JP3508292B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents
内燃機関用点火装置Info
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Description
用いるイグナイタ回路に関するものである。
先行技術文献としては、日本電装公開技報“ノイズから
電子機器を保護するプリント板パターン”(発行日19
89年5月15日、整理番号65−220)にて開示さ
れたものが知られている。
であるサージ電圧から保護しなければならない回路の外
周面上に導体パターンの一部からなるガードパターンを
配設し、そのガードパターン面上にグリーンマスク(保
護膜)を被覆している。そして、そのガードパターン面
上のグリーンマスクを部分的に外して露出させ、そのガ
ードパターンにサージ電圧が飛込み易くして回路を保護
する技術が示されている。
ように、グリーンマスクを外して露出された導体パター
ンの一部からなるガードパターンPG は、プリント板P
CBの外周縁面上に形成されるため製造工程途中でパタ
ーンめくれが生じ易く、高電圧ノイズ吸収性能が損なわ
れるという不具合があった。
一体型モジュールにおけるイグナイタでは、セラミック
基板を金属パッケージ内に収納した構成が採用され、金
属パッケージをセラミック基板の電気回路の所定電位部
と接続することで放熱性や耐ノイズ性を得ている。しか
し、このような接続に伴うスペースや製造工数の増加
は、内燃機関の点火コイル・イグナイタ一体型モジュー
ルの寸法及びコストを増大させる要因となっていた。
するためになされたもので、スペースや製造工数を増加
することなく所望の高電圧ノイズ吸収性能を得ることが
できる内燃機関用点火装置の提供を課題としている。
関用点火装置は、内燃機関のイグナイタを形成する電気
回路の所定の導体パターンを配設し、前記導体パターン
面上に所定の電気素子を搭載するセラミック基板と、前
記セラミック基板の外周縁面上で前記電気素子のうち高
電圧ノイズに強い前記電気素子が搭載された領域を除い
て前記導体パターンを形成し、前記電気回路に対する前
記高電圧ノイズを吸収するガードパターンと、前記セラ
ミック基板面上の所定領域を被覆すると共に、前記ガー
ドパターン面を部分的に露出する保護膜と、前記セラミ
ック基板を内底面に接合して収納し、電気的にフローテ
ィング状態とされる有底角筒状の金属パッケージと、前
記金属パッケージの前記セラミック基板面上の内容積を
封止する封止材とを具備するものである。
請求項1の前記保護膜が、前記ガードパターン面上を櫛
歯状の外縁にて被覆し、前記ガードパターン面を部分的
に露出するものである。
請求項1または請求項2の前記ガードパターンの部分的
な露出領域間の距離を、前記金属パッケージと前記電気
回路を形成する前記電気素子または前記導体パターンと
の距離に応じて設定するものである。
請求項1乃至請求項3の前記ガードパターンを、グラン
ド(GND)に接続するものである。
ラミック基板に内燃機関のイグナイタを形成する電気回
路の所定の導体パターンが配設され、導体パターン面上
に所定の電気素子が搭載される。そのセラミック基板の
外周縁面上にガードパターンが電気素子のうち高電圧ノ
イズに強い電気素子が搭載された領域を除いて導体パタ
ーンの一部にて形成される。そして、保護膜にてセラミ
ック基板面上の所定領域が被覆されると共に、ガードパ
ターン面が部分的に露出される。このセラミック基板が
有底角筒状の金属パッケージの内底面に接合して収納さ
れ、金属パッケージは電気的にフローティング状態とさ
れる。更に、封止材にて金属パッケージのセラミック基
板面上の内容積が封止される。
項1における保護膜にてガードパターン面上を櫛歯状の
外縁となるように被覆され、ガードパターン面が部分的
に露出される。
項1または請求項2におけるガードパターンの部分的な
露出領域間の距離が金属パッケージと電気回路を形成す
る電気素子または導体パターンとの距離に応じて設定さ
れる。
項1乃至請求項3におけるガードパターンがグランド
(GND)に接続される。
明する。
用点火装置を用いた点火コイル・イグナイタ一体型モジ
