は、論理演算部１０１に接続され、検出電圧Ｖｃｓと基準電圧Ｖｒｅｆ１との比較結果を出力する。コンパレータ１１１は、検出電圧Ｖｃｓが基準電圧Ｖｒｅｆ１より大きいとき（Ｖｃｓ＞Ｖｒｅｆ１）にハイレベルとなり、検出電圧Ｖｃｓが基準電圧Ｖｒｅｆ１より小さいとき（Ｖｃｓ＜Ｖｒｅｆ１）にローレベルとなる比較信号Ｓ１１を出力する。なお、コンパレータ１１１の具体的な回路構成は限定されない。
【００２９】
図３は、コンパレータ１１１の構成例を示す回路図である。コンパレータ１１１は、トランジスタＴＲ１、トランジスタＴＲ２、トランジスタＴＲ３、電流源ＣＳ１、電流源ＣＳ２、電流源ＣＳ３、抵抗Ｒ１、および抵抗Ｒ２を備える。
【００３０】
トランジスタＴＲ１およびトランジスタＴＲ２は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタである。トランジスタＴＲ１のコレクタ端子は抵抗Ｒ１を介して電流源ＣＳ１に接続され、トランジスタＴＲ２のコレクタ端子は抵抗Ｒ２を介して電流源ＣＳ２に接続される。トランジスタＴＲ１のベース端子とトランジスタＴＲ２のベース端子とは共通に接続され、トランジスタＴＲ１のコレクタ端子に接続される。トランジスタＴＲ１のエミッタ端子は、反転入力端子（−）に接続される。トランジスタＴＲ２のエミッタ端子は、非反転入力端子（＋）に接続される。トランジスタＴＲ１およびトランジスタＴＲ２が、コンパレータ１１１の差動入力部を構成しており、トランジスタＴＲ１のエミッタ電圧とトランジスタＴＲ２のエミッタ電圧とが比較され、基準電圧Ｖｒｅｆ１と検出電圧Ｖｃｓとの大小関係に応じてトランジスタＴＲ２のコレクタ電圧Ｖｘが変化する。
【００３１】
電流源ＣＳ３、トランジスタＴＲ３は、エミッタフォロア型の出力段を構成する。トランジスタＴＲ３のコレクタ端子は電流源ＣＳ３に接続され、ベース端子はトランジスタＴＲ２のコレクタ端子に接続され、エミッタ端子は接地される。トランジスタＴＲ３は、トランジスタＴＲ２のコレクタ電圧Ｖｘに応じて、コレクタ端子から比較信号Ｓ１１を出力する。なお、コンパレータ１１１の具体的な回路は、限定されない。
【００３２】
コンデンサＣ１１は、コンパレータ１１１の非反転入力端子と反転入力端子との間に接続される。コンデンサＣ１１の静電容量は、たとえば０．１〜１００ｐＦ程度である。本実施形態では、コンデンサＣ１１は、０．０５〜５０ｐＦ程度のコンデンサを２個並列接続したものである。なお、コンデンサＣ１１は、コンデンサを３個以上並列接続したものでもよいし、１つのコンデンサでもよい。コンデンサＣ１１は、端子間電圧を平滑化することで、非反転入力端子に入力される電圧（ノイズが重畳された検出電圧Ｖｃｓ）と反転入力端子に入力される電圧（ノイズが重畳された基準電圧Ｖｒｅｆ１）との位相差を抑制する。
【００３３】
抵抗Ｒ１２は、一方の端子がコンパレータ１１１の非反転入力端子に接続され、他方の端子がセンス入力パッド２０６に接続される。抵抗Ｒ１３は、一方の端子が抵抗Ｒ１１に接続され、他方の端子がセンス接地パッド２０７に接続される。なお、抵抗Ｒ１３は、一方の端子がコンパレータ１１１の反転入力端子に接続され、他方の端子が抵抗Ｒ１１に接続されてもよい。抵抗Ｒ１２の抵抗値とＲ１３の抵抗値とは同程度であり、たとえば１００Ω〜１０ｋΩ程度である。抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ１１とは、コンパレータ１１１の非反転入力端子に入力される高周波を除去するＲＣフィルタを構成する。また、抵抗Ｒ１３とコンデンサＣ１１とは、コンパレータ１１１の反転入力端子に入力される高周波を除去するＲＣフィルタを構成する。コンデンサＣ１１および抵抗Ｒ１２，Ｒ１３は、コンパレータ１１１の各入力端子に入力される高周波ノイズを除去する。コンデンサＣ１１および抵抗Ｒ１２，Ｒ１３によって構成されるＲＣフィルタのカットオフ周波数は、正常動作時の検出電圧Ｖｃｓの波形の周波数成分（数十〜数百Ｈｚ）より高く、除去すべきノイズの周波数（ラジオ受信障害ＢＣＩで１ＭＨｚ）より低く定められる。したがって、カットオフ周波数は、数百Ｈｚ〜数十ｋＨｚ程度が好適である。抵抗Ｒ１２の抵抗値とＲ１３の抵抗値とは同程度なので、抵抗Ｒ１２による電圧降下と抵抗Ｒ１３による電圧降下とは同程度である。したがって、非反転入力端子に入力される電圧と反転入力端子に入力される電圧とを比較することで、検出電圧Ｖｃｓと基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較できる。
【００３４】
第２比較部１２０は、検出電圧Ｖｃｓを基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較する。第２比較部１２０は、コンパレータ１２１、抵抗Ｒ２１、コンデンサＣ２１、および抵抗Ｒ２２，Ｒ２３を備える。抵抗Ｒ２１は、基準電圧Ｖｒｅｆ２を設定するための抵抗である。コンパレータ１２１は、検出電圧Ｖｃｓを基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較する。コンパレータ１２１の非反転入力端子は、センス入力パッド２０６に接続される。コンパレータ１２１の反転入力端子は、抵抗Ｒ２１を介してセンス接地パッド２０７に接続される。コンパレータ１２１の出力端子は、論理演算部１０１に接続され、検出電圧Ｖｃｓと基準電圧Ｖｒｅｆ２との比較結果を出力する。コンパレータ１２１は、検出電圧Ｖｃｓが基準電圧Ｖｒｅｆ１より大きいとき（Ｖｃｓ＞Ｖｒｅｆ２）にハイレベルとなり、検出電圧Ｖｃｓが基準電圧Ｖｒｅｆ２より小さいとき（Ｖｃｓ＜Ｖｒｅｆ２）にローレベルとなる比較信号Ｓ１２を出力する。なお、コンパレータ１２１の具体的な回路構成は限定されない。
【００３５】
コンデンサＣ２１は、コンパレータ１２１の非反転入力端子と反転入力端子との間に接続される。コンデンサＣ２１は、第１比較部１１０のコンデンサＣ１１と同様のコンデンサであり、同様の目的で接続される。抵抗Ｒ２２は、一方の端子がコンパレータ１２１の非反転入力端子に接続され、他方の端子がセンス入力パッド２０６に接続される。抵抗Ｒ２３は、一方の端子が抵抗Ｒ２１に接続され、他方の端子がセンス接地パッド２０７に接続される。なお、抵抗Ｒ２３は、一方の端子がコンパレータ１２１の反転入力端子に接続され、他方の端子が抵抗Ｒ２１に接続されてもよい。抵抗Ｒ２２の抵抗値とＲ２３の抵抗値とは同程度である。抵抗Ｒ２２，Ｒ２３は、第１比較部１１０の抵抗Ｒ１２，Ｒ１３と、それぞれ同様の抵抗であり、同様の目的で接続される。
