JP3513063B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents
内燃機関用点火装置Info
- Publication number
- JP3513063B2 JP3513063B2 JP34184999A JP34184999A JP3513063B2 JP 3513063 B2 JP3513063 B2 JP 3513063B2 JP 34184999 A JP34184999 A JP 34184999A JP 34184999 A JP34184999 A JP 34184999A JP 3513063 B2 JP3513063 B2 JP 3513063B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ignition
- power supply
- capacitor
- terminal
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/40—Sparking plugs structurally combined with other devices
- H01T13/44—Sparking plugs structurally combined with other devices with transformers, e.g. for high-frequency ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
- F02P3/04—Layout of circuits
- F02P3/055—Layout of circuits with protective means to prevent damage to the circuit, e.g. semiconductor devices or the ignition coil
- F02P3/0552—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/12—Ignition, e.g. for IC engines
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/12—Ignition, e.g. for IC engines
- H01F2038/122—Ignition, e.g. for IC engines with rod-shaped core
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48153—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
- H01L2224/48195—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being a discrete passive component
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- 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
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
- H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
イルを駆動するための内燃機関用点火装置に関する。
するスイッチング素子として、近年、バイポーラパワー
トランジスタに代わってIGBT(絶縁ゲート型バイポ
ーラトランジスタ)が提案されている。
スタ)の構造が追加され電圧駆動型となっているため、
電流駆動型のバイポーラパワートランジスタに比べて微
小電流で駆動することができ、付加機能である過電流防
止用(IGBT保護用)の電流制限回路規模を小形化す
ることができ、IGBTと電流制限回路とを一つのチッ
プ上にコンパクトに形成できる利点がある。
て、IGBTと過電流防止用電流制限回路とを一つにし
たチップ(いわゆる「インテリジェント型IGBTチッ
プ」と称されることもある)は、特開平10−7794
0号公報で開示されるように、点火パワー系の標準的な
パッケージングであるTO−220タイプのパッケージ
ング体に内蔵され、このパッケージング体が点火コイル
の装置の中に実装されている。
イル装置は、点火時にノイズが発生しこれが電源線にの
ってラジオノイズとなるために、顧客要求仕様によって
は、電源とグランド間にラジオノイズを防止するための
コンデンサを組み入れることが要求されている。
は、点火駆動回路を収容するイグナイタケースの外部に
取り付けたり、特開平10−149934号公報に開示
されるように、イグナイタケース内に点火駆動回路の基
板と別個に配置している。後者の場合には、イグナイタ
ケースに設けた外部接続用のコネクタ端子のうち1次電
流,2次電流用の電源端子及びグランド端子を構成する
フレームにリード付のコンデンサをはんだ付けなどで接
続している。
は、過電流防止用の電流制限機能のみばかりでなく、自
己保護回路、例えば、点火信号の入力時間が異常に長く
なったような場合に、点火駆動回路自身が、破壊しない
時間内で電流を遮断するいわゆるセルフシャットオフ機
能などを組込んだ多機能なイグナイタを要求されてい
る。
(例えば過電流防止用電流制限回路、自己保護回路等)
を形成する場合には、抵抗体などを厚膜印刷基板で形成
し、その基板上にモノリシックIC・コンデンサなどを
搭載することが考えられていた。このようにすると、I
GBTチップ+モノリシックICと2つの半導体素子を
使用することになり、コスト的に高くなる。
する回路(モノリシックIC)とを1チップ(半導体チ
