JPH11236868A - Igniter - Google Patents

Igniter

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JPH11236868A
JPH11236868A JP33561898A JP33561898A JPH11236868A JP H11236868 A JPH11236868 A JP H11236868A JP 33561898 A JP33561898 A JP 33561898A JP 33561898 A JP33561898 A JP 33561898A JP H11236868 A JPH11236868 A JP H11236868A
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Japan
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filler
thermal expansion
igniter
insulating layer
coefficient
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JP33561898A
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Akio Kitami
明朗 北見
Nobuaki Inagaki
信明 稲垣
Hironobu Kusafuka
浩伸 草深
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/18—Packaging of the electronic circuit in a casing

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱応力の発生に起因した損傷を抑制すること
のできるイグナイタを提供する。 【解決手段】 イグナイタ10はケース11と、ベアチ
ップタイプのパワートランジスタ22が配設されたヒー
トシンク12及び低電流用素子20が配設されたIC基
板等と、これらヒートシンク12等を被覆する絶縁層2
1とを備える。絶縁層21を形成する際には、まず、ヒ
ートシンク12、IC基板16等が所定位置に配設され
たケース11の内部に粒状のガラスフィラーGを注入し
て、同フィラーGをケース11の底部に溜める。そし
て、液状のエポキシ樹脂Eをケース11の開口近傍にま
で注入した後、同エポキシ樹脂Eを所定温度にまで加熱
し硬化させて絶縁層21を形成する。その結果、ガラス
フィラーGは絶縁層21においてパワートランジスタ2
2近傍により多く偏在した状態となる。
(57) [Problem] To provide an igniter capable of suppressing damage caused by generation of thermal stress. An igniter (10) includes a case (11), a heat sink (12) on which a bare-chip type power transistor (22) is disposed, an IC substrate on which a low-current element (20) is disposed, and an insulating layer (2) covering these heat sinks (12).
1 is provided. When forming the insulating layer 21, first, a granular glass filler G is injected into the case 11 in which the heat sink 12, the IC substrate 16, and the like are disposed at predetermined positions, and the filler G is placed on the bottom of the case 11. Accumulate in After the liquid epoxy resin E is injected into the vicinity of the opening of the case 11, the epoxy resin E is heated to a predetermined temperature and cured to form the insulating layer 21. As a result, the glass filler G becomes the power transistor 2 in the insulating layer 21.
The state is more unevenly distributed in the vicinity of 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、IC基板及びパワ
ー素子を含む内蔵物をケース内に収容し、同ケース内に
充填した充填材によって前記内蔵物を被覆したイグナイ
タに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an igniter in which a built-in component including an IC substrate and a power element is accommodated in a case, and the built-in component is covered with a filler filled in the case.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の点火システムは点火プラグ、
点火コイル、及びイグナイタ等によって構成されてい
る。この点火システムでは、点火コイルに発生した点火
用高電圧が点火プラグに供給されることにより、同点火
プラグの電極間に火花が生じて内燃機関の燃焼室内にお
ける混合気の着火が行われる。
2. Description of the Related Art An ignition system for an internal combustion engine includes a spark plug,
It is composed of an ignition coil, an igniter, and the like. In this ignition system, a high voltage for ignition generated in the ignition coil is supplied to the ignition plug, so that a spark is generated between the electrodes of the ignition plug and the mixture is ignited in the combustion chamber of the internal combustion engine.

【0003】こうした点火システムにおいて、イグナイ
タは点火コイルに流れる1次電流を断続制御することに
より同コイルに点火用高電圧を発生させる機能を有して
いる。一般に、このイグナイタはケース内に収容された
IC基板及びパワー素子等を備え、これら内蔵物がケー
ス内に充填された充填材によって封止された構造を有し
ている(例えば、特開平4−1472号公報に記載され
た「内燃機関用電子点火装置」)。
In such an ignition system, the igniter has a function of generating a high ignition voltage in the ignition coil by intermittently controlling a primary current flowing through the ignition coil. Generally, the igniter includes an IC board and a power element housed in a case, and has a structure in which these internal components are sealed by a filler filled in the case (for example, see Japanese Unexamined Patent Publication No. No. 1472, “Electronic ignition device for internal combustion engine”).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うにイグナイタは点火コイルの1次電流を断続制御する
ものであるため、発熱して温度上昇する傾向がある。そ
して、この温度上昇に伴って上記IC基板、パワー素
子、及び充填材等が熱膨張すると、これら各部材は熱膨
張率が相互に異なっているために局所的に過大な熱応力
が発生して上記各部材の損傷を招くおそれがあった。
Since the igniter controls the primary current of the ignition coil intermittently as described above, it tends to generate heat and increase in temperature. When the IC substrate, the power element, the filler, and the like thermally expand due to the rise in temperature, these members have locally different thermal expansion coefficients, which cause excessive thermal stress. There is a possibility that the above members may be damaged.

