JPH0749791B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等に用いられる内燃機関の点火装置に
関する。

従来の技術 従来の内燃機関用点火装置は、第19図および第20図に示
すように、パワートランジスタ51とアバランシェダイオ
ード52とが、放熱基板53上に絶縁板54及びヒートスプレ
ッダ55を介して別々にベアチップの状態でマウントされ
ている。これらパワートランジスタ51及びアバランシェ
ダイオード52は、基板53上にマウントされたボンディン
グパッド57に、それぞれハンダ付けされたボンディング
ワイヤ58によって接続されている。

また、増幅・スイッチング回路としては、コンデンサ6
0,61およびICチップ62等を、基板53に形成された導電性
のパターン部63に接続し、これをシリコン樹脂64で覆っ
て構成されている。

パターン部63は、ケース65に一体成形されたインサート
端子66、リード端子67によって接続されている。このリ
ード端子67は、１本づつハンダ付けされて接続されてい
る。

なお、符号70はカバーを、符号71,72はそれぞれセムス
ビスおよびナットを示し、符号73,74はそれぞれ電源線
およびコレクタ線を示す。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記従来の点火装置では次のような問題
点がある。

（１） パワードランジスタ51やICチップ62およびこれ
らの各接合ハンダ部等をシリコン樹脂64でコーティング
しているため、これらの各部品および各接合ハンダ部の
外部雰囲気からの密閉が不充分であるとともに各部品か
ら発生する熱の放熱が不充分になる。加えて絶縁板54、
放熱基台53、パワートランジスタ51等のそれぞれの熱膨
張係数に差があるため、各接合ハンダ部が熱疲労により
劣化してしまう。特に内燃機関に直付けされる点火装置
の場合、熱疲労による劣化が激しい。

（２） シリコン樹脂64とボンディングワイヤ58との間
に熱膨張係数の差があるため、ボンディングワイヤ58が
熱疲労により断線してしまうおそれがある。

（３） 前記（１），（２）の理由により、点火装置の
耐湿性、耐熱疲労特性が低下し、延いては、点火装置に
対する信頼性が大幅に低下する。

（４） 部品点数が多くハンダ付け工数が多くなるとと
もにリード端子67の位置決めを手作業によって行なって
いるため、ペンチワークが必要となり、成形品の品質が
不均一になってしまうとともに、製造コストも高くなっ
てしまう。更にリード端子67は、すべてハンダ付けで接
続されているので、耐熱性が劣る。

（５） 抵抗69がケース65の外側に取り付けられている
ため、点火装置の外形寸法が大きくなるとともに、抵抗
69が外力に対して破損しやすく、外部雰囲気に対して接
合ハンダ部が劣化しやすい。このため、点火装置に対す
る信頼性が低下してしまう。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもの
で、信頼性を向上させ、品質の安定した内燃機関用点火
装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 折曲げ加工により段差が形成された複数のリード端子が
複数組一体に接続されたリードフレームと、このリード
フレームに接続された前記リード端子及び増幅・スイッ
チング回路を内蔵し集積化されたフルパッケージタイプ
ICが固定された基板と、前記リードフレームの切断によ
り個別に分割された前記基板が装着される放熱基台と、
この放熱基台に組み合わされ前記リードフレームの切断
により個片に分割された前記リード端子が固定されるイ
ンサート端子を有するケースと、内蔵する素子の表面を
コーティング材で保護し、このコーティング材の熱膨脹
率とほぼ等しいエポキシ系樹脂にてフルパッケージされ
たパワートランジスタとを備えたことを特徴とするもの
である。

作用 上述の内燃機関用点火装置では、部品点数を減少させ、
部品間の接続部数を減少させたので、温度変化による各
部の障害が大幅に減少する。

また、抵抗を装置本体内に設けたので、破損したり、接
続部の外部雰囲気による劣化が押さえられる。

実 施 例 第１図は本発明の内燃機関用点火装置を示す平面図、第
２図は第１図に示す点火装置の一部破断側面図である。

パワートランジスタ１は、アバランシェダイオードを内
蔵させたフルパッケージタイプとして構成され、放熱基
台２上に固定されている。パワートランジスタ１の３つ
の端子3,4,5のうちコレクタ端子４及びベース端子５
は、各リード端子6,7によって、装置本体としてのケー
ス８と一体成形されたインサート端子9,10にプロジェク
ション11,12を介して溶接固定されるとともに、放熱基
台２上に定置された基板ユニット13に接続されている。