ップ)に集約的に組み込むことも可能であり、このよう
にすれば、多機能化を図ったインテリジェント型チップ
を製作することができる。
テリ電源から電源抵抗を介して必要な電源を確保して作
動するいわゆる電源供給型回路であるため、このような
回路をIGBTと共に1チップに組み込んだ場合には、
チップへの電源の供給が必要となる(なお、IGBTや
電流制限回路だけのように電源供給型回路がない場合に
は、チップには信号取り入れと1次電流の通電だけで済
み、バッテリ電源から電源抵抗を介して電源を確保する
回路が不要である)。
サージが重畳している。したがって、電源供給型回路を
IGBTと共に1チップ化した場合には、これらのノイ
ズ等からチップを保護する必要がある。そのために、電
源回路を保護するためのコンデンサ,抵抗などを必要と
する。半導体チップにこれらの保護用のコンデンサ・抵
抗を組込むと、非常にチップサイズが大きくなる。
止用やサージ吸収用のコンデンサ容量としては、1万p
F以上の容量が必要である。半導体チップにコンデンサ
を形成しようとすると、5mm角程度のチップ上にコン
デンサのみを形成したとしても、数千pF以下程度の容
量しか確保することができない。チップサイズにコスト
がほぼ比例する半導体素子上に電源回路保護用のコンデ
ンサ・抵抗を組込むことは、コストが非常に高くなり現
実的でない。
するため、その他の電子部品を組込んだ電子回路を点火
装置の中に組込む要求もある。電子部品及びそれを組込
んだ回路基板の電子装置と点火駆動回路を別々に点火コ
イルに実装すると、点火コイルの組立コストが高くな
る。
題を解決して、コンパクトで実装性に優れ、組立作業の
簡便化,自動化に貢献でき、低コスト化を図り得る内燃
機関用点火装置を提供することにある。
の本発明の基本的構成は次の通りである。
ング素子としてIGBTを使用し、前記IGBTとその
過電流防止用電流制限回路とを一つの半導体チップに形
成し、この半導体チップ(いわゆるインテリジェント型
チップ)とラジオノイズ防止用コンデンサとを外部入出
力端子を有する一つのパッケージング体の中に内蔵した
ものを提案する。
シ樹脂によるトランスファモールドである。
防止用電流制限回路の他に電源供給型回路を、その電源
抵抗を除いて一つの半導体チップに集約し、この半導体
チップ,電源抵抗とラジオノイズ防止・サージ吸収用コ
ンデンサとを外部入出力端子を有する一つのパッケージ
ング体の中に内蔵したものを提案する。
のIGBTと過電流防止用電流制限回路とを一つの半導
体チップに集約し、この半導体チップとエンジンコント
ロールユニット接続確認用のツェナダイオードとを外部
入出力端子を有する一つのパッケージング体の中に内蔵
したものを提案する。
の実施の形態の項で詳述する。
て説明する。
機関用点火装置の回路図、図2は上記実施例の点火装置
におけるパッケージング体の平面図及び断面側面図、図
3は上記パッケージング体を実装した点火装置の一例を
示す縦断面図、図4はその上面図(ただし絶縁樹脂11
8の注入前の上面図)である。
火プラグに直結されて使用される独立点火形の点火装置
であり、点火コイル部2及びその点火駆動回路3を一体
化した点火ユニットを本体とするが、本発明の適用対象
はこれに限定されるものではない。
体概要について説明する。
コイルケース100内に、内側から順にセンタコア11
0,2次ボビン111,2次コイル2b、1次ボビン1
13,1次コイル2aを同心状に配置し、コイルケース
100の外周にサイドコア115を配置し、このサイド
コア115とセンターコア110により磁気回路を構成
している。
回路(半導体チップ)3のモジュールを収容するケース
(以下、イグナイタケースと称する)101が取付けら
れている。
コネクタ端子52〜53及び点火コイル接続用の端子5
1がインサート成形されている。インサート成形とは、
樹脂モールド(ここではイグナイタケース)に部品(端
子)をモールド工程時に埋設することである。これらの
端子51〜53の配置態様は、インサート成形に代えて
接着等の固着方式を採用することも可能である。
イル2aの一端とIGBT6のコレクタ端子31を接続
するためのもので、直接にはパッケージング体4の端子
41と接続される。
用のコネクタ端子である。点火信号は、図示されないエ
ンジンコントロールユニットから送られてくる。
タ側に接続されるグランド端子(GND)、コネクタ端
子54はバッテリ電源VBに接続されて電源端子となる
ものである。
グ体4の対応の外部入出力端子42〜44に接続され
る。このうち、電源用のコネクタ端子54は、図4に示
すように1次コイルの一端2a′と2次コイル2bの一
端にも接続される。
115内には、絶縁用にエポキシ樹脂118が注入さ
れ、コイル部材の電気的な絶縁が図られている。
するようにパッケージング体4に内蔵されるが、基本的
には電源ラインとグランドの間に接続される。ラジオノ
イズ防止用コンデンサ5は、ノイズ発生源であるコイル
近傍に設置されるため、ノイズ防止に効果的である。
このキャップに点火プラグ(図示せず)を装着すると、
ばね端子117を介して点火プラグが電気的に接続され
る。
ュールは点火コイルケース内に収容するように設定して
もよい。
成に相当するものであり、1点鎖線の枠で示すように、
点火装置の部品の単位を系統化している。このうち、点
火駆動回路3を構成するIGBT6及び過電流防止用の
電流制限回路7は、一つの半導体チップ3によって集約
的に形成されている。
めの抵抗であり、電流制限回路7はこの電流検出値を入
力して、IGBT6に過電流が流れないように点火信号
IGの信号レベルをコントロールしている。20は点火
プラグである。
ェント型チップ)3及びラジオノイズ防止用コンデンサ
5を、外部入出力端子41〜44を有するパッケージン
グ体4に内蔵する。
なわち、インテリジェント型チップ3とラジオノイズ防
止用コンデンサ5の実装状態を示した図である。