【００３６】
論理演算部１０１は、第１比較部１１０より入力される比較信号Ｓ１１と、第２比較部１２０より入力される比較信号Ｓ１２とに基づいて論理演算を行って、演算結果を示す演算結果信号Ｓ１５を出力する。論理演算部１０１は、比較信号Ｓ１１と比較信号Ｓ１２の反転信号との論理積を演算する。論理演算部１０１は、比較信号Ｓ１１および比較信号Ｓ１２がともにローレベルである場合（Ｖｃｓ＜Ｖｒｅｆ１）、演算結果信号Ｓ１５をローレベルとする。また、論理演算部１０１は、比較信号Ｓ１１がハイレベルであり、比較信号Ｓ１２がローレベルである場合（Ｖｒｅｆ１＜Ｖｃｓ＜Ｖｒｅｆ２）、演算結果信号Ｓ１５をハイレベルとする。また、論理演算部１０１は、比較信号Ｓ１１および比較信号Ｓ１２がともにハイレベルである場合（Ｖｃｓ＞Ｖｒｅｆ２）、演算結果信号Ｓ１５をローレベルとする。つまり、演算結果信号Ｓ１５は、比較信号Ｓ１１がハイレベルであり、比較信号Ｓ１２がローレベルである（Ｖｒｅｆ１＜Ｖｃｓ＜Ｖｒｅｆ２）期間だけ、ハイレベルになる。なお、論理演算部１０１は限定されず、比較信号Ｓ１１、Ｓ１２および演算結果信号Ｓ１５のハイレベルとローレベルの組み合わせに応じて設計されていればよい。
【００３７】
出力トランジスタ１０２は、オープンドレイン（オープンコレクタ）形式のトランジス
タであり、本実施形態ではたとえばＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである。出力トランジスタ１０２のドレイン端子は、フィードバック出力パッド２０５を介して、フィードバック端子ＦＢに接続される。出力トランジスタ１０２のソース端子は接地される。出力トランジスタ１０２のゲート端子には論理演算部１０１から演算結果信号Ｓ１５が入力される。演算結果信号Ｓ１５がハイレベルの場合、点火確認信号ＩＧＦはローレベルになり、演算結果信号Ｓ１５がローレベルの場合、点火確認信号ＩＧＦはハイレベルになる。フィードバック端子ＦＢは、ハーネスを介してＥＣＵ２に接続される。ＥＣＵ２は、フィードバック端子ＦＢから入力される点火確認信号ＩＧＦに基づいて、イグナイタ１が正常に動作しているかどうかを検出する。
【００３８】
第３比較部１３０は、電流Ｉｃを第１上限電流Ｉｒｅｆ３（＞Ｉｒｅｆ２）と比較することで、電流Ｉｃが第１上限電流Ｉｒｅｆ３に達したことを検出する。実際には、第３比較部１３０は、検出電圧Ｖｃｓを、第１上限電流Ｉｒｅｆ３に対応した基準電圧Ｖｒｅｆ３（＞Ｖｒｅｆ２）と比較する。第３比較部１３０は、コンパレータ１３１、抵抗Ｒ３１、コンデンサＣ３１、および抵抗Ｒ３２，Ｒ３３を備える。抵抗Ｒ３１は、基準電圧Ｖｒｅｆ３を設定するための抵抗である。コンパレータ１３１は、検出電圧Ｖｃｓを基準電圧Ｖｒｅｆ３と比較する。コンパレータ１３１の非反転入力端子は、センス入力パッド２０６に接続される。コンパレータ１３１の反転入力端子は、抵抗Ｒ３１を介してセンス接地パッド２０７に接続される。コンパレータ１３１の出力端子は、駆動部１３３の図示しない電流制限部に接続され、検出電圧Ｖｃｓと基準電圧Ｖｒｅｆ３との比較結果を出力する。コンパレータ１３１は、検出電圧Ｖｃｓが基準電圧Ｖｒｅｆ３より大きいとき（Ｖｃｓ＞Ｖｒｅｆ３）にハイレベルとなり、検出電圧Ｖｃｓが基準電圧Ｖｒｅｆ３より小さいとき（Ｖｃｓ＜Ｖｒｅｆ３）にローレベルとなる比較信号Ｓ１３を出力する。なお、コンパレータ１３１の具体的な回路構成は限定されない。
【００３９】
コンデンサＣ３１は、コンパレータ１３１の非反転入力端子と反転入力端子との間に接続される。コンデンサＣ３１は、第１比較部１１０のコンデンサＣ１１と同様のコンデンサであり、同様の目的で接続される。抵抗Ｒ３２は、一方の端子がコンパレータ１３１の非反転入力端子に接続され、他方の端子がセンス入力パッド２０６に接続される。抵抗Ｒ３３は、一方の端子が抵抗Ｒ３１に接続され、他方の端子がセンス接地パッド２０７に接続される。なお、抵抗Ｒ３３は、一方の端子がコンパレータ１３１の反転入力端子に接続され、他方の端子が抵抗Ｒ３１に接続されてもよい。抵抗Ｒ３２の抵抗値とＲ３３の抵抗値とは同程度である。抵抗Ｒ３２，Ｒ３３は、第１比較部１１０の抵抗Ｒ１２，Ｒ１３と、それぞれ同様の抵抗であり、同様の目的で接続される。
【００４０】
第４比較部１４０は、電流Ｉｃを第２上限電流Ｉｒｅｆ４（＜Ｉｒｅｆ３）と比較することで、電流Ｉｃが第２上限電流Ｉｒｅｆ４に達したことを検出する。実際には、第４比較部１４０は、検出電圧Ｖｃｓを、第２上限電流Ｉｒｅｆ４に対応した基準電圧Ｖｒｅｆ４（＜Ｖｒｅｆ３）と比較する。第４比較部１４０は、コンパレータ１４１、抵抗Ｒ４１、コンデンサＣ４１、および抵抗Ｒ４２，Ｒ４３を備える。抵抗Ｒ４１は、基準電圧Ｖｒｅｆ４を設定するための抵抗である。コンパレータ１４１は、検出電圧Ｖｃｓを基準電圧Ｖｒｅｆ４と比較する。コンパレータ１４１の非反転入力端子は、センス入力パッド２０６に接続される。コンパレータ１４１の反転入力端子は、抵抗Ｒ４１を介してセンス接地パッド２０７に接続される。コンパレータ１４１の出力端子は、駆動部１３３の図示しない電流制限部に接続され、検出電圧Ｖｃｓと基準電圧Ｖｒｅｆ４との比較結果を出力する。コンパレータ１４１は、検出電圧Ｖｃｓが基準電圧Ｖｒｅｆ４より大きいとき（Ｖｃｓ＞Ｖｒｅｆ４）にハイレベルとなり、検出電圧Ｖｃｓが基準電圧Ｖｒｅｆ４より小さいとき（Ｖｃｓ＜Ｖｒｅｆ４）にローレベルとなる比較信号Ｓ１４を出力する。なお、コンパレータ１４１の具体的な回路構成は限定されない。
【００４１】
