JPH05226577A - Large-current ignition apparatus for internal combustion engine - Google Patents
Large-current ignition apparatus for internal combustion engineInfo
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- JPH05226577A JPH05226577A JP4026493A JP2649392A JPH05226577A JP H05226577 A JPH05226577 A JP H05226577A JP 4026493 A JP4026493 A JP 4026493A JP 2649392 A JP2649392 A JP 2649392A JP H05226577 A JPH05226577 A JP H05226577A
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
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- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用点火装置に
係り、とくにイグナイタの積層構造および、ターミナル
と接続するＮｉワイヤ溶接に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine, and more particularly to a laminated structure of an igniter and Ni wire welding for connecting to a terminal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｈ２／１のＮｏ119000270 を引用すれ
ば、従来の技術は、イグニションコイルの１次電流が最
大８アンペアであり、これを満足するためには１つのパ
ワートランジスタチップが有れば良く、イグナイタ内部
に各独立してパワートランジスタが搭載されていた。し
かしながら大電流への配慮がなされておらず許容最大電
流が１０アンペアであり、今後の大電流化に対応できな
かった。2. Description of the Related Art To cite H2 / 1 No. 119000270, the conventional technology has a maximum primary current of 8 amps in the ignition coil, and one power transistor chip is sufficient to satisfy this. The power transistors were mounted independently inside the igniter. However, no consideration was given to a large current, and the maximum allowable current was 10 amperes, and it was not possible to cope with a large current in the future.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、大
電流に対する配慮がされておらず、１つのイグニション
コイルでエンジンの２シリンダ分（２気筒）を同時に点
火させる同時着火タイプの点火装置（イグナイタ）にお
いては、パワートランジスタチップが１つで２気筒分を
補っている。しかしながらこの方式では、現在の半導体
技術では最大電流が１０アンペアであり、今後の大電流
化に対する配慮が欠けていた。今回の技術は、１つの絶
縁板上（ＡｌＮもしくはＡｌ2Ｏ3）に２つのパワートラ
ンジスタチップを搭載することにより、最大電流を２０
アンペアまで高め、今後の大電流化に対応することにあ
る。The prior art described above does not consider a large current, and a simultaneous ignition type ignition device (igniter) that simultaneously ignites two cylinders (two cylinders) of an engine with one ignition coil. ), One power transistor chip supplements two cylinders. However, in this method, the maximum current in the current semiconductor technology is 10 amperes, and consideration for increasing the current in the future was lacking. In this technology, the maximum current is 20 by mounting two power transistor chips on one insulating plate (AlN or Al 2 O 3 ).
The purpose is to increase to amperes and cope with the future increase in current.
【０００４】上記従来技術は、大電流化に伴う接続部
の信頼性に配慮がされておらず、１つのターミナルに１
本のＮｉワイヤ、および１本のＨｙＩＣ基板上の導体抵
抗に１本のＮｉワイヤをそれぞれウェルディングパット
上に溶接していた。一般にＮｉワイヤ１本に流せる最大
の電流は１０アンペアだから、今回の技術では、パワー
トランジスタをダブルに搭載することで、最大２０アン
ペアまで流れるから、これに対応してＮｉワイヤを２本
溶接する。これは、偶発的に起こる可能性がある、同時
にイグナイタの入力信号がＯＮすることへの対策であ
り、通常起こるモードではない。又、このモードについ
てＨｙＩＣ基板上の導体抵抗には従来技術を応用したも
ので用いる（後記）。The above-mentioned prior art does not consider the reliability of the connection part due to the increase in the current, and one terminal has one
One Ni wire and one Ni wire were welded to the conductor resistance on the HyIC substrate on the welding pad, respectively. Generally, the maximum current that can be passed through one Ni wire is 10 amps. Therefore, in the present technology, a maximum of 20 amps can be flown by mounting a double power transistor, and accordingly, two Ni wires are welded. This is a measure against the possibility that the input signal of the igniter may turn ON at the same time, which may occur accidentally, and is not a mode that normally occurs. In this mode, the conductor resistance on the HyIC substrate is obtained by applying the conventional technique (described later).
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、従来、１枚のＡｌＮもしくはＡｌ2Ｏ3板上に１つの
パワートランジスタチップ搭載を２つのパワートランジ
スタチップを搭載することにより達成される。又、絶縁
板上には、２つのパワートランジスタのコレクタを共通
にするようにメタライズ（タングステン“＋”Ｎｉメッ
キ）を施している。又、メタライズ上には、１つもしく
は２つのウエルディングパッドが、はんだ接合され、大
電流化の対策を行っている。In order to achieve the above object, conventionally, one power transistor chip mounting is achieved by mounting two power transistor chips on one AlN or Al 2 O 3 plate. . Further, metallization (tungsten “+” Ni plating) is applied on the insulating plate so that the collectors of the two power transistors are common. Further, one or two welding pads are soldered on the metallization to take measures against a large current.
【０００６】上記目的を達成するため、従来ＨｙＩＣ
基板上の導体抵抗１本に対して１本のＮｉワイヤを２本
溶接する。又、導体抵抗の数も従来３本もしくは２本あ
ったものを１本へまとめ、偶発的に起こるイグナイタの
入力信号が全て同時ＯＮしたときの対策として用いる。
これは、全て同時にＯＮした場合、導体抵抗が一本のみ
であるので、導体抵抗で決まった電流しか流れない方式
である。さらに外部ターミナルを、Ｎｉワイヤを２本溶
接する部位は幅を広くしてより溶接性の良いターミナル
形状とする。In order to achieve the above object, a conventional HyIC
Two Ni wires are welded to one conductor resistance on the substrate. In addition, the number of conductor resistances, which was three or two in the past, was combined into one, and it is used as a countermeasure when all the input signals of the igniter that are accidentally turned on simultaneously.
This is a system in which only one conductor resistance flows when all of them are turned on at the same time, so that only a current determined by the conductor resistance flows. Further, the external terminal is formed into a terminal shape having a better weldability by widening the portion where two Ni wires are welded.
【０００７】[0007]
【作用】イグナイタのパワートランジスタは、イグニシ
ョンコイルの１次電流を導通，遮断するスイッチング動
作でジャンクション部より発熱が生じる。今回、１枚の
絶縁板上に２つのパワートランジスタチップを搭載する
ことで発生する熱量も２倍となる。この熱量を放熱する
ため、パワートランジスタは積層型放熱を採用してい
る。この積層状態は、絶縁板がＡｌＮであればダイレク
トにはんだ接合され、Ａｌ2Ｏ3であれば、Ｍｏ板を介し
て、はんだ接合される。その積層体をアルミもしくは銅
ベースにはんだ接合する。更にＨｙＩＣ基板上の導体抵
抗は一本のみであるから、例えば導体抵抗に１５アンペ
アしか流れないようにレーザトリミングして抵抗値を決
めれば、導体抵抗には１５アンペアしか流れなくなるた
め、導体抵抗１本につき、Ｎｉワイヤを２本ウェルディ
ングパッドを介し溶接すれば良い。又、前記積層体にも
Ｎｉワイヤを２本、ウェルディングパッドを介し溶接す
れば、目的を達成することができる。In the power transistor of the igniter, heat is generated from the junction portion due to the switching operation of turning on / off the primary current of the ignition coil. This time, the amount of heat generated by mounting two power transistor chips on one insulating plate is also doubled. In order to dissipate this amount of heat, the power transistor employs laminated heat dissipation. In this laminated state, if the insulating plates are AlN, they are directly solder-bonded, and if they are Al 2 O 3, they are solder-bonded via a Mo plate. Solder the laminate to an aluminum or copper base. Furthermore, since there is only one conductor resistance on the HyIC substrate, for example, if the resistance value is determined by laser trimming so that only 15 amperes flow to the conductor resistance, only 15 amperes will flow to the conductor resistance. For each book, two Ni wires may be welded through the welding pad. Further, the purpose can be achieved by welding two Ni wires to the laminated body through a welding pad.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３により
説明する。イグニションコイル１４は、１次巻線１１と
２次巻線１２を有し、前記１次巻線１１は一方をバッテ
リからの電流に他端をイグニションコイル駆動用のパワ
ースイッチング素子３(ダーリントントランジスタタイ
プとＭＯＳ−ＦＥＴタイプの２通りを有する。)に接続
されている。また前記イグニションコイル１４の前記２
次巻線１２に発生した２次電圧は、スパークプラグ１３
に導かれる。図１に示す点火装置（イグナイタ）は、６
気筒同時着火タイプのイグナイタ例であるが、絶縁板
（ＡｌＮもしくは、Ａｌ2Ｏ3）２上にパワースイッチン
グ素子（パワートランジスタチップ）３をはんだ接合す
る。この時、前記パワートランジスタチップ３を前記絶
縁板２上に２枚（ダブルに）搭載する。前記パワートラ
ンジスタチップ３は許容電流が１０アンペアであるの
で、２枚搭載することで２０アンペアまで許容電流がア
ップする。更に、２０アンペアまでアップした電流に対
処するため、コレクタターミナル８とウェルディングパ
ッド１５とを２本のＮｉワイヤ６でワイリングする。一
般に前記Ｎｉワイヤ６は、１本の許容電流が１０アンペ
アであるので２０アンペア対策となる。そのため、もし
偶発的に前記イグナイタ１の入力信号が同時にＯＮした
場合でも前記Ｎｉワイヤ６が溶断することがない。又前
記絶縁板２の積層体をアルミもしくは銅ベースにはんだ
接合し、アルミもしくは銅ベース上にＨｙＩＣ基板４を
シリコン系接着剤で接着する。この時、前記ＨｙＩＣ基
板４は、導体抵抗５を１本として電流制限値を約１５ア
ンペアに調整する。そのため、大電流化した前記パワー
トランジスタ３が偶発的に同時にＯＮしても前記導体抵
抗５で電流制限がかかり、更に前記導体抵抗５をウェル
ディングパッド１５を介し、前記Ｎｉワイヤ６を２本溶
接することにより前記Ｎｉワイヤ６が溶断しない。この
時、前記ワイヤ６が２本溶接される、ＧＮＤ端子９と前
記コレクタ端子８は、通常より幅の広いターミナルとす