るトランスファモールドであり、このトランスファモー
ルドに前記半導体チップ3,ラジオノイズ防止用コンデ
ンサ5,外部入出力端子41〜44がインサート成形さ
れている。
に、IGBT6のゲート側に接続される点火信号入力端
子42,コレクタC側に接続されるコレクタ端子41,
エミッタ側に接続されるグランド端子43の他に、ラジ
オノイズ防止用コンデンサ5の専用端子でバッテリ電源
の(+)側に接続するためのバッテリ電源端子44が追
加されており、この電源端子44とグランド端子43と
の間にラジオノイズ防止用コンデンサ5が接続されてい
る。この接続は、導電性接着剤やはんだ付けによる接合
により行われる。
身に専用の電源供給回路を設ける必要がなく、したがっ
て、本来はパッケージング体4に電源端子44は必要と
しないが、ここでは、パッケージング体4にラジオノイ
ズ防止用コンデンサ5を組み込めるようにするために、
電源端子44を追加している。これにより、パッケージ
ング体4に内蔵した上記コンデンサ5を電源線(+側)
とグランドの間に接続することが可能になる。
ドフレームで構成されている。このうち、コレクタ端子
41を構成するリードフレームは、チップ3を搭載する
ベースフレーム41′と一体に成形されている。ベース
フレーム41′上には、チップ3が導電性接着剤やはん
だ付け等で搭載され、ベースフレーム41´を介してリ
ードフレーム41とチップ3におけるIGBT6のコレ
クタ端子31(図1に示す)とがチップ3の裏側で電気
的に接続されている。
ち、点火信号入力端子42は、チップ3の信号入力部
(ゲート)32にワイヤボンディング62を介して接続
され、一方、グランド端子43は、チップ3のグランド
端子(エミッタ)33にワイヤボンディング63で接続
され、これらのワイヤボンディングを含み、チップ3,
コンデンサ5及び外部入出力端子41〜44が、エポキ
シ系樹脂によるトランスファモールドでパッケージング
化されている。
は、硬化後の物性値として、線膨張係数については内蔵
するコイル部品の線膨張係数に近づけるのが好ましく、
そのため、内蔵するコイル部品の線膨張係数のうちほぼ
最小・最大となる3ppm/℃から17ppm/℃の間
で選択するのが信頼性を確保することができる。本実施
例では、その最適例とし線膨張係数が、8×10~6/℃
〜16×10~6/℃とした。
は、インテリジェント型チップ3の動作保証温度である
ジャンクション温度150℃以上に設定することで、信
頼性を確保することができる。
体(点火駆動回路モジュール)4の製造工程の一部を示
す。
(リードフレーム)41〜44及びベースフレーム(チ
ップ搭載ベース)41′は、フレーム40を打ち抜きし
たもので、始めはつながっている。この状態で、インテ
リジェント型IGBTチップ(半導体チップ)3の装
着、コンデンサ5の装着、ワイヤボンディング62,6
3等を行い、その後、エポキシ系樹脂4によるトランス
ファモールドで一体化しパッケージング体を構成する。
その後、リードフレーム間を接続している不要部分を符
号A,B等で示すように切断する。それにより、図5の
右図に示すように各端子を独立させて、最終的なパッケ
ージング体(点火駆動回路モジュール)4が得られる。
の製作工程は、点火コイルの部品を組み込む前工程にお
いて、ほとんど自動化することが可能である。
を奏する。
ノイズ発生を効果的に防止する。
制限回路を含む点火駆動回路)3とラジオノイズ防止用
コンデンサ5とを、点火装置全体の組立ての前工程で予
め一つにパッケージ化することができるので、このパッ
ケージング体4をイグナイタケース101に入れ、その
外部入出力端子41〜44をイグナイタケースに設けた
対応のコネクタ端子52〜54や点火コイル接続端子5
1等に溶接や半田付け等で接続するだけで、点火駆動回
路の組み込みが完了する。
体(例えばイグナイタケース)に組み込む必要がなくな
るので、組立て作業が非常に簡便である。
ッケージング体4の装着工数に端子接続作業を追加する
のみで、完了するため、組立工数低減を図ることができ
る。 また、IGBT,電流制限回路等をチップの小形化を
保持しつつ形成でき、コンパクトにして点火装置本体
(例えばイグナイタケース)に組み込めることができ、
実装性に優れている。
路モジュールのオートメーション化を促進することで、
生産性を向上させ、低コスト化を実現することができ
る。
装置の標準的パッケージであるTO−220型へ組込ん
でいるが、本発明品もこのパッケージング形態の延長線
上で、一部形状変更することで容易に構成可能である。
配列は、任意であり、例えば、図6及び図7の第2の実
施例のように点火信号入力端子42とコレクタ端子41
の配列を変えることもできる。バッテリ電源端子44と
グランド端子43とは、隣り合うように配置した方、コ
ンデンサ5の接続には便利である。
置のパッケージング体4の平面図及びその縦断面図を示
すものである。なお、図中、既述した実施例と同一符号
は同一或いは共通する要素を示す。
パッケージング体4におけるラジオノイズ防止用コンデ
ンサ5の実装方式にある。
樹脂によるトランスファモールド(パッケージング体)
4に、チップ(点火駆動回路モジュール)3,ラジオノ
イズ防止用コンデンサ5,外部入出力端子41〜44が
インサート成形されている。
基板70に搭載される。本実施例では、点火信号入力端
子となるリードフレーム42とチップ3を搭載するベー
スフレーム42´とを一体成形してなる。基板70上に
は、コレクタ用の中継導体71,グランド用の中継導体
73,バッテリ電源部VB用の中継導体74が形成さ
れ、この基板上でコンデンサ5が中継導体73,74間
に接続される。
ヤボンディング63を介してチップ3のグランド端子
(エミッタ端子)33と接続され、他端がパッケージン
グ体4のグランド端子43にワイヤボンディング83を
介して接続されている。