【0005】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は熱応力の発生に起因した損傷を抑制す
ることのできるイグナイタを提供することにある。
[0005] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an igniter capable of suppressing damage caused by generation of thermal stress.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載した発明は、IC基板及びパワー素
子を含む内蔵物をケース内に収容し、同ケース内に充填
した充填材によって内蔵物を被覆したイグナイタにおい
て、充填材はその熱膨張率が各内蔵物の熱膨張率の違い
に応じて部分的に異なるものであるとしている。
According to one aspect of the present invention, there is provided a filler for accommodating a built-in component including an IC substrate and a power element in a case and filling the case. In the igniter in which the built-in components are covered, the filler has a coefficient of thermal expansion that is partially different depending on the difference in the coefficient of thermal expansion of each built-in component.

【0007】上記構成によれば、各内蔵物とその内蔵物
を被覆する充填材との間における熱膨張率の差を減少さ
せることができ、内蔵物及び充填材に発生する熱応力を
緩和させることができるようになる。
According to the above construction, the difference in the coefficient of thermal expansion between each built-in component and the filler covering the built-in component can be reduced, and the thermal stress generated in the built-in component and the filler can be reduced. Will be able to do it.

【0008】また、請求項2に記載した発明では、請求
項1に記載したイグナイタにおいて、充填材はその内部
に同充填材と熱膨張率の異なる添加材が偏在されてなる
ものであるとしている。
According to a second aspect of the present invention, in the igniter according to the first aspect, the filler is formed such that an additive having a different coefficient of thermal expansion from that of the filler is unevenly distributed therein. .

【0009】上記構成によれば、請求項1に記載した発
明の作用に加えて、例えば充填材を熱膨張率の異なる異
種材料にて形成するようにした構成とは異なり、充填材
の熱膨張率を連続的に変化させることができるようにな
る。
According to the above configuration, in addition to the operation of the first aspect of the invention, unlike the configuration in which the filler is formed of different materials having different thermal expansion coefficients, for example, the thermal expansion of the filler is different. The rate can be changed continuously.

【0010】更に、請求項3に記載した発明では、請求
項1に記載したイグナイタにおいて、添加材はパワー素
子と略同一の熱膨張率を有し、パワー素子の周囲に偏在
されるものであるとしている。
Further, according to the third aspect of the present invention, in the igniter according to the first aspect, the additive has substantially the same coefficient of thermal expansion as that of the power element and is unevenly distributed around the power element. And

【0011】上記構成によれば、請求項2に記載した発
明の作用に加えて、自己発熱して熱膨張が特に大きくな
るパワー素子と同素子を被覆する充填材との間の熱膨張
率の差を減少させることができ、パワー素子及び同素子
近傍の充填材に発生する熱応力を緩和させることができ
るようになる。
According to the above construction, in addition to the effect of the second aspect of the invention, the coefficient of thermal expansion between the power element and the filler which covers the element is self-heating and the thermal expansion is particularly large. The difference can be reduced, and the thermal stress generated in the power element and the filler in the vicinity of the power element can be reduced.

【0012】また、請求項4に記載した発明では、IC
基板及びパワー素子を含む内蔵物をケース内に収容し、
同ケース内に充填した充填材によって前記内蔵物を被覆
したイグナイタにおいて、IC基板に設けられパワー素
子とボンディングワイヤを介して接続されるボンディン
グパッドの熱膨張率と充填材の熱膨張率とを略等しく設
定するようにしている。
Further, according to the invention described in claim 4, the IC
The internal components including the board and the power element are housed in the case,
In the igniter in which the built-in component is covered by the filler filled in the same case, the thermal expansion coefficient of the bonding pad provided on the IC substrate and connected to the power element via the bonding wire and the thermal expansion coefficient of the filler are substantially equal. They are set equal.

【0013】上記構成によれば、ボンディングパッドと
その周囲を被覆する充填材との間における熱膨張差及び
熱収縮差を減少させることができ、ボンディングパッド
とボンディングワイヤとの接続部分に発生する熱応力を
緩和させることができるようになる。
According to the above configuration, the difference in thermal expansion and the difference in thermal shrinkage between the bonding pad and the filler covering the periphery thereof can be reduced, and the heat generated at the connection between the bonding pad and the bonding wire can be reduced. Stress can be reduced.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】[第1の実施形態]以下、本発明
を具体化した第1の実施形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described below.

【0015】図1は本実施形態におけるイグナイタ10
の断面を示している。同図に示すように、イグナイタ1
0のケース11は収容空間11aを有した有底角筒状に
形成されている。そして、この収容空間11a内には銅
によって形成されたヒートシンク12が配設されてい
る。ヒートシンク12の上部には熱可塑性樹脂からなる
絶縁プレート14が配設されており、この絶縁プレート
14にはその上面全体を覆うようにしてセラミック製の
IC基板16が配設されている。
FIG. 1 shows an igniter 10 according to this embodiment.
2 shows a cross section of FIG. As shown in FIG.
The zero case 11 is formed in a bottomed rectangular tube shape having an accommodation space 11a. A heat sink 12 made of copper is provided in the accommodation space 11a. An insulating plate 14 made of a thermoplastic resin is provided above the heat sink 12, and a ceramic IC substrate 16 is provided on the insulating plate 14 so as to cover the entire upper surface thereof.

