JP2019145743A - イグナイタ - Google Patents

Abstract

【課題】ベアチップを用いる場合に効率的な組み立てができる。【解決手段】イグナイタは、導電性フレームおよび導電性フレームに導電性接着剤により固定されるベアチップを備え、導電性フレームは、基底部と、基底部からベアチップの側へ突出する凸部とを備え、凸部のベアチップと接する面である接触対向面は５角以上の多角形または円であり、接触対向面に導電性接着剤が塗布されている。【選択図】図８

Description

本発明は、イグナイタに関する。

自動車のエンジンに設けられる内燃機関用の点火装置は、イグニッションコイルに流す電流を通電および遮断するイグナイタを備える。イグナイタは、容易に組み立てられる構成が求められる。特許文献１には、上面が開放され、一側部に低圧端子を収容するコネクタ部が、下部に高圧端子を収容する高圧筒部がそれぞれ設けられている熱可塑性樹脂製の絶縁ケースに、一次コイルと、二次コイルと、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とが収容され、絶縁樹脂が注入されて収容部品間の絶縁が維持されるとともに、高圧筒部の筒内部に高圧端子と放電ノイズを低減する抵抗体とが挿入されて構成された内燃機関用点火コイルにおいて、高圧筒部の筒内部に、抵抗体の下面を支持する内向き突出部を設けるとともに、抵抗体の上面を高圧端子で塞いだ、ことを特徴とする内燃機関用点火コイルが開示されている。

特開２０１１−０３５０１９号公報

特許文献１に記載されている発明では、ベアチップを用いる場合に効率的な組み立てができない。

本発明の第１の態様によるイグナイタは、導電性フレームおよび前記導電性フレームに導電性接着剤により固定されるベアチップを備えるイグナイタであって、前記導電性フレームは、基底部と、前記基底部から前記ベアチップの側へ突出する凸部とを備え、前記凸部の前記ベアチップと接する面である接触対向面は５角以上の多角形または円であり、前記接触対向面に前記導電性接着剤が塗布されている。

本発明によれば、ベアチップを用いる場合に効率的な組み立てができる。

点火装置１の外観図 図１において点線で囲む範囲の断面図 図３（ａ）はイグナイタ６の外観図、図３（ｂ）は図３（ａ）からモールド樹脂６ａを除去した図 ベアチップ６ｆ付近の拡大図 ベアチップ６ｆの形状および構成を示す図 図４のＶＩ−ＶＩ断面図 図７（ａ）は本実施の形態における接触対向面６ｈｔの形状を示す図、図７（ｂ）は比較例の接触対向面である比較例対向面Ｐの形状を示す図 実施例と比較例における導電性接着剤６ｇの広がりの比較を示す図 実施例と比較例における導電性接着剤６ｇの広がりの比較を示す図 変形例２における接触対向面６ｈｔの外形を示す図 変形例３における凸部６ｈの外観図 第２の実施の形態における凸部６ｈの接触対向面６ｈｔとベアチップ６ｆの底面６ｆｂとの関係を示す図

―第１の実施の形態―
以下、図１〜図９を参照して、本発明に係るイグナイタの第１の実施の形態を説明する。

（点火装置１の外観）
図１は、本発明に係るイグナイタを内蔵する点火装置１の外観図である。点火装置１は内燃機関を有する装置、たとえば車両に搭載される。図２は図１において点線で囲む範囲の断面図である。内燃機関用の点火装置１のコイルケース２は、外部接続用コネクタ２ａおよび外部接続用コネクタ端子２ｂと一体に構成される。コイルケース２の内部には、コイル３およびイグナイタ６が格納され、注型樹脂４によって固定されている。

（イグナイタ６の外観）
図３（ａ）はイグナイタ６の外観図である。イグナイタ６は、モールド樹脂６ａから内部接続用端子６ｂが突出する構成を有する。図３（ｂ）は、図３（ａ）からモールド樹脂６ａを除去した図である。イグナイタ６は、押し出し加工により形成され内部接続用端子６ｂを有する薄板状の導電性フレーム６ｃと、電子部品６ｄと、ベアチップ６ｆとを備える。導電性フレーム６ｃは配線構造を形成し、電子部品６ｄおよびベアチップ６ｆを導電性接着剤６ｇで接続し接続用ワイヤ６ｅを介して制御回路を構成する。