コンデンサＣ４１は、コンパレータ１４１の非反転入力端子と反転入力端子との間に接続される。コンデンサＣ４１は、第１比較部１１０のコンデンサＣ１１と同様のコンデンサであり、同様の目的で接続される。抵抗Ｒ４２は、一方の端子がコンパレータ１４１の非反転入力端子に接続され、他方の端子がセンス入力パッド２０６に接続される。抵抗Ｒ４３は、一方の端子が抵抗Ｒ４１に接続され、他方の端子がセンス接地パッド２０７に接続される。なお、抵抗Ｒ４３は、一方の端子がコンパレータ１４１の反転入力端子に接続され、他方の端子が抵抗Ｒ４１に接続されてもよい。抵抗Ｒ４２の抵抗値とＲ４３の抵抗値とは同程度である。抵抗Ｒ４２，Ｒ４３は、第１比較部１１０の抵抗Ｒ１２，Ｒ１３と、それぞれ同様の抵抗であり、同様の目的で接続される。
【００４２】
駆動部１３３の電流制限部は、第３比較部１３０より入力される比較信号Ｓ１３、および、第４比較部１４０より入力される比較信号Ｓ１４に基づいて、スイッチ素子１１のゲート端子のオン期間中の電圧を制限する。これにより、スイッチ素子１１を流れる電流Ｉｃが制限される。電流制限部は、比較信号Ｓ１３がハイレベルのときにスイッチ素子１１のゲート端子のオン期間中の電圧を制限することで、電流Ｉｃを第１上限電流Ｉｒｅｆ３に制限する。また、電流制限部は、スイッチ素子１１のオン状態が所定時間継続した場合は、比較信号Ｓ１４に基づいて（比較信号Ｓ１４がハイレベルのときに）、スイッチ素子１１のゲート端子のオン期間中の電圧を制限することで、電流Ｉｃを第２上限電流Ｉｒｅｆ４に制限する。
【００４３】
なお、点火確認部１３４は、第１比較部１１０、第２比較部１２０、第３比較部１３０、および第４比較部１４０以外に、同様の比較部を備えてもよい。すなわち、制御回路１３は、検出電圧Ｖｃｓを所定の基準電圧と比較することで、スイッチ素子１１を流れる電流Ｉｃを所定の基準電流と比較し、その比較結果信号を様々な制御に用いてもよい。
【００４４】
図４は、制御回路１３の機能ＩＣのレイアウトの一例を示す平面図である。制御回路１３は、半導体基板２００を備える。制御回路１３の電源パッド２０１、接地パッド２０２、入力パッド２０３、ゲート出力パッド２０４、フィードバック出力パッド２０５、センス入力パッド２０６、およびセンス接地パッド２０７は、半導体基板２００上に配置されている。また、制御回路１３の駆動部１３３および点火確認部１３４を構成する各機能素子は、半導体基板２００に形成されている。図４においては、半導体基板２００の厚さ方向（平面視方向）をｚ方向（ｚ１−ｚ２方向）とし、ｚ方向に直交する半導体基板２００の一方の辺に沿う方向（図４における左右方向）をｘ方向（ｘ１−ｘ２方向）、ｚ方向およびｘ方向に直交する方向（図４における上下方向）をｙ方向（ｙ１―ｙ２方向）として説明する（図５においても同様）。ｘ方向が本発明の「第１方向」に相当し、ｙ方向が本発明の「第２方向」に相当する。
【００４５】
電源パッド２０１、センス入力パッド２０６およびセンス接地パッド２０７は、半導体基板２００のｙ１方向の端部に配置されている。電源パッド２０１は、ｘ２方向の端部に配置されており、ｘ方向の寸法がｙ方向の寸法より長い。センス入力パッド２０６は、ｘ１方向の端部付近に配置されており、ｙ方向の寸法ｙ６がｘ方向の寸法ｘ６より長い。センス接地パッド２０７は、ｘ方向の中央付近に配置されており、ｙ方向の寸法ｙ７がｘ方向の寸法ｘ７より長い。センス入力パッド２０６およびセンス接地パッド２０７が、それぞれ、本発明の「第１パッド」及び「第２パッド」に相当する。接地パッド２０２、入力パッド２０３およびフィードバック出力パッド２０５は、半導体基板２００のｙ２方向の端部に配置されている。接地パッド２０２は、ｘ２方向の端部に配置されており、ｙ方向の寸法がｘ方向の寸法より長い。入力パッド２０３は、ｘ１方向の端部付近に配置されており、ｙ方向の寸法がｘ方向の寸法より長い。フィードバック出力パッド２０５は、ｘ方向の中央付近に配置されており、ｙ方向の寸法がｘ方向の寸法より長い。ゲート出力パッド２０４は、センス入力パッド２０６のｙ２側のｘ１方向の端部に配置されており、ｘ方向の寸法がｙ方向の寸法より長い。各パッド２０１〜２０７の形状は、ボンディングワイヤをボンディングする方向に合わせた形状になっている。
【００４６】
制御回路１３は、半導体基板２００上に、領域３１０，３２１，３２２，３２３，３３１，３３２，３３３，３３４，３３５，３４１，３４２，３５１，３６１を含んでいる。
【００４７】
領域３１０は、点火確認部１３４のうち、第１比較部１１０、第２比較部１２０、第３比較部１３０、第４比較部１４０を構成する各機能素子が形成される領域である。領域３１０は、センス入力パッド２０６およびセンス接地パッド２０７の近くに配置されている。領域３１０は、ｘ方向において、センス入力パッド２０６とセンス接地パッド２０７との間に位置する。また、領域３１０は、ｙ方向において、センス入力パッド２０６およびセンス接地パッド２０７に隣接している。領域３１０は、全体が、半導体基板２００のｙ方向中央よりセンス入力パッド２０６およびセンス接地パッド２０７側（ｙ１方向側）に位置している。領域３１０がセンス入力パッド２０６およびセンス接地パッド２０７の近くに配置されているので、たとえば第１比較部１１０において、センス入力パッド２０６から抵抗Ｒ１２までの配線、および、センス接地パッド２０７から抵抗Ｒ１３までの配線を短くすることができる。第２比較部１２０、第３比較部１３０および第４比較部１４０においても同様である。
【００４８】
図５は、領域３１０の詳細を示す部分拡大平面図である。領域３１０は、領域３１１、領域３１２、領域３１３、領域３１４および領域３１５を含んでいる。
【００４９】
領域３１１は、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ４２，Ｒ４３が形成される領域である。領域３１１内において、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３とは隣接して配置され、抵抗Ｒ２２と抵抗Ｒ２３とは隣接して配置され、抵抗Ｒ３２と抵抗Ｒ３３とは隣接して配置され、抵抗Ｒ４２と抵抗Ｒ４３とは隣接して配置されている。領域３１１は、領域３１０において、ｘ１方向端部に配置されている。図４に示すように、領域３１１は、センス入力パッド２０６およびセンス接地パッド２０７から等距離に位置する。より具体的には、領域３１１のｘ方向における中心位置は、ｘ方向において、センス入力パッド２０６のｘ２方向端縁およびセンス接地パッド２０７のｘ１方向端縁から等距離にある。つまり、領域３１１は、ｘ方向において、センス入力パッド２０６とセンス接地パッド２０７との中間に位置する。したがって、たとえば第１比較部１１０において、センス入力パッド２０６から抵抗Ｒ１２までの配線と、センス接地パッド２０７から抵抗Ｒ１３までの配線とを、同程度の長さにすることができる。第２比較部１２０、第３比較部１３０および第４比較部１４０においても同様である。
