JP3514510B2 - 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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- JP3514510B2 JP3514510B2 JP12348394A JP12348394A JP3514510B2 JP 3514510 B2 JP3514510 B2 JP 3514510B2 JP 12348394 A JP12348394 A JP 12348394A JP 12348394 A JP12348394 A JP 12348394A JP 3514510 B2 JP3514510 B2 JP 3514510B2
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- Japan
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- internal combustion
- combustion engine
- semiconductor element
- substrate
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関用点火装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の装置では、例えば、特開平3−304
40号公報に記載されているように半導体素子を半田付
け、もしくはロウ付けし、ＭｏもしくはＣｕ、さらにＡ
ｌＮ等を層状に積む手法により、また、半導体素子を小
型化する手法により、熱応力に対する応力歪を緩和し、
半導体素子の剥離の対策としていた。
40号公報に記載されているように半導体素子を半田付
け、もしくはロウ付けし、ＭｏもしくはＣｕ、さらにＡ
ｌＮ等を層状に積む手法により、また、半導体素子を小
型化する手法により、熱応力に対する応力歪を緩和し、
半導体素子の剥離の対策としていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】自動車のエンジンルー
ムでの熱サイクル，振動等の過酷な環境においては半導
体素子は必ず外周より剥離するものであり、それに伴っ
た熱流束密度の変化は素子の構造上、単調に熱流速密度
を上昇させるにすぎず、半導体素子が熱的な破壊に至る
という問題点があった。
ムでの熱サイクル，振動等の過酷な環境においては半導
体素子は必ず外周より剥離するものであり、それに伴っ
た熱流束密度の変化は素子の構造上、単調に熱流速密度
を上昇させるにすぎず、半導体素子が熱的な破壊に至る
という問題点があった。
【０００４】本発明の目的は接着部分に剥離が生じて
も、製品寿命を長らしめ、信頼性を向上させることが可
能な内燃機関用点火装置を提供することにある。
も、製品寿命を長らしめ、信頼性を向上させることが可
能な内燃機関用点火装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、放熱機能を
有する基板と、前記基板に半田によって接着され、パワ
ー領域と保護回路とを有する半導体素子とを備え、内燃
機関の点火コイルの一次側電流を通電または遮断する内
燃機関用点火装置であって、前記半導体素子から前記基
板に向かう方向からみて、前記パワー領域を囲うように
前記保護回路を設けたことによって達成される。また、
上記目的は、放熱機能を有する基板と、前記基板に半田
によって接着され、主発熱源と保護回路とを有する半導
体素子とを備え、内燃機関の点火コイルの一次側電流を
通電または遮断する内燃機関用点火装置であって、前記
半導体素子から前記基板に向かう方向からみて、前記主
発熱源を囲うように前記保護回路を設けたことによって
達成される。また、上記目的は、放熱機能を有する基板
と、前記基板に半田によって接着され、トランジスタと
保護回路とを有する半導体素子とを備え、内燃機関の点
火コイルの一次側電流を通電または遮断する内燃機関用
点火装置であって、前記半導体素子から前記基板に向か
う方向からみて、前記トランジスタを囲うように前記保
護回路を設けたことによって達成される。
有する基板と、前記基板に半田によって接着され、パワ
ー領域と保護回路とを有する半導体素子とを備え、内燃
機関の点火コイルの一次側電流を通電または遮断する内
燃機関用点火装置であって、前記半導体素子から前記基
板に向かう方向からみて、前記パワー領域を囲うように
前記保護回路を設けたことによって達成される。また、
上記目的は、放熱機能を有する基板と、前記基板に半田
によって接着され、主発熱源と保護回路とを有する半導
体素子とを備え、内燃機関の点火コイルの一次側電流を
通電または遮断する内燃機関用点火装置であって、前記
半導体素子から前記基板に向かう方向からみて、前記主
発熱源を囲うように前記保護回路を設けたことによって
達成される。また、上記目的は、放熱機能を有する基板
と、前記基板に半田によって接着され、トランジスタと
保護回路とを有する半導体素子とを備え、内燃機関の点
火コイルの一次側電流を通電または遮断する内燃機関用
点火装置であって、前記半導体素子から前記基板に向か
う方向からみて、前記トランジスタを囲うように前記保
護回路を設けたことによって達成される。
【０００６】
【作用】上記構造を満足した半導体素子を基板に実装す
ると、パワー領域で発生した熱流束が熱伝導，熱伝達の
大きい方向、つまり半導体素子を装着した基板方向に流
れるので半導体素子の剥離が周辺より進行してもパワー
領域直下に剥離が進行しないかぎりは熱流束密度は変化
しない。それにより半導体素子が電流が流れることによ
り発生するジュール熱を安定的に半導体素子から逃がし
てやることができるので、熱による半導体素子の破壊を
パワー領域直下に剥離が進行する時まで伸ばしてやるこ
とができる。
ると、パワー領域で発生した熱流束が熱伝導，熱伝達の
大きい方向、つまり半導体素子を装着した基板方向に流
れるので半導体素子の剥離が周辺より進行してもパワー
領域直下に剥離が進行しないかぎりは熱流束密度は変化
しない。それにより半導体素子が電流が流れることによ
り発生するジュール熱を安定的に半導体素子から逃がし