ュールの全体構成を示す断面図である。
ナイタ一体型モジュールであり、点火コイル・イグナイ
タ一体型モジュール100は、取付穴を有する磁性体か
らなるコア11、1次コイル12、2次スプール13に
巻装された2次コイル14、イグナイタ20からなり樹
脂ケース15に配置され所定の配線接続が行われたの
ち、エポキシ樹脂等が充填され一体化されている。そし
て、点火コイル・イグナイタ一体型モジュール100に
は、図示しないバッテリ及び内燃機関制御用ECU(El
ectronic Control Unit:電子制御ユニット)と接続する
ための1次側コネクタ16及び図示しない点火プラグ用
高電圧ケーブルと接続するための2次側コネクタ17が
配設されている。
用点火装置である点火コイル・イグナイタ一体型モジュ
ール100に内蔵されているイグナイタ20の平面図、
図3は図2のA−A線に沿う断面図である。なお、図2
及び図3ではセラミック基板面上の電気回路を形成する
導電パターン等は省略されている。
は、電気的にフローティング状態とする有底角筒状の金
属パッケージ21、その内底面に接着剤にて接合された
セラミック基板22、そのセラミック基板22の所定の
ランド部に接続された外部接続端子23、金属パッケー
ジ21のセラミック基板22面上の内容積を封止して回
路面や電気素子を外部環境から保護する透明なシリコン
ゲルSG からなる。セラミック基板22面上には後述す
る所定の導体パターン、厚膜抵抗、保護膜としての保護
マスクがそれぞれ印刷され、導体パターンの所定のラン
ド部にチップコンデンサCC やパワートランジスタPT
等の回路素子が搭載されリフローはんだ付け等により電
気的に接続され、必要に応じてワイヤボンディング等に
てジャンプ接続されている。
ック基板22の電気回路の詳細な導体パターン等を示す
平面図である。なお、図4では、セラミック基板22面
上に最初に形成される導体パターンPC を実線、次に形
成される厚膜抵抗Rを一点鎖線、次に形成される保護膜
としてガラス等からなる保護マスクMG を破線にてそれ
ぞれ示している。また、破線の内側で破線にて囲まれた
領域は、保護マスクMG が被覆されておらず導体パター
ンPC の一部が露出され、電気素子等がリフローはんだ
付け、外部接続端子等がはんだ付けされるランド部LA
を示している。更に、グランド(GND)に接続される
導体パターンPC の一部からなるガードパターンPG は
サージ電圧に強い電気素子(本実施例ではパワートラン
ジスタPT のコレクタ端子等)が搭載された領域を除い
てセラミック基板22の外周縁面上に形成され、このガ
ードパターンPG 面の外周縁では保護マスクMG が部分
的に被覆されておらずガードパターンPG が所定間隔で
露出されている。
あるサージ電圧が加わる恐れがある金属パッケージ21
の内底面に接合されたセラミック基板22面上の電気回
路を模式的に示す図5を参照して説明する。なお、図5
(a)は部分平面図、図5(b)は図5(a)のB−B
線に沿う断面図である。
のサージ電圧に強い電気素子が搭載された領域以外で、
金属パッケージ21に近いセラミック基板22の外周縁
面上には、導体パターンPC の一部にてガードパターン
PG が形成されている。このため、高電圧ノイズである
サージ電圧が電気的にフローティング状態の金属パッケ
ージ21に加わったときにも、グランドに接続され保護
マスクMG から部分的に露出されたガードパターンPG
面で吸収され、内部回路における電気素子(図5
(a),図5(b)ではチップコンデンサCC )等への
影響をなくしている。
る金属パッケージ21を電気的にフローティング状態と
することができるため、製品モジュールの小型化や製造
工程の簡略化が達成できる。また、ガードパターンPG
は保護マスクMG から部分的に露出されているだけなの
でセラミック基板22に対する密着性が良く、製造工程
途中に治具等で引掛けたりしてパターンめくれが生じる
ことを回避できる。そして、ガードパターンPG の保護
マスクMG から露出された部分には通常、腐食防止のた
めはんだメッキが施される。すると、はんだ濡れ性の不
均一のためはんだ溜まりを生じることがあり、パターン
ショート等を引起こす要因となるが、本実施例のように
ガードパターンPG を部分露出とすることで、はんだ溜
まりの生じる領域を縮小できパターンショート等を未然
に防止することができる。
ケージ21のセラミック基板22端面位置から部分的に
露出され隣接する両ガードパターンPG に接する仮想円
(半径rの二点鎖線)を描いても、その内側に保護すべ
き電気素子等の金属部位が直接露出することのないよう
に配置される。
のに適している理由を以下に述べる。
にシリコンゲルSG で均一に覆われ封止されている理想
的な場合には、シリコンゲルSG の耐圧により高電圧ノ
イズは金属パッケージ21と露出されているガードパタ
ーンPG との最短距離でブレーク(Break)する。ところ
が、シリコンゲルSG 内に混入した空気等のボイド(Vo
id:空隙)がセラミック基板22表面に残留した場合に
は、ボイド中の空気等の耐圧の方が通常、シリコンゲル
SG より低いためボイド中でブレークするのである。こ
のようなときにも、部分的に露出された隣接する両ガー
ドパターンPG の露出領域間の距離を上述のように配置
することで、ボイドが高電圧ノイズ源付近のいかなる箇
所に発生したとしてもガードパターンPG にてその高電
圧ノイズを吸収することが可能となる。
設定すれば、ガードパターンPG の露出領域間の距離を
広く取ることができるため、ガードパターンPG の露出
部を減らすことができ、大型基板では、製造用マスク等
が簡略化できる。
置は、内燃機関の点火コイル・イグナイタ一体型モジュ
ール100におけるイグナイタ20を形成する電気回路
の所定の導体パターンPC を配設し、導体パターンPC
面上に所定の電気素子を搭載するセラミック基板22
と、セラミック基板22の外周縁面上で前記電気素子の
うち高電圧ノイズに強い前記電気素子が搭載された領域
を除いて導体パターンPC の一部にて形成し、前記電気
回路に対する前記高電圧ノイズを吸収するガードパター
ンPG と、セラミック基板22面上の所定領域を被覆す
ると共に、ガードパターンP G 面を部分的に露出する保
護マスクMG からなる保護膜と、セラミック基板22を
内底面に接合して収納し、電気的にフローティング状態
とする有底角筒状の金属パッケージ21と、金属パッケ
ージ21のセラミック基板22面上の内容積を封止する
シリコンゲルSG からなる封止材とを具備するものであ
り、これを請求項1の実施例とすることができる。
ナイタ一体型モジュール100におけるイグナイタ20
のセラミック基板22面上に形成された電気回路では、
金属パッケージ21等に飛込んだサージ電圧はセラミッ
ク基板22の外周縁面上に形成され保護マスクM G から
部分的に露出されたガードパターンPG に吸収される。
故に、ガードパターンPG をグランドに接続してサージ
電圧を電気回路外に逃がすことで、サージ電圧に強い内
燃機関の点火コイル・イグナイタ一体型モジュール10
0のイグナイタ20が形成される。
ける保護マスクMG からなる保護膜は、ガードパターン
PG 面上を櫛歯状の外縁にて被覆し、ガードパターンP
G 面を部分的に露出するものであり、これを請求項2の
実施例とすることができる。
膜にてガードパターンPG 面上を櫛歯状の外縁となるよ
うに被覆され、ガードパターンPG 面が部分的に露出さ
れる。即ち、ガードパターンPG は保護マスクMG から
部分的に露出しているだけなので、セラミック基板22
に対する密着性が良く、製造工程途中に治具等で引掛け
たりしてパターンめくれが生じることを回避できる。
おけるガードパターンPG の部分的な露出領域間の距離
は、金属パッケージ21と前記電気回路を形成する前記
電気素子または導体パターンPC との距離に応じて設定
するものであり、これを請求項3の実施例とすることが
できる。
な露出領域間の距離が金属パッケージ21と電気回路を
形成する電気素子または導体パターンPC との距離に応
じて設定される。このため、シリコンゲル等の封止材中
に空気等のボイドが残留した場合においても、高電圧ノ
イズが金属パッケージ21から電気回路を形成する電気
素子または導体パターンPC にブレークすることなく確
実にガードパターンPG に吸収される。
ンPG 面上を部分的に露出するため保護マスクMG の外
縁を櫛歯状としたが、本発明を実施する場合には、これ
に限定されるものではなく、ガードパターンPG 面上に
所定の大きさの窓を所定間隔で設けてもよい。
い電気素子が搭載された領域を除いてガードパターンを
配置するものとしたが、基板外周縁面上の全周をガード
パターンとしてもよい。
22の外部に高電圧ノイズ源が存在している場合につい
て述べたが、本発明を実施する場合には、これに限定さ
れるものではなく、同一基板上に低電圧部及び高電圧部
が混在しているものにおいても、その境界線上に用いる
ことで同様の効果を得ることができる。
関用点火装置によれば、保護膜から部分的に露出された
導体パターンからなるガードパターンをグランドに接続
してサージ電圧を電気回路外に逃がすことで、金属パッ
ケージを電気的なフローティング状態とした簡単な構成
でサージ電圧に強いイグナイタを形成することができ
る。
請求項1の効果に加えて、保護膜にてガードパターン面
上を櫛歯状の外縁となるように被覆され、ガードパター
ン面が部分的に露出される。これにより、ガードパター
ンは保護膜から部分的に露出しているだけなので、セラ
ミック基板に対する密着性が良く、製造工程途中に治具
等で引掛けたりしてパターンめくれが生じることを回避
することができる。
請求項1または請求項2の効果に加えて、ガードパター
ンの部分的な露出領域間の距離が金属パッケージと電気
回路を形成する電気素子または導体パターンとの距離に
応じて設定される。これにより、高電圧ノイズを金属パ
ッケージから電気回路を形成する電気素子または導体パ
ターンにブレークすることなく確実にガードパターンに
吸収することができる。
請求項1乃至請求項3の効果に加えて、ガードパターン
がグランドに接続されることで、サージ電圧が電気回路
外に逃がされ、電気回路に悪影響を及ぼすことを防止す
ることができる。
点火装置を用いた点火コイル・イグナイタ一体型モジュ
ールの全体構成を示す断面図である。
点火装置である点火コイル・イグナイタ一体型モジュー
ルに内蔵されているイグナイタの平面図である。
点火装置であるイグナイタを構成するセラミック基板の
電気回路の詳細な導体パターン等を示す平面図である。
点火装置であるイグナイタを構成する金属パッケージの
内底面に接合されたセラミック基板面上の電気回路を模
式的に示す説明図である。
のパターンめくれを示す部分斜視図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 内燃機関のイグナイタを形成する電気回
路の所定の導体パターンを設け、前記導体パターン面上
に所定の電気素子を搭載するセラミック基板と、 前記セラミック基板の外周縁面上で前記電気素子のうち
高電圧ノイズに強い前記電気素子が搭載された領域を除
いて、前記導体パターンを形成し、前記電気回路に対す
る前記高電圧ノイズを吸収するガードパターンと、 前記セラミック基板面上の所定領域を被覆すると共に、
前記ガードパターン面を部分的に露出する保護膜と、 前記セラミック基板を内底面に接合して収納し、電気的
にフローティング状態とされる有底角筒状の金属パッケ
ージと、 前記金属パッケージの前記セラミック基板面上の内容積
を封止する封止材とを具備することを特徴とする内燃機
関用点火装置。 - 【請求項2】 前記保護膜は、前記ガードパターン面上
を櫛歯状の外縁にて被覆し、前記ガードパターン面を部
分的に露出することを特徴とする請求項1に記載の内燃
機関用点火装置。 - 【請求項3】 前記ガードパターンの部分的な露出領域
間の距離は、前記金属パッケージと前記電気回路を形成
する前記電気素子または前記導体パターンとの距離に応
じて設定することを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の内燃機関用点火装置。 - 【請求項4】 前記ガードパターンは、グランド(GN
D)に接続することを特徴とする請求項1乃至請求項3
の何れか1つに記載の内燃機関用点火装置。
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Also Published As
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