【００５０】
領域３１２は、コンデンサＣ１１，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ４１が形成される領域である。領域３１２は、領域３１１に隣接して、ｘ２方向側に配置されている。上述したように、コンデンサＣ１１，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ４１はそれぞれ２個のコンデンサを並列接続したものであり、領域３１２には８個のコンデンサが形成されている。領域３１２が領域３１１に隣接しているので、たとえば第１比較部１１０において、コンデンサＣ１１と抵抗Ｒ１２とを接続する配線を短くすることができる。また、抵抗Ｒ１３が抵抗Ｒ１１よりコンパレータ１１１側に配置されている場合には、コンデンサＣ１１と抵抗Ｒ１３とを接続する配線を短くすることができる。第２比較部１２０、第３比較部１３０および第４比較部１４０においても同様である。
【００５１】
領域３１３は、コンパレータ１１１，１２１，１３１，１４１に含まれる、差動入力部のそれぞれ２個のトランジスタ（図３におけるトランジスタＴＲ１，ＴＲ２）が形成される領域である。領域３１３は、領域３１２に隣接して、ｘ２方向側に配置されている。領域３１３には８個のトランジスタが形成されている。領域３１３が領域３１２に隣接しているので、たとえば第１比較部１１０において、コンパレータ１１１とコンデンサＣ１１とを接続する配線を短くすることができる。第２比較部１２０、第３比較部１３０および第４比較部１４０においても同様である。また、領域３１３は領域３１１の近くに配置されている。したがって、たとえば第１比較部１１０において、コンパレータ１１１と抵抗Ｒ１２とを接続する配線を短くすることができる。また、抵抗Ｒ１３が抵抗Ｒ１１よりコンパレータ１１１側に配置されている場合には、コンパレータ１１１と抵抗Ｒ１３とを接続する配線を短くすることができる。第２比較部１２０、第３比較部１３０および第４比較部１４０においても同様である。
【００５２】
領域３１４は、コンパレータ１１１，１２１，１３１，１４１に含まれる、保護用のダイオード（図３では省略）が形成される領域である。領域３１４は、領域３１３に隣接して、ｘ２方向側に配置されている。領域３１４には４個のダイオードが形成されている。本実施形態では、領域３１４のｙ１方向端部に２個のダイオードが形成され、ｙ２方向端部に２個のダイオードが形成されている。また、領域３１４は、ｙ方向の中央に、機能素子が形成されない領域３１４ａを含んでいる。
【００５３】
領域３１５は、コンパレータ１１１，１２１，１３１，１４１に含まれる、センス入力パッド２０６およびセンス接地パッド２０７からの外来サージ電流を制限するための抵抗（図３における抵抗Ｒ１，Ｒ２）が形成される領域である。領域３１５は、領域３１４に隣接して、ｘ２方向側に配置されている。領域３１５には、抵抗値の異なる複数の抵抗が互いに並列接続されて、コンパレータ毎に形成されている。並列接続された複数の抵抗のうちの１つの抵抗だけが実際に用いられる。その他の抵抗は、配線が切断されて機能しないようになる。領域３１４ａは、この切断作業を行うときの邪魔にならないように、機能素子が形成されていない。
【００５４】
領域３１１に形成される抵抗Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ４２，Ｒ４３は、ノイズを消費することで熱を発生させやすい。また、領域３１０に形成される第１比較部１１０、第２比較部１２０、第３比較部１３０および第４比較部１４０は、外部ノイズを受けやすい。したがって、本実施形態では、これらの熱および外部ノイズが他の領域に形成された機能素子に及ぼす影響を抑制するため、領域３１０は、半導体基板２００上の中央で他の領域に囲まれる位置ではなく、半導体基板２００上のできるだけ周縁部に近い位置に配置される。
【００５５】
図４に戻って、領域３２１は、各コンパレータが検出電圧Ｖｃｓと比較するための基準電圧を設定する抵抗Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ３１，Ｒ４１が形成される領域である。これらの抵抗は、基準電圧の調整のために、レーザトリミングによる抵抗値の調整が可能である。領域３２１は、領域３１０に隣接して、ｘ２方向側に配置されている。領域３２２は、点火確認部１３４のうち、論理演算部１０１および出力トランジスタ１０２などが形成される領域である。領域３２３は、フィードバック出力パッド２０５から入力されるサージやノイズから制御回路１３を保護するための保護回路が形成される領域である。
【００５６】
領域３３１は、入力パッド２０３から入力されるサージやノイズから制御回路１３を保護するための保護回路が形成される領域である。領域３３２は、駆動部１３３のうち、高周波フィルタ、コンパレータおよび遅延回路などが形成される領域である。領域３３３は、内部クロックを生成する発振回路やタイマなどが形成される領域である。領域３３４は、論理回路が形成される領域である。領域３３５は、駆動部１３３のドライバなどが形成される領域である。
【００５７】
領域３４１は、制御回路１３の内部電源が形成される領域である。領域３４２は、制御回路１３の内部基準電圧を生成する回路が形成される領域である。領域３５１は、電源パッド２０１および接地パッド２０２から入力されるサージやノイズから制御回路１３を保護するための保護回路が形成される領域である。領域３６１は、テスト用のパッドが形成される領域である。なお、制御回路１３の機能ＩＣのレイアウトは図４および図５に示すものに限定されない。
