一种自适应点火器控制模块厚膜混合电路板的制作方法

文档序号:15534484发布日期:2018-09-28 18:05阅读:190来源:国知局

本实用新型涉及发动机点火系统技术领域,特别涉及一种自适应点火器控制模块厚膜混合电路板。



背景技术:

点火器是汽车点火系统最重要的零部件之一,直接影响到汽车的起动性、动力性、经济性等性能,点火器功能是按照发动机各种工况及适当的时刻,使每队火花塞电极产生电火花,点燃被压缩的混合气,从而使发动机作功。点火提前角的控制是点火系统的一项重要指标,电子控制点火提前角是汽油机电控的重要组成部分,电控点火提前(ESA)系统可以使发动机的实际点火正时接近最佳点火正时,与燃油喷射系统结合在一起,发动机的燃油经济性和输出功率得到进一步改善。点火能量是点火系统的又一项重要指标,在次级点火电路,电能以火花塞跳火形式释放,它直接影响发动机的性能。现代汽车采用稀混合气提高发动机的动力性、经济性,降低排放污染物,这就要求更高的点火能量。

由于汽车点火器输出电压较高、电流较大、功率也较大的特点,因此需要自适应控制模块本体具有较好的散热性能。而现有的自适应点火器控制模块电路采用印刷电路方法印刷在铝基板上,铝基板是一种金属基覆铜板,如图1所示,一般单面板由三层结构所组成,分别是电路层(铜箔)3、绝缘层4和金属基层5,其工作原理大致为功率器件(芯片1和芯片衬底2)表面贴装在电路层3,芯片1运行时所产生的热量通过绝缘层4传递到金属基层5,然后由金属基层5将热量传递出去,实现对芯片1的散热。因铝金属的导电性,需要在金属基层5上加绝缘层4,铝基板的热导率较高,而绝缘层4的热导率很小甚至没有,因此降低了铝基板整体的热导率,无法实现整个散热通道通畅,容易导致芯片的热累积,从而引发过早老化、破损等问题。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

为了解决上述铝基板受制于绝缘层的问题,本实用新型提供了一种自适应点火器控制模块厚膜混合电路板,其高精度、高可靠、高性能、小型化、使用寿命长,能即时散热降低自适应控制模块本体温度,保证自适应控制模块本体自身正常运行。

(二)技术方案

一种自适应点火器控制模块厚膜混合电路板,包括自适应点火器控制模块电路,所述自适应点火器控制模块电路为厚膜混合电路,所述厚膜混合电路采用印刷电路方法印刷在多层通孔陶瓷板上。

进一步的,所述自适应点火器控制模块电路包括输入接口电路、单片机系统、输出接口电路和IGBT驱动电路。

再进一步的,所述输入接口电路包括整形电路和光电隔离电路,所述整形电路包括整形芯片、第四电阻和第五电阻;所述光电隔离电路包括第一光电隔离器、第一~第三电阻和第六~第八电阻;所述单片机系统包括单片机芯片、石英晶振、第一电容和第二电容;所述输出接口电路包括第二光电隔离器和第十一电阻;所述IGBT驱动电路包括IGBT驱动器、第九电阻和第十电阻。

再进一步的,所述整形芯片、所述第一光电隔离器、所述单片机芯片、所述石英晶振、所述第一电容、所述第二电容、所述第二光电隔离器和所述IGBT驱动器均采用超声波密封焊接技术粘接在所述多层通孔陶瓷板上。

再进一步的,所述整形芯片、所述第一光电隔离器、所述单片机芯片、所述第二光电隔离器和所述IGBT驱动器均采用MCM组装技术安装在所述多层通孔陶瓷板上。

再进一步的,所述整形芯片为14pin LM339型号芯片,所述第一光电隔离器为16pin TPL521-4型号芯片,所述单片机芯片为28pin PIC16C62型号芯片,所述第二光电隔离器为4pin TPL521-1型号芯片,所述IGBT驱动器为8pin TLP250型号芯片。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种自适应点火器控制模块厚膜混合电路板,通过对电极浆料、绝缘层浆料以及电阻浆料的选择研究,开发低成本高性能点火器控制模块厚膜混合电路,实现了厚膜混合电路的交叉布线,优化了电路设计,减小了电路板的面积;集成应用多层通孔陶瓷片印刷、零件总成超声波密封焊接、MCM组装技术多种先进生产工艺,实现产品高精度、高可靠、高性能、小型化、使用寿命长,能即时散热降低自适应控制模块本体温度,保证自适应控制模块本体自身正常运行。