【0016】IC基板16の上面にはIC、コンデン
サ、抵抗等の複数の低電流用素子20(図ではその一つ
を示す)やボンディングパッド27等が配設されてい
る。また、ヒートシンク12の上面においてケース11
の底部側(図1の右側)には絶縁プレート14と隣接し
てパワートランジスタ22が配設されている。このパワ
ートランジスタ22は樹脂等によって素子が覆われてい
ない、いわゆるベアチップタイプのトランジスタであ
る。このパワートランジスタ22はアルミニウムからな
るボンディングワイヤ26を介してボンディングパッド
27と電気的に接続されている。これらパワートランジ
スタ22及び低電流用素子20等によって点火コイル
(図示略)の1次電流を断続制御するための電気的回路
が構成されている。この電気的回路はIC基板16の一
端部に取り付けられたターミナル25を介して点火コイ
ル及び制御装置(いずれも図示略)に接続されている。
A plurality of low-current elements 20 (one of which is shown in the figure) such as an IC, a capacitor, and a resistor, a bonding pad 27, and the like are provided on the upper surface of the IC substrate 16. Also, on the upper surface of the heat sink 12, the case 11
A power transistor 22 is disposed adjacent to the insulating plate 14 on the bottom side (right side in FIG. 1). The power transistor 22 is a so-called bare-chip type transistor whose elements are not covered with resin or the like. The power transistor 22 is electrically connected to a bonding pad 27 via a bonding wire 26 made of aluminum. An electric circuit for intermittently controlling the primary current of the ignition coil (not shown) is configured by the power transistor 22 and the low current element 20 and the like. This electric circuit is connected to an ignition coil and a control device (both not shown) via a terminal 25 attached to one end of the IC substrate 16.

【0017】収容空間11a内にはエポキシ樹脂が充填
されることによって絶縁層21が形成されており、この
絶縁層21によってヒートシンク12、絶縁プレート1
4、IC基板16、パワートランジスタ22等の周囲が
被覆されている。
An insulating layer 21 is formed by filling the housing space 11a with an epoxy resin. The insulating layer 21 allows the heat sink 12 and the insulating plate 1 to be formed.
4. The periphery of the IC substrate 16, the power transistor 22, and the like are covered.

【0018】以下、この絶縁層21を形成する際の概略
工程について説明する。まず、図2(a)に示すよう
に、ヒートシンク12、絶縁プレート14、IC基板1
6等が所定位置に配設された収容空間11aに粒状のガ
ラスフィラーGを注入して、同ガラスフィラーGをケー
ス11の底部に溜める。尚、このガラスフィラーGの熱
膨張率はエポキシ樹脂の熱膨張率よりも小さなものとな
っている。また、ガラスフィラーG及びパワートランジ
スタ22の素子はいずれもシリコンによって形成されて
いるため、その熱膨張率は略等しくなっている。
Hereinafter, a schematic process for forming the insulating layer 21 will be described. First, as shown in FIG. 2A, the heat sink 12, the insulating plate 14, the IC substrate 1
6 and the like inject the granular glass filler G into the accommodation space 11 a provided at a predetermined position, and store the glass filler G at the bottom of the case 11. The coefficient of thermal expansion of the glass filler G is smaller than the coefficient of thermal expansion of the epoxy resin. Further, since both the glass filler G and the element of the power transistor 22 are formed of silicon, their thermal expansion coefficients are substantially equal.

【0019】次に、図2(b),(c)に示すように、
液状のエポキシ樹脂Eをケース11の開口近傍にまで注
入する。このようにエポキシ樹脂Eを注入することによ
って、ケース11の底部に溜まったガラスフィラーGは
拡散されるが、エポキシ樹脂Eの粘度が比較的大きいた
め、同エポキシ樹脂E中にガラスフィラーGが均一に分
散してしまうことはなく、同ガラスフィラーGはパワー
トランジスタ22の近傍に分散するようになる。従っ
て、ガラスフィラーGは絶縁層21においてパワートラ
ンジスタ22近傍により多く偏在した状態となる。
Next, as shown in FIGS. 2B and 2C,
The liquid epoxy resin E is poured into the vicinity of the opening of the case 11. By injecting the epoxy resin E in this manner, the glass filler G collected at the bottom of the case 11 is diffused. However, since the viscosity of the epoxy resin E is relatively large, the glass filler G is uniformly dispersed in the epoxy resin E. The glass filler G is dispersed near the power transistor 22. Therefore, the glass filler G is more unevenly distributed near the power transistor 22 in the insulating layer 21.

