(57)【要約】【課題】リードフレーム上にディスクリート部品とボンディングワイヤのコンタクト部を近接配置してリードフレームを小型化しても、モールド樹脂の剥離に起因したワイヤ破断を効果的に回避して製品寿命を延ばすことができるイグナイタを提供する。【解決手段】モールド樹脂１００で制御回路を一体にパッケージ化したイグナイタ１は、半導体部品３ａとボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａが近接配置される保護対象リードフレーム２０を小型化するため、モールド樹脂の剥離が半導体部品３ａの第１角部３ａ１からボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａへ最短で広がる剥離進行方向Ｄｓを遮るように誘導凹部５を設け、連結部２３側から迂回した剥離進行方向Ｄｒに沿って樹脂剥離が広がるように誘導し、ボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａにまで樹脂剥離が及んでワイヤ破断となる期間を長くする。【選択図】図１
2019009340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の点火コイル二次側に高電圧を発生させるために、外部から供給される点火信号に応じて、点火コイル一次側に流れる一次電流の通電・遮断を制御する制御回路をモールド樹脂で一体にパッケージ化したイグナイタであって、
前記制御回路は、配線構造を薄板状のリードフレームにより構成したリードフレーム構造体に、各種ディスクリート部品を接続し、ボンディングワイヤで配線接続して成り、
前記モールド樹脂と熱膨張係数が異なることでモールド樹脂の冷却時に圧縮応力を受けて樹脂剥離の要因となるディスクリート部品が接続され、該ディスクリート部品の近傍にボンディングワイヤのコンタクト部が接続されるリードフレームには、前記ディスクリート部品からボンディングワイヤのコンタクト部へ最短方向に剥離力が作用しないよう迂回させる剥離進行方向誘導手段を設けたことを特徴とするイグナイタ。
【請求項２】
前記剥離進行方向誘導手段は、前記ディスクリート部品からコンタクト部へ最短で剥離力が作用し得る剥離進行方向を遮るように、リードフレームの一側から他側へ窪ませた誘導凹部であることを特徴とする請求項１に記載のイグナイタ。
【請求項３】
前記剥離進行方向誘導手段は、前記ディスクリート部品からコンタクト部へ最短で剥離力が作用し得る剥離進行方向を遮るように、リードフレームに設けたスリット孔であることを特徴とする請求項１に記載のイグナイタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関用点火コイルに内蔵される点火装置（以下、イグナイタという）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のエンジンに設けられる内燃機関用点火装置の内部には、点火制御装置（ＥＣＵ）からの点火信号に基づいてイグニッションコイルに流す電流の通電・遮断を制御するイグナイタが設けられている。このイグナイタには、モールド型の半導体装置として構成されるものがある。モールド型の半導体装置は、薄板状のリードフレームにより構成したリードフレーム構造体に各種ディスクリート部品を接続して成る制御回路を、モールド樹脂で一体にパッケージ化したものである。
【０００３】
各種ディスクリート部品とモールド樹脂とは、熱膨張係数が異なるため、熱膨張したモールド樹脂の冷却時にディスクリート部品が圧縮応力を受けることとなるが、ディスクリート部品には硬質な外装が施されているので圧縮応力に屈して破砕されるようなことは無い。しかしながら、この圧縮応力によってディスクリート部品の表面やリードフレーム表面からモールド樹脂が剥離し易いという不具合がある。そのため、イグナイタを使用し続けていると、繰り返されるモールド樹脂の膨張・収縮でリードフレームからモールド樹脂が剥離した領域が広がって行くこととなる。
【０００４】