【００５８】
図６は、イグナイタ１の内部構成のレイアウトの一例を示す平面図である。イグナイタ１は、リードフレームパッケージに収容され、たとえば６ピンのＳｉＰで構成される。図６においては、たとえば黒色のエポキシ樹脂などからなる封止樹脂で覆われる部分を二点鎖線で示している。イグナイタ１は、リード４０１〜４０８を備える。なお、図６においても、実装される制御回路１３の半導体基板２００に応じた方向に基づいて説明する。
【００５９】
リード４０１は、電源端子ＶＤＤを有し、パッケージのｘ２方向の端部でｙ２方向の端部に配置される。リード４０７は、リード４０１に隣接して、ｙ１方向側に配置され、パッケージのｘ２方向の端部でｙ１方向の端部に配置される。リード４０２は、接地端子ＧＮＤを有し、リード４０１およびリード４０７に隣接して、ｘ１方向側に配置される。リード４０２は、パッケージのｙ１方向の端部からｙ２方向の端部まで広がっている。リード４０４は、出力端子ＯＵＴを有し、リード４０２に隣接して、ｘ１方向側に配置される。リード４０４は、パッケージのｘ１方向の端部に配置され、パッケージのｙ１方向の端部からｙ２方向の端部まで広がっている。リード４０６は、パッケージのｙ１方向の端部で、リード４０２とリード４０４との間に配置される。リード４０３，４０５，４０８は、パッケージのｙ２方向の端部で、リード４０２とリード４０４との間に配置される。リード４０３は、入力端子ＩＮを有し、リード４０４に隣接して配置される。リード４０８は、未使用の端子を有し、リード４０２に隣接して配置される。リード４０５は、フィードバック端子ＦＢを有し、リード４０５とリード４０８との間に配置される。リード４０２，４０４，４０６が、それぞれ、本発明の「第２リード」、「第１リード」、「第３リード」に相当する。
【００６０】
リード４０２〜４０８は、それぞれ、貫通する穴４００ａを備えている。封止樹脂で覆ったときに当該穴４００ａにも封止樹脂が充填されることで、イグナイタ１の使用中に封止樹脂がリード４０２〜４０８からはがれることを抑制できる。また、リード４０１〜４０８は、それぞれ、封止樹脂に覆われる部分と覆われない部分との境界（図６における二点鎖線参照）に、溝４００ｂが形成される。当該溝４００ｂは、封止樹脂で覆う前の工程で、ボンディングワイヤのリードへの接合点を保護するために塗布されるポリイミドなどの保護樹脂が流れることを抑制する。
【００６１】
リード４０２には、制御回路１３が集積化された半導体基板２００が実装される。電源パッド２０１は、ボンディングワイヤ５０１によって、リード４０７に接続される。接地パッド２０２は、ボンディングワイヤ５０２によって、リード４０２（接地端子ＧＮＤ）に接続される。入力パッド２０３は、ボンディングワイヤ５０３によって、リード４０３（入力端子ＩＮ）に接続される。ゲート出力パッド２０４は、ボンディングワイヤ５０４によって、後述するパッド６０２に接続される。フィードバック出力パッド２０５は、ボンディングワイヤ５０５によって、リード４０５（フィードバック端子ＦＢ）に接続される。センス入力パッド２０６は、ボンディングワイヤ５０６によって、リード４０６に接続される。センス接地パッド２０７は、ボンディングワイヤ５０７によって、リード４０２に接続される。ボンディングワイヤ５０１〜５０７は、たとえばＡｌからなる。なお、ボンディングワイヤ５０１〜５０７は、Ａｌ合金やＡｕ，Ｃｕなどの他の金属製であってもよい。ボンディングワイヤ５０６，５０７が、それぞれ、本発明の「第３ボンディングワイヤ」、「第４ボンディングワイヤ」に相当する。
【００６２】
リード４０４には、スイッチ素子１１が実装される。スイッチ素子１１は、半導体基板６００、パッド６０１，６０２、および裏面電極６０３を備える。半導体基板６００は、たとえばＩＧＢＴ等のスイッチ素子１１を構成するためのｐ型半導体層およびｎ型半導体層が形成された基板である。パッド６０１は、エミッタ電極である。パッド６０２は、ゲート電極である。裏面電極６０３は、コレクタ電極である。パッド６０１およびパッド６０２は、半導体基板６００の表面（図６の紙面手前側の面）に配置される。裏面電極６０３は、半導体基板６００の裏面に配置される。半導体基板６００（スイッチ素子１１）は、裏面電極６０３がリード４０４に接するように実装される。これにより、スイッチ素子１１のコレクタ端子は、出力端子ＯＵＴに接続される。パッド６０１は、ボンディングワイヤ５０９、リード４０６およびボンディングワイヤ５０８によって、リード４０２に接続される。これにより、スイッチ素子１１のエミッタ端子は、接地端子ＧＮＤに接続される。パッド６０２は、ボンディングワイヤ５０４によって、ゲート出力パッド２０４に接続される。これにより、スイッチ素子１１のゲート端子には、制御回路１３からゲートドライブ信号が入力される。パッド６０１，６０２および裏面電極６０３が、それぞれ、本発明の「出力電極」、「制御電極」、「入力電極」に相当する。
【００６３】
本実施形態では、パッド６０１は、ボンディングワイヤによって直接、リード４０２（接地端子ＧＮＤ）に接続されず、ボンディングワイヤ５０９によってリード４０６に接続される。そして、リード４０６は、ボンディングワイヤ５０８によって、リード４０２（接地端子ＧＮＤ）に接続され、ボンディングワイヤ５０６によって、センス入力パッド２０６に接続される。したがって、ボンディングワイヤ５０８の抵抗成分が、電流検出用抵抗１２になる。
【００６４】