【0020】また、こうして注入されるエポキシ樹脂E
中にもガラスフィラー(図示略)が添加されている。こ
のガラスフィラーの添加量は、硬化後のエポキシ樹脂E
における熱膨張率が収容空間11a内に配設される各部
材のうち、パワートランジスタ22を除く部材(IC基
板16や絶縁プレート14等)の熱膨張率の平均値と等
しくなるように予め設定されている。
The epoxy resin E thus injected is
A glass filler (not shown) is also added therein. The amount of the glass filler added is determined by the epoxy resin E after curing.
Is set in advance to be equal to the average value of the coefficients of thermal expansion of the members (such as the IC substrate 16 and the insulating plate 14) except for the power transistor 22 among the members arranged in the accommodation space 11a. ing.

【0021】このようにしてケース11内にガラスフィ
ラーGを注入し、エポキシ樹脂Eを充填した後、エポキ
シ樹脂Eを所定温度にまで加熱して硬化させることによ
って絶縁層21を形成する。
After the glass filler G is injected into the case 11 and filled with the epoxy resin E, the insulating layer 21 is formed by heating and curing the epoxy resin E to a predetermined temperature.

【0022】以上説明したように、本実施形態における
イグナイタ10ではパワートランジスタ22近傍におけ
るガラスフィラーGの分布密度をそれ以外の部分よりも
大きくなるように調整している。
As described above, in the igniter 10 according to the present embodiment, the distribution density of the glass filler G in the vicinity of the power transistor 22 is adjusted so as to be higher than the other parts.

【0023】従って、絶縁層21の熱膨張率が部分的に
小さくなり、パワートランジスタ22と同パワートラン
ジスタ22を被覆する絶縁層21との熱膨張率の差が減
少するため、パワートランジスタ22及びその近傍の絶
縁層21に発生する熱応力が緩和されるようになる。
Accordingly, the thermal expansion coefficient of the insulating layer 21 is partially reduced, and the difference in thermal expansion coefficient between the power transistor 22 and the insulating layer 21 covering the power transistor 22 is reduced. Thermal stress generated in the nearby insulating layer 21 is reduced.

【0024】その結果、本実施形態によれば、 (1)パワートランジスタ22や、その近傍の絶縁層2
1、或いは同パワートランジスタ22に対するワイヤボ
ンディングの接合部分が熱応力に起因して損傷してしま
うことを抑制することができ、イグナイタ10の耐久性
及び信頼性を向上させることができる。
As a result, according to the present embodiment, (1) the power transistor 22 and the insulating layer 2
1 or the bonding portion of the wire bonding to the power transistor 22 can be prevented from being damaged due to thermal stress, and the durability and reliability of the igniter 10 can be improved.

【0025】また、本実施形態ではパワートランジスタ
22近傍の絶縁層21にガラスフィラーGをより多く偏
在させることにより同絶縁層21の熱膨張率を部分的に
小さくするようにしたが、例えば、エポキシ樹脂Eに予
め添加されるガラスフィラーの量を増加させて同エポキ
シ樹脂Eの熱膨張率を全体に小さくすることにより、パ
ワートランジスタ22近傍に発生する熱応力を緩和する
ことも可能である。しかしながら、このように絶縁層2
1の熱膨張率を全体的に小さくした場合には、パワート
ランジスタ22よりも熱膨張率が大きいIC基板16や
絶縁プレート14と絶縁層21との熱膨張率の差が大き
くなってしまい、これら各部材の近傍に発生する応力が
増大するおそれがある。
In the present embodiment, the thermal expansion coefficient of the insulating layer 21 is partially reduced by unevenly distributing the glass filler G in the insulating layer 21 near the power transistor 22. By increasing the amount of the glass filler added to the resin E in advance and reducing the coefficient of thermal expansion of the epoxy resin E as a whole, it is possible to reduce the thermal stress generated near the power transistor 22. However, the insulating layer 2
In the case where the thermal expansion coefficient of 1 is made smaller as a whole, the difference in thermal expansion coefficient between the insulating layer 21 and the IC substrate 16 or the insulating plate 14 having a larger thermal expansion coefficient than that of the power transistor 22 becomes large. The stress generated in the vicinity of each member may increase.

【0026】この点、本実施形態によれば、 (2)ガラスフィラーGをエポキシ樹脂E中に偏在させ
てエポキシ樹脂Eの熱膨張率を部分的に変更するように
している。従って、上記のようにIC基板16等の近傍
に発生する熱応力を増大させてしまうことがなく、この
ような熱応力の増大に起因したIC基板16等の損傷を
未然に回避することができる。
In this regard, according to the present embodiment, (2) the glass filler G is unevenly distributed in the epoxy resin E to partially change the coefficient of thermal expansion of the epoxy resin E. Therefore, the thermal stress generated in the vicinity of the IC substrate 16 and the like is not increased as described above, and damage to the IC substrate 16 and the like due to the increase in the thermal stress can be avoided. .