（ベアチップ６ｆ付近）
図４は、ベアチップ６ｆ付近の拡大図である。ただし図４では接続用ワイヤ６ｅの図示を省略している。ベアチップ６ｆは、導電性接着剤６ｇにより導電性フレーム６ｃに接続される。ベアチップ６ｆの周囲には溝６ｊが形成される。なおここでは溝６ｊの外周は円形であるが、溝６ｊの外周の形状は円形に限定されず多角形でもよい。図４ではベアチップ６ｆが導電性フレーム６ｃに接続された状態を示しているのでベアチップ６ｆに隠れているが、導電性フレーム６ｃは後述するように溝６ｊの内周部に凸部６ｈを有する。

図５は、ベアチップ６ｆの形状および構成を示す図である。ベアチップ６ｆは、図５に示す姿勢で導電性フレーム６ｃに接続される。ベアチップ６ｆは、直方体の形状を有する六面体である。ベアチップ６ｆは、導電性フレーム６ｃと対向する底面６ｆｂと、底面６ｆｂの逆側の面である上面６ｆｔと、底面６ｆｂと接する残りの４面である側面６ｆｓとを備える。ただし図５では底面６ｆｂおよび側面６ｆｓの２面は隠れている。ベアチップ６ｆは、上面６ｆｔに接続用ワイヤ６ｅとの接点を有する。

またベアチップ６ｆは側面６ｆｓに絶縁体を有しない。そのため仮に導電性接着剤６ｇが側面６ｆｓに接触すると電気的なショートが生じ問題となる。本実施の形態におけるイグナイタ６は、後述する工夫によりこのショートが生じにくい構造を有するので効率的な組み立てが可能であり、さらに組み立て後にショートが生じにくい。なおベアチップ６ｆに使用する導電性接着剤６ｇの量を減らすことでショートの可能性を低減させることは可能であるが、ベアチップ６ｆと導電性フレーム６ｃとの接着強度が低下するため、導電性接着剤６ｇの量を減らすことは現実的でない。

（断面図）
図６は、導電性フレーム６ｃに接続されたベアチップ６ｆ付近の断面図、換言すると、図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。導電性フレーム６ｃは、凸部６ｈ、溝６ｊ、および基底部６ｋを備える。基底部６ｋは、溝６ｊのいわば底部である。凸部６ｈの上端、すなわち導電性接着剤６ｇを介してベアチップ６ｆと接触する面を、以下では接触対向面６ｈｔと呼ぶ。接触対向面６ｈｔの面積はベアチップ６ｆの底面６ｆｂよりも小さく、図６の図示横幅の寸法だけでなく奥行き方向の寸法も接触対向面６ｈｔは底面６ｆｂよりも短い。なお凸部６ｈはベアチップ６ｆを機械的に支持する役割を有し、図６では図示を省略しているがベアチップ６ｆには前述の接続用ワイヤ６ｅが接続されるため、接触対向面６ｈｔの面積が小さすぎることは好ましくない。また接触対向面６ｈｔの図６における上下方向の高さは、導電性フレーム６ｃの表面と同一である。

導電性フレーム６ｃとベアチップ６ｆとの接続は、たとえば次のように行われる。まず、導電性フレーム６ｃの凸部６ｈの頂部である接触対向面６ｈｔの略中心位置に規定量の導電性接着剤６ｇが配される。次に、底面６ｆｂが導電性フレーム６ｃと対向する姿勢でベアチップ６ｆが接触対向面６ｈｔの上部であって導電性接着剤６ｇと接触しない位置に配される。そして、ベアチップ６ｆと凸部６ｈとの距離を近づけてベアチップ６ｆを導電性接着剤６ｇに接触させることで、導電性フレーム６ｃとベアチップ６ｆとが接続される。

ただし以下のいずれかの場合には、導電性接着剤６ｇがベアチップ６ｆの側面と接触してショートする可能性がある。すなわち、配された導電性接着剤６ｇの量が規定量よりも多い場合、ベアチップ６ｆと凸部６ｈとの距離が規定の距離よりも短い場合、導電性接着剤６ｇが接触対向面６ｈｔの略中心位置からずれて配された場合などである。このような状況への対策として、本実施の形態では接触対向面６ｈｔを正８角形の形状としている。