そこで、モールド樹脂とリードフレーム間の剥離を防止する技術として、リードフレームに対して大きな圧縮応力が作用する部位に凹部もしくは凸部を形成し、凹部もしくは凸部の側面で圧縮応力を受け流すことにより、モールド樹脂の剥離を抑制するようにした電子装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発明では、リードフレームに設けた凹部もしくは凸部に対して、常に大きな圧縮応力が作用することで過負荷となりやすく、圧縮応力を抑制する肝心の凹部もしくは凸部においてモールド樹脂の剥離が生じてしまうと、リードフレームからモールド樹脂が剥離する領域は更に広がって行く可能性がある。特に、ボンディングワイヤのコンタクト部にまでモールド樹脂の剥離範囲が広がると、ボンディングワイヤの破断という不具合が生じてしまう。このように、ディスクリート部品等の経年劣化による製品寿命を迎える前に、モールド樹脂の剥離がボンディングワイヤにまで及んで生じたワイヤ破断が原因でイグナイタの寿命が尽きてしまうと、製品としての信頼性を損なうことになる。したがって、特許文献１に記載の発明のように、ディスクリート部品から所定距離を隔てて圧縮応力抑制用の凹部もしくは凸部を設ける場合でも、圧縮応力抑制用の凹部もしくは凸部から更に離隔させてボンディングワイヤを設けなければ、ワイヤ破断に対する信頼性を確保できないと考えられる。
【０００７】
そして、特許文献１に記載の発明では、ディスクリート部品から所定距離を隔てて圧縮応力抑制用の凹部もしくは凸部を設け、更に、圧縮応力抑制用の凹部もしくは凸部から適宜離隔させてボンディングワイヤを設けなければならないという制約があるので、ディスクリート部品から比較的近い位置、例えば、ディスクリート部品等の経年劣化による製品寿命よりも短期間でモールド樹脂が剥離し得る範囲内にボンディングワイヤを設けてリードフレームを小型化する必要がある場合、特許文献１に記載の発明は適用できない。すなわち、特許文献１に記載の発明では、リードフレーム上にディスクリート部品とボンディングワイヤのコンタクト部を近接配置して、リードフレームを小型化することが難しいという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、リードフレーム上にディスクリート部品とボンディングワイヤのコンタクト部を近接配置してリードフレームを小型化しても、モールド樹脂の剥離に起因したワイヤ破断を効果的に回避して製品寿命を延ばすことができるイグナイタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関用の点火コイル二次側に高電圧を発生させるために、外部から供給される点火信号に応じて、点火コイル一次側に流れる一次電流の通電・遮断を制御する制御回路をモールド樹脂で一体にパッケージ化したイグナイタであって、前記制御回路は、配線構造を薄板状のリードフレームにより構成したリードフレーム構造体に、各種ディスクリート部品を接続し、ボンディングワイヤで配線接続して成り、前記モールド樹脂と熱膨張係数が異なることでモールド樹脂の冷却時に圧縮応力を受けて樹脂剥離の要因となるディスクリート部品が接続され、該ディスクリート部品の近傍にボンディングワイヤのコンタクト部が接続されるリードフレームには、前記ディスクリート部品からボンディングワイヤのコンタクト部へ最短方向に剥離力が作用しないよう迂回させる剥離進行方向誘導手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載のイグナイタにおいて、前記剥離進行方向誘導手段は、前記ディスクリート部品からコンタクト部へ最短で剥離力が作用し得る剥離進行方向を遮るように、リードフレームの一側から他側へ窪ませた誘導凹部であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、前記請求項１に記載のイグナイタにおいて、前記剥離進行方向誘導手段は、前記ディスクリート部品からコンタクト部へ最短で剥離力が作用し得る剥離進行方向を遮るように、リードフレームに設けたスリット孔であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るイグナイタによれば、リードフレームに設けた剥離力進行方向誘導手段によって、ディスクリート部品からボンディングワイヤのコンタクト部へ最短で剥離力が作用しないよう迂回させることができる。これにより、リードフレーム上にディスクリート部品とボンディングワイヤのコンタクト部を近接配置してリードフレームを小型化しても、モールド樹脂の剥離に起因したワイヤ破断を効果的に回避して、製品寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は、リードフレーム構造体に各種ディスクリート部品とボンディングワイヤを形成した制御回路の平面図である。（ｂ）は、図１（ａ）における領域ＩＢの拡大図である。