ボンディングワイヤ５０８，５０９は、たとえばＡｌからなる。なお、ボンディングワイヤ５０８，５０９は、Ａｌ合金やＡｕ，Ｃｕなどの他の金属製であってもよい。ボンディングワイヤ５０８は、抵抗成分が電流検出用抵抗１２に利用される。点火確認部１３４での検出精度を向上させるためには、電流検出用抵抗１２の抵抗値を大きくする必要がある。したがって、ボンディングワイヤ５０８は、抵抗値を大きくするために、Ａｌとするのが望ましい。また、ボンディングワイヤ５０８は、抵抗値を大きくするために、できるだけ長くするのが望ましい。したがって、ボンディングワイヤ５０８のリード４０６への接合点５０８ａは、リード４０６のできるだけｘ１方向側の位置に配置される。本実施形態では、接合点５０８ａは、ボンディングワイヤ５０９のリード４０６への接合点５０９ａよりｘ２１だけｘ１方向側に配置され、ボンディングワイヤ５０６のリード４０６への接合点５０６ａよりｘ２２だけｘ１方向側に配置される。また、ボンディングワイヤ５０８のリード４０２への接合点５０８ｂは、リード４０２のできるだけｘ２方向側の位置に配置される。本実施形態では、接合点５０８ｂは、ボンディングワイヤ５０７のリード４０２への接合点５０７ａよりｘ２３だけｘ２方向側に配置される。本実施形態では、ボンディングワイヤ５０８のｘ方向の寸法ｘ１１は、半導体基板２００のｘ方向の寸法ｘ１２より大きい。また、本実施形態では、接合点５０８ａは接合点５０６ａよりｙ１方向側に配置され、接合点５０８ｂは接合点５０７ａよりｙ１方向側に配置される。また、本実施形態では、接合点５０８ａは接合点５０９ａよりｙ２１だけｙ１方向側に配置される。なお、接合点５０８ａ、５０８ｂの配置位置は限定されない。また、本実施形態では、ボンディングワイヤ５０８をできるだけ長くするために、ボンディングワイヤ５０８は、ループの高さ（ｚ方向においてリード４０２から最も離れた部分とリード４０２との距離）が高くなるように形成される。本実施形態では、ボンディングワイヤ５０８のループの高さは、ボンディングワイヤ５０９およびボンディングワイヤ５０１〜５０７のループの高さより高く形成される。なお、ボンディングワイヤ５０８のループの高さは限定されない。
【００６５】
また、ボンディングワイヤ５０８，５０９は、比較的大きな電流が流れるので、ボンディングワイヤ５０１〜５０７より太いワイヤが用いられる。なお、各ボンディングワイヤ５０１〜５０９の太さは限定されない。ただし、ボンディングワイヤ５０８，５０９の太さは、ボンディングワイヤ５０１〜５０７と同等か、より太いのが望ましい。ボンディングワイヤ５０８，５０９は、ボンディングワイヤ５０１〜５０７がボンディングされた後に、ボンディングされる。ボンディングワイヤ５０８，５０９が、それぞれ、本発明の「第２ボンディングワイヤ」、「第１ボンディングワイヤ」に相当する。
【００６６】
ボンディングワイヤ５０６の接合点５０６ａは、ボンディングワイヤ５０８の接合点５０８ａにできるだけ近くなるように配置される。また、ボンディングワイヤ５０７の接合点５０７ａは、ボンディングワイヤ５０８の接合点５０８ｂにできるだけ近くなるように配置される。
【００６７】
イグナイタ１は、図１では記載を省略した高周波フィルタを、電源端子ＶＤＤと制御回路１３の電源パッド２０１との間に備える。当該高周波フィルタは、コンデンサ１４，１６および抵抗１５を備えるπ型のローパスフィルタである。抵抗１５は、リード４０１（電源端子ＶＤＤ）とリード４０７との間にブリッジ接続される。コンデンサ１４は、リード４０１とリード４０２（接地端子ＧＮＤ）との間にブリッジ接続される。コンデンサ１６は、リード４０７とリード４０２（接地端子ＧＮＤ）との間にブリッジ接続される。リード４０７は、ボンディングワイヤ５０１によって、制御回路１３の電源パッド２０１に接続される。これにより、電源端子ＶＤＤより入力される高周波ノイズを除去する高周波フィルタが形成される。
【００６８】
なお、イグナイタ１の内部構成のレイアウトは図６に示すものに限定されない。また、イグナイタ１は、ＳｉＰに収容される場合に限定されず、ＤｉＰ（Dual In-line Package）やＺＩＰ（Zigzag In-line Package）に収容されてもよい。また、表面実装形のパッケージに収容されてもよい。
【００６９】
次に、イグナイタ１の製造方法の一例について、以下に説明する。
【００７０】
まず、各リード４０１〜４０８となる部分が形成されたリードフレームを用意する。次に、リードフレームに、半導体基板２００，６００、コンデンサ１４，１６および抵抗１５を実装する。
【００７１】
次に、ボンディングワイヤ５０９をボンディングする。このとき、図７に示すように、まず、ワイヤの一端をパッド６０１に接合する（ファーストボンディング）。そして、ワイヤを引き出しながらキャピラリＣをリード４０６に移動させて、ワイヤをリード４０６に接合（セカンドボンディング）し、カッタによりワイヤを切断する。これにより、ボンディングワイヤ５０９が形成される。
【００７２】
次に、ボンディングワイヤ５０８をボンディングする。このとき、図８に示すように、まず、ワイヤの一端をリード４０６に接合する。このとき、リード４０６における、ボンディングワイヤ５０９の接合点５０９ａよりｘ１方向かつｙ１方向の位置に、ワイヤが接合される（接合点５０８ａ参照）。そして、ワイヤを引き出しながらキャピラリＣをリード４０２に移動させて、ワイヤをリード４０２に接合し、カッタによりワイヤを切断する。これにより、ボンディングワイヤ５０８が形成される。
【００７３】
次に、ボンディングワイヤ５０１〜５０７をボンディングする。次に、リードフレーム、半導体基板２００，６００、コンデンサ１４，１６、抵抗１５、および各ボンディングワイヤ５０１〜５０９を覆う封止樹脂を、たとえばモールド成型により形成する。次に、リードフレームを適宜切断することにより、イグナイタ１が製造される。なお、各工程の順番は限定されない。例えば、ボンディングワイヤ５０１〜５０７をボンディングした後に、ボンディングワイヤ５０９をボンディングしてもよい。
【００７４】
次に、イグナイタ１の作用について説明する。
【００７５】