デンサ5に、他端がワイヤボンディング84を介してパ
ッケージング体4のバッテリ電源端子44に接続されて
いる。
ヤボンディング61を介してチップ3のコレクタ端子3
1と接続され、他端がワイヤボンディング81を介して
パッケージング体4のコレクタ端子41と接続されてい
る。
だ等の導電性材料(図示していない)を介して接着さ
れ、ベースフレーム42´を介してチップ3の裏面に設
けた点火信号入力端子と接続されている。
ラスエポキシ系の材料で形成され、中継導体71,7
3,74は銅系材料等を成膜したものである。
し、また、これらの部材,ワイヤボンディング61,6
3、81,83,84,ベースフレーム42´,リード
フレーム(外部入出力端子)41〜44等を、エポキシ
系樹脂によるトランスファモールドでパッケージングす
ることで、点火駆動回路モジュールを構成する。
の作用,効果を期待することができる。
方式では、コストミニマムとなる最小限の構成を実現で
きるのに対して、本実施例では、基板を用いることで多
少コスト高になる。ただし、コンデンサ5を搭載するの
に基板を使用することにより、コンデンサの実装性,信
頼性を向上させることができる。この基板上にはその他
の付加機能を追加することも可能である。
置の回路構成図、図10はそれに用いるパッケージング
体の平面図、及びその断面側面図である。
半導体チップ3´に、IGBT6,電流制限回路7の他
に自己保護回路9を形成した点にある。
の通電時間が設定の許容時間以上にならないようにする
ために、点火信号が許容時間以上になろうとすると自動
的にそれを遮断するいわゆるシャットオフ機能を備える
ものである。
´上に形成するために、次のような配慮がなされてい
る。
抵抗11を介して必要な電源を確保して作動するいわゆ
る電源供給型回路である。このような回路9において、
サージ電圧の影響をなくすために、ラジオノイズ防止用
コンデンサ5にサージ吸収用コンデンサとしての機能が
働くようにコンデンサ5を、自己保護回路9における電
源抵抗11と電源VBの間から引出して、グランドGN
Dに接続している。
抗11は、半導体チップ3´に形成すると半導体チップ
3´の形状が著しく大形化(コストはチップの大きさに
比例する)してしまうために、チップ3´と別構成と
し、これらの部品(チップ3´,コンデンサ5,抵抗1
1)を既述したような一つのパッケージング体4に内蔵
するようにした。
うに、エポキシ樹脂によるトランスファモールド4に、
前記半導体チップ(IGBT6,電流制限回路7,自己
保護回路9)3´,ラジオノイズ防止・サージ吸収用コ
ンデンサ5,電源抵抗11,外部入出力端子41〜45
がインサート成形されている。
ム状の点火信号入力端子42,コレクタ端子41,グラ
ンド端子43のほかに電源供給型回路の電源端子45及
びラジオノイズ防止・サージ吸収用コンデンサ5の専用
端子(バッテリ電源の+側に接続するためのバッテリ電
源端子)44が追加されている。このバッテリ電源端子
44とグランド端子43との間にはラジオノイズ防止・
サージ吸収用コンデンサ5が接続され、バッテリ電源端
子44(VB)と電源端子45(VCC)との間に電源
抵抗11が接続されることで電源回路が構成される。
限定するものではなく、多機能化するためにチップに電
源の取り込みが必要な回路であれば、その種類を問うも
のではない。
明する。
45及びベースフレーム41´は、初めに左図のように
接続している。各搭載部品3,5,11を装着しワイヤ
ボンディング後にトランスファモールドを施し、その
後、右図に示すように、不要な端子接続部を取り除くこ
とにより、最終形態を得る。
の別の実装例(第5実施例)を示すものであり、図11
との相違点は、電源抵抗11及びコンデンサ5を直接に
対応のリードフレームに接続することなく、図8の実施
例同様に絶縁基板70上に搭載して、この基板70をベ
ースフレーム41´(或いは42´)に搭載するもので
ある。
2,グランド用の中継導体73,バッテリ電源用の中継
導体76,電源回路用の中継導体75が成膜され、コン
デンサ5は基板70上の導体配線(導体膜)76,73
上にはんだ付けなどで接続され、抵抗11は、基板70
がセラミック系基板である場合は、例えば厚膜印刷によ
り中継導体76,75間に形成され、また、基板70が
ガラスエポキシ系基板である場合には、例えば、チップ
状の抵抗体として、コンデンサと同様にはんだ付けなど
で基板に実装される。基板70を使用することにより、
電気部品の接続の信頼性を高めるほかに、リードフレー
ムの端子数を図10の実施例に対して減らすことができ
る。
火装置のパッケージ体を示す。
同様の構成をなし、IGBT6と過電流防止用電流制限
回路7とが一つの半導体チップ3に集約され、また、ラ
ジオノイズ防止用コンデンサ5を電源端子44・グラン
ド端子43間に接続しているが、さらに、エンジンコン
トロールユニット接続確認用のツェナダイオード12が
点火信号入力端子42とグランド端子42間に接続さ
れ、これらの部品が外部入出力端子41〜44を有する
一つパッケージング体(トランスファモールド)4の中
に内蔵されている。
の通りである。
ニットから送られてくるため、そのコネクタ端子52が
万一外れたりしていることを確認できれば、そのアクシ
デントを簡単に知ることができる。
ジンコントロールユニットから点火信号を出力した時
に、この点火信号の信号レベルが出力端子が開放されて
いる場合(コネクタが外れている場合)と、コネクタ端
子52に接続されている場合とで、電圧降下の程度の違
いが生じれば、その信号レベルからエンジンコントロー
ルユニット側でコネクタ外れや断線の有無を判断するこ
とができる。
6を使用した場合、その消費電流が微小であり(1mA
以下)、電圧降下が少ないために、そのままでは、上記
方式によるコネクタ外れを検出することは難しい。
ド12を用いて点火信号IGのハイレベルを3〜4Vの