【0027】更に、本実施形態では上記のように絶縁層
21の熱膨張率を部分的に異ならせるために同絶縁層2
1の内部にガラスフィラーGを偏在させた構成を採用す
るようにしているため、例えば絶縁層21を熱膨張率の
異なる異種材料にて形成するようにした構成とは異な
り、同絶縁層21の熱膨張率を連続的に変化させること
ができるようになる。
Further, in this embodiment, as described above, the insulating layer 2 is formed in order to make the thermal expansion coefficient of the insulating layer 21 partially different.
Since the configuration in which the glass filler G is unevenly distributed in the inside of the insulating layer 21 is adopted, unlike the configuration in which the insulating layer 21 is formed of different materials having different thermal expansion coefficients, for example, The coefficient of thermal expansion can be changed continuously.

【0028】従って、本実施形態によれば、 (3)絶縁層21の内部に熱膨張率の大きく変化する界
面が形成されるのを防止することができ、こうした界面
が形成されることによる絶縁層21の機械的強度低下
や、同界面における応力集中を回避することができるよ
うになる。
Therefore, according to the present embodiment, (3) it is possible to prevent the formation of an interface in which the coefficient of thermal expansion changes greatly inside the insulating layer 21, and the insulation caused by the formation of such an interface can be prevented. It is possible to avoid a decrease in mechanical strength of the layer 21 and a concentration of stress at the interface.

【0029】[第2の実施形態]次に、本発明に係る第
2の実施形態について上記第1の実施形態との相違点の
中心に説明する。尚、第1の実施形態と同様の構成につ
いては説明を省略する。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment according to the present invention will be described, focusing on differences from the first embodiment. The description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.

【0030】上記イグナイタ10のパワートランジスタ
22はその作動時における温度上昇を抑制すべく、IC
基板16ではなくヒートシンク12上に直接配設されて
いる。そして、前述したように、このパワートランジス
タ22はIC基板16上に設けられたボンディングパッ
ド27とワイヤボンディングにより電気的に接続されて
いる。
The power transistor 22 of the igniter 10 has an IC for suppressing a rise in temperature during its operation.
It is provided directly on the heat sink 12 instead of the substrate 16. As described above, the power transistor 22 is electrically connected to the bonding pad 27 provided on the IC substrate 16 by wire bonding.

【0031】ところで、上記第1の実施形態とは異な
り、上記絶縁層をゲル材料によって形成するようにした
イグナイタにあっては、通常、こうしたボンディングパ
ッドが熱膨張率の比較的小さい材料(42アロイ,50
アロイ等)によって形成されている。絶縁層をゲル材料
によって形成するようにした場合には、ボンディングパ
ッドの熱膨張や熱収縮が絶縁層によって規制されること
が殆どないため、ボンディングパッドとワイヤとの接合
部分に作用する熱応力を低減するためには、ボンディン
グパッドの形成材料の選定によってこうした熱膨張及び
熱収縮を抑制する必要があるからである。
By the way, unlike the first embodiment, in an igniter in which the insulating layer is formed of a gel material, such a bonding pad is usually made of a material having a relatively small coefficient of thermal expansion (42 alloy). , 50
Alloy, etc.). If the insulating layer is formed of a gel material, thermal expansion and contraction of the bonding pad are hardly restricted by the insulating layer. In order to reduce the thermal expansion and contraction, it is necessary to suppress such thermal expansion and thermal contraction by selecting a material for forming the bonding pad.

【0032】しかしながら、上記第1の実施形態のよう
に、絶縁層21をエポキシ樹脂によって形成するように
した場合には、ボンディングパッド27の熱膨張及び熱
収縮は絶縁層21により規制されるようになるものの、
絶縁層21とボンディングパッド27と間の僅かな熱膨
張差(或いは熱収縮差)によって両者の界面に発生する
熱応力が増大してしまい、この熱応力による上記接合部
分の損傷も避けられないものとなる。
However, when the insulating layer 21 is formed of an epoxy resin as in the first embodiment, the thermal expansion and thermal contraction of the bonding pad 27 are regulated by the insulating layer 21. Although
A slight difference in thermal expansion (or difference in thermal shrinkage) between the insulating layer 21 and the bonding pad 27 causes an increase in thermal stress generated at the interface between the two, and damage to the above-mentioned joint due to this thermal stress cannot be avoided. Becomes

【0033】そこで、本実施形態ではこうした損傷を未
然に回避すべく絶縁層21及びボンディングパッド27
に関して以下のような構成を採用している。まず、絶縁
層21は収容空間11a内の大部分を占めるヒートシン
ク12の形成材料である銅と略同じ熱膨張率を有するエ
ポキシ樹脂によって形成されている。本実施形態では上
記第1の実施形態とは異なり、ガラスフィラーGを絶縁
層21中に偏在させる構成を採用しておらず、絶縁層2
1の熱膨張率は収容空間11a内において略均一であ
る。
Therefore, in the present embodiment, the insulating layer 21 and the bonding pad 27 are used in order to avoid such damage.
The following configuration is adopted for First, the insulating layer 21 is formed of an epoxy resin having substantially the same coefficient of thermal expansion as copper, which is a material for forming the heat sink 12 that occupies most of the housing space 11a. Unlike the first embodiment, the present embodiment does not employ a configuration in which the glass filler G is unevenly distributed in the insulating layer 21.
The coefficient of thermal expansion of 1 is substantially uniform in the accommodation space 11a.