【図２】剥離進行方向誘導手段の他の構成例を適用した保護対象リードフレームの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るイグナイタの実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、イグナイタ１は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いたモールド樹脂１００（図１（ａ）中、太破線で示す）で制御回路を一体にパッケージ化したもので、封止される制御回路は、配線構造を薄板状のリードフレーム２により構成したリードフレーム構造体２００に、各種ディスクリート部品（例えば、半導体部品３ａ、チップ部品３ｂなど）およびボンディングワイヤ４を接続して成る。
【００１６】
なお、リードフレーム構造体２００は、銅ケーク等の金属材料を一定厚の金属板に加工し、抜き金型で金属板を打ち抜き形成したもので、例えば、複数のリードフレーム構造体２００が整列配置されたリードフレームストリップ（図示省略）の状態で送り出されながら、種々の加工工程が行われ、個別に切り離されて行く。
【００１７】
ここで、半導体チップ３ｂと、モールド樹脂の剥離によってワイヤ破断を防止する対象となるボンディングワイヤ４が接続されているリードフレーム２の一つを、保護対象リードフレーム２０とする。保護対象フレーム２０の一例は、図１（ａ）の領域ＩＢに内に示す。この保護対象リードフレーム２０の詳細は図１（ｂ）に示し、半導体部品３ａが設けられる略四角形の部品取付部２１と、ボンディングワイヤ４が接続される略長方形のワイヤ接続部２２と、部品取付部２１およびワイヤ接続部２２の一側方を連結する狹幅の連結部２３からなる。
【００１８】
部品取付部２１の一側縁である第１側縁部２１ａと、連結部２３の一側縁である第１側縁部２３ａと、ワイヤ接続部２２の一側縁である第１側縁部２２ａは一直線に連続しているが、部品取付部２１の他側縁である第２側縁部２１ｂとワイヤ接続部２２の他側縁である第２側縁部２２ｂとは不連続となり、連結部２３の他側縁である第２側縁部２３ｂが生ずるように、保護対象リードフレーム２０の第２側縁から第１側縁へ向かって窪ませた誘導凹部５を設ける。この誘導凹部５を設けることによって、半導体部品３ａの第１角部３ａ１からボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａへ至る最短距離を遮るように、部品取付部２１の遮断縁部２１ｃとワイヤ接続部２２の遮断縁部２２ｃが形成され、保護対象リードフレーム２０の第２側縁が不連続となる。
【００１９】
仮に、誘導凹部５を設けず、連結部２３の第２側縁部２３ｂ′（図１（ｂ）中、二点鎖線で示す）が部品取付部２１の第２側縁部２１ｂおよびワイヤ接続部２２の第２側縁部２２ｂと一直線に連続していた場合を考える。半導体部品３ａとモールド樹脂１００の熱膨張係数の違いから、冷却時にモールド樹脂の圧縮応力が半導体部品３ａ（特に、４つの角部）に作用し、モールド樹脂１００をフレーム面から剥離させるので、半導体部品３ａの第１角部３ａ１の近傍において生じた樹脂剥離は、最短の剥離進行方向Ｄｓ（図１（ｂ）中、二点鎖線の矢印で示す）に向かって広がり、ついにはボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａに至り、ワイヤ破断となってしまう。
【００２０】
そして、保護対象リードフレーム２０を小型化するために、半導体部品３ａとボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａとが比較的近距離に設ける必要がある場合、すなわち、半導体部品３ａやチップ部品３ｂ等が経年劣化による製品寿命を迎えるよりも短い期間でモールド樹脂１００が剥離してゆく範囲内に、ボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａが設けられている場合、ボンディングワイヤ４の破断によって、本来の製品寿命よりも短期間でイグナイタ１が使用不能になってしまう。