本実施形態によれば、半導体基板６００のパッド６０１とリード４０６とがボンディングワイヤ５０９によって接続される。また、リード４０６とリード４０２とがボンディングワイヤ５０８によって接続され、リード４０６とセンス入力パッド２０６とがボンディングワイヤ５０６によって接続される。つまり、ボンディングワイヤ５０８が電流検出用抵抗１２として利用される。リード４０６およびボンディングワイヤ５０８は、パワーサイクルによる影響を受けにくい。したがって、パワーサイクルの影響でボンディングワイヤ５０９とパッド６０１との接合部分、または、パッド６０１自体が劣化した場合でも、電流検出用抵抗１２の抵抗値が変化することは抑制される。これにより、点火確認部１３４の誤動作を抑制できる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、ボンディングワイヤ５０８の接合点５０８ａはボンディングワイヤ５０９の接合点５０９ａおよびボンディングワイヤ５０６の接合点５０６ａよりｘ１方向側に配置され、ボンディングワイヤ５０８の接合点５０８ｂはボンディングワイヤ５０７の接合点５０７ａよりｘ２方向側に配置される。また、ボンディングワイヤ５０８は、ループの高さ（ｚ方向においてリード４０２から離れた部分とリード４０２との距離）が高くなるように形成される。これにより、ボンディングワイヤ５０８を長くして、抵抗値を高くできる。したがって、点火確認部１３４での検出精度を向上させることができる。
【００７７】
また、本実施形態によれば、ボンディングワイヤ５０６の接合点５０６ａは、ボンディングワイヤ５０８の接合点５０８ａにできるだけ近くなるように配置される。これにより、接合点５０６ａと接合点５０８ａとの間のリード４０６の抵抗成分が、電流検出用抵抗１２に含まれることを抑制できる。また、ボンディングワイヤ５０７の接合点５０７ａは、ボンディングワイヤ５０８の接合点５０８ｂにできるだけ近くなるように配置される。これにより、接合点５０７ａと接合点５０８ｂとの間のリード４０２の抵抗成分が、点火確認部１３４での電圧検出に与える影響を抑制できる。
【００７８】
また、本実施形態によれば、ボンディングワイヤ５０９は、まずワイヤの一端をパッド６０１に接合し、次にワイヤをリード４０６に接合し、そしてカッタによりワイヤを切断することで形成される。リード４０６上でワイヤを切断するので、カッタで半導体基板６００を傷つけることがない。また、ボンディングワイヤ５０８は、ボンディングワイヤ５０９を形成した後に形成される。ボンディングワイヤ５０８は、まずワイヤの一端をリード４０６に接合し、次にワイヤをリード４０２に接合し、そしてカッタによりワイヤを切断することで形成される。ボンディングワイヤ５０９のセカンドボンディングの後、同じリード４０２上でボンディングワイヤ５０８のファーストボンディングが行われる。キャピラリＣを移動させる距離が短いので作業効率が良い。また、ボンディングワイヤ５０８の接合点５０８ａは、ボンディングワイヤ５０９の接合点５０９ａよりｙ１方向側に配置される。したがって、リード４０６からｙ２方向側に延びるボンディングワイヤ５０９が、ボンディングワイヤ５０８の形成の邪魔になることを防止できる。
【００７９】
また、本実施形態によれば、ボンディングワイヤ５０１〜５０７は、ボンディングワイヤ５０８，５０９がボンディングされた後に、半導体基板２００から見てボンディングワイヤ５０８，５０９の内側にボンディングされる。したがって、ボンディングワイヤ５０１〜５０７のボンディング時に、ボンディングワイヤ５０８，５０９が邪魔になりにくい。
【００８０】
また、本実施形態によれば、センス入力パッド２０６およびセンス接地パッド２０７は、ｙ１方向の端部に配置され、センス入力パッド２０６のｙ方向の寸法ｙ６がｘ方向の寸法ｘ６より長く、センス接地パッド２０７のｙ方向の寸法ｙ７がｘ方向の寸法ｘ７より長い。したがって、ｙ１方向側に延びるボンディングワイヤ５０６またはボンディングワイヤ５０７をボンディングしやすい。
【００８１】
＜第２実施形態＞
図９は、本開示の第２実施形態に係るイグナイタ１を示しており、イグナイタ１の内部構成のレイアウトの一例を示す平面図である。本実施形態のイグナイタ１は、リード４０６の位置が上述した実施形態と異なっている。本実施形態において、リード４０６は、リード４０２とリード４０６の間ではなく、パッケージのｘ１方向の端部でｙ１方向の端部に配置される。
【００８２】
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によると、ボンディングワイヤ５０８の長さを長くできるので、電流検出用抵抗１２の抵抗値を大きくできる。なお、各リード４０１〜４０８の配置は、第１、第２実施形態のものに限定されず、適宜設計される。
【００８３】
本開示に係るイグナイタおよび車両は、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係るイグナイタおよび車両の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００８４】
〔付記１〕
入力電極、出力電極および制御電極を有するスイッチ素子と、
前記スイッチ素子が前記入力電極を接して実装され、かつ、イグニッションコイルの一次コイルと接続される第１リードと、
接地される第２リードと、
前記第１リードおよび前記第２リードから隔離された第３リードと、
前記出力電極と前記第３リードとを接続する第１ボンディングワイヤと、
前記第３リードと前記第２リードとを接続する第２ボンディングワイヤと、
エンジン制御装置から入力される点火指示信号に基づいて前記スイッチ素子を駆動させ、前記第３リードの電圧に基づいて前記エンジン制御装置に出力する点火確認信号を生成する制御ＩＣと、
を備えることを特徴とするイグナイタ。
〔付記２〕
前記第２ボンディングワイヤはＡｌからなる、
付記１に記載のイグナイタ。
〔付記３〕
前記第３リードは、前記第１リードと前記第２リードとの間に配置される、
付記１または２に記載のイグナイタ。
〔付記４〕
前記制御ＩＣは、
前記第２リードに実装され、
前記第３リードの電圧を入力される第１パッドと、
接地される第２パッドと、
を備え、
前記第１パッドと前記第２パッドとは、前記第１リードと前記第２リードとが並ぶ第１方向に並んでいる、
付記１ないし３のいずれかに記載のイグナイタ。
〔付記５〕
前記第２ボンディングワイヤの前記第１方向の寸法は、前記制御ＩＣの前記第１方向の寸法より大きい、
付記４に記載のイグナイタ。
〔付記６〕
前記第１方向において、前記第２ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点は、前記第１ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点より前記第１リード側に位置する、