【0034】また、ボンディングパッド27は上記絶縁
層21と同様の熱膨張率を有する材料である銅によって
形成されており、その上面にはボンディングワイヤ26
が接続されている。
The bonding pad 27 is made of copper, which is a material having the same coefficient of thermal expansion as that of the insulating layer 21.
Is connected.

【0035】こうした構成により、本実施形態では、ボ
ンディングパッド27と絶縁層21との間における熱膨
張差(或いは熱収縮差)を殆ど無くすことができる。従
って、本実施形態によれば、 (4)ボンディングパッド27とボンディングワイヤ2
6との接合部分に過大な応力が発生するのを抑制するこ
とができ、こうした過大な応力に起因して上記接合部分
が損傷したり、或いはボンディングワイヤ26が断線し
てしまうのを回避してイグナイタ10の信頼性を更に向
上させることができるようになる。
With this configuration, in this embodiment, the difference in thermal expansion (or difference in thermal contraction) between the bonding pad 27 and the insulating layer 21 can be almost eliminated. Therefore, according to the present embodiment, (4) the bonding pad 27 and the bonding wire 2
6 can be prevented from generating an excessive stress at a joint portion with the joint 6, and it is possible to avoid damage to the joint portion or disconnection of the bonding wire 26 due to such excessive stress. The reliability of the igniter 10 can be further improved.

【0036】(5)更に、ボンディングパッド27の形
成材料として特に銅を採用しているため、例えば、上記
のように42アロイや50アロイ等といった銅と比較し
て極めて高価な材料によりボンディングパッドを形成す
るようにした場合と比較して、ボンディングパッド27
の部品コストを抑えることができ、ひいてはイグナイタ
10のコスト低減を図ることができるようになる。
(5) Further, since copper is particularly used as a material for forming the bonding pad 27, the bonding pad is made of an extremely expensive material such as 42 alloy or 50 alloy as described above, for example. Compared to the case where the bonding pad 27 is formed,
And the cost of the igniter 10 can be reduced.

【0037】以上説明した各実施形態は以下のように構
成を変更して実施することもできる。 ・上記第1の実施形態では粒状のガラスフィラーGをエ
ポキシ樹脂E中に添加するようにしたが、このガラスフ
ィラーGとして繊維状のものを用いるようにしてもよ
い。このように繊維状のガラスフィラーGを用いるよう
にすれば、エポキシ樹脂Eの機械的強度を増大させて熱
応力に起因した絶縁層21の損傷を更に抑制することが
できる。
Each of the embodiments described above can be implemented by changing the configuration as described below. In the first embodiment, the granular glass filler G is added to the epoxy resin E, but a fibrous glass filler G may be used. If the fibrous glass filler G is used as described above, the mechanical strength of the epoxy resin E can be increased, and damage to the insulating layer 21 due to thermal stress can be further suppressed.

【0038】・上記第1の実施形態では絶縁層21を形
成する際に収容空間11a内にガラスフィラーGを注入
し、その後にエポキシ樹脂Eを同収容空間11a内に充
填するようにした。これに対して、ガラスフィラーの添
加量が異なるエポキシ樹脂を2種類(或いは複数種類)
用意し、最初にガラスフィラーの添加量が大きいエポキ
シ樹脂を収容空間11a内に充填した後に添加量の小さ
いエポキシ樹脂を充填することにより、パワートランジ
スタ22近傍におけるガラスフィラーの分布密度をそれ
以外の部分よりも大きくなるように調整してもよい。
In the first embodiment, when the insulating layer 21 is formed, the glass filler G is injected into the accommodation space 11a, and then the epoxy resin E is filled into the accommodation space 11a. On the other hand, two types (or plural types) of epoxy resins with different amounts of glass filler added
By preparing and first filling the housing space 11a with the epoxy resin with a large addition amount of the glass filler and then filling with the small addition amount of the epoxy resin, the distribution density of the glass filler in the vicinity of the power transistor 22 is reduced. It may be adjusted so as to be larger.