エミッタ端子３は、コレクタ端子４およびベース端子５
と同様に、リード端子14によって、インサート端子15に
プロジェクション16を介して溶接固定されるとともに基
板ユニット13に接続され、さらにアースリード17および
ネジ18を介して放熱基台２にも接続されている。

第２図中の符号20は増幅・スイッチング回路を示してお
り、この増幅・スイッチング回路20には集積化されたフ
ルパッケージタイプICが用いられている。増幅・スイッ
チング回路20は、基板ユニット13上にコンデンサ21およ
び抵抗22等と共にマウントされている。

第１図中の抵抗23は、ケース８に内蔵されており、その
各端子23a、23bがインサート端子9,9aに超音波溶接等に
よって溶接固定されている。なお、ケース８内には、各
部品を保護するシリコン系ゲル25が充填されている。

パワートランジスタ１は、第３図に示すように、半導体
素子26をリードフレーム27にハンダ28で接着し、直径20
0μもしくは250μのアルミニウム線29で半導体素子26と
外部接続用リード30とを超音波溶接し、半導体素子26の
表面保護としてワニス系のコーティング剤（JCR）31を
塗布し、全体を成形封止用樹脂32で覆って構成されてい
る。

成形封止用樹脂32としては、（１）熱伝導率が高いこ
と、（２）熱収縮率の小さいこと、（３）成形性および
離形性の良いことを基準に選定し、具体的にはエポキシ
系モールド樹脂を用いた。このエポキシ系モールド樹脂
32の熱膨張率とワニス系のコーティング剤31の熱膨張率
とは互いに近似するように設定されている。

また、成形封止技術としては、（１）放熱特性を悪くし
ないこと、（２）成形封止樹脂内での放熱特性を均一に
すること、（３）機械的強度を確保すること、（４）電
気絶縁性を確保することが必要であり、これらを満たす
方法として、量産性に優れたトランスファモールドによ
る封止方法を採用した。金型としては、第４図および第
５図に示すように、封止用上金型35と封止用下金型36と
を用いた両端支持方式とし、トランジスタ１の成形時、
リードフレーム27の両端27a,27bを支持することで、樹
脂厚みの精密な制御を可能にした。

以上のように構成された点火装置において、そのリード
端子6,7,14は次のようにして取り付けられる。

リード端子は、第６図および第７図に示すように、始め
は複数個並列に配設され、リードフレーム37に一体的に
設けられている。そして、第８図に示すように、リード
フレーム37に沿って並列に基板ユニット13が複数個配列
されて各リード端子が各基板ユニット13の所定の接続位
置に印刷されたペーストハンドとリフローハンダ付けさ
れる。さらにこのとき、増幅・スイッチング回路20、コ
ンデンサ21、抵抗22が基板ユニット13にリフローハンダ
付けされる。その後、第９図および第10図に示すよう
に、リードフレーム37が図示しないカットオフプレスに
よって不要部分とともに、まとめて切り落とされる。こ
れにより、効率よくリード端子6,7,14を基板ユニット13
に接続させる。

点火装置全体の組み立ては次のようにして行なう。第11
図に示すように、インサート端子9,10,15が一体成形さ
れたケース８の上側面の一側8aに形成された凹部40に抵
抗23が挿入され、第12図および第13図に示すように、抵
抗23の各端子23a,23bがインサート端子9,9aにスポット
溶接されている。これにより、抵抗23はケース８に内蔵
した状態になる。

放熱基台２上には、第14図および第15図に示すように、
増幅スイッチング回路20やリード端子6,7,14,等が取り
付けられた基板ユニット13とパワートランジスタ１とが
接着される。

放熱基台２とケース８とを組み付けるときは、第16図〜
第18図に示すように、リード端子6,7,14とインサート端
子9,10,15とが接触しないように、ケース８を放熱基台
２対して僅かに右側（第16図および第17図の紙面に対し
て右側）にずらして互いに当接させてから左側へずら
し、インサート端子9,10,15をリード端子6,7,14の上端
部の下側へもぐり込ませる。

そして放熱基台２とケース８とが整合したところでケー
ス８に形成された凸部42を基台２に形成された溝部43に
圧入して接着固定する。

その後、各リード端子6,7,14とインサート端子9,10,15
とをインサート端子9,10,15に形成されたプロジェクシ
ョン11,12,16を介して溶接する。そして、ケース８内に
シリコン系ゲル25を注入し、カバー45を取り付けて、点
火装置が完成する。