付記４または５に記載のイグナイタ。
〔付記７〕
前記第１方向および前記第１リードの厚さ方向に直交する第２方向において、前記第２ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点は、前記第１ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点より前記制御ＩＣとは反対側に位置する、
付記４ないし６のいずれかに記載のイグナイタ。
〔付記８〕
前記第１パッドと前記第３リードとを接続する第３ボンディングワイヤをさらに備える、
付記４ないし７のいずれかに記載のイグナイタ。
〔付記９〕
前記第２ボンディングワイヤは、前記第３ボンディングワイヤより太い、
付記８に記載のイグナイタ。
〔付記１０〕
前記第１方向および前記第１リードの厚さ方向に直交する第２方向において、前記第２ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点は、前記第３ボンディングワイヤの前記第３リードへの接合点より前記制御ＩＣとは反対側に位置する、
付記８または９に記載のイグナイタ。
〔付記１１〕
前記第２パッドと前記第２リードとを接続する第４ボンディングワイヤをさらに備え、
前記第１方向において、前記第２ボンディングワイヤの前記第２リードへの接合点は、前記第４ボンディングワイヤの前記第２リードへの接合点より、前記第１リードとは反対側に位置する、
付記４ないし１０のいずれかに記載のイグナイタ。
〔付記１２〕
前記第１パッドおよび前記第２パッドは、
前記第１方向および前記第１リードの厚さ方向に直交する第２方向において、前記制御ＩＣの、前記第３リード側の端部に配置され、
前記第２方向の寸法が前記第１方向の寸法より長い、
付記４ないし１１のいずれかに記載のイグナイタ。
〔付記１３〕
前記第１リードの厚さ方向において、前記第２ボンディングワイヤが前記第３リードから最も離れた部分と前記第３リードとの距離は、前記第１ボンディングワイヤが前記第３リードから最も離れた部分と前記第３リードとの距離より長い、
付記１ないし１２のいずれかに記載のイグナイタ。
〔付記１４〕
前記スイッチ素子はＩＧＢＴであり、前記入力電極はコレクタ電極であり、前記出力電極はエミッタ電極であり、前記制御電極はゲート電極である、
付記１ないし１３のいずれかに記載のイグナイタ。
〔付記１５〕
付記１ないし１４のいずれかに記載のイグナイタと、
点火プラグと、
前記第１リードに接続する一次コイル、および、前記点火プラグに接続する二次コイルを備えるイグニッションコイルと、
前記点火指示信号を生成し、前記イグナイタに出力するエンジン制御装置と、
を備えることを特徴とする車両。
【符号の説明】
【００８５】
１          ：イグナイタ
１１        ：スイッチ素子
１２        ：電流検出用抵抗
１３        ：制御回路
１３３      ：駆動部
１３４      ：点火確認部
１０１      ：論理演算部
１０２      ：出力トランジスタ
１１０      ：第１比較部
１１１      ：コンパレータ
Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３：抵抗
Ｃ１１      ：コンデンサ
１２０      ：第２比較部
１２１      ：コンパレータ
Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３：抵抗
Ｃ２１      ：コンデンサ
１３０      ：第３比較部
１３１      ：コンパレータ
Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３：抵抗
Ｃ３１      ：コンデンサ
１４０      ：第４比較部
１４１      ：コンパレータ
Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３：抵抗
Ｃ４１      ：コンデンサ
ＣＳ１〜ＣＳ３：電流源
Ｒ１，Ｒ２  ：抵抗
ＴＲ１〜ＴＲ３：トランジスタ
２００      ：半導体基板
２０１      ：電源パッド
２０２      ：接地パッド
２０３      ：入力パッド
２０４      ：ゲート出力パッド
２０５      ：フィードバック出力パッド
２０６      ：センス入力パッド
２０７      ：センス接地パッド
３１０，３１１，３１２，３１３，３１４，３１４ａ，３１５，３２１，３２２，３２３，３３１，３３２，３３３，３３４，３３５，３４１，３４２，３５１，３６１：領域
ＦＢ        ：フィードバック端子
ＧＮＤ      ：接地端子
ＩＮ        ：入力端子
ＯＵＴ      ：出力端子
ＶＤＤ      ：電源端子
４０１〜４０８：リード
４００ａ    ：穴
４００ｂ    ：溝
５０１〜５０９：ボンディングワイヤ
５０６ａ，５０７ａ，５０８ａ，５０８ｂ，５０９ａ：接合点
６００      ：半導体基板
６０１，６０２：パッド
６０３      ：裏面電極
１４        ：コンデンサ
１５        ：抵抗
１６        ：コンデンサ
２          ：ＥＣＵ
３          ：点火プラグ
４          ：イグニッションコイル
４１        ：一次コイル
４２        ：二次コイル
５          ：バッテリ
Ａ          ：車両
Ｃ          ：キャピラリ
【図１】
2019163730.tif 000003
【図２】
2019163730.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019163730.tif 000008
【図７】
2019163730.tif 000009
【図８】
2019163730.tif 000010
【図９】
2019163730.tif 000011
【図１０】
2019163730.tif 000012
【図１１】
2019163730.tif 000013