JP2011074905A - 内燃機関用の点火イグナイタ - Google Patents

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Abstract

【課題】フレームを分割すること無くコイル駆動素子（半導体チップ）と保護素子とを同一フレーム上に実装することのできる内燃機関用の点火イグナイタを提供すること。
【解決手段】点火コイルに内蔵され、一次コイル側電流の遮断時に二次コイル側に発生する高電圧で点火する内燃機関用の点火イグナイタであって、コイル駆動素子であるパワートランジスタ及び駆動制御回路から成る半導体チップと、抵抗器、コンデンサ等の保護素子とを別置き素子として同一フレーム上に搭載したので、フレームを分割すること無くコイル駆動素子と保護素子とを同一フレーム上に実装することができる。したがって、点火イグナイタの信頼性を向上できるとともに、異なる仕様のイグナイタに対しても保護素子の仕様を変えるだけで、同一のフレーム、半導体チップで対応することができ、製品の標準化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の点火装置に使用される点火用イグナイタに関するものである。
一般に点火コイルに内蔵される内燃機関用の点火イグナイタは、例えば、ＴＯ−２２０型の汎用パワートランジスタの箱型パッケージ内にコイル駆動素子であるパワートランジスタおよび駆動を制御する制御回路を１個または複数個の半導体チップで構成し、実装していた。また、点火コイルに内蔵されるイグナイタは、通常、自身のノイズまたはサージ（surge）、或いは車輌上の他の電気部品から発生するノイズまたはサージからの破壊を防止するために抵抗、コンデンサ、ツェナダイオード等の保護素子が設けられている。この保護素子は、サージからのエネルギー耐量を確保するために、半導体の中でも相当に広い面積が必要とされ、半導体チップそのもの小型化を阻害していた。
図３は、従来の内燃機関用の点火イグナイタの一例を示す説明図である。ここで、内燃機関用の点火イグナイタは、フレーム１上にパワートランジスタ等の半導体チップ２が搭載され、パッケージ３から外部へ延設されたワイヤーリード４にボンディングワイヤ５で半導体チップ２とが接続されている。図３（ａ）は、従来の内燃機関用の点火イグナイタの一例を示す平面図、（ｂ）はその縦断面図である。保護素子は、別に設置する例である。
図４（ａ）は、従来の内燃機関用の点火イグナイタの別の例を示す平面図、（ｂ）はその縦断面図である。本実施例においては、半導体チップ２をノイズまたはサージによる破壊からを防止する保護素子６をフレーム１の一部を分割した分割フレーム１ａとワイヤーリード４ｂとの間に接続搭載し、ボンディングワイヤ７で半導体チップ２と分割フレーム１ａとを接続している。また、保護素子６は、パッケージ３内に内蔵される。
また、特許文献１等にもフレームの縁を一部引っ込めることによって、一方のリードのポストを広くし、この広くなったポストに過電流保護素子を搭載する技術が開示されている。
特開平６−１３２４６８号公報
しかし、このような構成の従来の内燃機関用の点火イグナイタにおいては、図３に示す例は、点火イグナイタと別に保護素子を設ける場合であり、図４に示す例は、保護素子を内蔵する場合である。保護素子を内蔵する場合では、導電性を有する銅板製のフレーム１上に半導体チップ２と保護素子６とを実装することとなり、フレーム１の電位と保護素子６の電位が一致すれば問題ないが、異なる電位を要求される場合には、図４に示すようにフレーム１と分割フレーム１ａを分割してから保護素子６を搭載する必要が生じていた。
このようにフレームを分割することは、製造工程が煩雑になるとともに、汎用性に欠け、標準化ができないと云う欠点が存在した。また、内燃機関用の点火イグナイタの信頼性の点においても問題があった。
この発明は、上記に鑑み提案されたもので、フレームを分割することなく、半導体チップと保護素子を搭載することのできる内燃機関用の点火イグナイタを提供することを目的とするものである。
上記目的を達成する為に、点火コイルに内蔵され、一次コイル側電流の遮断時に二次コイル側に発生する高電圧で点火する内燃機関用の点火イグナイタであって、コイル駆動素子であるパワートランジスタ及び駆動制御回路から成る半導体チップと、抵抗器、コンデンサ等の保護素子とを別置き素子として同一フレーム上に搭載したことを特徴としている。
また、本発明において、前記保護素子は、裏面に絶縁耐圧が３００Ｖ以上の絶縁層を備えたことを特徴とする。
また、本発明において、前記保護素子は、表面にワイヤボンディング用のパッド部を備えたことを特徴とする。
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