（接触対向面６ｈｔの形状）
図７（ａ）は、本実施の形態における接触対向面６ｈｔの形状を示す図であり、図７（ｂ）は比較例の接触対向面である比較例対向面Ｐの形状を示す図である。ただし図７では、図６だけではわかりにくい接触対向面６ｈｔと底面６ｆｂの位置関係を示すために破線で底面６ｆｂを示している。前述のとおり、接触対向面６ｈｔは正８角形の形状を有する。底面６ｆｂは接触対向面６ｈｔよりも面積が広く、平面視では底面６ｆｂが接触対向面６ｈｔを覆うようにベアチップ６ｆが配される。比較例対向面Ｐは、作成が容易である正方形、すなわち４角形の形状を有する。比較例においても、ベアチップ６ｆは底面６ｆｂが比較例対向面Ｐを覆うように配される。

（導電性接着剤６ｇの広がりの比較）
図８および図９は、配された導電性接着剤６ｇが多すぎた場合における導電性接着剤６ｇの広がりについて、実施例と比較例との比較を示す図である。ただし実施例とは、図７（ａ）に示す接触対向面６ｈｔを用いる場合をいい、比較例とは、図７（ｂ）に示す比較例対向面Ｐを用いる場合をいう。また図８および図９の全ての図においてハッチングは導電性接着剤６ｇを示す。また実施例と比較例では配された導電性接着剤６ｇの量は同一である。また図８および図９では便宜的に第１段階〜第４段階と名付けて４つの状態を示している。

図８は接触対向面６ｈｔを上部から見た平面図であり、図９は断面図である。図８と図９の第１段階〜第４段階は、それぞれ対応している。また図９にはベアチップ６ｆが図示されているが図８にはベアチップ６ｆは図示されていない。本実施の形態では、接触対向面６ｈｔや比較例対向面Ｐから外側にはみ出した導電性接着剤６ｇの長さを流出長Ｌと定義する。流出長Ｌが長いほど、導電性接着剤６ｇがベアチップ６ｆの側面と接触する可能性が高くなる。

第１段階〜第４段階の概要を説明する。第１段階ではベアチップ６ｆが導電性接着剤６ｇと接触しておらず、第２段階〜第４段階ではベアチップ６ｆと凸部６ｈとの距離が徐々に近くなっている。両者が最も接近しているのが第４段階である。ただし図８および図９は、ベアチップ６ｆと凸部６ｈとの距離は一定とし、配された導電性接着剤６ｇの量が異なる場合の実施例と比較例の比較とみなすこともできる。以下ではそれぞれの段階について説明する。

第１段階では、第１段階ではベアチップ６ｆが導電性接着剤６ｇと接触しておらず、実施例と比較例で導電性接着剤６ｇの状態に差がない。第２段階では、導電性接着剤６ｇが押しつぶされて広がっているが、導電性接着剤６ｇの形状にまだ差はない。ただし図８に示すように実施例では接触対向面６ｈｔの８辺のそれぞれが導電性接着剤６ｇと接触寸前であるが、比較例では比較例対向面Ｐが４角形なので４辺のそれぞれが導電性接着剤６ｇと接触寸前である。また、第１段階と第２段階では、実施例と比較例のいずれも流出長Ｌはゼロである。

第３段階では、接触対向面６ｈｔと比較例対向面Ｐのいずれも、導電性接着剤６ｇがさらに押しつぶされて接触対向面６ｈｔや比較例対向面Ｐの辺と接触し、接触した箇所から導電性接着剤６ｇが接触対向面６ｈｔや比較例対向面Ｐの外部に流出する。このとき、実施例では８辺から導電性接着剤６ｇが流出するが、比較例では４辺から導電性接着剤６ｇが流出する。接触対向面６ｈｔや比較例対向面Ｐの外部に流出する導電性接着剤６ｇの量は、実施例と比較例では略同一なので、１か所から流出する導電性接着剤６ｇの量は実施例は比較例の半分である。そのため図８や図９の第３段階に示すように実施例は比較例よりも流出長Ｌが短い。

そして図９の第３段階に示すように、実施例では導電性接着剤６ｇはベアチップ６ｆの幅の内部に収まっているが、比較例では導電性接着剤６ｇはベアチップ６ｆの幅の外側まで広がる。図９では差異を明確にするために導電性接着剤６ｇは図示の横方向にしか広がらないように示しているが、導電性接着剤６ｇがベアチップ６ｆの幅の外側まで広がると、実際には図示上下方向にも広がる。すなわち比較例では、第３段階において導電性接着剤６ｇが比較例対向面Ｐの側面と接触してショートする可能性がある。

最後の第４段階では、導電性接着剤６ｇがさらに押しつぶされて導電性接着剤６ｇの接触対向面６ｈｔや比較例対向面Ｐの外部への流出がさらに増える。ただし図８に示すように、第３段階において流出が開始された箇所からの流出量が増える傾向が強く、流出箇所は増加しにくい。また仮に流出箇所が増加した場合であっても、流出箇所の数が比較例よりも実施例の方が多い関係は維持される。そのため図９に示すように第４段階では、導電性接着剤６ｇがベアチップ６ｆからはみ出る長さの差が実施例と比較例とで顕著になり、比較例は導電性接着剤６ｇが比較例対向面Ｐの側面と接触してショートする可能性が高まる。なお第４段階では実施例でもショートする可能性があるが、少なくとも比較例よりは可能性が低い。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）イグナイタ６は、導電性フレーム６ｃおよび導電性フレーム６ｃに導電性接着剤６ｇにより固定されるベアチップ６ｆを備える。導電性フレーム６ｃは、基底部６ｋと、基底部６ｋからベアチップ６ｆの側へ突出する凸部６ｈとを備える。凸部６ｈのベアチップ６ｆと接する面である接触対向面６ｈｔは正８角形であり、接触対向面６ｈｔに導電性接着剤６ｇが塗布されている。

一般に、ベアチップをパッケージ化されたチップと比べるとパッケージがない分だけ小サイズでコストが低い利点を有するが、ショートの懸念がある。イグナイタ６は上述した構成を有するので、配された導電性接着剤６ｇが多すぎる場合であっても、接触対向面６ｈｔからは８方向に導電性接着剤６ｇが比較的短くはみ出し、導電性接着剤６ｇがベアチップ６ｆの側面６ｆｓや上面６ｆｔと接触してショートが生じる危険性が低い。また仮に図８や図９に示した比較例を用いる場合には流出長Ｌが比較的長くなるため、導電性接着剤６ｇを配する量の調整やベアチップ６ｆと凸部６ｈの距離の管理を厳密に行う必要がある。しかし本実施の形態によれば流出長Ｌが比較的短いので比較例のような厳密な管理が不要であり、ベアチップ６ｆを用いる場合に効率的な組み立てができる。

（２）基底部６ｋは、導電性フレーム６ｃに形成された溝である。そのため凸部６ｈの頂部である接触対向面６ｈｔの高さを抑えて、たとえば導電性フレーム６ｃの表面と高さを揃えることが可能である。そのためベアチップ６ｆが搭載された状態での導電性フレーム６ｃの高さを抑制でき、イグナイタ６を小型化できる。またイグナイタ６の製造工程においてメッキ処理が行われ高さのある部品はマスキングを困難にすることから、高さを抑制することで製造工程の簡素化できる。

（３）ベアチップ６ｆは直方体であり、ベアチップ６ｆが導電性フレーム６ｃと対向する面が底面６ｆｂであり、底面６ｆｂと接する４面である側面６ｆｓに絶縁層を有しない。イグナイタ６は接触対向面６ｈｔが８角形なので流出長Ｌが比較的短く、導電性接着剤６ｇがベアチップ６ｆの上面６ｆｔだけでなく側面６ｆｓとも接触しにくい。そのため側面６ｆｓに絶縁層を有するベアチップだけでなく、側面６ｆｓに絶縁層を有しないベアチップ６ｆもイグナイタ６に用いることができ、多様なベアチップ６ｆをイグナイタ６に使用できる。

