CN1451862A - 用于内燃机的点火装置 - Google Patents

Abstract

一种安装点火器的作为一种单独部件的外部连接端子连接器被取消，该外部连接端子与点火器本身成为一体。点火器具有安装在内部布线基板上的电子元器件，位于点火器内的电子元器件和外部连接端子通过导线键合直接相连。

Description

用于内燃机的点火装置

                                技术领域

本发明涉及一种和内燃机的点火装置一起使用的用来控制初级电流开或关的点火器，尤其涉及一种用于内燃机的点火装置，其中点火器和点火线圈在点火装置容器内成为一个整体。

                                背景技术

传统上用于内燃机的点火装置中点火器和点火线圈配备在同一个点火装置容器中。尤其这近年来，每种火花塞中排列的点火装置都是分散的。图5显示了和这种点火装置一起使用的点火器的结构，图6显示了一种将点火器安装在用于内燃机的点火装置的点火线圈上的方法。如前所述，内燃机的点火装置中，点火线圈和点火器都是互相必不可缺少的并且要配套使用。

在图5和图6中，点火装置有埋设在图中没有显示的引擎主体内配备的塞孔中的一个初级线圈和一个次级线圈，其中点火器10直接设置在线圈部分的上面，和塞孔外面，这些都被容纳在点火装置容器中。如图5所示，点火器10被连接到一个具有一个用于从电池或其他同类物供电的外部连接端子2的连接器1，并且点火器金属端子9被连接到该外部连接端子2。一个用例如树脂等弹性材料制成的封套11被罩在点火器10上，填充环氧树脂被填充在点火器10的实体内，经固化后形成完成的产品。

如前所述，如图6所示当点火器10被安装在点火线圈13上时，需要单独地准备好连接器1将其作为点火器10的外部连接端子，如图5所示。

当点火器10安装在点火线圈13上时，首先，点火器10要装配进连接器1。然后，设置在点火器10的侧面的点火器金属端子9和设置在连接器1中的外部连接端子2通过焊接或类似方法连接起来。

用这种方法，带有适配的连接器1的点火器连接器组件12被附接到点火线圈13。以后，带有安装好的点火器10的点火线圈13的上部用填充环氧树脂14填充和密封，点火器10因此被固定。

通常，在已有技术中，图5所示的点火器10具有在基板的单面或单层的一面或两面上包裹在内部的元器件，因此，在内部布线基板上，点火器10具有设置得比较接近的电路的一个大电流部分和一个小电流部分。

然而，点火器10还存在下述问题。第一个问题是，必须用准备作为单独部件的连接器1实现和外部连接端子2的连接，并且当点火器10本身被放置在点火线圈13中以前，需要用焊接或类似方法实现点火器10和连接器1之间的电气连接或机械连接，这样就增加了零件的数量，降低了焊接的可操作性，或者增加了焊接需要的步骤数。尤其，对于上述构造，相应于外部端子的数量，就需要该数量的键合点，如果键合点或焊点的数量增加，在连接处就会发生非接触的问题，可靠性就会按接触部分数量增加的比例降低。

第二个问题是点火线圈13中的点火器10的装配部分用填充环氧树脂14填充和密封，77以此固定和连接器1连接的点火器10。但是点火器10本身的结构是仅用模制树脂7模制的，因此封套11需要作为单独的零部件，用来释放由于填充环氧树脂14的热膨胀或收缩而引起的应力。在这方面，就有部件数量增加，可操作性差，工作步骤增加，和可靠性低的问题。

另外，第三个问题是当所有的元器件排列在内部布线基板或导线框架的单面上，给点火器附加值时，内部布线基板必须占用很大的空间，并且点火器10因节省空间而受到限制。另外，当内部布线基板被用来包裹元器件时，元器件被排列在内部布线基板的一面或双面上，因此在内部布线基板的电路中，大电流部分和小电流部分被设置得非常接近，使在点火器10工作过程中产生的电流影响附近的导电格局，并且由于电磁感应的干扰引起点火器10的噪音，导致对初级电流的开关控制的负面影响。另外，挡点火器被驱动时，从内部安装元器件产生的热量很容易影响单面上的元器件，这个问题还没有解决。

                                 发明内容

鉴于存在上述问题而提出本发明，而且本发明的一个目的是提供一种点火器，在这种点火器中减少了零部件的数量和装配步骤，并且降低了热应力。

为了达到上述目的，本发明提供了下面的构造。废除了安装点火器的作为独立零部件的外部连接端子连接器，而是将外部连接端子与点火器本身结合成整体。点火器有电子元器件安装在陶瓷制成的内部布线基板上，并且和IGBT和散热用的散热片一起都容纳在塑料容器内。点火器中的电子元器件和外部连接端子之间的传导直接由和外部连接端子的引线键合产生。另外，点火器的外部包装是塑料容器，或者在点火器的表面涂覆有以橡胶为基础的缓冲材料。另外，点火器的内部零件布线和排列在三维空间上，点火器被分成大电流电路部分和小电流电路部分。电路的三维空间的布线和排列可以是导线框架。

更具体地，根据本发明的第一实施例，提供了一种用于内燃机的点火装置，该装置包括一个其中设置一个点火器的具有一个初级输入端子的点火器容器，和一个位于点火器容器下的点火线圈，排列在点火器容器内的点火器，与初级输入端子通过导线键合相连并因此模制成一体。进一步，该用于内燃机的点火装置中，模制树脂被填充在点火器容器内，并且点火器容器由能吸收模制树脂的膨胀或收缩应力的塑料制成。另外，该用于内燃机的点火装置中，模制树脂被填充在点火器容器内，以橡胶为基础的缓冲材料被涂覆在模制树脂表面。另外，该用于内燃机的点火装置中，模制树脂被填充在点火器容器内，当点火器容器被设置在预定位置后，填充环氧树脂被注入点火装置容器并且被固化。其中以橡胶为基础的缓冲材料被混合进铸模树脂或填充环氧树脂中的至少一种中去。

根据本发明的另一实施例，本发明提供了一种用于内燃机的点火装置，该装置包括一个其中设置一个点火器的具有一个初级输入端子的点火器容器，和一个位于点火器容器下的点火线圈，其中点火器设置在点火器容器中并由位于安装基板或导线框架上的驱动元器件组成，其中的安装基板或导线框架与初级输入端子通过三维空间上的布线连接。进一步，该用于内燃机的点火装置中形成点火器的内部布线基板被分解成一个大电流基板和一个小电流基板。

对于以上的结构，当点火器被放置在点火装置中时，作为单独部件的连接器以及将点火器与连接器焊接的步骤可以省略。由为了把点火器固定在点火装置内部的填充环氧树脂的热膨胀或收缩产生的应力可以仅通过点火器外部包装的塑料容器释放，不需要再用作为单独部件的封套。

进一步，由为了把点火器固定在点火装置内的填充环氧树脂的热膨胀或热收缩产生的应力可以仅通过点火器的外包装的塑料容器释放，不需要再用作为单独部件的封套。

为了有效利用安装空间，通过内部安装基板或导线框架的三维空间的布线和排列，安装区被限定在三维空间上，因此点火器可以节省空间。进一步，每一个内部布线基板被分解成大电流电路和小电流电路，因此，使抑制当点火器工作时由电磁感应产生的干扰并将点火器设计成带有热阻抗成为可能。

                              附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的点火器结构的横截面视图。

图2是安装在点火装置上的图1所示的点火器的横截面视图。

图3是根据本发明的第二实施例的点火器结构的横截面视图。

图4是根据本发明的第三实施例的点火器结构的横截面视图。

图5是传统点火器的横截面视图。

图6是安装在点火装置上的图5所示的点火器的横截面视图。

                              具体实施方式

参照图1，下面详细描述本发明的第一实施例。本发明中，点火器不是一个例如通用功率晶体管或IGBT的包装产品，但是是指在模制前的一个元器件，其中驱动元件6被配置在一个内部布线基板上。进一步，本发明的点火装置由：点火器和点火线圈13构成，它们两者都被容纳在同一个点火装置容器内，其中点火器被容纳在点火器容器内并被填充模制树脂。

在描绘本发明的第一实施例的图1中，点火器包括一个由陶瓷制成和氧化铝形成的内部布线基板5，具有一个驱动控制IC。内部布线基板5带有印制的电路图形和安装的电子元器件，用以提供附加功能，并用粘合剂与用于散热的散热片4粘结。在散热片4的表面，配置了由用于执行开关驱动以开或关初级电流的达林顿晶体管组成的驱动元件6。驱动元件6可以由IGBT组成。组成点火器的内部布线基板5和这些元器件，例如：驱动元件6和用于散热的散热片4被容纳在由PPO、PPT、PBT和PET等塑料制成的点火器容器8内。点火器容器8具有用于连接到外部连接端子2的连接器1，点火器和外部连接端子2被模制成一个整体。容纳在点火器容器8内的点火器件和外部连接端子2通过键合线3电连接，并且在导线键合后点火器用模制树脂7与作为外部包装的点火器容器8模制在一起。

与作为外部包装的点火器容器8一起模制的点火器，被放在点火装置容器内的点火器装配空间中，如图2所示。由于外部连接端子2已经和点火器容器8形成一体，因此不需要作为单独部件的连接器1以及焊接点火器和连接器的步骤，可以减小部件数量并减少步骤数。

点火器与点火线圈13电连接，然后在其中填充可填充环氧树脂14并固定，如图2所示。填充环氧树脂的热膨胀或热收缩系数高于其他零部件的系数，但是，由于填充环氧树脂的热膨胀或热收缩产生的应力通过点火器容器8释放，施加在点火器本身上的应力被减少，点火器就不需使用通常被作为单独零件使用的封套11。

参照图3，下面详细介绍本发明的第二实施例。图3中，主要部分的结构和第一实施例相同，下面只叙述和第一实施例不一致的地方。第二实施例中，当导线键合通过键合线3制成后，点火器容器8的内部由模制树脂7模制，并且点火器的表层涂覆以橡胶为基础的缓冲材料。