間に設定し(なお、コネクタ外れ時の端子開放時の点火
信号すなわちエンジンコントロールユニットでの元々の
点火信号レベルは5V程度である)、これらの信号レベ
ルをエンジンコントロールユニット側で基準レベル(例
えば4.5V程度)と比較することで、コネクタ外れや
点火信号線の断線の有無を検出することができる。例え
ば、検出電圧が基準レベル以下であれば、コネクタは正
常(断線無し)、基準レベル以上であれば、コネクタ接
続に異常(断線有り)と判断する。
2についても、パッケージ体4に内蔵するようにした。
ト化,組立性及び実装性の向上,低コスト化を図ること
ができる。
ド12とラジオノイズ防止用コンデンサ5を基板70に
搭載してパッケージング体4に内蔵したものであり、そ
の実装法は、既述した中継導体72,73,74を利用
するものである。
ング体の端子配列に自由度が生まれる。また、その他の
付加機能追加も容易である。
の回路は、点火コイルの2次コイル側の点火放電時に内
燃機関の点火プラグ部に流れるイオン電流を検出するイ
オン電流検出回路である。
ジュール(IGBT,電流制限回路等)に必要な部品を
コンパクトに集約化してパッケージングすることが可能
になり、機能向上,組立て作業の簡便化,収納スペース
をさほど要さず、独立点火型点火コイルのように狭いイ
グナイタケースにも容易に組み込むことができ、しか
も、低コスト化を図りえる内燃機関用点火装置を提供す
ることができる。
合型のパッケージ体にして標準化した上で、IGBTの
みの組込みまたは複合型、両方の形態に対応することが
可能で、本イグナイタを組込むための点火コイル側の設
計の標準化を図ることができる。
装置の回路図。
体の平面図及び断面側面図。
例を示す縦断面図。
118の注入前の上面図)。
ル)の製造工程の一部を示す説明図。
体の平面図及び断面側面図。
を示す説明図。
ージング体4の平面図及びその縦断面図。
図。
図及びその断面側面図。
の平面図及び断面側面図。
の平面図及び断面側面図。
の平面図及び断面側面図。
2b…2次コイル、3…半導体チップ、4…パッケージ
ング体(点火駆動回路モジュール)、5…ラジオノイズ
防止用コンデンサ、6…IGBT、7…電流制限回路、
9…電流保護回路、11…電源抵抗、12…ツェナダイ
オード、41〜44…外部入出力端子。
Claims (9)
- 【請求項1】内燃機関用の点火コイルのスイッチング素
子として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(以下、
「IGBT」という)を使用する内燃機関用点火装置に
おいて、 前記IGBTとその過電流防止用電流制限回路とが一つ
の半導体チップに形成され、この半導体チップとラジオ
ノイズ防止用コンデンサとが、外部と接続される外部入
出力端子を有する一つのパッケージ体の中に内蔵され、 前記パーケージ体は、エポキシ樹脂によるトランスファ
モールドであり、このトランスファモールドに前記半導
体チップ,前記ラジオノイズ防止用コンデンサ,前記外
部入出力端子がインサート成形されており、 前記外部入出力端子には、バッテリ電源の(+)側と接
続される電源端子と、前記IGBTのエミッタ側に接続
されるグランド端子とが含まれ、前記電源端子と前記グ
ランド端子との間に前記ラジオノイズ防止用コンデンサ
が接続され ていることを特徴とする内燃機関用点火装
置。 - 【請求項2】前記電源端子は、前記ラジオノイズ防止用
コンデンサの専用端子として構成されている請求項1記
載の内燃機関用点火装置。 - 【請求項3】前記電源端子及び前記グランド端子の中継
導体を形成した絶縁基板を備え、この絶縁基板は、前記
トランスファモールドに内蔵され、前記ラジオノイズ防
止用コンデンサは、前記絶縁基板上に前記中継導体の間
に接続されるようにして搭載されている請求項1記載の
内燃機関用点火装置。 - 【請求項4】前記半導体チップには、前記IGBT,そ
の過電流防止用電流制限回路のほかに、バッテリ電源か
ら電源抵抗を介して必要な電源を確保して作動する回路
(以下、この回路を「電源供給型回路」と称する)が、
前記電源抵抗を除いて形成され、前記ラジオノイズ防止用コンデンサは、前記電源供給型
回路のサージ吸収用コンデンサを兼ねるように、該電源
供給型回路の(+)側の電源端子にも接続されている請
求項1記載の 内燃機関用点火装置。 - 【請求項5】前記電源供給型回路は、点火コイルの1次
電流の通電時間が設定の許容時間以上にならないように
するために電流遮断する機能を有する自己保護回路であ
る請求項4記載の内燃機関用点火装置。 - 【請求項6】前記バッテリの(+)側に接続される電源
端子と前記電源供給型回路の電源端子との間に前記電源
抵抗が接続されている請求項4記載の内燃機関用点火装
置。 - 【請求項7】前記バッテリの(+)側に接続される電源
端子,前記電源供給型回路の電源端子,及び前記グラン
ド端子の中継導体を形成した絶縁基板を備え、この絶縁
基板は、前記トランスファモールドに内蔵され、前記ラ
ジオノイズ防止兼サージ吸収用コンデンサ及び前記電源
抵抗は、前記絶縁基板上に対応の中継導体の間に接続さ
れるようにして搭載されている請求項4記載の内燃機関
用点火装置。 - 【請求項8】前記絶縁基板として、セラミック系の基板
を使用する場合には、前記ラジオノイズ防止兼サージ吸
収用コンデンサは、前記基板上にはんだ,導電性接着剤
などで接続され、前記電源抵抗は、印刷による厚膜抵抗
体もしくは前記基板上にはんだ,導電性接着剤などで固
着されたチップ抵抗により構成され、 前記絶縁基板として、ガラスエポキシ系の基板を使用す
る場合には、前記ラジオノイズ防止兼サージ吸収用コン
デンサ及び前記電源抵抗は、前記基板上にはんだ,導電
性接着剤等で接続されている請求項7記載の内燃機関用
点火装置。 - 【請求項9】点火コイル及びその点火駆動回路を一体化
した点火ユニットを本体とし、この点火ユニットが内燃
機関の各点火プラグに接続されて使用される独立点火形
の内燃機関用点火装置において、 前記点火駆動回路を収容するコイルケース又は該コイル
ケースと一体化したイグナイタケースに請求項1ないし
8のいずれか1項記載のパッケージ体が収納され、前記
コイルケース又はイグナイタケースには、外部接続用コ
ネクタ端子及び点火コイル接続用の端子に前記パッケー
ジ体の対応する外部入出力端子が接続されていることを
特徴とする内燃機関用点火装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34184999A JP3513063B2 (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 内燃機関用点火装置 |
US09/726,594 US6378514B1 (en) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | Igniter for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34184999A JP3513063B2 (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 内燃機関用点火装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001153017A JP2001153017A (ja) | 2001-06-05 |
JP3513063B2 true JP3513063B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=18349236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34184999A Expired - Lifetime JP3513063B2 (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 内燃機関用点火装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6378514B1 (ja) |
JP (1) | JP3513063B2 (ja) |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1099484B1 (en) * | 1999-11-11 | 2006-06-07 | The Provost, Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin | A dispensing method and assembly for liquid droplets |
JP3484133B2 (ja) * | 2000-03-03 | 2004-01-06 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関用点火装置および内燃機関点火用1チップ半導体 |
JP3708799B2 (ja) * | 2000-06-15 | 2005-10-19 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関用点火コイル |
US6655367B2 (en) * | 2001-07-03 | 2003-12-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Plug-hole-installed ignition coil unit for internal combustion engines |
JP2003309028A (ja) * | 2002-04-12 | 2003-10-31 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関用点火装置 |
JP3607902B2 (ja) * | 2002-07-22 | 2005-01-05 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関用点火装置 |
US20040163633A1 (en) * | 2003-02-24 | 2004-08-26 | Skinner Albert Anthony | Electrical interface assembly for reducing ohmic losses in an ignition system |
JP3968711B2 (ja) * | 2003-04-11 | 2007-08-29 | 株式会社デンソー | 内燃機関用点火装置およびそのイグナイタ |
US7005855B2 (en) | 2003-12-17 | 2006-02-28 | Visteon Global Technologies, Inc. | Device to provide a regulated power supply for in-cylinder ionization detection by using the ignition coil fly back energy and two-stage regulation |
CN100346429C (zh) * | 2004-05-10 | 2007-10-31 | 株式会社电装 | 内燃机点火线圈 |
JP4663340B2 (ja) * | 2005-01-20 | 2011-04-06 | ダイヤモンド電機株式会社 | 内燃機関用イオン電流検出装置 |
JP2006226217A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Hanshin Electric Co Ltd | 内燃機関用点火装置 |