【0039】・また、ケース11内におけるパワートラ
ンジスタ22の位置に応じてガラスフィラーGを注入す
る時期を変更するようにしてもよい。例えば、パワート
ランジスタ22を図1の左右方向における収容空間11
a内の中央に配置するようにした場合には、エポキシ樹
脂Eをパワートランジスタ22の位置まで充填した後に
ガラスフィラーを注入し、その後、エポキシ樹脂Eをケ
ース11の開口部近傍まで更に充填するようにする。
The timing for injecting the glass filler G may be changed according to the position of the power transistor 22 in the case 11. For example, the power transistor 22 is placed in the housing space 11 in the left-right direction of FIG.
In the case where it is arranged at the center of a, the glass filler is injected after filling the epoxy resin E to the position of the power transistor 22, and then the epoxy resin E is further filled to the vicinity of the opening of the case 11. To

【0040】・上記第2の実施形態ではボンディングパ
ッド27の形成材料として銅を用いるようにしたが、絶
縁層21を形成するエポキシ樹脂と略同一の熱膨張率を
有する他の材料によって形成することもできる。
In the second embodiment, copper is used as a material for forming the bonding pad 27. However, the bonding pad 27 may be formed of another material having substantially the same coefficient of thermal expansion as the epoxy resin forming the insulating layer 21. Can also.

【0041】以上、本発明を具体化した各実施形態につ
いて説明したが、上記各実施形態から把握できる技術的
思想についてその効果とともに記載する。 ・請求項2又は3に記載したイグナイタにおいて、添加
材はガラス繊維からなることを特徴とする。
While the embodiments embodying the present invention have been described above, technical ideas that can be grasped from the above embodiments will be described together with their effects. -In the igniter according to claim 2 or 3, the additive is made of glass fiber.

【0042】このように構成すれば、充填材の機械的強
度を増大させることができ、熱応力に起因した充填材の
損傷を更に抑制することができるようになる。 ・請求項1乃至3に記載したイグナイタにおいて、IC
基板に配設されてパワー素子とワイヤボンディングされ
るボンディングパットはその熱膨張率が充填材の熱膨張
率と略同一に設定されるものであることを特徴とする。
With this configuration, the mechanical strength of the filler can be increased, and damage to the filler due to thermal stress can be further suppressed. -The igniter according to any one of claims 1 to 3, wherein
The bonding pad disposed on the substrate and wire-bonded to the power element is characterized in that its coefficient of thermal expansion is set to be substantially the same as the coefficient of thermal expansion of the filler.

【0043】このように構成すれば、ボンディングパッ
トとワイヤとの接合部分に過大な応力が発生するのを抑
制することができ、こうした過大な応力に起因して上記
接合部分が損傷したり、或いはワイヤが断線してしまう
のを回避してイグナイタの信頼性を更に向上させること
ができるようになる。
With this configuration, it is possible to suppress the occurrence of excessive stress at the joint between the bonding pad and the wire, and the joint is damaged or damaged due to the excessive stress. Breakage of the wire can be avoided, and the reliability of the igniter can be further improved.

【0044】[0044]

【発明の効果】請求項1乃至3に記載した発明では、ケ
ース内に収容された内蔵物の熱膨張率に応じて該内蔵物
を被覆する充填材の熱膨張率を部分的に異ならせるよう
にした。従って、各内蔵物と同内蔵物近傍の充填材との
熱膨張率の差を減少させることにより内蔵物及び充填材
に発生する熱応力を緩和させることができ、こうした熱
応力に起因した内蔵物及び充填材の損傷を抑制すること
ができるようになる。
According to the first to third aspects of the present invention, the coefficient of thermal expansion of the filler covering the built-in component is made to differ partially according to the coefficient of thermal expansion of the built-in component contained in the case. I made it. Therefore, by reducing the difference in the coefficient of thermal expansion between each built-in component and the filler near the built-in component, the thermal stress generated in the built-in component and the filler can be reduced, and the built-in component caused by such thermal stress can be reduced. In addition, damage to the filler can be suppressed.

【0045】また、請求項2又は3に記載した発明で
は、充填材の内部に同充填材とは異なる熱膨張率の添加
材を偏在させるようにしているため、例えば充填材を熱
膨張率の異なる異種材料にて形成するようにした構成と
は異なり、充填材の熱膨張率を連続的に変化させること
ができる。従って、充填材の内部に熱膨張率の大きく変
化する界面が形成されるのを防止して、こうした界面が
形成されることによる充填材の機械的強度低下や、同界
面における応力集中を回避することができるようにな
る。
According to the second or third aspect of the present invention, an additive having a thermal expansion coefficient different from that of the filler is unevenly distributed inside the filler. Unlike the configuration in which the filler is formed of different materials, the coefficient of thermal expansion of the filler can be continuously changed. Therefore, it is possible to prevent the formation of an interface in which the coefficient of thermal expansion changes greatly inside the filler, and to avoid a decrease in the mechanical strength of the filler due to the formation of such an interface and a stress concentration at the interface. Will be able to do it.