点火器与点火线圈13电连接，然后在其中填充可填充环氧树脂14并固定，如图2所示。填充环氧树脂的热膨胀或热收缩系数高于其他零部件的系数，但是，由于填充环氧树脂14的热膨胀或热收缩产生的应力通过在点火器、点火器容器8的表层涂覆的以橡胶为基础的缓冲材料15释放，作用在点火器本身上的应力减少，不需使用封套覆盖整个点火器。正如另外一个实例，以橡胶为基础的缓冲材料15不被涂覆在填充环氧树脂14的表面，而可以被混合在填充环氧树脂14或模制树脂7中的至少一种之上，从而获得缓冲作用，因此以橡胶为基础的缓冲材料15可以被混合进这些树脂中的至少一种中去。

参照图4，下面详细描述本发明的第三实施例。如在第一实施例或第二实施例中被描述的主要部分的零部件的叙述被省略。图4中，本发明的点火器包括由陶瓷制成和由氧化铝形成的带有驱动控制IC的内部布线基板5，该内部布线基板5具有印制的电路图形和安装的电子元器件以提供附加的功能，并被分解成一个大电流电路部分和一个小电流电路部分，其中布线基板以这些电路部分被一个放在另一个上并且电连接的形成被布线和排列在三维空间上。电路的三维空间上的排列和布线可以利用一种导线框架实现。

用于散热的散热片4配置在点火器内，由用于执行开关驱动切断或通过初级电流的达林顿晶体管组成的驱动元件6被配置在其表面。

点火器占用最低限度的空间，因为当配置许多部件以提供附加的功能时内部布线基板5被布线和排列在三维空间，因此点火器可以做到节省空间。

在第三实施例的点火器中，内部布线基板5被布线和排列在三维空间上，并且被分解成大电流部分和小电流部分。因此当点火器工作时，有可能抑制由相邻的图形之间的干扰产生的电磁感应。当点火器工作时，由发热部件产生的热量被阻止通过，因为内部布线基板5被布线和排列在三维空间上。因此，考虑到零部件本身的热阻抗，点火器被设计成留有一些余地。

如上所述，在本发明的第一实施例中，点火器的连接器和外部连接端子2和点火器的外部包装被一体化，并且点火器本身被包含在点火器容器8内。因此部件数量和装配步骤数减少，装配步骤简化使得用于内燃机的点火装置的供给更便宜。由于填充环氧树脂14的热膨胀或热收缩产生的应力在点火器上释放，因此解决了第一个问题。在现有技术中，由外部端子的数量来决定键合点，可靠性的降低和键合点或焊接点的数量成比例。然而，在本发明中，考虑到提高半导体装配的可靠性，键合点的数量减少，传统结构存在问题的连接器和外部连接端子用高热容量的端子连接，因此，基本上消除了焊接端子的频繁更换。

在第二实施例中，由于填充环氧树脂14的热膨胀和热收缩产生的应力通过以橡胶为基础的缓冲材料15在点火器上释放，因此解决了第二个问题。

进一步，在第三实施例中，为充分利用安装空间，内部安装基板5或者导线框架被布线和排列在三维空间上，因此该点火器能做到节省空间。另外，使抑制当点火器工作时由电磁感应产生的干扰，并设计带有热阻抗的点火器成为可能，因此解决了第三个问题。

Claims (6)

1.一种内燃机点火装置，其特征在于，该装置包括：

一个具有初级输入端子的点火器容器，点火器被配置其中；以及

一个位于所述点火器容器下的点火线圈，其中，

所述配置在所述点火器容器内的点火器，与所述初级输入端子由导线键合连接而模制成一整体。

2.如权利要求1所述的内燃机点火装置，其特征在于，其中

一种模制树脂被填充在所述点火器容器内，以及

所述点火器容器由能吸收所述模制树脂的膨胀或收缩应力的塑料制成。

3.如权利要求1所述的内燃机点火装置，其特征在于，其中

一种模制树脂被填充在所述点火器容器内，以及

一种以橡胶为基础的缓冲材料被涂覆在所述模制树脂的表面。

4.如权利要求1所述的内燃机点火装置，其特征在于，其中

一种模制树脂被填充在所述点火器容器内，

当所述点火器容器被设置在一个预定位置后，填充环氧树脂被注入点火装置容器并被固化，以及

以橡胶为基础的缓冲材料被混合进所述模制树脂或所述填充环氧树脂的至少一种中去。

5.一种内燃机点火装置，其特征在于，该装置包括：

一个具有初级输入端子的点火器容器，点火器被配置其中；以及

一个位于所述点火器容器下的点火线圈，其中

所述点火器被配置在所述点火器容器内，并且包括一个位于安装基板上或导线框架上的驱动元件，其中所述安装基板或导线框架和初级输入端子在三维空间布线连接。

6.如权利要求5所述的内燃机点火装置，其特征在于，其中

形成所述点火器的内部布线基板被分解成一个大电流基板和一个小电流基板。

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