本発明では、点火コイルに内蔵され、一次コイル側電流の遮断時に二次コイル側に発生する高電圧で点火する内燃機関用の点火イグナイタであって、コイル駆動素子であるパワートランジスタ及び駆動制御回路から成る半導体チップと、抵抗器、コンデンサ等の保護素子とを別置き素子として同一フレーム上に搭載したので、フレームを分割することなく半導体チップと保護素子を実装でき、点火イグナイタの信頼性を向上することができる。また、点火イグナイタの仕様を変更する場合でも、保護素子（別置き素子）の仕様を変更するだけで対応でき、フレーム、半導体チップ本体の標準化を図ることができる。
また、本発明において前記保護素子は、裏面に絶縁耐圧が３００Ｖ以上の絶縁層を備えたので、フレームを分割することなく保護素子（別置き素子）と半導体チップを同一フレーム上に実装することができる。
また、本発明において前記保護素子は、表面にワイヤボンディング用のパッド部を備えたので、半導体チップとワイヤーリードとを通常のワイヤボンディングで接続することができ、製造工程の能率化を図ることができる。
図１（ａ）は、本発明に係る内燃機関用の点火イグナイタを示す平面図、（ｂ）はその縦断面図である。 図２（ａ）は、同点火イグナイタに使用される別置き部品の拡大平面図、（ｂ）はその縦断面図である。 図３（ａ）は、従来の内燃機関用の点火イグナイタの一例を示す平面図、（ｂ）はその縦断面図である。 図４（ａ）は、従来の内燃機関用の点火イグナイタの別の例を示す平面図、（ｂ）はその縦断面図である。
内燃機関用の点火イグナイタにおいて、保護素子の裏面に絶縁層を備えたので、フレームを分割することなく保護素子（別置き素子）と半導体チップを同一フレーム上に実装することができ、フレーム、半導体チップ本体の標準化を図ることができる。
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明に係る内燃機関用の点火イグナイタを示す平面図、（ｂ）はその縦断面図である。ここで、内燃機関用の点火イグナイタ１０は、点火コイルに内蔵され、一次コイル側電流の遮断時に二次コイル側に発生する高電圧で点火するものであって、コイル駆動素子であるパワートランジスタ及び駆動制御回路から成る半導体チップ１１と、抵抗器、コンデンサ、ツェナダイオード等の保護素子１２とを別置き素子として同一フレーム１上に搭載するものである。フレーム１上に搭載されたパワートランジスタ等の半導体チップ１１は、パッケージ３から外部へ延設されたワイヤーリード１３にボンディングワイヤ１４で接続される。
パッケージ３は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂を用いたプラスチック封止により形成される。また、パッケージ３の一端から３本のワイヤーリード１３、１３ａ、１３が平行に延設されている。フレーム１上に搭載された半導体チップ１１と保護素子１２および保護素子１２とワイヤーリード１３もボンディングワイヤ１４で接続される。
図２（ａ）は、本発明の点火イグナイタに使用される別置き部品（保護素子）の拡大平面図、（ｂ）はその縦断面図である。保護素子１２は、裏面に絶縁耐圧が３００Ｖ以上の絶縁層１５を備えるとともに、表面にワイヤボンディング用のパッド部（電極）１６および素子１７を備えている。ワイヤボンディング用のパッド部１６は、保護素子１２の長手方向の両端に配置されている。また、素子１７は、保護素子１２の略中央に配置されている。
以上のように構成された内燃機関用の点火イグナイタ１０について説明すると、フレーム１を分割することなく、半導体チップ１１と保護素子１２を同一フレーム上に搭載することができ、点火イグナイタの信頼性を向上できるとともに、異なる仕様のイグナイタに対しても保護素子の仕様を変えるだけで、同一のフレーム、半導体チップで対応することができ、製品の標準化を図ることができる。
１ フレーム
２ 半導体チップ
３ パッケージ
４ ワイヤーリード
５ ボンディングワイヤ
６ 保護素子
１０ 内燃機関用の点火イグナイタ
１１ 半導体チップ
１２ 保護素子
１３ ワイヤーリード
１４ ボンディングワイヤ
１５ 絶縁層
１６ ワイヤボンディング用のパッド部（電極）
１７ 素子

Claims (3)

  1. 点火コイルに内蔵され、一次コイル側電流の遮断時に二次コイル側に発生する高電圧で点火する内燃機関用の点火イグナイタであって、
    コイル駆動素子であるパワートランジスタ及び駆動制御回路から成る半導体チップと、
    抵抗器、コンデンサ等の保護素子とを別置き素子として同一フレーム上に搭載したことを特徴とする内燃機関用の点火イグナイタ。
  2. 前記保護素子は、裏面に絶縁耐圧が３００Ｖ以上の絶縁層を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用の点火イグナイタ。
  3. 前記保護素子は、表面にワイヤボンディング用のパッド部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用の点火イグナイタ。
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