【0046】特に、請求項3に記載した発明では、パワ
ー素子の周囲に該パワー素子と略同一の熱膨張率を有す
る添加材を偏在させるようにしている。従って、自己発
熱して熱膨張が特に大きくなるパワー素子と同素子を被
覆する充填材との熱膨張率の差を減少させることにより
パワー素子及び同素子近傍の充填材に発生する熱応力を
緩和させることができ、こうした熱応力に起因したパワ
ー素子や同素子近傍の充填材の損傷を抑制することがで
きるようになる。
In particular, according to the third aspect of the present invention, the additive having substantially the same coefficient of thermal expansion as the power element is unevenly distributed around the power element. Therefore, the thermal stress generated in the power element and the filler near the element is alleviated by reducing the difference in the coefficient of thermal expansion between the power element, which has a particularly large thermal expansion due to self-heating, and the filler covering the element. Thus, damage to the power element and the filler near the element due to such thermal stress can be suppressed.

【0047】また、請求項4に記載した発明では、IC
基板に設けられパワー素子とボンディングワイヤを介し
て接続されるボンディングパッドの熱膨張率と充填材の
熱膨張率とを略等しく設定するようにしている。従っ
て、ボンディングパッドとその周囲を被覆する充填材と
の間における熱膨張差及び熱収縮差を減少させることに
より、ボンディングパッドとボンディングワイヤとの接
続部分に発生する熱応力を緩和させることができる。そ
の結果、こうした熱応力に起因した上記接合部分の損傷
を回避して、より信頼性の高いイグナイタを得ることが
できるようになる。
According to the fourth aspect of the present invention, the IC
The coefficient of thermal expansion of the bonding pad provided on the substrate and connected to the power element via the bonding wire is set substantially equal to the coefficient of thermal expansion of the filler. Therefore, by reducing the difference in thermal expansion and the difference in thermal contraction between the bonding pad and the filler covering the periphery thereof, it is possible to reduce the thermal stress generated at the connection portion between the bonding pad and the bonding wire. As a result, it is possible to avoid damage to the bonding portion caused by such thermal stress and obtain a more reliable igniter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】イグナイタの断面図。FIG. 1 is a sectional view of an igniter.

【図2】絶縁層の形成工程を説明する概略工程図。FIG. 2 is a schematic process diagram illustrating a process of forming an insulating layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…イグナイタ、11…ケース、11a…収容空間、
12…ヒートシンク、14…絶縁プレート、16…IC
基板、20…低電流用素子、21…絶縁層、22…パワ
ートランジスタ、25…ターミナル、26…ボンディン
グワイヤ、27…ボンディングパッド、E…エポキシ樹
脂、G…ガラスフィラー。
10 igniter, 11 case, 11a accommodation space,
12 heat sink, 14 insulating plate, 16 IC
Substrate, 20: low current element, 21: insulating layer, 22: power transistor, 25: terminal, 26: bonding wire, 27: bonding pad, E: epoxy resin, G: glass filler.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 IC基板及びパワー素子を含む内蔵物を
ケース内に収容し、同ケース内に充填した充填材によっ
て前記内蔵物を被覆したイグナイタにおいて、 前記充填材はその熱膨張率が前記各内蔵物の熱膨張率の
違いに応じて部分的に異なるものであることを特徴とす
るイグナイタ。
1. An igniter in which a built-in component including an IC substrate and a power element is housed in a case, and the built-in component is covered with a filler filled in the case. An igniter characterized in that the igniter is partially different depending on a difference in thermal expansion coefficient of a built-in component.
【請求項2】 請求項1に記載したイグナイタにおい
て、 前記充填材はその内部に同充填材と熱膨張率の異なる添
加材が偏在されてなるものであることを特徴とするイグ
ナイタ。
2. The igniter according to claim 1, wherein the filler is formed by unevenly distributing an additive having a different coefficient of thermal expansion from that of the filler.
【請求項3】 請求項2に記載したイグナイタにおい
て、 前記添加材は前記パワー素子と略同一の熱膨張率を有
し、前記パワー素子の周囲に偏在されるものであること
を特徴とするイグナイタ。
3. The igniter according to claim 2, wherein the additive has a coefficient of thermal expansion substantially equal to that of the power element and is unevenly distributed around the power element. .
【請求項4】 IC基板及びパワー素子を含む内蔵物を
ケース内に収容し、同ケース内に充填した充填材によっ
て前記内蔵物を被覆したイグナイタにおいて、 前記IC基板に設けられ前記パワー素子とボンディング
ワイヤを介して接続されるボンディングパッドの熱膨張
率と前記充填材の熱膨張率とを略等しく設定したことを
特徴とするイグナイタ。
4. An igniter in which a built-in component including an IC substrate and a power element is accommodated in a case and the built-in component is covered with a filler filled in the case, wherein the igniter is provided on the IC substrate and bonded to the power element. An igniter characterized in that a coefficient of thermal expansion of a bonding pad connected via a wire and a coefficient of thermal expansion of the filler are set substantially equal.
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