專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種和內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置一起使用的用來(lái)控制初級(jí)電流開(kāi)或關(guān)的點(diǎn)火器，尤其涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置，其中點(diǎn)火器和點(diǎn)火線圈在點(diǎn)火裝置容器內(nèi)成為一個(gè)整體。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置中點(diǎn)火器和點(diǎn)火線圈配備在同一個(gè)點(diǎn)火裝置容器中。尤其這近年來(lái)，每種火花塞中排列的點(diǎn)火裝置都是分散的。圖5顯示了和這種點(diǎn)火裝置一起使用的點(diǎn)火器的結(jié)構(gòu)，圖6顯示了一種將點(diǎn)火器安裝在用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火線圈上的方法。如前所述，內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置中，點(diǎn)火線圈和點(diǎn)火器都是互相必不可缺少的并且要配套使用。
在圖5和圖6中，點(diǎn)火裝置有埋設(shè)在圖中沒(méi)有顯示的引擎主體內(nèi)配備的塞孔中的一個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)次級(jí)線圈，其中點(diǎn)火器10直接設(shè)置在線圈部分的上面，和塞孔外面，這些都被容納在點(diǎn)火裝置容器中。如圖5所示，點(diǎn)火器10被連接到一個(gè)具有一個(gè)用于從電池或其他同類物供電的外部連接端子2的連接器1，并且點(diǎn)火器金屬端子9被連接到該外部連接端子2。一個(gè)用例如樹(shù)脂等彈性材料制成的封套11被罩在點(diǎn)火器10上，填充環(huán)氧樹(shù)脂被填充在點(diǎn)火器10的實(shí)體內(nèi)，經(jīng)固化后形成完成的產(chǎn)品。
如前所述，如圖6所示當(dāng)點(diǎn)火器10被安裝在點(diǎn)火線圈13上時(shí)，需要單獨(dú)地準(zhǔn)備好連接器1將其作為點(diǎn)火器10的外部連接端子，如圖5所示。
當(dāng)點(diǎn)火器10安裝在點(diǎn)火線圈13上時(shí)，首先，點(diǎn)火器10要裝配進(jìn)連接器1。然后，設(shè)置在點(diǎn)火器10的側(cè)面的點(diǎn)火器金屬端子9和設(shè)置在連接器1中的外部連接端子2通過(guò)焊接或類似方法連接起來(lái)。
用這種方法，帶有適配的連接器1的點(diǎn)火器連接器組件12被附接到點(diǎn)火線圈13。以后，帶有安裝好的點(diǎn)火器10的點(diǎn)火線圈13的上部用填充環(huán)氧樹(shù)脂14填充和密封，點(diǎn)火器10因此被固定。
通常，在已有技術(shù)中，圖5所示的點(diǎn)火器10具有在基板的單面或單層的一面或兩面上包裹在內(nèi)部的元器件，因此，在內(nèi)部布線基板上，點(diǎn)火器10具有設(shè)置得比較接近的電路的一個(gè)大電流部分和一個(gè)小電流部分。
然而，點(diǎn)火器10還存在下述問(wèn)題。第一個(gè)問(wèn)題是，必須用準(zhǔn)備作為單獨(dú)部件的連接器1實(shí)現(xiàn)和外部連接端子2的連接，并且當(dāng)點(diǎn)火器10本身被放置在點(diǎn)火線圈13中以前，需要用焊接或類似方法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火器10和連接器1之間的電氣連接或機(jī)械連接，這樣就增加了零件的數(shù)量，降低了焊接的可操作性，或者增加了焊接需要的步驟數(shù)。尤其，對(duì)于上述構(gòu)造，相應(yīng)于外部端子的數(shù)量，就需要該數(shù)量的鍵合點(diǎn)，如果鍵合點(diǎn)或焊點(diǎn)的數(shù)量增加，在連接處就會(huì)發(fā)生非接觸的問(wèn)題，可靠性就會(huì)按接觸部分?jǐn)?shù)量增加的比例降低。
第二個(gè)問(wèn)題是點(diǎn)火線圈13中的點(diǎn)火器10的裝配部分用填充環(huán)氧樹(shù)脂14填充和密封，77以此固定和連接器1連接的點(diǎn)火器10。但是點(diǎn)火器10本身的結(jié)構(gòu)是僅用模制樹(shù)脂7模制的，因此封套11需要作為單獨(dú)的零部件，用來(lái)釋放由于填充環(huán)氧樹(shù)脂14的熱膨脹或收縮而引起的應(yīng)力。在這方面，就有部件數(shù)量增加，可操作性差，工作步驟增加，和可靠性低的問(wèn)題。