附图说明

图1为现有技术中采用铝基板封装的结构示意图。

图2为本实用新型所涉及的采用多层通孔陶瓷板封装的结构示意图。

图3为本实用新型所涉及的厚膜混合电路板上的自适应点火器控制模块电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所涉及的实施例做进一步详细说明。

如图2所示,陶瓷基板由电路层3和多层通孔陶瓷板6组成,由于陶瓷具有绝缘的优点,省去了绝缘层4,其工作原理大致为功率器件(芯片1和芯片衬底2)表面贴装在电路层3,芯片1运行时所产生的热量直接由多层通孔陶瓷板6将热量传递出去,达到对芯片1的散热。多层通孔陶瓷板6具有良好的绝缘性和热导率,由于不需要绝缘层,使整体热导率更高。同时针对邮轮使用环境一般比较潮湿的特点,陶瓷基板还具有化学稳定性好、无吸湿性、防腐蚀;耐热性优良,热膨胀系数接近硅芯片;在温度高、湿度大的条件下性能稳定,确保可靠性等优点。

如图3所示,一种自适应点火器控制模块厚膜混合电路板,包括自适应点火器控制模块电路,自适应点火器控制模块电路为厚膜混合电路,厚膜混合电路采用印刷电路方法印刷在多层通孔陶瓷板6上。自适应点火器控制模块电路包括输入接口电路61、单片机系统62、输出接口电路63和IGBT驱动电路64。发动机产生的Id点火触发信号和IJC连续点火控制信号送入输入接口电路进行处理,输入接口电路输出脉冲信号送到单片机系统,经单片机系统控制输出的OC输出点火信号经所述输出接口电路送IGBT驱动电路处理后,推动点火线圈产生高压,进行单次点火或多次连续点火,IGBT驱动电路产生的I3允许点火输入信号也经输入接口电路送到单片机系统。

输入接口电路61包括整形电路和光电隔离电路,整形电路包括整形芯片U1、电阻R4和电阻R5;光电隔离电路包括第一光电隔离器U2、电阻R1~R3和电阻R6~R8;单片机系统62包括单片机芯片U3、石英晶振X1、电容C1和电容C2;输出接口电路63包括第二光电隔离器U5和电阻R11;IGBT驱动电路64包括IGBT驱动器U4、电阻R9和电阻R10。

自适应点火器控制模块厚膜混合电路是汽车电子电路的基础部分,要成为成品还需要利用表面贴装技术进行电阻以外的其他电子元器件的贴装,所以对焊盘的可焊性和耐焊性以及焊盘的附着力有较高的要求,再有为了优化电路板设计,要采取交叉布线来减小电路板的面积,所以需要选择绝缘性能好的绝缘浆料。由于该产品使用环境温度变化较大,所以对电路上印刷的电阻的阻值精度和TCR都要有较高的要求,基于上述要求,选材料主要从电极浆料、绝缘层浆料和电阻浆料入手。

整形芯片U1、第一光电隔离器U2、单片机芯片U3、石英晶振X1、电容C1、电容C2、第二光电隔离器U5和IGBT驱动器U4均采用超声波密封焊接技术粘接在所述多层通孔陶瓷板6上,超声波密封焊接取代了传统机械固定等粘接工艺,是一种先进的装配技术,超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果。

整形芯片U1、第一光电隔离器U2、单片机芯片U3、第二光电隔离器U5和IGBT驱动器U4均采用MCM组装技术安装在所述多层通孔陶瓷板6上,MCM是将多块未封装的IC芯片高密度地安装在同一基板上构成的部件,省去了IC的封装材料和工艺,节省了原料,减少了制造工艺,极大地缩小了体积,与单芯片封装相比重量减轻10倍,体积减小了80-90%。

整形芯片U1为14pin LM339型号芯片,第一光电隔离器U2为16pin TPL521-4型号芯片,单片机芯片U3为28pin PIC16C62型号芯片,第二光电隔离器U5为4pin TPL521-1型号芯片,IGBT驱动器U4为8pin TLP250型号芯片。

本实用新型提供了一种自适应点火器控制模块厚膜混合电路板,通过对电极浆料、绝缘层浆料以及电阻浆料的选择研究,开发低成本高性能点火器控制模块厚膜混合电路,实现了厚膜混合电路的交叉布线,优化了电路设计,减小了电路板的面积;集成应用多层通孔陶瓷片印刷、零件总成超声波密封焊接、MCM组装技术多种先进生产工艺,实现产品高精度、高可靠、高性能、小型化、使用寿命长,能即时散热降低自适应控制模块本体温度,保证自适应控制模块本体自身正常运行。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下,本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到本实用新型的保护范围,本实用新型请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。

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