【００２１】
一方、本発明にかかるイグナイタ１のように、誘導凹部５を設けた保護対象リードフレーム２０においては、半導体部品３ａの第１角部３ａ１の近傍に生じたモールド樹脂１００の剥離は、部品取付部２１の遮断縁部２１ｃに阻まれ、最短距離でワイヤ接続部２２には到達し得ない。また、半導体部品３ａの第２角部３ａ２近傍に生じたモールド樹脂１００の剥離は、連結部２３の第２側縁部２３ｂ側に沿って広がり、ワイヤ接続部２２へ至るが、ボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａはワイヤ接続部２２の第２側縁部２２ｂ側に設けてあるので、更にモールド樹脂１００の剥離が進行し、ワイヤ接続部２２の遮断縁部２２ｃに沿って第２側縁部２２ｂの手前まで到達しなければ、ボンディングワイヤ４の破断は生じない。
【００２２】
すなわち、半導体部品３ａの第２角部３ａ２の近傍において生じた樹脂剥離は、連結部２３側から迂回した剥離進行方向Ｄｒ（図１（ｂ）中、実線の矢印で示す）に沿って広がるので、ボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａにまで樹脂剥離が及んでワイヤ破断となるには相当の期間を要し、本来の製品寿命よりも短期間でイグナイタ１が使用不能になってしまうことを効果的に防げる。なお、半導体部品３ａの第１角部３ａ１の近傍に生じたモールド樹脂１００の剥離が部品取付部２１の遮断縁部２１ｃに沿って広がった場合も、結局は、連結部２３側から迂回した剥離進行方向Ｄｒに沿って広がることとなるので、ボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａにまで樹脂剥離が及んでワイヤ破断となるまでには、一層長い期間を要する。
【００２３】
したがって、上述したイグナイタ１においては、保護対象リードフレーム２０の第２側縁から第１側縁へ向かって窪ませた誘導凹部５が、半導体部品３ａからボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａへ最短方向に剥離力が作用しないよう迂回させる剥離進行方向誘導手段として機能するのである。
【００２４】
上述した保護対象リードフレーム２０においては、ボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａが、半導体部品３ａの第１角部３ａ１と近接するように配置したので、第１角部３ａ１からボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａへの最短方向となる剥離進行方向Ｄｓを遮るように、第２側縁部から第１側縁部へ窪ませた誘導凹部５を設けることで剥離進行方向誘導手段として用いることができた。例えば、ボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａが、半導体部品３ａの第２角部３ａ２と近接するように配置した保護対象リードフレーム２０の場合であれば、第１側縁部から第２側縁部へ窪ませた誘導凹部を設けることで剥離進行方向誘導手段として用いることができる。
【００２５】
図２に示すのは、ボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａがワイヤ接続部２２の略中央に配置した保護対象リードフレーム２０′である。この場合、部品取付部３１に取り付けた半導体部品３ａの第１角部３ａ１からボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａまでの最短となる剥離進行方向Ｄｓ１（図２中、二点鎖線の矢印で示す）と、第２角部３ａ２からボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａまで最短となる剥離進行方向Ｄｓ２（図２中、二点鎖線の矢印で示す）のどちらも、同程度の離隔距離であるから、半導体部品３ａやチップ部品３ｂ等が経年劣化による製品寿命を迎えるよりも短い期間で、ボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａまでモールド樹脂１００の剥離が広がる可能性が高い。
【００２６】
この保護対象リードフレーム２０′に対しても、最短の剥離進行方向Ｄｓ１，Ｄｓ２を遮るように、第１側縁部から第２側縁部へ窪ませた誘導凹部または第２側縁部から第１側縁部へ窪ませた誘導凹部を設ければ、剥離進行方向誘導手段として用いることができる。しかしながら、剥離進行方向を迂回させて、半導体部品３ａの第１角部３ａ１または第２角部３ａ２からボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａまで十分な離隔距離を確保するには、部品接続部２１とワイヤ接続部２２とを連結する連結部を一層狹幅にしなければならず、それだけ連結部の強度が損なわれるおそれがある。
【００２７】
そこで、保護対象リードフレーム２０′に対しては、半導体部品３ａの第１，第２角部３ａ１，３ａ２からボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａへ最短で剥離力が作用し得る剥離進行方向Ｄｓ１，Ｄｓ２を遮るように、横長のスリット孔６を設け、部品取付部２１の第２側縁部２１ｂ側およびワイヤ接続部２２の第２側縁部２２ｂ側は第１連結部２３１によって連結され、部品取付部２１の第１側縁部２１ａ側およびワイヤ接続部２２の第１側縁部２２ａ側は第２連結部２３２によって連結されるものとした。
【００２８】
このように、保護対象リードフレーム２０′は、部品取付部２１の第１側縁部２１ａと第２連結部２３２の第１側縁部２３２ａとワイヤ接続部２２の第１側縁部２２ａが一直線に連続し、部品取付部２１の第２側縁部２１ｂと第１連結部２３２の第２側縁部２３１ｂとワイヤ接続部２２の第２側縁部２２ｂが一直線に連続し、第１，第２連結部２３１，２３２を介して部品取付部２１とワイヤ接続部２２の両側が連結されるので、上述した保護対象リードフレーム２０の連結部２３の幅に比べて、第１，第２連結部２３１，２３２の幅が狭くても、必要十分な強度を得やすい構造となる。
【００２９】
また、保護対象リードフレーム２０′に設けるスリット孔６は、部品取付部２１の遮断縁部２１ｃとワイヤ接続部２２の遮断縁部２２ｃが、第１連結部２３１の第１側縁部２３１ｂと第２連結部２３２の第２側縁部２３２ａを介して連続する横長の開口縁形状となるので、半導体部品３ａの第１角部３ａ１および第２角部３ａ２の近傍に生じたモールド樹脂１００の剥離は、部品取付部２１の遮断縁部２１ｃに阻まれ、最短距離でワイヤ接続部２２には到達し得ない。よって、半導体部品３ａの第１，第２角部３ａ１，３ａ２近傍に生じたモールド樹脂１００の剥離は、第１，第２連結部２３１，２３１を経てワイヤ接続部２２へ至り、更にワイヤ接続部２２の中央近辺まで到達しなければ、ボンディングワイヤ４の破断は生じない。
【００３０】
すなわち、半導体部品３ａの第１，第２角部３ａ１，３ａ２の近傍において生じた樹脂剥離は、第１連結部２３１または第２連結部３２２側から迂回した第１剥離進行方向Ｄｒ１または第２剥離進行方向Ｄｒ２（図２中、実線の矢印で示す）に沿って広がるので、ボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａにまで樹脂剥離が及んでワイヤ破断となるには相当の期間を要し、本来の製品寿命よりも短期間でイグナイタ１が使用不能になってしまうことを効果的に防げる。したがって、保護対象リードフレーム２０′に設けたスリット孔６は、半導体部品３ａからボンディングワイヤ４のコンタクト部４ａへ最短方向に剥離力が作用しないよう迂回させる剥離進行方向誘導手段として機能するのである。
【００３１】
以上、本発明に係るイグナイタの実施形態を添付図面に基づいて説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない範囲で、公知既存の等価な技術手段を転用することにより実施しても構わない。
【符号の説明】
【００３２】
１      イグナイタ
２      リードフレーム
２０    保護対象リードフレーム
２１    部品取付部
２２    ワイヤ接続部
２３    連結部
３ａ    半導体部品
３ａ１  第１角部
３ａ２  第２角部
５      誘導凹部
１００      モールド樹脂
２００      リードフレーム構造体
Ｄｓ      最短の剥離進行方向
Ｄｒ      迂回させた剥離進行方向
【図１】
2019009340.tif 000003
【図２】
2019009340.tif 000004