另外，第三個(gè)問(wèn)題是當(dāng)所有的元器件排列在內(nèi)部布線基板或?qū)Ь€框架的單面上，給點(diǎn)火器附加值時(shí)，內(nèi)部布線基板必須占用很大的空間，并且點(diǎn)火器10因節(jié)省空間而受到限制。另外，當(dāng)內(nèi)部布線基板被用來(lái)包裹元器件時(shí)，元器件被排列在內(nèi)部布線基板的一面或雙面上，因此在內(nèi)部布線基板的電路中，大電流部分和小電流部分被設(shè)置得非常接近，使在點(diǎn)火器10工作過(guò)程中產(chǎn)生的電流影響附近的導(dǎo)電格局，并且由于電磁感應(yīng)的干擾引起點(diǎn)火器10的噪音，導(dǎo)致對(duì)初級(jí)電流的開(kāi)關(guān)控制的負(fù)面影響。另外，擋點(diǎn)火器被驅(qū)動(dòng)時(shí)，從內(nèi)部安裝元器件產(chǎn)生的熱量很容易影響單面上的元器件，這個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有解決。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于存在上述問(wèn)題而提出本發(fā)明，而且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種點(diǎn)火器，在這種點(diǎn)火器中減少了零部件的數(shù)量和裝配步驟，并且降低了熱應(yīng)力。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了下面的構(gòu)造。廢除了安裝點(diǎn)火器的作為獨(dú)立零部件的外部連接端子連接器，而是將外部連接端子與點(diǎn)火器本身結(jié)合成整體。點(diǎn)火器有電子元器件安裝在陶瓷制成的內(nèi)部布線基板上，并且和IGBT和散熱用的散熱片一起都容納在塑料容器內(nèi)。點(diǎn)火器中的電子元器件和外部連接端子之間的傳導(dǎo)直接由和外部連接端子的引線鍵合產(chǎn)生。另外，點(diǎn)火器的外部包裝是塑料容器，或者在點(diǎn)火器的表面涂覆有以橡膠為基礎(chǔ)的緩沖材料。另外，點(diǎn)火器的內(nèi)部零件布線和排列在三維空間上，點(diǎn)火器被分成大電流電路部分和小電流電路部分。電路的三維空間的布線和排列可以是導(dǎo)線框架。
更具體地，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置，該裝置包括一個(gè)其中設(shè)置一個(gè)點(diǎn)火器的具有一個(gè)初級(jí)輸入端子的點(diǎn)火器容器，和一個(gè)位于點(diǎn)火器容器下的點(diǎn)火線圈，排列在點(diǎn)火器容器內(nèi)的點(diǎn)火器，與初級(jí)輸入端子通過(guò)導(dǎo)線鍵合相連并因此模制成一體。進(jìn)一步，該用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置中，模制樹(shù)脂被填充在點(diǎn)火器容器內(nèi)，并且點(diǎn)火器容器由能吸收模制樹(shù)脂的膨脹或收縮應(yīng)力的塑料制成。另外，該用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置中，模制樹(shù)脂被填充在點(diǎn)火器容器內(nèi)，以橡膠為基礎(chǔ)的緩沖材料被涂覆在模制樹(shù)脂表面。另外，該用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置中，模制樹(shù)脂被填充在點(diǎn)火器容器內(nèi)，當(dāng)點(diǎn)火器容器被設(shè)置在預(yù)定位置后，填充環(huán)氧樹(shù)脂被注入點(diǎn)火裝置容器并且被固化。其中以橡膠為基礎(chǔ)的緩沖材料被混合進(jìn)鑄模樹(shù)脂或填充環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種中去。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置，該裝置包括一個(gè)其中設(shè)置一個(gè)點(diǎn)火器的具有一個(gè)初級(jí)輸入端子的點(diǎn)火器容器，和一個(gè)位于點(diǎn)火器容器下的點(diǎn)火線圈，其中點(diǎn)火器設(shè)置在點(diǎn)火器容器中并由位于安裝基板或?qū)Ь€框架上的驅(qū)動(dòng)元器件組成，其中的安裝基板或?qū)Ь€框架與初級(jí)輸入端子通過(guò)三維空間上的布線連接。進(jìn)一步，該用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置中形成點(diǎn)火器的內(nèi)部布線基板被分解成一個(gè)大電流基板和一個(gè)小電流基板。