JP4209400B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2009-01-14 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関用点火装置 |
JP4432825B2 (ja) * | 2005-04-22 | 2010-03-17 | 株式会社デンソー | 内燃機関用点火装置 |
JP2007123314A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Yazaki Corp | リレーモジュール及び電装ユニット |
JP2007270755A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関用イオン電流検出装置 |
EP2018473B1 (en) * | 2006-05-18 | 2015-01-07 | North-West University | Ignition system |
US7969549B2 (en) * | 2006-06-30 | 2011-06-28 | Asml Netherlands B.V. | Liquid filled lens element, lithographic apparatus comprising such an element and device manufacturing method |
JP4246228B2 (ja) * | 2006-10-20 | 2009-04-02 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関点火装置 |
JP2008182109A (ja) * | 2007-01-25 | 2008-08-07 | Denso Corp | 点火コイル |
US7986212B2 (en) * | 2007-05-15 | 2011-07-26 | Yazaki Corporation | Fuse |
JP2010045141A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 半導体装置および内燃機関用点火装置 |
JP2010101257A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 点火コイル |
KR20110061207A (ko) * | 2009-12-01 | 2011-06-09 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 점화 코일 |
KR20110062969A (ko) * | 2009-12-04 | 2011-06-10 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 점화 코일 |
DE102011118932A1 (de) * | 2011-11-21 | 2013-05-23 | Micronas Gmbh | Vorrichtung mit einem integrierten Schaltkreis |
US9447767B2 (en) * | 2012-07-03 | 2016-09-20 | Fuji Electric Co., Ltd. | Single chip igniter and internal combustion engine ignition device |
JP6442889B2 (ja) * | 2014-07-11 | 2018-12-26 | 富士電機株式会社 | 内燃機関の点火制御装置 |
JP6565244B2 (ja) * | 2015-03-20 | 2019-08-28 | 富士電機株式会社 | イグナイタ用半導体装置、イグナイタシステム及び点火コイルユニット |
US9525273B1 (en) | 2015-11-18 | 2016-12-20 | Semiconductor Components Industries, Llc | Method of forming an igniter circuit and structure therefor |
US9698574B2 (en) | 2015-11-18 | 2017-07-04 | Semiconductor Components Industries, Llc | Method of forming an igniter circuit and structure therefor |
JP6766443B2 (ja) * | 2016-05-20 | 2020-10-14 | 富士電機株式会社 | 半導体集積回路 |
JP6933592B2 (ja) * | 2018-02-23 | 2021-09-08 | 日立Astemo株式会社 | イグナイタ |
CN112448561B (zh) * | 2019-08-30 | 2022-04-15 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 电源模块及电源模块的制备方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0462359U (ja) * | 1990-10-03 | 1992-05-28 | ||
JPH08273950A (ja) * | 1995-04-03 | 1996-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関用点火コイル |
JPH08293421A (ja) * | 1995-04-24 | 1996-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関用点火装置 |