る。偶発的に同時ＯＮが生じた場合、ベースターミナル
１０より全気筒ＯＮの信号が前記Ｎｉワイヤ６を伝わり
前記HyIC基板４に流れる。信号はアルミワイヤ７を伝わ
り前記パワートランジスタ３をスイッチングし、前記コ
レクタターミナル８から大電流が流入する。図１では６
気筒分全てがＯＮになると約２０アンペア×３積層体＝
６０アンペア流れ込む能力があるが、前記導体抵抗５が
電流制限調整をされ、かつ１本のみしかないので、前記
導体抵抗で決まった電流約１５アンペアしか流れ込まな
い。このことで、同時着火タイプのイグナイタの電流値
を大幅にアップさせ、理想的な２次電圧をエンジンに供
給することによりトルク特性，出力特性にすぐれた、更
に低温始動性の向上，燃費（燃料消費率）の向上を達成
し、信頼性の高い、常に安定した火花をエンジンに供給
することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The ignition coil 14 has a primary winding 11 and a secondary winding 12, and one of the primary winding 11 is a current from a battery and the other is a power switching element 3 (Darlington transistor type) for driving an ignition coil. And MOS-FET type). In addition, the ignition coil 14 of the 2
The secondary voltage generated in the secondary winding 12 is the spark plug 13
Be led to. The ignition device (igniter) shown in FIG.
This is an example of a cylinder ignition type igniter, in which a power switching element (power transistor chip) 3 is soldered onto an insulating plate (AlN or Al 2 O 3 ). At this time, two (double) power transistor chips 3 are mounted on the insulating plate 2. Since the power transistor chip 3 has a permissible current of 10 amps, mounting the two power transistor chips 3 increases the permissible current to 20 amps. Further, in order to cope with the current up to 20 amperes, the collector terminal 8 and the welding pad 15 are wiped with two Ni wires 6. Generally, since the permissible current of the Ni wire 6 is 10 amperes, the countermeasure is 20 amperes. Therefore, even if the input signals of the igniter 1 are turned on at the same time, the Ni wire 6 will not be blown. The laminated body of the insulating plates 2 is soldered to an aluminum or copper base, and the HyIC substrate 4 is bonded to the aluminum or copper base with a silicon adhesive. At this time, the HyIC substrate 4 adjusts the current limiting value to about 15 amps with one conductor resistor 5. Therefore, even if the power transistor 3 having a large current is accidentally turned on at the same time, the current is limited by the conductor resistance 5, and the conductor resistance 5 is welded through the welding pad 15 and the two Ni wires 6 are welded. By doing so, the Ni wire 6 does not melt. At this time, the GND terminal 9 and the collector terminal 8 to which the two wires 6 are welded are wider terminals than usual. When the simultaneous ON is accidentally generated, a signal indicating that all the cylinders are ON is transmitted from the base terminal 10 through the Ni wire 6 to the HyIC substrate 4. The signal is transmitted through the aluminum wire 7 to switch the power transistor 3, and a large current flows from the collector terminal 8. 6 in FIG.
When all the cylinders are turned on, about 20 amps x 3 laminated body =
It has a capacity of 60 amperes, but since the conductor resistance 5 is current-limited and has only one, only a current of about 15 amperes, determined by the conductor resistance, flows in. As a result, the current value of the simultaneous ignition type igniter is greatly increased, and by supplying an ideal secondary voltage to the engine, it has excellent torque characteristics and output characteristics. It is possible to supply an engine with highly reliable and always stable sparks by achieving an improvement in consumption rate).
【０００９】[0009]
【発明の効果】本発明によれば、イグナイタの大電流化
を高信頼性の元に達成できるので、同時着火エンジンに
対して、トルク特性，出力特性，燃料消費率の向上，低
温始動性の良いエンジンを供給することができ、かつイ
グニションコイルの誤動作も無い。又、イグニションコ
イルの小型化が容易に計られる。As described above, according to the present invention, since a large current of the igniter can be achieved with high reliability, it is possible to improve torque characteristics, output characteristics, fuel consumption rate, and low-temperature startability for a simultaneous ignition engine. A good engine can be supplied, and the ignition coil does not malfunction. Further, the ignition coil can be easily downsized.
【図１】６シリンダ（気筒）用同時着火タイプのイグナ
イタに本発明を応用した一実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a simultaneous ignition type igniter for 6 cylinders.
【図２】４気筒同時着火タイプのイグナイタに本発明を
応用した一実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a four-cylinder simultaneous ignition type igniter.
【図３】ダーリントンタイプのパワースイッチング素子
を用いた回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram using a Darlington type power switching element.
１…イグナイタ、２…絶縁板、３…パワートランジスタ
チップ、４…ハイブリッドＩＣ（ＨｙＩＣ）基板、５…
導体抵抗、６…Ｎｉワイヤ、７…アルミワイヤ、８…コ
レクタ電極ターミナル、９…ＧＮＤターミナル、１０…
ベース信号ターミナル、１１…１次巻線、１２…２次巻
線、１３…スパークプラグ、１４…イグニションコイ
ル、１５…ウェルディングパッド。1 ... Igniter, 2 ... Insulation plate, 3 ... Power transistor chip, 4 ... Hybrid IC (HyIC) substrate, 5 ...
Conductor resistance, 6 ... Ni wire, 7 ... Aluminum wire, 8 ... Collector electrode terminal, 9 ... GND terminal, 10 ...
Base signal terminal, 11 ... Primary winding, 12 ... Secondary winding, 13 ... Spark plug, 14 ... Ignition coil, 15 ... Welding pad.
Claims (2)
断する多気筒エンジン同時着火用パワースイッチングモ
ジュール（以下イグナイタと称す）において、一次電流
を１５アンペア通電を可能にする為、１枚のＡｌＮ板も
しくはＡｌ2Ｏ3板上に２つのパワートランジスタを搭載
することを特徴とする内燃機関用大電流点火装置。1. A power switching module for simultaneous ignition of a multi-cylinder engine (hereinafter referred to as an igniter) that conducts / interrupts the primary current of an ignition coil, so that a primary current of 15 amperes can be applied to one AlN plate or A large current ignition device for an internal combustion engine, comprising two power transistors mounted on an Al 2 O 3 plate.
グにおいて、前記パワートランジスタの２つのチップ分
のコレクタ電極をＮｉワイヤ２本で１本のターミナルと
接続し、かつ、エミッタ電極がハイブリッドＩＣ基板に
Ａｌワイヤボンディングされ、前記ＨｙＩＣ基板上の導
体抵抗に電流が流れる径路において、１つの導体抵抗に
ついて、Ｎｉワイヤを２本溶接し、１本のターミナルに
接続されることを特徴とする内燃機関用大電流点火装
置。2. The igniter packaging according to claim 1, wherein the collector electrodes of two chips of the power transistor are connected to one terminal by two Ni wires, and the emitter electrode is a hybrid IC substrate. A large-sized internal combustion engine characterized in that two Ni wires are welded to one conductor resistance and connected to one terminal in a path in which a current flows through the conductor resistance on the HyIC substrate after being bonded with an Al wire. Current ignition device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4026493A JPH05226577A (en) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | Large-current ignition apparatus for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4026493A JPH05226577A (en) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | Large-current ignition apparatus for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226577A true JPH05226577A (en) | 1993-09-03 |
Family
ID=12195027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4026493A Pending JPH05226577A (en) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | Large-current ignition apparatus for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05226577A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000133768A (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor power module |
| JP2001507522A (en) * | 1997-06-28 | 2001-06-05 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Electronic control unit |
| JP2002260938A (en) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Ignition coil for internal combustion engine |
| JP2019071319A (en) * | 2017-10-06 | 2019-05-09 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device |
-
1992
- 1992-02-13 JP JP4026493A patent/JPH05226577A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001507522A (en) * | 1997-06-28 | 2001-06-05 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Electronic control unit |
| JP2000133768A (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor power module |
| JP2002260938A (en) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Ignition coil for internal combustion engine |
| JP2019071319A (en) * | 2017-10-06 | 2019-05-09 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device |
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Legal Events
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