對(duì)于以上的結(jié)構(gòu)，當(dāng)點(diǎn)火器被放置在點(diǎn)火裝置中時(shí)，作為單獨(dú)部件的連接器以及將點(diǎn)火器與連接器焊接的步驟可以省略。由為了把點(diǎn)火器固定在點(diǎn)火裝置內(nèi)部的填充環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹或收縮產(chǎn)生的應(yīng)力可以僅通過(guò)點(diǎn)火器外部包裝的塑料容器釋放，不需要再用作為單獨(dú)部件的封套。
進(jìn)一步，由為了把點(diǎn)火器固定在點(diǎn)火裝置內(nèi)的填充環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹或熱收縮產(chǎn)生的應(yīng)力可以僅通過(guò)點(diǎn)火器的外包裝的塑料容器釋放，不需要再用作為單獨(dú)部件的封套。
為了有效利用安裝空間，通過(guò)內(nèi)部安裝基板或?qū)Ь€框架的三維空間的布線和排列，安裝區(qū)被限定在三維空間上，因此點(diǎn)火器可以節(jié)省空間。進(jìn)一步，每一個(gè)內(nèi)部布線基板被分解成大電流電路和小電流電路，因此，使抑制當(dāng)點(diǎn)火器工作時(shí)由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的干擾并將點(diǎn)火器設(shè)計(jì)成帶有熱阻抗成為可能。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的點(diǎn)火器結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。
圖2是安裝在點(diǎn)火裝置上的圖1所示的點(diǎn)火器的橫截面視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的點(diǎn)火器結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的點(diǎn)火器結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。
圖5是傳統(tǒng)點(diǎn)火器的橫截面視圖。
圖6是安裝在點(diǎn)火裝置上的圖5所示的點(diǎn)火器的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，下面詳細(xì)描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。本發(fā)明中，點(diǎn)火器不是一個(gè)例如通用功率晶體管或IGBT的包裝產(chǎn)品，但是是指在模制前的一個(gè)元器件，其中驅(qū)動(dòng)元件6被配置在一個(gè)內(nèi)部布線基板上。進(jìn)一步，本發(fā)明的點(diǎn)火裝置由點(diǎn)火器和點(diǎn)火線圈13構(gòu)成，它們兩者都被容納在同一個(gè)點(diǎn)火裝置容器內(nèi)，其中點(diǎn)火器被容納在點(diǎn)火器容器內(nèi)并被填充模制樹(shù)脂。
在描繪本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖1中，點(diǎn)火器包括一個(gè)由陶瓷制成和氧化鋁形成的內(nèi)部布線基板5，具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制IC。內(nèi)部布線基板5帶有印制的電路圖形和安裝的電子元器件，用以提供附加功能，并用粘合劑與用于散熱的散熱片4粘結(jié)。在散熱片4的表面，配置了由用于執(zhí)行開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)以開(kāi)或關(guān)初級(jí)電流的達(dá)林頓晶體管組成的驅(qū)動(dòng)元件6。驅(qū)動(dòng)元件6可以由IGBT組成。組成點(diǎn)火器的內(nèi)部布線基板5和這些元器件，例如驅(qū)動(dòng)元件6和用于散熱的散熱片4被容納在由PPO、PPT、PBT和PET等塑料制成的點(diǎn)火器容器8內(nèi)。點(diǎn)火器容器8具有用于連接到外部連接端子2的連接器1，點(diǎn)火器和外部連接端子2被模制成一個(gè)整體。容納在點(diǎn)火器容器8內(nèi)的點(diǎn)火器件和外部連接端子2通過(guò)鍵合線3電連接，并且在導(dǎo)線鍵合后點(diǎn)火器用模制樹(shù)脂7與作為外部包裝的點(diǎn)火器容器8模制在一起。