以上のように、パワートランジスタ１を、熱伝導率が高
く、熱膨張率が低い特性を有するエポキシ系モールド樹
脂32でリードフレーム27のほとんどを覆ったフルパッケ
ージタイプとしてので、ボンディング部の個数が減少し
たこともともなって、各ボンディング部の気密性が大幅
に向上し、空気中の酸素のボンディング部への侵入がな
くなる。これにより、ボンディング部のハンダの劣化を
防止することができる。

さらに、エポキシ系モールド樹脂は熱伝導率がよいの
で、半導体素子26からの発熱の外部への放熱性が改善さ
れ、パワートランジスタ１のボンディング部の耐熱疲労
特性が向上する。これにより、点火装置に対する信頼性
が大幅に向上する。

また、エポキシ系モールド樹脂32とワニス系のコーティ
ング剤31とは互いに熱膨張率が近似しているので、温度
が大きく変化した場合でも、ボンディングワイヤとして
のアルミニウム線29が断線することがなくなる。

リード端子は、複数個並列に配設されてリードフレーム
37と一体的に成形し、一度に多数のリード基板ユニット
13に接続できるので、その組み立てが容易になる。

抵抗23は、ケース８の凹部40に内蔵され溶接により固定
されたりで、外力による破損がなくなるとともに、ケー
ス８は放熱性がよく抵抗23の接続部の耐熱性が向上す
る。また、点火装置の小型化が可能になる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の内燃機関用点火装置によ
れば、複数の部品を極力一つにまとめたフルパッケージ
タイプとしてので、ボンディング部分が減少し、ボンデ
ィング部分の劣化による障害を大幅に減少させることが
でき、装置に対する信頼性が大幅に向上する。

また、抵抗を装置本体内に溶接により取り付けたので、
外力による破損がなくなるとともに耐熱性が向上し、さ
らに装置を小型化することが可能になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関用点火装置を示す平面図、第
２図は第１図に示す内燃機関用点火装置の一部破断側面
図、第３図は本発明に係るパワートランジスタを示す側
断面図、第４図は本発明に係るパワートランジスタを成
形する金型を示す側断面図、第５図は本発明に係るパワ
ートランジスタを示す平面図、第６図は複数のリード端
子を並列に一体的に接続したリードフレームを示す平面
図、第７図は第６図に示すリードフレームを示す側面
図、第８図はリードフレームに沿って複数個配設された
基板ユニットを示す平面図、第９図は第８図に示すリー
ドフレームおよび基板ユニットの状態からリードフレー
ムを切り落した状態を示す平面図、第10図は第９図に示
すユニットを示す側面図、第11図は本発明の点火装置の
ケースを示す斜視図、第12図は第11図に示すケースの平
面図、第13図は第12図の正面図、第14図は本発明の点装
置の放熱基板を示す平面図、第15図は第14図に示す点火
装置の放熱基板の正面図、第16図は本発明の点火装置を
示す平面図、第17図は第16図に示す点火装置の正面図、
第18図は第16図に示す点火装置の右側面図、第19図は従
来の内燃機関用点火装置を示す平面図、第20図は第19図
に示す点火装置の正面図である。 １……パワートランジスタ、6,7,14……リード端子、８
……ケース、13……基板ユニット、20……増幅・スイッ
チング回路、23……抵抗、37……リードフレーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金澤 朗 神奈川県横浜市港北区綱島東４丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−199521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−137111（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−43460（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−29473（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−96656（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−142460（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】折曲げ加工により段差が形成された複数の
   リード端子が複数組一体に接続されたリードフレーム
   と、このリードフレームに接続された前記リード端子及
   び増幅・スイッチング回路を内蔵し集積化されたフルパ
   ッケージタイプICが固定された基板と、前記リードフレ
   ームの切断により個別に分割された前記基板が装着され
   る放熱基台と、この放熱基台に組み合わされ前記リード
   フレームの切断により個片に分割された前記リード端子
   が固定されるインサート端子を有するケースと、内蔵す
   る素子の表面をコーティング材で保護し、このコーティ
   ング材の熱膨脹率とほぼ等しいエポキシ系樹脂にてフル
   パッケージされたパワートランジスタとを備えた内燃機
   関用点火装置。
2. 【請求項２】インサート端子を備えたケースの中に抵抗
   を蔵せしめ、その抵抗とインサート端子とを溶接固定し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機
   関用点火装置。