（変形例１）
上述した第１の実施の形態では、接触対向面６ｈｔは正８角形であった。しかし接触対向面６ｈｔは辺の長さが等しくない８角形でもよいし、５角以上であればよい。すなわち辺の数は８に限定されず５以上であればよい。

（変形例２）
上述した第１の実施の形態では、接触対向面６ｈｔは正８角形であった。しかし接触対向面６ｈｔは円であることが望ましく、真円であることがさらに望ましい。

図１０は変形例２における接触対向面６ｈｔの外形を示す図である。図１０に示すように、変形例２における接触対向面６ｈｔは真円である。そのため導電性接着剤６ｇが接触対向面６ｈｔの外側に流出する際には第１の実施の形態では８カ所から流出したが、本変形例では接触対向面６ｈｔの全周から流出する。したがって変形例２の構成によれば流出長Ｌを理論的に最も短くできる。

（変形例３）
上述した第１の実施の形態では、凸部６ｈの高さは導電性フレーム６ｃの面と同一であった。しかし凸部６ｈは導電性フレーム６ｃから突出してもよい。すなわち本変形例では基底部６ｋが導電性フレーム６ｃの表面であり、溝６ｊを備えない。

図１１は変形例３における凸部６ｈの外観図である。本変形例では凸部６ｈが導電性フレーム６ｃから突出する。

―第２の実施の形態―
図１２を参照して、本発明に係るイグナイタ第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、ベアチップ６ｆと凸部６ｈの相対的な姿勢関係を考慮する点で、第１の実施の形態と異なる。

図１２は、第２の実施の形態における凸部６ｈの接触対向面６ｈｔと、ベアチップ６ｆの底面６ｆｂとの関係を示す図である。図１２に示すように第２の実施の形態における接触対向面６ｈｔは、正８角形ではなく正方形の角を切り落とした形状である。すなわち接触対向面６ｈｔは、４つの長辺６ｈｔＬと４つの短辺６ｈｔＳとを備える。ただし図１２に示すように、中心から短辺６ｈｔＳまでの距離をｄ１、中心から長辺６ｈｔＬまでの距離をｄ２と置いた場合に、ｄ１＞ｄ２の関係を有する。また接触対向面６ｈｔと底面６ｆｂはおおよそ相似形であるが、中心を一致させて４５度傾けている。そのため、短辺６ｈｔＳから底面６ｆｂの淵までの距離をｍ１、長辺６ｈｔＬから底面６ｆｂの淵までの距離をｍ２とおくと、ｍ１＜ｍ２の関係を有する。

本実施の形態では、ｄ１＞ｄ２の関係を有するので、導電性接着剤６ｇは中心からの距離が短い長辺６ｈｔＬの中央部から流出する。長辺６ｈｔＬの中央部から流出した導電性接着剤６ｇは、流出長Ｌが距離ｍ２を超えるまでは側面６ｆｓと接触する恐れがない。仮に短辺６ｈｔＳから導電性接着剤６ｇが流出すると、淵までの距離ｍ１が短いのでショートする可能性が比較的高いが、淵までの距離が長い長辺６ｈｔＬから導電性接着剤６ｇを流出させることでショートする可能性を低減している。

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

６…イグナイタ
６ｄ…電子部品
６ｈ…凸部
６ｈｔ…接触対向面

Claims (4)

1. 導電性フレームおよび前記導電性フレームに導電性接着剤により固定されるベアチップを備えるイグナイタであって、
   前記導電性フレームは、
   基底部と、
   前記基底部から前記ベアチップの側へ突出する凸部とを備え、
   前記凸部の前記ベアチップと接する面である接触対向面は５角以上の多角形または円であり、前記接触対向面に前記導電性接着剤が塗布されているイグナイタ。
2. 請求項１に記載のイグナイタにおいて、
   前記基底部は、前記導電性フレームに形成された溝であるイグナイタ。
3. 請求項１に記載のイグナイタにおいて、
   前記接触対向面は真円であるイグナイタ。
4. 請求項１に記載のイグナイタにおいて、
   前記ベアチップは直方体であり、前記ベアチップが前記導電性フレームと対向する面を底面とする場合に前記底面と接する４面である側面に絶縁層を有しないイグナイタ。
   

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