與作為外部包裝的點(diǎn)火器容器8一起模制的點(diǎn)火器，被放在點(diǎn)火裝置容器內(nèi)的點(diǎn)火器裝配空間中，如圖2所示。由于外部連接端子2已經(jīng)和點(diǎn)火器容器8形成一體，因此不需要作為單獨(dú)部件的連接器1以及焊接點(diǎn)火器和連接器的步驟，可以減小部件數(shù)量并減少步驟數(shù)。
點(diǎn)火器與點(diǎn)火線圈13電連接，然后在其中填充可填充環(huán)氧樹(shù)脂14并固定，如圖2所示。填充環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹或熱收縮系數(shù)高于其他零部件的系數(shù)，但是，由于填充環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹或熱收縮產(chǎn)生的應(yīng)力通過(guò)點(diǎn)火器容器8釋放，施加在點(diǎn)火器本身上的應(yīng)力被減少，點(diǎn)火器就不需使用通常被作為單獨(dú)零件使用的封套11。
參照?qǐng)D3，下面詳細(xì)介紹本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖3中，主要部分的結(jié)構(gòu)和第一實(shí)施例相同，下面只敘述和第一實(shí)施例不一致的地方。第二實(shí)施例中，當(dāng)導(dǎo)線鍵合通過(guò)鍵合線3制成后，點(diǎn)火器容器8的內(nèi)部由模制樹(shù)脂7模制，并且點(diǎn)火器的表層涂覆以橡膠為基礎(chǔ)的緩沖材料。
點(diǎn)火器與點(diǎn)火線圈13電連接，然后在其中填充可填充環(huán)氧樹(shù)脂14并固定，如圖2所示。填充環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹或熱收縮系數(shù)高于其他零部件的系數(shù)，但是，由于填充環(huán)氧樹(shù)脂14的熱膨脹或熱收縮產(chǎn)生的應(yīng)力通過(guò)在點(diǎn)火器、點(diǎn)火器容器8的表層涂覆的以橡膠為基礎(chǔ)的緩沖材料15釋放，作用在點(diǎn)火器本身上的應(yīng)力減少，不需使用封套覆蓋整個(gè)點(diǎn)火器。正如另外一個(gè)實(shí)例，以橡膠為基礎(chǔ)的緩沖材料15不被涂覆在填充環(huán)氧樹(shù)脂14的表面，而可以被混合在填充環(huán)氧樹(shù)脂14或模制樹(shù)脂7中的至少一種之上，從而獲得緩沖作用，因此以橡膠為基礎(chǔ)的緩沖材料15可以被混合進(jìn)這些樹(shù)脂中的至少一種中去。
參照?qǐng)D4，下面詳細(xì)描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。如在第一實(shí)施例或第二實(shí)施例中被描述的主要部分的零部件的敘述被省略。圖4中，本發(fā)明的點(diǎn)火器包括由陶瓷制成和由氧化鋁形成的帶有驅(qū)動(dòng)控制IC的內(nèi)部布線基板5，該內(nèi)部布線基板5具有印制的電路圖形和安裝的電子元器件以提供附加的功能，并被分解成一個(gè)大電流電路部分和一個(gè)小電流電路部分，其中布線基板以這些電路部分被一個(gè)放在另一個(gè)上并且電連接的形成被布線和排列在三維空間上。電路的三維空間上的排列和布線可以利用一種導(dǎo)線框架實(shí)現(xiàn)。
用于散熱的散熱片4配置在點(diǎn)火器內(nèi)，由用于執(zhí)行開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)切斷或通過(guò)初級(jí)電流的達(dá)林頓晶體管組成的驅(qū)動(dòng)元件6被配置在其表面。
點(diǎn)火器占用最低限度的空間，因?yàn)楫?dāng)配置許多部件以提供附加的功能時(shí)內(nèi)部布線基板5被布線和排列在三維空間，因此點(diǎn)火器可以做到節(jié)省空間。
在第三實(shí)施例的點(diǎn)火器中，內(nèi)部布線基板5被布線和排列在三維空間上，并且被分解成大電流部分和小電流部分。因此當(dāng)點(diǎn)火器工作時(shí)，有可能抑制由相鄰的圖形之間的干擾產(chǎn)生的電磁感應(yīng)。當(dāng)點(diǎn)火器工作時(shí)，由發(fā)熱部件產(chǎn)生的熱量被阻止通過(guò)，因?yàn)閮?nèi)部布線基板5被布線和排列在三維空間上。因此，考慮到零部件本身的熱阻抗，點(diǎn)火器被設(shè)計(jì)成留有一些余地。
如上所述，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，點(diǎn)火器的連接器和外部連接端子2和點(diǎn)火器的外部包裝被一體化，并且點(diǎn)火器本身被包含在點(diǎn)火器容器8內(nèi)。因此部件數(shù)量和裝配步驟數(shù)減少，裝配步驟簡(jiǎn)化使得用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火裝置的供給更便宜。由于填充環(huán)氧樹(shù)脂14的熱膨脹或熱收縮產(chǎn)生的應(yīng)力在點(diǎn)火器上釋放，因此解決了第一個(gè)問(wèn)題。在現(xiàn)有技術(shù)中，由外部端子的數(shù)量來(lái)決定鍵合點(diǎn)，可靠性的降低和鍵合點(diǎn)或焊接點(diǎn)的數(shù)量成比例。然而，在本發(fā)明中，考慮到提高半導(dǎo)體裝配的可靠性，鍵合點(diǎn)的數(shù)量減少，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題的連接器和外部連接端子用高熱容量的端子連接，因此，基本上消除了焊接端子的頻繁更換。
在第二實(shí)施例中，由于填充環(huán)氧樹(shù)脂14的熱膨脹和熱收縮產(chǎn)生的應(yīng)力通過(guò)以橡膠為基礎(chǔ)的緩沖材料15在點(diǎn)火器上釋放，因此解決了第二個(gè)問(wèn)題。
進(jìn)一步，在第三實(shí)施例中，為充分利用安裝空間，內(nèi)部安裝基板5或者導(dǎo)線框架被布線和排列在三維空間上，因此該點(diǎn)火器能做到節(jié)省空間。另外，使抑制當(dāng)點(diǎn)火器工作時(shí)由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的干擾，并設(shè)計(jì)帶有熱阻抗的點(diǎn)火器成為可能，因此解決了第三個(gè)問(wèn)題。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火裝置，其特征在于，該裝置包括一個(gè)具有初級(jí)輸入端子的點(diǎn)火器容器，點(diǎn)火器被配置其中；以及一個(gè)位于所述點(diǎn)火器容器下的點(diǎn)火線圈，其中，所述配置在所述點(diǎn)火器容器內(nèi)的點(diǎn)火器，與所述初級(jí)輸入端子由導(dǎo)線鍵合連接而模制成一整體。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火裝置，其特征在于，其中一種模制樹(shù)脂被填充在所述點(diǎn)火器容器內(nèi)，以及所述點(diǎn)火器容器由能吸收所述模制樹(shù)脂的膨脹或收縮應(yīng)力的塑料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火裝置，其特征在于，其中一種模制樹(shù)脂被填充在所述點(diǎn)火器容器內(nèi)，以及一種以橡膠為基礎(chǔ)的緩沖材料被涂覆在所述模制樹(shù)脂的表面。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火裝置，其特征在于，其中一種模制樹(shù)脂被填充在所述點(diǎn)火器容器內(nèi)，當(dāng)所述點(diǎn)火器容器被設(shè)置在一個(gè)預(yù)定位置后，填充環(huán)氧樹(shù)脂被注入點(diǎn)火裝置容器并被固化，以及以橡膠為基礎(chǔ)的緩沖材料被混合進(jìn)所述模制樹(shù)脂或所述填充環(huán)氧樹(shù)脂的至少一種中去。
5.一種內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火裝置，其特征在于，該裝置包括一個(gè)具有初級(jí)輸入端子的點(diǎn)火器容器，點(diǎn)火器被配置其中；以及一個(gè)位于所述點(diǎn)火器容器下的點(diǎn)火線圈，其中所述點(diǎn)火器被配置在所述點(diǎn)火器容器內(nèi)，并且包括一個(gè)位于安裝基板上或?qū)Ь€框架上的驅(qū)動(dòng)元件，其中所述安裝基板或?qū)Ь€框架和初級(jí)輸入端子在三維空間布線連接。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火裝置，其特征在于，其中形成所述點(diǎn)火器的內(nèi)部布線基板被分解成一個(gè)大電流基板和一個(gè)小電流基板。
全文摘要
一種安裝點(diǎn)火器的作為一種單獨(dú)部件的外部連接端子連接器被取消，該外部連接端子與點(diǎn)火器本身成為一體。點(diǎn)火器具有安裝在內(nèi)部布線基板上的電子元器件，位于點(diǎn)火器內(nèi)的電子元器件和外部連接端子通過(guò)導(dǎo)線鍵合直接相連。
文檔編號(hào)H01F38/12GK1451862SQ0310417
公開(kāi)日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2003年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月12日
發(fā)明者片山昌弘, 山口剛, 岡村和彥, 平木宏治, 稻村豪之助 申請(qǐng)人:鉆石電機(jī)株式會(huì)社