US6308696B1 (en) * | 1996-03-21 | 2001-10-30 | Hitachi, Ltd. | Ignition apparatus for use in internal combustion engine |
US6328025B1 (en) * | 2000-06-19 | 2001-12-11 | Thomas C. Marrs | Ignition coil with driver |
-
1999
- 1999-12-01 JP JP34184999A patent/JP3513063B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-12-01 US US09/726,594 patent/US6378514B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001153017A (ja) | 2001-06-05 |
US6378514B1 (en) | 2002-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3513063B2 (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
JP3484123B2 (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
US5781047A (en) | Ignition coil driver module | |
US7131436B2 (en) | Engine ignition system having noise protection circuit | |
US7787225B2 (en) | Semiconductor apparatus using back-side high-withstand-voltage integrated circuit | |
JPH11317495A (ja) | 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタモジュールおよび駆動回路付絶縁ゲート型バイポーラトランジスタモジュール | |
JP2003309028A (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
US7564101B2 (en) | Semiconductor device for protecting a circuit formed on a semiconductor chip from destruction caused by an electrostatic discharge | |
US6104094A (en) | Semiconductor device | |
US7576520B2 (en) | Power generation control device for vehicle generator | |
KR101912825B1 (ko) | Led 드라이버 ic 및 드라이버 ic가 내장된 led 패키지 | |
JP2008267305A (ja) | 内燃機関用点火コイルのパワースイッチユニット | |
JP2000179440A (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
JPH0842438A (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
JPH03184409A (ja) | 半導体フィルタ回路 | |
US20050190513A1 (en) | Surge suppression circuit | |
JP3346452B2 (ja) | スイッチング装置及びスイッチング装置の製造方法 | |
JP4483080B2 (ja) | 集積回路装置 | |
JPS6139742B2 (ja) | ||
JP2002271183A (ja) | 過電圧保護回路 | |
JP4209070B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP4083481B2 (ja) | サージ保護回路 | |
JPH1137022A (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
JP2548184Y2 (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
JPH08306525A (ja) | ソレノイドコイル装置及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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: 20040108 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3513063 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080116 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116 Year of fee payment: 6 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120116 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130116 Year of fee payment: 9 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |