CN101098054B - 电路板装置和电池包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够被做成较薄的电路板装置以及一种具有较高容量的电池包。该电路板装置包含端部具有切口的基板、安装在该基板上的多个电子零件、用于覆盖该电子零件的树脂部、设置在所述基板上面端部上的、用于覆盖所述切口的金属板、以及连接至该金属板并且从所述基板的端部向外延伸的导引部，该导引部的一端插入所述切口并且被焊接至所述金属板的背面以连接该金属板，该电路板装置应用于所述电池包中。

Description

电路板装置和电池包

技术领域

本发明涉及一种电路板装置，特别地，涉及一种应用于电池包(Battery Pack)的、具有点焊端子板的保护电路板装置和电池包。

背景技术

近年来，电池包作为电源被安装在例如便携式电话机等的便携式终端装置上。

下面，首先对电池包的一般结构进行说明。

图12A是现有的电池包的分解透视图。图12B是图12A所示电池包的横断面图。如图12A和12B所示，电池包10包括电池11(例如，可充电式的锂电池)、保护电路板装置12、电池盒13以及电池盖14。

保护电路板装置12包括基板20、安装在基板20上的多个电子零件21、覆盖电子零件21的树脂部22以及连接至基板22两端的导引部23、24。

电子零件21构成电池保护电路，该电池保护电路用于监视电池11的充电电压和输出电压、控制电池11的冲放电以及保护电池11。

基板20在安装了电子零件21的一面的反面上具有多个电极25。

保护电路板装置12的导引部23、24连接至电池11的电极上。

电池11和保护电路板装置12被设置在电池盒13内。在保护电路板装置12上，树脂部22面向电池11，电极25从电池盒13的切口13a处露出。

在不增加电池包10的外形尺寸的前提下，需要其具有较大的容量。为此，尽可能地增加电池11的容积是一种有效的手段。为了增加电池11的容积，例如，可以将保护电路板装置12的厚度t1做成尽可能地薄，这样，电池11的长度A就可以被相应地增加。尽管长度A的增加量小于0.1mm，但是由于从上面看电池11是一个面积为A×B的长方形，所以电池11的容积也会被有效地增加，这就导致了电池包11的容量的增加。

图13A和图13B是现有的保护电路板装置30的透视图。图14A和图14B是保护电路板30的俯视图和横断面图。

如图13A、13B、14A以及14B所示，保护电路板装置30包括细长的长方形基板31、安装在基板31的上面31a的多个电子零件32、用于覆盖电子零件32的树脂部33、位于基板31的下面31b的电极31c、通过焊接被连接至基板31的上面31a的两端的焊盘(Land)(图中未表示)上的镍板34、35以及端部通过点焊被连接至镍板34、35的上面的导引部36、37，另外，在点焊时还形成了点焊部38、39和毛边部38a、39a。

树脂部33是通过使用涂刷器将树脂材料印刷在一个大的基板上，然后再将其分割成若干个基板31而形成的。

图15是表示用于形成树脂部33的树脂印刷过程的示意图。

如图15所示，将树脂印刷罩40设置在基板31上以覆盖镍板34、35，然后将树脂材料涂刷到开口部41，这样就形成了树脂部33。

探测部43、44形成于树脂印刷罩40的下面，这样就不与镍板34、35互相干涉。

图16A和图16B是现有的保护电路板装置50的透视图。图17A和图17B是保护电路板装置50的俯视图和横断面图。

如图16A、16B、17A以及17B所示，保护电路板装置50包括细长的长方形基板51、安装在基板51的上面51a上的多个电子零件52、用于覆盖电子零件52的树脂部53、位于基板51的下面51b上的多个电极51c、以及一端通过焊被分别接连至基板51的上面51a的两端的焊盘(图中未表示)上的细长镍板54、55和一端通过点焊被分别连接至细长镍板54、55的另一端的导引部56、57。这样就形成了焊接部58、59和点焊部60、61，这里，点焊部60、61分别位于细长镍板54、55上的、远离焊接部58、59的位置上，另外，为了不对焊接部58、59产生影响，点焊部60、61的厚度t23为0.1mm。

树脂部53是通过使用涂刷器将树脂材料印刷在一个大的基板上，然后再将其分割成数个基板51而形成的。

图18是表示用于形成树脂部53的树脂印刷过程的示意图。

如图18所示，将树脂印刷罩70设置在基板51上，然后将树脂材料涂刷在开口部71，这样就形成了树脂部53，例如，日本专利文件“特开2002-208669号公报”就公开了这样一种技术。

但是，在如图13A、13B、14A以及14B所示的保护电路板装置30中，点焊时为了不让用于将镍板34付着在焊盘上的焊剂熔化，镍板34的厚度需要为0.4mm左右。另外，在镍板34和树脂印刷罩40之间还需要一个0.1mm的间隔g。由于这两个原因，如果树脂印刷罩40的厚度t2为0.2mm，树脂印刷罩40和镍板34的总厚度就变成了(t15+g+t2)，即等于0.7mm，这样，树脂部33的厚度t12就应该等于厚度t16，即0.7mm。保护电路板装置30的最大厚度tmax等于基板31的厚度t11与树脂部33的厚度t12(0.7mm)之和，假设基板31的厚度为0.6mm，那么保护电路板装置30的最大厚度就变成了大约1.3mm。

另外，点焊时形成的毛边部38a、39a也增加了保护电路板装置30的镍板34、35的厚度。

在如图16A、16B、17A以及17B所示的保护电路板装置50中，因为没有必要考虑避免细长镍板54、55和树脂印刷罩70之间的干涉，如图18所示，树脂印刷罩70可以被做得较薄。例如，由安装的电子零件52所决定的树脂部53的厚度可以被做成等于0.6mm。但是，由于细长镍板54、55是通过手工焊接的方式被安装的，因此很难控制焊剂点滴(Solder Dot)的高度h，焊剂点滴的高度h有时可以达到0.6mm。这样，保护电路板装置50的最厚部就变成了细长镍板54、55的焊接部，其最大厚度tmax就变成了基板51的厚度t21、细长镍板54的厚度t23以及焊接部58的高度h之和。假设基板51的厚度t21为0.6mm、细长镍板54的厚度t23为0.1mm、焊接部58的高度h为0.6mm，那么保护电路板装置50的最大厚度就和上述保护电路板装置30的最大厚度相同，约为1.3mm。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能够被做成较薄的电路板装置以及一种具有较高容量的电池包。

为了实现上述目的，本发明的电路板装置包括：基板，其一端具有切口；多个电子零件，其被安装在所述基板的上面；树脂部，其用于覆盖所述电子零件；金属板，其被固定在所述基板的上面的一端以覆盖所述切口；以及导引部，其连接至所述金属板并且从所述基板的一端向外延伸，该导引部的一端被收纳在所述切口内并且被焊接至所述金属板的背面以连接所述金属板。

另外，为了实现上述目的，本发明的电路板装置包括：基板，其一端具有切口，该切口被金属板覆盖并且通过将导引部的一端焊接至该金属板的背面来收纳该导引部的该端；多个电子零件，其被安装在所述基板的上面；以及树脂部，其用于覆盖所述电子零件。

另外，为了实现上述目的，本发明的电路板装置包括：基板，其一端具有切口，该切口被用来收纳导引部的一端；多个电子零件，其被安装在所述基板的上面；树脂部，其用于覆盖所述电子零件；以及金属板，其被固定在所述基板的上面的一端以覆盖所述切口，该金属板用于将所述导引部的一端焊接在该金属板的背面。

另外，为了实现上述发明，本发明的电池包包括：电池；以及电路板装置，其用于监视所述电池的输出电压和保护所述电池，其中，所述电路板装置包括：基板，其一端具有切口；多个电子零件，其被安装在所述基板的上面；树脂部，其用于覆盖所述电子零件：金属板，其被固定在所述基板的上面的一端以覆盖所述切口；以及导引部，其连接至所述金属板并且从所述基板的一端向外延伸，该导引部的一端被收纳在所述切口内并且被焊接至所述金属板的背面以连接所述金属板。

由本发明可知，导引部被焊接至金属板，该焊接位置远离该金属板被连接至基板的位置，这样，焊接时产生的热量就不会对金属板和基板的连接产生影响，所以，本发明的金属板能够比现有的金属板做得更薄。因此，本发明的树脂部可以被做得尽可能地薄，可以几乎等于所述电子零件的高度，另外，与现有技术相比，本发明还可以降低电路板装置的最大厚度。

另外，因为降低了保护电路板装置的厚度，也就相应地增加了电池包中的电池的尺寸，因此，电池包的容量就被增加了。

附图概述

图1A是本发明的一个实施例的保护电路板装置100的透视图。

图1B是本发明的一个实施例的保护电路板装置100的另一个透视图。

图2A是保护电路板装置100的俯视图。

图2B是保护电路板装置100的横断面图。

图2C是保护电路板装置100的仰视图。

图3A是没有安装镍板140、141的保护电路板装置100的基板101的透视图。

图3B是没有安装镍板140、141的保护电路板装置100的基板101的另一个透视图。

图4A是安装了镍板140、141的基板101的透视图。

图4B是安装了镍板140、141的基板101的另一个透视图。

图5是表示上述保护电路板装置100的制造方法的流程图。

图6是集合基板170的一部分的示意图。

图7是集合基板170的一部分的示意图，用于表示表面安装步骤。

图8是安装了树脂印刷罩180的集合基板170的一部分的示意图，用于表示树脂印刷步骤。

图9是安装了树脂印刷罩180的集合基板170的一部分的横断面图，用于表示树脂印刷步骤。

图10是树脂印刷步骤结束后的集合基板170的一部分的透视图。

图11A是本实施例的电池包10A的分解透视图。

图11B是图11A中的电池包10A的横断面图。

图12A是现有的电池包的分解透视图。

图12B是图12A中的电池包的横断面图。

图13A是现有的保护电路板装置30的透视图。

图13B是现有的保护电路板装置30的另一个透视图。

图14A是保护电路板装置30的俯视图。

图14B是保护电路板装置30的横断面图。

图15是表示用于形成树脂部33的树脂印刷过程的示意图。

图16A是现有的保护电路板装置50的透视图。

图16B是现有的保护电路板装置50的另一个透视图。

图17A是保护电路板装置50的俯视图。

图17B是保护电路板装置50的横断面图。

图18是表示用于形成树脂部53的树脂印刷过程的示意图。

本发明的最佳实施方式

以下参考附图说明本发明的最佳具体实施例。

[保护电路板装置100的结构]

图1A和图1B是本发明的一个实施例的保护电路板装置100的透视图。图2A是保护电路板装置100的俯视图。图2B是保护电路板装置100的横断面图。图2C是保护电路板装置100的仰视图。

如图1A、1B、2A、2B以及2C所示，保护电路板装置100包括：基板101、安装在基板101的上面101a上的多个电子零件120、用于覆盖电子零件120的树脂部130、镍板140、141以及导出板150、151。

图3A和图3B是没有安装镍板140、141的保护电路板装置100的基板101的透视图。

如图3A、图3B以及上述其他附图所示，基板101是多层细长的长方形，并且在其两端分别具有方形的切口102、103。围绕切口102、103有两对位于相反位置的切口臂104、105、106和107，焊盘108、109、110和111分别形成在切口臂104、105、106和107上。

切口102、103的大小被设计成能够收纳导引部150、151的端部并且镍部140、141能够跨于其上。也就是说，切口102、103的宽度W1稍微大于导引部150的宽度W2，但是又稍微小于镍板140、141的宽度W3。

电极115被配置在基板101的背面101b上。

多个电子零件120被安装在基板101的上面101b上，并且构成电池保护电路。

树脂部130被设置在基板101的上面101a上用以覆盖电子零件120。

图4A和图4B是安装了镍板140、141的基板101的透视图。如图4A、图4B以及上述附图所示，焊盘108和109(参考图3A和图3B)通过焊接被连接至镍板140上，镍板140被设置在切口臂104、105上，这样，镍板140就被固定在基板101的上面101a上。

如图1A、1B、2B以及2C所示，导引部150的端部被插入切口102中，并且通过在点焊部160处的点焊被连接至镍板140的背面140a上，这样，导引部150就从基板101的一端向外延伸。类似地，导引部151的端部被插入切口103中，并且在点焊部161处被点焊至镍板141的背面141a上，这样，导引部151就从基板101的另一端向外延伸。在点焊过程中还形成了毛边部160a、161a。

在保护电路板装置100中，镍板140、141作为连接部件来使用。也就是说，点焊需要得到足够的强度以连接镍板140、141，但是，由于不能直接在基板的焊盘上进行点焊，所以镍板140、141被用做连接部件。

[保护电路板装置100的制造]

图5是表示上述保护电路板装置100的制造方法的流程图。

如图5所示，保护电路板装置100的制造步骤为，首先，将电子零件120和镍板140、141安装在与集合基板(基板101的集合体)的各基板101相对应的位置上并进行打线结合(Wire Bonding)；然后，通过印刷，一次性地形成树脂部130；接下来，切割集合基板，使之分成为数个基板101；之后，将导引部150、151连接至每个基板101。

(1)集合基板制造步骤160

图6是集合基板170的一部分的示意图。

如图6所示，集合基板170包括以阵列方式排列的多个子部分，每个子部分对应于一个基板101，在子部分的端部具有多个开口172和173，其分别形成基板101的切口102和103。

(2)表面安装步骤161

图7是集合基板170的一部分的示意图，用于表示表面安装步骤。

如图7所示，电子零件120和镍板140、141被安装在与每一个基板101相对应的每一个子部分的表面上。这样，集合基板170就变成了COB(Chip On Board：载芯片板)。这里，因为镍板140、141被安装在基板101的表面上，因此可以减小镍板140、141的安装公差，并且焊剂点滴的高度也较小。

(3)树脂印刷步骤162

图8是安装了树脂印刷罩180的集合基板170的一部分的示意图，用于表示树脂印刷步骤。图9是安装了树脂印刷罩180的集合基板170的一部分的横断面图，用于表示树脂印刷步骤。

如图8和图9所示，将树脂印刷罩180设置在集合基板170上以覆盖镍板140、141，然后用涂刷器将树脂材料涂刷至开口部181。

图10是树脂印刷步骤结束后的集合基板170的一部分的透视图。

如图10所示，在树脂印刷步骤中，一次性地形成树脂部130，以覆盖集合基板170上的、与所有基板101相对应的的所有子部分。

探测部182、183被形成在树脂印刷罩180的下面，以使其不与镍板141、142互相干涉。

(4)切割步骤163

将上面形成了树脂部130的集合基板170切割成数个小单元，每个小单元包括一个基板101，这样，就得到了如图4A和图4B所示的装置。

(5)点焊步骤164

将在步骤163中得到的每个小单元的里外面翻转，将导引部150的端部插入切口102，并且将导引部150的这个端部通过点焊连接至镍板140的背面140a上，类似地，将导引部151的端部插入切口103，并且将导引部151的这个端部通过点焊连接至镍板141的背面141a上。

应该注意的是，在上述表面安装步骤161中，镍板140、141的安装可以被省略，也就是说，可以只安装电子零件120。此时，将集合基板170切割成数个互相分离的小单元，就得到了如图3A和图3B所示的装置。

[保护电路板装置100的最大厚度tmax]

如图1A和图1B所示，因为镍板140、141上的点焊位置远离焊接位置，点焊时产生的热量不对焊接位置产生影响，所以镍板140、141的厚度t35能够被做成小于如图13所示的镍板34的厚度t15，例如，其厚度t35可以约为0.1mm。因此，如图9所示，如果镍板140、141与树脂印刷罩180之间存在0.1mm的间隔g，树脂印刷罩180和镍板140的总厚度t36就可以被做成例如约为0.55mm，该厚度小于如图15所示的树脂印刷罩40的厚度t16。

所以，在保护电路板装置100中，用于覆盖电子零件120的树脂部130的最小厚度t32就可以是例如约为0.55mm。

另外，导引部150和151、点焊部160和161以及毛边部60a和161a都被做成在基板101的厚度之内。

因此，如图1A所示，保护电路板装置100的最大厚度tmax等于基板101的厚度t31和树脂部130的厚度t32之和。如上所述，树脂部130的厚度t32为0.55mm，如果假设基板101的厚度t31为0.6mm，那么保护电路板装置100的最大厚度tmax就变成了约为1.15mm。该厚度比如图13和图16所示的现有的保护电路板装置30、50的最大厚度小了0.15mm。

[电池包10A]

图11A是本实施例的电池包10A的分解透视图。图11B是图11A中的电池包10A的横断面图。

如图11A和图11B所示，电池包10A包含电池11A、如上所述的保护电路板装置100、电池盒13以及电池盖14。由于减小了保护电路板装置100的最大厚度，电池11A在图11A的垂直方向上的长度A就能够被相应地增加。因此，尽管电池包10A具有与现有的电池包10同样的尺寸，但电池包10A的容量增加了。

本发明并不局限于上述具体实施例，只要不脱离权利要求书的范围，亦可采用其他变化形式代替，但那些变化形式仍属于本发明所涉及的范围。

本专利申请是基于2006年6月27日提出的日本优先权专利申请第2006-176971号进行的，因此，其全部内容也包含在本专利申请之中。

Claims (4)

1.一种电路板装置，它包括：

基板，其一端具有切口；

多个电子零件，其被安装在所述基板的上面；

树脂部，其用于覆盖所述电子零件；

金属板，其被固定在所述基板的所述上面的一端，用以覆盖所述切口；

导引部，其被连接至所述金属板并且从所述基板的所述一端向外延伸，该导引部的一端被收纳在所述切口内并且被焊接至所述金属板的背面以连接至所述金属板。

2.一种电路板装置，它包括：

基板，其一端具有切口，该切口被金属板覆盖并且被用于收纳导引部的一端，该导引部的该端被焊接至该金属板的背面，该金属板被固定在所述基板的上面的一端；

多个电子零件，其被安装在所述基板的上面；

树脂部，其用于覆盖所述电子零件。

3.一种电路板装置，它包括：

基板，其一端具有切口，该切口被用于收纳导引部的一端；

多个电子零件，其被安装在所述基板的上面；

树脂部，其用于覆盖所述电子零件；

金属板，其被固定在所述基板的所述上面的一端用以覆盖所述切口，该金属板被用于将所述导引部的所述一端焊接至该金属板的背面。

4.一种电池包，它包括：

电池；以及，

电路板装置，其用于监视所述电池的输出电压和保护所述电池；

其中，

所述电路板装置包括：

基板，其一端具有切口；

多个电子零件，其被安装在所述基板的上面；

树脂部，其用于覆盖所述电子零件；

金属板，其被固定在所述基板的所述上面的一端，用以覆盖所述切口；

导引部，其被连接至所述金属板并且从所述基板的所述一端向外延伸，该导引部的一端被收纳在所述切口内并且被焊接至所述金属板的背面以连接至所述金属板。

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