(57)【要約】【課題】放熱性を高めて接続不良および断線を防止しつつ、絶縁樹脂が剥離するのを防止して信頼性を向上させることができ、かつ、内燃機関用点火コイルの小型化にも対応することができるイグナイタを提供する。【解決手段】銅板２１と、銅板２１上に配設される、パワートランジスタおよびハイブリッドＩＣ３２からなる半導体素子３と、この半導体素子３のハイブリッドＩＣ３２に配設されるボンディングパッド５と、このボンディングパッド５が配設されるハイブリッドＩＣ３２の面に配設される、環状溝９ａを有する被保持部材９と、ボンディングパッド５に一端が接続されるアルミワイヤ４１と、このアルミワイヤ４１の他端に接続される他の外部端子とを有し、銅板２１の半導体素子３を配設した面と反対側の面以外を被覆してエポキシ樹脂８１でモールドしてイグナイタ１を構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱板と、この放熱板上に配設される半導体素子と、この半導体素子に配設されるボンディングパッドと、このボンディングパッドに一端が接続される接続導体と、この接続導体の他端が接続される外部端子とを有して絶縁樹脂によりモールドされ、内燃機関用点火コイルの絶縁ケース内にコイル−鉄心組立体とともに収容されて、前記コイル−鉄心組立体の一次電流を制御するイグナイタであって、
前記半導体素子に、前記絶縁樹脂に保持される被保持部を有する被保持部材を配設し、
前記放熱板の前記半導体素子を配設した面と反対側の面以外を前記絶縁樹脂で被覆した、
ことを特徴とするイグナイタ。
【請求項２】
請求項１に記載のイグナイタにおいて、
前記被保持部材を、前記ボンディングパッドとした、
ことを特徴とするイグナイタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の内燃機関点火コイルに使用されるイグナイタに関し、放熱性を高めて接続不良および断線を防止しつつ、絶縁樹脂が剥離するのを防止して信頼性を向上させることができ、かつ、内燃機関用点火コイルの小型化への要求に応えることができるイグナイタに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用点火コイルは、絶縁ケース内に、少なくとも一次コイル、この一次コイルの外側に配設される二次コイル、この二次コイルおよび一次コイルを磁気的に結合する鉄心からなるコイル−鉄心組立体が、このコイル−鉄心組立体における一次コイルに一端が接続される一の外部端子を有し、コイル−鉄心組立体の一次電流を制御しているイグナイタとともに収容され、続いて、絶縁樹脂が充填されて硬化することで構成されている。そして、一般に、自動車のエンジン等に搭載されるので、他のエンジン部品などから要求される寸法的制限が厳しく、小型化が求められている。さらに、使用温度条件が氷点下３０°Ｃ〜１３０°Ｃと広範囲であり、過酷な環境をもたらすので、従来から、絶縁ケース内に収容されるイグナイタに関し、十分な耐久性を保証するための様々な設計的配慮が検討されている。このほか、イグナイタと、絶縁ケース内に充填されてイグナイタをモールドしている絶縁樹脂との線膨張率の差により、イグナイタから絶縁樹脂が剥離するという問題なども指摘されている。
【０００３】
ここで、従来のイグナイタ１は、例えば、図４に示す通り、放熱板２としての銅板２１と、イグナイタ本体１０とで構成されている。イグナイタ本体１０は、銅板２１上に配設される、パワートランジスタ３１およびハイブリッドＩＣ３２からなる半導体素子３と、この半導体素子３のハイブリッドＩＣ３２に配設されるボンディングパッド５と、このボンディングパッド５に一端が接続される接続導体４としてのアルミワイヤ４１と、このアルミワイヤ４１の他端が接続される他の外部端子６１と、図示されない一次コイルに一端が接続される一の外部端子６２とを有する。そして、上述したように、絶縁樹脂８としてのエポキシ樹脂８１によりモールドされ、図示されない内燃機関用点火コイルの絶縁ケース内に図示されないコイル−鉄心組立体とともに収容されている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１にて、図５に示すようなハーフモールド型のイグナイタ１が提案され、また、例えば、下記特許文献２にて、図６に示すようなフルモールド型のイグナイタ１が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−１９６５０５号公報
【特許文献２】特開平１１−３７０２９号公報
【０００５】
特許文献１では、放熱板２とイグナイタ本体１０と絶縁樹脂８とで構成されるハーフモールド型のイグナイタ１が、内燃機関用点火コイルにおける外部接続用の一次コネクタに形成されているイグナイタ収容部に収容された例が示されている。そして、このイグナイタ収容部に、放熱板２をイグナイタ本体１０に密着させるための押圧部材と、この押圧部材によって放熱板を介して押圧されるイグナイタ本体１０を係止する係止部材とを設け、放熱板２をイグナイタ本体１０に密着固定するようにした実施例、特に、押圧部材と係止部材とを備えた固定用ケースにより、放熱板２をイグナイタ本体１０に密着固定するようにした実施例が示されている。
【０００６】
特許文献２では、内燃機関用点火コイル内に収容されるイグナイタ１の周りをほぼ均一な厚みの絶縁樹脂８でモールドし、内燃機関用点火コイルの繰り返し動作に起因した熱応力を分散させる設計的考慮を施したフルモールド型のイグナイタ１の例が示されている。
【０００７】
これにより、特許文献１に係るイグナイタ１は、内燃機関用点火コイルに求められる小型化に悪影響を与えないで、放熱性を高めてイグナイタ１の蓄熱を抑え、接続不良および断線を防止することを可能としている。また、特許文献２に係るイグナイタ１は、内燃機関用点火コイルの繰り返し動作に起因した熱応力による、イグナイタ１と絶縁樹脂８との剥離を防止することを可能としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に係るイグナイタ１は、内燃機関用点火コイルの繰り返し動作に起因したイグナイタ１と絶縁樹脂８との線膨張率の違いにより、絶縁樹脂８が剥離して絶縁性を確保することができなくなるという問題が解決されていない。その一方で、特許文献２に係るイグナイタ１は、絶縁樹脂８が剥離して絶縁性を確保することができなくなるという問題を解決しても、周りがほぼ均一な厚みの絶縁樹脂８でモールドされているので、分厚いものとなって、内燃機関用点火コイルに求められる小型化に悪影響を与えるという問題があるとともに、放熱性が悪いので、イグナイタ１の発熱によって、イグナイタ１が接続不良および断線を起こしてしまう恐れがあるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みて提案されたもので、放熱性を高めて接続不良および断線を防止しつつ、絶縁樹脂が剥離するのを防止して信頼性を向上させることができ、かつ、内燃機関用点火コイルの小型化への要求に応えることができるイグナイタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るイグナイタは、放熱板と、この放熱板上に配設される半導体素子と、この半導体素子に配設されるボンディングパッドと、このボンディングパッドに一端が接続される接続導体と、この接続導体の他端が接続される外部端子とを有して絶縁樹脂によりモールドされ、内燃機関用点火コイルの絶縁ケース内にコイル−鉄心組立体とともに収容されて、前記コイル−鉄心組立体の一次電流を制御するイグナイタであって、前記半導体素子に、前記絶縁樹脂に保持される被保持部を有する被保持部材を配設し、前記放熱板の前記半導体素子を配設した面と反対側の面以外を前記絶縁樹脂で被覆した、ことを特徴とする。
【００１１】
そして、上記イグナイタにおける被保持部材を、ボンディングパッドとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、イグナイタの半導体素子に、絶縁樹脂に保持される被保持部材を設けたので、絶縁樹脂によって保持される半導体素子の被保持力が高まり、半導体素子と絶縁樹脂との間の線膨張率の差によって半導体素子から絶縁樹脂が剥離するのを防止して絶縁性を確保することができる。さらに、放熱板の半導体素子を配設した面と反対側の面以外を絶縁樹脂で被覆したので、放熱性を高めてイグナイタの蓄熱を抑えることができ、接続不良および断線を防止して信頼性を向上させることができる。また、イグナイタの周りをほぼ均一な厚みの絶縁樹脂でモールドすることを不要としたので、本発明に係るイグナイタは分厚いものとならず、内燃機関用点火コイルに求められている小型化に悪影響を与えることもない。
【００１３】
特に、被保持部材をボンディングパッドとしたので、絶縁樹脂の剥離の防止、放熱性の改善、イグナイタが分厚くならないといった上記効果を有しつつ、イグナイタの部品点数を増加させることなく所期の目的を達成することができるため、本発明に係るイグナイタを用いた内燃機関用点火コイルの製造効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るイグナイタの一実施形態を、従来例として示した図５に対応させて示した概略断面図、図２は、本発明に係るイグナイタの他の実施形態を、図５に対応させて示した概略断面図、図３は、本発明に係るイグナイタのさらに他の実施形態における、被保持部材の形状を示す斜視図である。なお、図４〜図６に従来例として示した部分と同一又は相当部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００１５】
本発明に係るイグナイタ１は、図１に示す通り、放熱板２としての、例えば、銅板２１とイグナイタ本体１０と絶縁樹脂８としての、例えば、エポキシ樹脂８１とで構成され、イグナイタ本体１０における半導体素子３の構成部品であるハイブリッドＩＣ３２に、エポキシ樹脂８１に保持される被保持部としての環状溝９ａを有する被保持部材９を配設したものである。
【００１６】
まず、被保持部材９の形状を、被保持部としての環状溝９ａを有する略円柱状としている。そうすると、本発明に係るイグナイタ１が、エポキシ樹脂８１によりモールドされた状態において、被保持部材９は、エポキシ樹脂８１が環状溝９ａに係合することにより、エポキシ樹脂８１によって強く保持される。これにより、被保持部材９は、ハイブリッドＩＣ３２の被保持力を非常に高めて、ハイブリッドＩＣ３２とエポキシ樹脂８１との間の線膨張率の差によってハイブリッドＩＣ３２からエポキシ樹脂８１が剥離することを効果的に防止している。
【００１７】
さらに、本発明に係るイグナイタ１は、エポキシ樹脂８１でモールドされるハーフモールド型としている。すなわち、銅板２１の、パワートランジスタ３１およびハイブリッドＩＣ３２からなる半導体素子３を配設した面と反対側の面以外をエポキシ樹脂で被覆することにより、放熱性が高まって蓄熱が抑えられている。
【００１８】
したがって、本発明に係るイグナイタ１は、ハイブリッドＩＣ３２にエポキシ樹脂８１樹脂に保持される環状溝９ａを有する略円柱状の被保持部材９を配設したので、エポキシ樹脂８１によって保持される被保持力が高まり、ハイブリッドＩＣ３２（半導体素子３）とエポキシ樹脂８１との間の線膨張率の差によってハイブリッドＩＣ３２からエポキシ樹脂８１が剥離することを防止することができる。さらに、銅板２１の半導体素子３を配設した面と反対側の面以外をエポキシ樹脂８１で被覆したので、放熱性を高めて蓄熱を抑えることができ、接続不良および断線を防止して信頼性を向上させることができる。また、周りをほぼ均一な厚みのエポキシ樹脂８１によりモールドする必要もなくなって薄型となり、内燃機関用点火コイルに求められている小型化に悪影響を与えることもない。
【００１９】
ここで、本発明に係るイグナイタ１は、図２に示す通り、ハイブリッドＩＣ３２に配設される被保持部材を、ボンディングパッド５０とすることが好ましい。そして、このボンディングパッド５０には、エポキシ樹脂８１により強く保持されるための環状溝５０ａなど、エポキシ樹脂８１が係合する被保持部としての溝などが設けられている。そうすると、エポキシ樹脂８１の剥離の防止、放熱性の改善、分厚くならないといった上述の効果を有しつつ、イグナイタ１の部品点数を増加させることなく所期の目的を達成することができるため、本発明に係るイグナイタ１を用いた内燃機関用点火コイルの製造効率を向上させることができる。
【００２０】
また、上述した被保持部材は、絶縁樹脂が係合する被保持部としての溝などを有するものであれば、その形状は環状溝を有する略円柱状に限定されない。例えば、図３に示すような、被保持部としてのドーナツ状の板に複数の足が連設された形状の被保持部材９ｂであっても、絶縁樹脂が被保持部材の内部にまで入り込んで保持力を高めるので、半導体素子から絶縁樹脂が剥離することを防止することができる。
【００２１】
以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。例えば、上記一実施形態では、ハイブリッドＩＣのみに被保持部材を配設したものを例示したが、パワートランジスタに被保持部材を配設しても、望ましい実施形態となる。
【００２２】
また、上記一実施形態では、半導体素子をパワートランジスタおよびハイブリッドＩＣからなるものとして例示したが、パワートランジスタのみで半導体素子を構成し、パワートランジスタに被保持部材を配設しても、望ましい実施形態となる。すなわち、このような実施形態であっても、放熱性を高めて接続不良および断線を防止しつつ、絶縁樹脂が剥離するのを防止して信頼性を向上させることができ、かつ、内燃機関用点火コイルの小型化への要求にも応えることができるイグナイタを提供することができる。
【００２３】
また、上記一実施形態では、放熱板として銅板を、絶縁樹脂としてエポキシ樹脂を、それぞれ用いたイグナイタを例示したが、これらに限定されるものではない。そして、放熱板と絶縁樹脂との線膨張率の差が小さいものであって、かつ、放熱板、絶縁樹脂の線膨張率がそれぞれ小さいものを適用すれば、イグナイタから絶縁樹脂が剥離することを防止する効果をさらに高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るイグナイタの一実施形態を、図５に対応させて示した概略断面図である。
【図２】本発明に係るイグナイタの他の実施形態を、図５に対応させて示した概略断面図である。
【図３】本発明に係るイグナイタのさらに他の実施形態における、被保持部材の形状を示す斜視図である。
【図４】従来のイグナイタの一例を示した概略平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線部分を断面で示した概略断面図である。
【図６】従来のイグナイタの他の例を、図５に対応させて示した概略断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      イグナイタ
１０    イグナイタ本体
２      放熱板
２１    銅板
３      半導体素子
３１    パワートランジスタ
３２    ハイブリッドＩＣ
４      接続導体
４１    アルミワイヤ
５      ボンディングパッド
５０    ボンディングパッド
５０ａ  環状溝
６１    他の外部端子
６２    一の外部端子
８      絶縁樹脂
８１    エポキシ樹脂
９      被保持部材
９ａ    環状溝
９ｂ    被保持部材
【図１】
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【図２】
2009038235.tif 000004
【図３】
2009038235.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009038235.tif 000007
【図６】
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