CN107995775A - 自带过流保护柔性电路及制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自带过流保护柔性电路及制造工艺，其柔性电路包括铜箔基材，在铜箔基材的正面设有线路，在线路中包含有一体成型的过流保护器件以及元件焊接区域，在第一元件焊接区域焊接有温度传感器；在第二元件焊接区域通过焊锡焊接有镍片，在镍片上键合有铝丝，铝丝的另一端外接电池连接端。本发明自带过流保护器件以及对针脚区域和元件焊接区域均进行了补强，简化了柔性电路的结构和强化了其强度。

Description

自带过流保护柔性电路及制造工艺

技术领域

本发明涉及柔性电路技术领域，特别是一种自带过流保护柔性电路及制造工艺。

背景技术

柔性电路板（Flexible Printed Circuit 简称FPC）是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。

目前的柔性电路板，结构设计复杂，在柔性电路板上的外置元器件过多，例如：过流保护器件，一般都是通过采用贴片式的过流保护器件，需要对柔性电路板的强度进行额外的加强。柔性电路板的连接端与连接器进行连接，是属于比较容易折断的地方，也需要特别加强。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供自带过流保护柔性电路及制造工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：自带过流保护柔性电路，其包括铜箔基材，在铜箔基材的正面设有线路，在线路中包含有一体成型的过流保护器件以及元件焊接区域，在第一元件焊接区域焊接有温度传感器；在第二元件焊接区域通过焊锡焊接有镍片，在镍片上键合有铝丝，铝丝的另一端外接电池连接端。

上述技术方案中，所述针脚区域的正面覆盖有密封绝缘层，反面覆盖有密封绝缘层，所述温度传感器的焊脚处覆盖有密封绝缘层。

上述技术方案中，在所述柔性电路的反面覆盖有双面胶和保护膜。

上述技术方案中，所述保护膜为聚酰亚胺膜。

上述技术方案中，所述铝丝在镍片上的键合位置覆盖有密封绝缘层。

为了实现上述自带过流保护柔性电路的技术方案，还提供了制造工艺，其包括以下步骤：

步骤一，在铜箔基材的正面蚀刻线路，线路中包含有蚀刻一体形成的过流保护器件；

步骤二，对线路表面进行覆绝缘膜，并开窗使元件焊接区域的铜皮露出；

步骤三，在铜箔基材的反面贴第一补强片和第二补强片；第一补强片位于开窗对应的位置，第二补强片覆盖于柔性电路的针脚区域，并将针脚露出；

步骤四，在第一元件焊接区域焊接温度传感器，在第二元件焊接区域通过回流焊将镍片焊上；

步骤五，在铜箔基材的正面贴第三补强片和第四补强片；第三补强片呈边框形状覆盖于所述针脚区域，并该针脚区域位于边框中空区域；第四补强片呈C字形状覆盖于所述元件焊接区域，并该元件焊接区域位于第四补强片的中空区域；

步骤六，将作为电极的铝丝的一端键合在镍片表面；

步骤七，对针脚区域的正反面、温度传感器的焊脚处、以及铝丝在镍片上的键合位置上进行密封绝缘处理。

上述技术方案中，所述步骤六中，对于针脚区域正面的每一针脚进行点胶，将密封绝缘胶覆盖在针脚区域的反面的所述第三补强片的边框中空区域内。

上述技术方案中，所述步骤六中，将密封绝缘胶覆盖在第四补强片的中空区域内。

本发明的有益效果是：

1）采用一体成型的过流保护器件结构，代替现有需要外置焊接的方式，节省了柔性电路板上的空间以及元器件的数量，简化了结构，可以降低制造成本。

2）对元件焊接区域和针脚区域进行了正反面贴补强片，加强了该两处的强度，保证在加工或后续使用过程中的强度得到加强。

3）通过回流焊的方式自动贴镍片，提高了生产效率。

4）在镍片上通过键合铝丝的方式与电池进行桥接，进行采集电压。

附图说明

图1是本发明的自带过流保护柔性电路的整体结构示意图；

图2是本发明反面贴双面胶的结构示意图；

图3是本发明反面贴保护膜的结构示意图；

图4是本发明正面线路的结构示意图；

图5是本发明覆盖绝缘膜并开窗的结构示意图；

图6是本发明反面贴补强片的结构示意图；

图7是本发明正面贴补强片的结构示意图；

图8是本发明第三补强片的结构示意图；

图9是本发明第四补强片的结构示意图；

图10是图1的局部放大结构示意图。

图中，1、铜箔基材；2、线路；3、过流保护器件；4、绝缘膜；5、开口；6、第一元件焊接区域；7、温度传感器；8、第一补强片；9、第二补强片；10、第三补强片；11、第四补强片；12、针脚区域；13、双面胶；14、保护膜；15、二维码；16、边框中空区域；17、中空区域；18、缺口区域；19、焊脚处。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1-10所示，自带过流保护柔性电路，其包括铜箔基材1，在铜箔基材1的正面设有线路2，在线路2中包含有一体成型的过流保护器件3以及元件焊接区域，在第一元件焊接区域6焊接有温度传感器7；在第二元件焊接区域通过焊锡焊接有镍片，在镍片上键合有铝丝，铝丝的另一端外接电池连接端。在线路2表面设有绝缘膜4，在该绝缘膜4上设置有开口5以将线路2上的元件焊接区域6露出，在该元件焊接区域6的正面设置有第一补强片8以及反面设置有第四补强片11；在连接端的针脚区域12的正面设置有第三补强片10以及反面设置有第一补强片8，该第一补强片8和第三补强片10均将针脚区域12露出。温度传感器7采用带长引脚的NTC元器件，NTC元器件可以为水滴头的防水NTC，NTC元器件伸出柔性电路之外的长度一般控制为19-22mm。第一补强片8、第二补强片9、第三补强片10和第四补强片11均采用玻纤材质，

其中，所述针脚区域12的正面覆盖有密封绝缘层，该密封绝缘层为紫外线固化胶；反面覆盖有密封绝缘层，该密封绝缘层为黑色热熔胶；所述温度传感器7的焊脚处19覆盖有密封绝缘层。密封绝缘层作为对针脚区域12、焊脚处19进行绝缘、密封、防水和保护作用。

其中，在所述柔性电路的反面覆盖有双面胶13和保护膜14。所述保护膜14和绝缘膜4为聚酰亚胺膜。双面胶13作为柔性电路板装配时使用，贴在电池包的线束隔离板上。而保护膜14能够增加柔性电路板的厚度，并保护其表面不被刮穿。

其中，所述第一补强片8和第二补强片9呈平板结构，其中所述第二补强片9上设有露出针脚的孔。第一补强片8的厚度为0.5mm，小于.5mm不能满足键合强度的要求，防止击穿柔性电路板，而大于0.5mm则不利于生产。第二补强片9的厚度为1.0mm，作为支撑连接器与针脚区域12之间的焊接。

其中，所述第三补强片10呈边框结构，并且该第三补强片10的边框中空区域16将针脚区域12露出。第三补强片10的厚度为2.0mm，具有边框中空区域16，可以起到框胶的作用。

其中，所述第四补强片11呈C字形状的结构，其中空区域17将元件焊接区域6露出，其缺口区域18让温度传感器7的焊脚通过。第四补强片11的厚度为2.0mm，具有中空区域17，可以起到框胶的作用。

为了实现上述的自带过流保护柔性电路，还提供了一种制造工艺，其包括以下步骤：

步骤一，在铜箔基材1的正面蚀刻线路2，线路2中包含有蚀刻一体形成的过流保护器件3。过流保护器件3为被蚀刻形成的铜丝，与线路2是一体的。本实施例中省略了在铜箔基材1才蚀刻线路2前后的相关现有技术的处理工艺，在此不再赘述。

步骤二，对线路2表面进行覆绝缘膜4，并开窗使元件焊接区域的铜皮露出，包括第一元件焊接区域和第二元件焊接区域。

步骤三，在铜箔基材1的反面贴第一补强片8和第二补强片9；第一补强片8位于开窗对应的位置，第二补强片9覆盖于柔性电路的针脚区域12，并将针脚露出。贴补强片采用自动化贴片设备完成。

步骤四，在第一元件焊接区域6焊接温度传感器7，在第二元件焊接区域通过回流焊焊接上镍片。

步骤五，在铜箔基材1的正面贴第三补强片10和第四补强片11；第三补强片10呈边框形状覆盖于所述针脚区域12，并该针脚区域12位于边框中空区域16；第四补强片11呈C字形状覆盖于所述元件焊接区域6，并该元件焊接区域位于第四补强片11的中空区域17。贴补强片采用自动化贴片设备完成。

步骤六，对针脚区域12的正反面、温度传感器7的焊脚处19进行进行密封绝缘处理。其中，对于针脚区域12正面的每一针脚进行点胶，将密封绝缘胶覆盖在针脚区域12的反面的所述第三补强片10的边框中空区域16内。将密封绝缘胶覆盖在第四补强片11的中空区域17内。

步骤七，将作为电极的铝丝的一端键合在镍片表面。键合的原理：超声波换能振动系统产生纵向位移振动，经换能器产生高频振动，通过变幅杆传递给焊接劈刀，当劈刀和铝线与被焊件接触时，在压力和振动的作用下，待焊金属表面相互摩擦，氧化膜被破坏，并发生塑性变形，致使两个纯净的金属面紧密接触，达到原子距离的结合，最终形成牢固的机械连接。焊接三要素

⑴ 压力：在焊接时必须加上一定压力，压力大焊点牢固，但焊点很扁，压力小，不易焊上。⑵ 超声功率：在焊接时必须给焊接点加上一定强度的振动,功率大,可焊性好,焊点太烂；功率小，可焊性差。⑶ 时间：焊接时所用的时间，时间长焊接可靠，但太长会影响速度。当前三种焊接工艺对比：第一种，超声波焊接是一种机械处理过程，在焊接过程中，并无焊接电流在被焊件中流过，也无电焊模式的焊弧产生。由于超声焊接不存在热传导与电阻率等问题，因此对于有色金属材料来说无疑是一种理想的焊接模式，对于不同厚度的片材，都能进行有效的焊接。超声波焊接：a、焊接材料不熔融、不脆弱的金属特性；b、焊接后导电性好，电阻系数极低近乎零；c、可焊接材料包括铝、铜、镍、金、银；d、焊接时间短，不需任何助焊剂，焊接精度高，微米级别；e、焊接无火花，怀保安全。f、耗材已国际标准化；g、焊接成本低（具体明细见后面成本统计）；h、对电芯正负极表面清洁要求高，焊接时表面不允许有油、水、胶、汗液，对电池模组的平整度要求较高，误差需要保证在1mm以内。i、选用一线四点焊接方式，已经对焊接是否存在虚焊检验过一次，焊接完成后不需要专业的检测设备及大量的人力投入到检验；H、安全性高，连接线起保护作用，电流过载时可熔断。第二种，激光焊是利用激光产生的热能融化金属材料然后融合在一起，冷却后重新生成晶粒把两边的材料连接起来。激光焊接：a、焊件位置需非常精确，务必在激光束的聚焦范围内；b、高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等，焊接性会受激光所改变；c、焊接时会产生一定的温度，对电芯产生一定的安全的隐患；d、对电池模组的误差要求高，功率及高度控制不精确容易对电芯的负极烧穿，引发安全隐患；e、焊接时无法对虚焊检测，需要专用检测设备或者人力投入检查；f、连接片在电流过载时不可熔断。第三种，电阻焊是根据电极的施压而来做焊接，那么这种焊接就是根据热源来的电阻热，从而被称之为电阻焊，还有一种就是所讲的压力，这种在压力下做的焊接同时也称之为压力焊，这只是电阻焊的两个特点，也算是最简单最实际的两大特点。电阻焊：a、对焊时有因有火花喷溅，需要隔离；b、目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检查，以及靠各种监控技术来保证；c、设备功率大，机械化自动化程度较高，使设备成本较高、维修较困难，并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的正常运行。d、连接片在电流过载时不可熔断。

还包括步骤八，在正面贴上包含柔性电路的测试数据等信息的二维码15，进行品质追踪。

以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (8)

1.自带过流保护柔性电路，其特征在于：包括铜箔基材，在铜箔基材的正面设有线路，在线路中包含有一体成型的过流保护器件以及元件焊接区域，在第一元件焊接区域焊接有温度传感器；在第二元件焊接区域通过焊锡焊接有镍片，在镍片上键合有铝丝，铝丝的另一端外接电池连接端。

2.根据权利要求1所述的自带过流保护柔性电路，其特征在于：所述针脚区域的正面覆盖有密封绝缘层，反面覆盖有密封绝缘层，所述温度传感器的焊脚处覆盖有密封绝缘层。

3.根据权利要求1所述的自带过流保护柔性电路，其特征在于：在所述柔性电路的反面覆盖有双面胶和保护膜。

4.根据权利要求3所述的自带过流保护柔性电路，其特征在于：所述保护膜为聚酰亚胺膜。

5.根据权利要求1所述的自带过流保护柔性电路，其特征在于：所述铝丝在镍片上的键合位置覆盖有密封绝缘层。

6.制成如权利要求1-5任一所述的自带过流保护柔性电路的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在铜箔基材的正面蚀刻线路，线路中包含有蚀刻一体形成的过流保护器件；

步骤二，对线路表面进行覆绝缘膜，并开窗使元件焊接区域的铜皮露出；

步骤三，在铜箔基材的反面贴第一补强片和第二补强片；第一补强片位于开窗对应的位置，第二补强片覆盖于柔性电路的针脚区域，并将针脚露出；

步骤四，在第一元件焊接区域焊接温度传感器，在第二元件焊接区域通过回流焊将镍片焊上；

步骤五，在铜箔基材的正面贴第三补强片和第四补强片；第三补强片呈边框形状覆盖于所述针脚区域，并该针脚区域位于边框中空区域；第四补强片呈C字形状覆盖于所述元件焊接区域，并该元件焊接区域位于第四补强片的中空区域；

步骤六，将作为电极的铝丝的一端键合在镍片表面；

步骤七，对针脚区域的正反面、温度传感器的焊脚处、以及铝丝在镍片上的键合位置上进行密封绝缘处理。

7.根据权利要求6所述的一种制造工艺，其特征在于：所述步骤六中，对于针脚区域正面的每一针脚进行点胶，将密封绝缘胶覆盖在针脚区域的反面的所述第三补强片的边框中空区域内。

8.根据权利要求6所述的一种制造工艺，其特征在于：所述步骤六中，将密封绝缘胶覆盖在第四补强片的中空区域内。