てやることができるので、熱による半導体素子の破壊を
パワー領域直下に剥離が進行する時まで伸ばしてやるこ
とができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図５により
説明する。
説明する。
【０００８】図１は内燃機関用点火装置の構成図であ
る。
る。
【０００９】ＰＢＴやエポキシ系等のモールドケース１
とＡｌ板やＣｕ板よりなる放熱板２によって収納体１０
０が形成されている。前記モールドケース１と前記放熱
板２はＳｉ系，エポキシ系等の接着剤１０で接着されて
いる。収納体１００の内部には半導体素子部１１０と集
積回路部１２０が内蔵され、半導体素子部１１０と集積
回路部１２０はＡｌワイヤ，黄銅リードフレーム，Ｎｉ
ワイヤ等のリード１１により接続されており、また、集
積回路部１２０は外部端子１２と接続されている。
とＡｌ板やＣｕ板よりなる放熱板２によって収納体１０
０が形成されている。前記モールドケース１と前記放熱
板２はＳｉ系，エポキシ系等の接着剤１０で接着されて
いる。収納体１００の内部には半導体素子部１１０と集
積回路部１２０が内蔵され、半導体素子部１１０と集積
回路部１２０はＡｌワイヤ，黄銅リードフレーム，Ｎｉ
ワイヤ等のリード１１により接続されており、また、集
積回路部１２０は外部端子１２と接続されている。
【００１０】前記集積回路部１２０は集積回路基板１３
よりなり、集積回路基板１３は接着剤１０で放熱板２に
接着されている。
よりなり、集積回路基板１３は接着剤１０で放熱板２に
接着されている。
【００１１】一方、前記半導体素子部１１０は半導体素
子１４，放熱機能及び、応力緩和機能を有するＭｏ板１
５，絶縁板であるＡｌ2Ｏ3や、ＡｌＮ１６より構成され
それぞれ組成比の異なった半田１７，１８にて接着され
ている。
子１４，放熱機能及び、応力緩和機能を有するＭｏ板１
５，絶縁板であるＡｌ2Ｏ3や、ＡｌＮ１６より構成され
それぞれ組成比の異なった半田１７，１８にて接着され
ている。
【００１２】図２は半導体素子部１１０の拡大図であ
る。
る。
【００１３】半導体素子１４は中央部に主発熱源たるパ
ワー領域２０，パワー領域２０の周辺に保護回路領域２
１でもって構成されている。
ワー領域２０，パワー領域２０の周辺に保護回路領域２
１でもって構成されている。
【００１４】図３は半導体素子１４の回路図の一例であ
る。図２の主発熱源たるパワー領域２０はトランジスタ
３０に相当し、図２のパワー領域２０の周辺にある保護
回路領域２１は定電圧ダイオード３１に相当する。
る。図２の主発熱源たるパワー領域２０はトランジスタ
３０に相当し、図２のパワー領域２０の周辺にある保護
回路領域２１は定電圧ダイオード３１に相当する。
【００１５】トランジスタ３０はダーリントントランジ
スタであり、定電圧ダイオード３１はポリシリコンで構
成され、降伏電圧が７Ｖ前後のダイオードを直列に６０
個接続することで降伏電圧を４２０Ｖ前後にしている。
スタであり、定電圧ダイオード３１はポリシリコンで構
成され、降伏電圧が７Ｖ前後のダイオードを直列に６０
個接続することで降伏電圧を４２０Ｖ前後にしている。
【００１６】トランジスタ３０のコレクタ−エミッタ間
にバイアスを印加し、ベースに信号電流が流入するとそ
の信号電流の電流増幅率倍の電流がコレクタ−エミッタ
間に流れる。すなわち、ジュール熱はトランジスタ３
０，実空間ではパワー領域２０で発生することになる。
にバイアスを印加し、ベースに信号電流が流入するとそ
の信号電流の電流増幅率倍の電流がコレクタ−エミッタ
間に流れる。すなわち、ジュール熱はトランジスタ３
０，実空間ではパワー領域２０で発生することになる。
【００１７】図４は前記半田１７の剥離前と剥離が進ん
だ状態の半導体素子１４の熱流束の分布を模擬的に表し
たものである。半導体素子１４は半田１７を介して放熱
機能を有するＭｏ板１５に接着されているが図４の剥離
前と剥離後では熱流束の本数が変化しない。すなわち、
トランジスタ３０，実空間ではパワー領域２０で発生す
るジュール熱を半導体素子１４から逃す能力が変わらな
いことを示している。図５は半導体素子部の他の実施例
である。
だ状態の半導体素子１４の熱流束の分布を模擬的に表し
たものである。半導体素子１４は半田１７を介して放熱
機能を有するＭｏ板１５に接着されているが図４の剥離
前と剥離後では熱流束の本数が変化しない。すなわち、
トランジスタ３０，実空間ではパワー領域２０で発生す
るジュール熱を半導体素子１４から逃す能力が変わらな
いことを示している。図５は半導体素子部の他の実施例
である。
【００１８】半導体素子が図５のように長方形であると
するなら、熱応力による応力歪は長手方向でもっとも変
位量が大きい。変位量が大きいので、剥離進展度が最も
早いと考えられる領域２２に保護回路領域を形成するこ
とにより、同様の効果が得られる。
するなら、熱応力による応力歪は長手方向でもっとも変
位量が大きい。変位量が大きいので、剥離進展度が最も
早いと考えられる領域２２に保護回路領域を形成するこ
とにより、同様の効果が得られる。
【００１９】
【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、接
着部分に剥離が生じても、製品寿命を長らしめ、信頼性
を向上させることが可能な内燃機関用点火装置を提供す
ることができる。
着部分に剥離が生じても、製品寿命を長らしめ、信頼性
を向上させることが可能な内燃機関用点火装置を提供す
ることができる。
【図１】本発明の内燃機関用点火装置を示す断面図であ
る。
る。
【図２】図１のＡ部の拡大図である。
【図３】半導体素子の回路図である。
【図４】熱流束の分布図である。
【図５】半導体素子内部構造の他の実施例を示す図であ
る。
る。
１…モールドケース、２…放熱板、１０…接着剤、１１
…リード、１２…外部端子、１３…集積回路基板、１４
…半導体素子、１５…Ｍｏ板、１６…ＡｌＮ、１７，１
８…半田、２０…パワー領域、２１…保護回路領域、２
２…領域、３０…トランジスタ、３１…定電圧ダイオー
ド、１１０…半導体素子部、１２０…集積回路部。
…リード、１２…外部端子、１３…集積回路基板、１４
…半導体素子、１５…Ｍｏ板、１６…ＡｌＮ、１７，１
８…半田、２０…パワー領域、２１…保護回路領域、２
２…領域、３０…トランジスタ、３１…定電圧ダイオー
ド、１１０…半導体素子部、１２０…集積回路部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 杉浦 登
茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会
社 日立製作所 自動車機器事業部内
(56)参考文献 特開 平５−195937（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−350（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−112069（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−255571（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−232242（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−364773（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01F 38/12
F02P 15/00
F02P 3/00
Claims (8)
- 【請求項１】放熱機能を有する基板と、 前記基板に半田によって接着され、パワー領域と保護回
路とを有する半導体素子とを備え、 内燃機関の点火コイルの一次側電流を通電または遮断す
る内燃機関用点火装置であって、 前記半導体素子から前記基板に向かう方向からみて、前
記パワー領域を囲うように前記保護回路を設けたことを
特徴とする内燃機関用点火装置。 - 【請求項２】請求項１において、 前記半導体素子は、長方形であって、その長手方向の中
心部にパワー領域を設け、その両側に保護回路を設けた
ことを特徴とする内燃機関用点火装置。 - 【請求項３】請求項１または２において、 前記パワー領域とはトランジスタが形成された領域であ
ることを特徴とする内燃機関用点火装置。 - 【請求項４】放熱機能を有する基板と、 前記基板に半田によって接着され、主発熱源と保護回路
とを有する半導体素子とを備え、 内燃機関の点火コイルの一次側電流を通電または遮断す
る内燃機関用点火装置であって、 前記半導体素子から前記基板に向かう方向からみて、前
記主発熱源を囲うように前記保護回路を設けたことを特
徴とする内燃機関用点火装置。 - 【請求項５】請求項４において、 前記主発熱源とはトランジスタであることを特徴とする
内燃機関用点火装置。 - 【請求項６】放熱機能を有する基板と、 前記基板に半田によって接着され、トランジスタと保護
回路とを有する半導体素子とを備え、 内燃機関の点火コイルの一次側電流を通電または遮断す
る内燃機関用点火装置であって、 前記半導体素子から前記基板に向かう方向からみて、前
記トランジスタを囲うように前記保護回路を設けたこと
を特徴とする内燃機関用点火装置。 - 【請求項７】請求項３，５，６のいずれかにおいて、 前記トランジスタはダーリントントランジスタであり、 前記保護回路は定電圧ダイオードにより構成されたこと
を特徴とする内燃機関用点火装置。 - 【請求項８】請求項１から７のいずれかにおいて、 前記半導体素子に半田によって接着される放熱および応
力緩和機能を有する部材と、 前記部材と半田によって接着される放熱板と、 前記放熱板と共に、前記半導体素子及び前記部材とを収
納する収納体を形成するモールドケースと、 外部端子と、 を備えた内燃機関用点火装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12348394A JP3514510B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 内燃機関用点火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12348394A JP3514510B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 内燃機関用点火装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088123A JPH088123A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3514510B2 true JP3514510B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=14861753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12348394A Expired - Fee Related JP3514510B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 内燃機関用点火装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3514510B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5577638B2 (ja) * | 2009-07-14 | 2014-08-27 | 富士通株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP12348394A patent/JP3514510B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH088123A (ja) | 1996-01-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040106 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040113 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |