JPH0676790B2 - イグナイタ - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、放熱性および耐ヒートサイクル特性に優れた
信頼性の高いイグナイタに関する。
信頼性の高いイグナイタに関する。
(従来の技術) 車両等に搭載されるエンジン点火制御装置、すなわちイ
グナイタとしては、従来より、第2図に示すように、ア
ルミナからなるセラミックス基板1の両面に導電層2を
形成し、一方の面の導電層2上にモリブデン等のヒート
シンク3を介して点火時期制御部品4を半田あるいはろ
う材5により接合し、セラミックス基板1の他方の面の
導電層2とこれらセラミックス基板1、ヒートシンク
3、点火時期制御部品4を収容するダイキャスト製収容
容器6とを半田5により接合することにより構成されて
いるものが知られている。
グナイタとしては、従来より、第2図に示すように、ア
ルミナからなるセラミックス基板1の両面に導電層2を
形成し、一方の面の導電層2上にモリブデン等のヒート
シンク3を介して点火時期制御部品4を半田あるいはろ
う材5により接合し、セラミックス基板1の他方の面の
導電層2とこれらセラミックス基板1、ヒートシンク
3、点火時期制御部品4を収容するダイキャスト製収容
容器6とを半田5により接合することにより構成されて
いるものが知られている。
このようなアルミナ製のセラミックス基板を使用したイ
グナイタでは、アルミナの熱伝導率が小さくて放熱性が
不充分なため前述したヒートシンクを必要とし、コスト
アップの原因になっている。そこで、アルミナ製セラミ
ックス基板の代わりに放熱性に優れたベリリア製セラミ
ックス基板を使用することも行われているが、ベリリア
は毒性があるため取扱いに注意を要し、また高価である
という問題がある。
グナイタでは、アルミナの熱伝導率が小さくて放熱性が
不充分なため前述したヒートシンクを必要とし、コスト
アップの原因になっている。そこで、アルミナ製セラミ
ックス基板の代わりに放熱性に優れたベリリア製セラミ
ックス基板を使用することも行われているが、ベリリア
は毒性があるため取扱いに注意を要し、また高価である
という問題がある。
このため近年、熱伝導率が大きく、高絶縁性でしかも毒
性のない窒化アルミニウム製セラミックス基板をイグナ
イタ用基板として使用することが検討されている。
性のない窒化アルミニウム製セラミックス基板をイグナ
イタ用基板として使用することが検討されている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、この窒化アルミニウム製セラミックス基板
は、熱伝導率が大きいことに加えて、第3図に示す各素
材の温度に対する熱膨脹率のグラフからも明らかなよう
に点火時期制御部品、すなわち半導体素子の素材となる
シリコンとほぼ同等の熱膨脹率を有するためヒートサイ
クルが繰り返されても部品側の半田層や導電層にクラッ
ク等が生じるおそれがないという利点があるものの、こ
れを収容するダイキャスト製収容容器として一般的に使
用されているアルミニウムとは、前述したグラフからも
明らかなように、熱膨脹率に大きな差があるため、その
接合時や冷熱サイクルの付加により、半田層にクラック
が入ってしまい、耐ヒートサイクル特性が悪いという問
題があった。
は、熱伝導率が大きいことに加えて、第3図に示す各素
材の温度に対する熱膨脹率のグラフからも明らかなよう
に点火時期制御部品、すなわち半導体素子の素材となる
シリコンとほぼ同等の熱膨脹率を有するためヒートサイ
クルが繰り返されても部品側の半田層や導電層にクラッ
ク等が生じるおそれがないという利点があるものの、こ
れを収容するダイキャスト製収容容器として一般的に使
用されているアルミニウムとは、前述したグラフからも
明らかなように、熱膨脹率に大きな差があるため、その
接合時や冷熱サイクルの付加により、半田層にクラック
が入ってしまい、耐ヒートサイクル特性が悪いという問
題があった。
本発明はこのような従来の問題点を解決するためになさ
れたので、窒化アルミニウム製のセラミックス基板とア
ルミニウムダイキャスト製等の収容容器との間の熱膨脹
係数の差に起因する熱応力ひずみを緩和させ、耐ヒート
サイクル特性を向上させたイグナイタを提供することを
目的とする。
れたので、窒化アルミニウム製のセラミックス基板とア
ルミニウムダイキャスト製等の収容容器との間の熱膨脹
係数の差に起因する熱応力ひずみを緩和させ、耐ヒート
サイクル特性を向上させたイグナイタを提供することを
目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明のイグナイタは、窒化アルミニウムを主成分とす
るセラミックス基板と、このセラミックス基板上の所望
の形成された導電層と、この導電層上に半田層を介して
直接搭載された点火時期制御部品と、前記セラミックス
基板および点火時期制御部品を収容し前記セラミックス
基板の部品搭載面と反する面に耐熱性接着剤で接合され
ている金属製収容容器とを具備し、この金属製収容容器
内が樹脂封止されていることを特徴としている。
るセラミックス基板と、このセラミックス基板上の所望
の形成された導電層と、この導電層上に半田層を介して
直接搭載された点火時期制御部品と、前記セラミックス
基板および点火時期制御部品を収容し前記セラミックス
基板の部品搭載面と反する面に耐熱性接着剤で接合され
ている金属製収容容器とを具備し、この金属製収容容器
内が樹脂封止されていることを特徴としている。
本発明に使用する窒化アルミニウムを主成分とするセラ
ミックス基板は、窒化アルミニウム粉末に金属酸化物等
を焼結助剤として添加し、この混合粉末を所定形状に成
形し、常圧焼結あるいはホットプレス法により製造した
もので、熱伝導率が50W/mK以上のものを使用する。
ミックス基板は、窒化アルミニウム粉末に金属酸化物等
を焼結助剤として添加し、この混合粉末を所定形状に成
形し、常圧焼結あるいはホットプレス法により製造した
もので、熱伝導率が50W/mK以上のものを使用する。
セラミックス基板上に形成する導電層としては、セラミ
ックス基板上に銅板等の金属板を直接接触配置し、加熱
接合するDBC法(ダイレクトボンディングカッパー法)
やメタライズ法等により形成する。このメタライズ法と
しては、例えばモリブデンやタングステンとチタンやそ
の化合物とを主成分とするメタライズ組成物を使用した
方法が挙げられる。このメタライズ法により導電層を形
成する場合は、メタライズ層上にさらにニッケルや金等
の金属めっき層を形成して使用する。
ックス基板上に銅板等の金属板を直接接触配置し、加熱
接合するDBC法(ダイレクトボンディングカッパー法)
やメタライズ法等により形成する。このメタライズ法と
しては、例えばモリブデンやタングステンとチタンやそ
の化合物とを主成分とするメタライズ組成物を使用した
方法が挙げられる。このメタライズ法により導電層を形
成する場合は、メタライズ層上にさらにニッケルや金等
の金属めっき層を形成して使用する。
本発明に使用するセラミックス基板と、例えばアルミニ
ウムダイキャスト製の金属製収容容器とを接合するため
の耐熱性接着剤としては、熱伝導率が大きいシリコーン
系のものが好ましく、このようなシリコーン系の接着剤
としては、例えばシリコーン樹脂系、HTV型(加熱加硫
型)シリコーンゴム系、RTV型(常温加硫型)シリコー
ンゴム系等が挙げられる。また、これらのほかにポリア
ミドイミド系、ポリイミド系等も使用することができ
る。
ウムダイキャスト製の金属製収容容器とを接合するため
の耐熱性接着剤としては、熱伝導率が大きいシリコーン
系のものが好ましく、このようなシリコーン系の接着剤
としては、例えばシリコーン樹脂系、HTV型(加熱加硫
型)シリコーンゴム系、RTV型(常温加硫型)シリコー
ンゴム系等が挙げられる。また、これらのほかにポリア
ミドイミド系、ポリイミド系等も使用することができ
る。
(作 用) 本発明のイグナイタにおいて、窒化アルミニウム製セラ
ミックス基板と金属製収容容器との接合を耐熱性接着剤
により行っているので、この耐熱性接着剤層がクッショ
ン層となってヒートサイクル過程で生じる熱膨脹係数の
差に起因する熱応力ひずみが緩和され、耐ヒートサイク
ル特性に優れたものとなる。そして、これらの接合力は
金属製収容容器内を樹脂封止することにより補強されて
いるので問題はない。
ミックス基板と金属製収容容器との接合を耐熱性接着剤
により行っているので、この耐熱性接着剤層がクッショ
ン層となってヒートサイクル過程で生じる熱膨脹係数の
差に起因する熱応力ひずみが緩和され、耐ヒートサイク
ル特性に優れたものとなる。そして、これらの接合力は
金属製収容容器内を樹脂封止することにより補強されて
いるので問題はない。
(実施例) 次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第1図は本発明の一実施例のイグナイタを示すものであ
り、同図において、7は窒化アルミニウムを主成分とす
るセラミックス基板であり、このセラミックス基板7上
の所望の位置にメタライズ層とめっき層からなる導電層
8が形成されており、この導電層8上には半田層10によ
り点火時期制御部品となる半導体素子9が接合され搭載
されている。また、これらセラミックス基板7および半
導体素子9を収容するアルミダイキャスト製収容容器12
とセラミックス基板7の部品搭載面と反する面とがシリ
コーン樹脂系の耐熱性接着剤11により接合されており、
このアルミニウムダイキャスト製収容容器12内は図示を
省略した樹脂で封止されている。
り、同図において、7は窒化アルミニウムを主成分とす
るセラミックス基板であり、このセラミックス基板7上
の所望の位置にメタライズ層とめっき層からなる導電層
8が形成されており、この導電層8上には半田層10によ
り点火時期制御部品となる半導体素子9が接合され搭載
されている。また、これらセラミックス基板7および半
導体素子9を収容するアルミダイキャスト製収容容器12
とセラミックス基板7の部品搭載面と反する面とがシリ
コーン樹脂系の耐熱性接着剤11により接合されており、
このアルミニウムダイキャスト製収容容器12内は図示を
省略した樹脂で封止されている。
このイグナイタは、例えば以下のようにして製造され
る。
る。
まず、窒化アルミニウムを主成分とし、他に焼結助剤と
して例えば酸化イットリウムを4重量%程度含有するセ
ラミックス基板7(熱伝導率:70W/mK)の片面に、モリ
ブデンと酸化チタンとの混合粉末に適量のバインダと溶
剤を加えてペースト状にしたものをスクリーン印刷し、
加熱焼成してメタライズ層を形成し、このメタライズ層
の上にさらに無電解めっき法により金めっき層を形成し
て所望の回路パターンとなる導電層8を形成する。次い
で、この導電層8上に半導体素子9を半田付けにより接
合して搭載する。
して例えば酸化イットリウムを4重量%程度含有するセ
ラミックス基板7(熱伝導率:70W/mK)の片面に、モリ
ブデンと酸化チタンとの混合粉末に適量のバインダと溶
剤を加えてペースト状にしたものをスクリーン印刷し、
加熱焼成してメタライズ層を形成し、このメタライズ層
の上にさらに無電解めっき法により金めっき層を形成し
て所望の回路パターンとなる導電層8を形成する。次い
で、この導電層8上に半導体素子9を半田付けにより接
合して搭載する。
次に、セラミックス基板7の部品搭載面と反する面と、
アルミニウムダイキャスト製収容容器12との間に耐熱性
接着剤11としてシリコーン樹脂の薄板を介在させ、加熱
して両者を接合する。
アルミニウムダイキャスト製収容容器12との間に耐熱性
接着剤11としてシリコーン樹脂の薄板を介在させ、加熱
して両者を接合する。
この後、アルミニウムダイキャスト製収容容器12内を樹
脂封止することにより、本発明のイグナイタが得られ
る。
脂封止することにより、本発明のイグナイタが得られ
る。
次に、このようにして得たイグナイタを用いて、−65℃
〜150℃および150℃〜−65℃を1サイクルとしてヒート
サイクル試験を行なったところ、1000サイクル後もクラ
ック発生率は0%であった。
〜150℃および150℃〜−65℃を1サイクルとしてヒート
サイクル試験を行なったところ、1000サイクル後もクラ
ック発生率は0%であった。
一方、本発明との比較のために、窒化アルミニウムを主
成分とするセラミックス基板を耐熱性接着剤の代わりに
半田でアルミニウムダイキャスト製収容容器に接合した
以外は実施例と同様にしてイグナイタを作製し、このイ
グナイタについても実施例と同様のヒートサイクル試験
を行ったところ、100サイクル後にアルミニウムダイキ
ャスト製収容容器の半田層にクラックが発生した。
成分とするセラミックス基板を耐熱性接着剤の代わりに
半田でアルミニウムダイキャスト製収容容器に接合した
以外は実施例と同様にしてイグナイタを作製し、このイ
グナイタについても実施例と同様のヒートサイクル試験
を行ったところ、100サイクル後にアルミニウムダイキ
ャスト製収容容器の半田層にクラックが発生した。
[発明の効果] 以上説明したように本発明のイグナイタによれば、窒化
アルミニウム製セラミックス基板とこれを収容する金属
製収容容器との間の熱膨脹係数の差に起因する熱応力ひ
ずみが耐熱性接着剤で緩和されるので耐ヒートサイクル
特性が向上し、従って熱伝導率の大きい窒化アルミニウ
ム製セラミックス基板をイグナイタ用基板として使用で
きるようになるので放熱性に優れた、信頼性の高いイグ
ナイタが得られる。また、従来のアルミナ製セラミック
ス基板に比べてはるかに放熱性が大きいのでヒートシン
クを不要とし、その分コストダウンを図ることができ
る。
アルミニウム製セラミックス基板とこれを収容する金属
製収容容器との間の熱膨脹係数の差に起因する熱応力ひ
ずみが耐熱性接着剤で緩和されるので耐ヒートサイクル
特性が向上し、従って熱伝導率の大きい窒化アルミニウ
ム製セラミックス基板をイグナイタ用基板として使用で
きるようになるので放熱性に優れた、信頼性の高いイグ
ナイタが得られる。また、従来のアルミナ製セラミック
ス基板に比べてはるかに放熱性が大きいのでヒートシン
クを不要とし、その分コストダウンを図ることができ
る。
第1図は本発明のイグナイタの要部を示す断面図、第2
図は従来例を示す断面図、第3図は各素材の温度と熱膨
脹率の関係を示すグラフである。 7……窒化アルミニウム製セラミックス基板 8……導電層 9……半導体素子 10……半田 11……耐熱性接着剤 12……アルミニウムダイキャスト製収容容器
図は従来例を示す断面図、第3図は各素材の温度と熱膨
脹率の関係を示すグラフである。 7……窒化アルミニウム製セラミックス基板 8……導電層 9……半導体素子 10……半田 11……耐熱性接着剤 12……アルミニウムダイキャスト製収容容器
Claims (2)
- 【請求項1】窒化アルミニウムを主成分とするセラミッ
クス基板と、このセラミックス基板上の所望の位置に形
成された導電層と、この導電層上に半田層を介して直接
搭載された点火時期制御部品と、前記セラミックス基板
および点火時期制御部品を収容し前記セラミックス基板
の部品搭載面と反する面に耐熱性接着剤で接合されてい
る金属製収容容器とを具備し、この金属製収容容器内が
樹脂封止されていることを特徴とするイグナイタ。 - 【請求項2】金属製収容容器が、アルミニウムダイキャ
ストからなる特許請求の範囲第1項記載のイグナイタ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62190801A JPH0676790B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | イグナイタ |
US07/225,130 US4901137A (en) | 1987-07-30 | 1988-07-28 | Electronic apparatus having semiconductor device |
EP88307023A EP0301892A1 (en) | 1987-07-30 | 1988-07-29 | Semiconductor device on a substrate |
KR1019880009778A KR910000336B1 (ko) | 1987-07-30 | 1988-07-29 | 전자기기 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62190801A JPH0676790B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | イグナイタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6435082A JPS6435082A (en) | 1989-02-06 |
JPH0676790B2 true JPH0676790B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=16263969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62190801A Expired - Lifetime JPH0676790B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | イグナイタ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4901137A (ja) |
EP (1) | EP0301892A1 (ja) |
JP (1) | JPH0676790B2 (ja) |
KR (1) | KR910000336B1 (ja) |
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US5272375A (en) * | 1991-12-26 | 1993-12-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Electronic assembly with optimum heat dissipation |
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KR101167549B1 (ko) * | 2007-07-18 | 2012-07-20 | 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 | 차재 전자 회로용 In 함유 무납 땜납 |
JP4881971B2 (ja) * | 2009-03-26 | 2012-02-22 | 株式会社豊田自動織機 | 半導体装置 |
CN104486901B (zh) * | 2014-11-19 | 2016-03-23 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 散热绝缘衬板,包括该衬板的封装模块及其制作方法 |
DE102017214267A1 (de) * | 2017-08-16 | 2019-02-21 | Mahle International Gmbh | Kühlvorrichtung und Verfahren zum Herstellen der Kühlvorrichtung |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS5549578A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-10 | Hitachi Ltd | Contactless igniting apparatus |
JPS57181356A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-08 | Hitachi Ltd | Sintered aluminum nitride body with high heat conductivity |
JPS5831424U (ja) * | 1981-08-25 | 1983-03-01 | カルソニックカンセイ株式会社 | たわみ軸の潤滑油上り防止装置 |
JPH0810710B2 (ja) * | 1984-02-24 | 1996-01-31 | 株式会社東芝 | 良熱伝導性基板の製造方法 |
US4659611A (en) * | 1984-02-27 | 1987-04-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Circuit substrate having high thermal conductivity |
DE3444699A1 (de) * | 1984-12-07 | 1986-06-19 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Elektrisches leistungsbauteil |
JPS6265991A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-25 | 株式会社東芝 | 高熱伝導性セラミツクス基板 |
US4770953A (en) * | 1986-02-20 | 1988-09-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Aluminum nitride sintered body having conductive metallized layer |
-
1987
- 1987-07-30 JP JP62190801A patent/JPH0676790B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-07-28 US US07/225,130 patent/US4901137A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-29 KR KR1019880009778A patent/KR910000336B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-07-29 EP EP88307023A patent/EP0301892A1/en not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0301892A1 (en) | 1989-02-01 |
JPS6435082A (en) | 1989-02-06 |
KR890003076A (ko) | 1989-04-12 |
US4901137A (en) | 1990-02-13 |
KR910000336B1 (ko) | 1991-01-24 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |