CN1458657A - 平面安装用蓄电池单元 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种平面安装用蓄电池单元，其目的在于提供能够减少安装面积、提高焊接可靠性并实现高密度安装。包括在壳体(11)与上盖(12)之间装入元件并用绝缘物密封的有极性蓄电池单元、与壳体(11)的外表面连接的阳极端(13)、以及与上盖(12)的外表面连接的阴极端(14)，在阳极端(13)设置与安装基板连接的外部连接部分(15)，在阴极端(14)设置与安装基板连接的外部连接部分(16)及与上盖(12)连接的安装用固定部分(17)，在阳极端(13)及阴极端(14)的外部连接单元(15及16)和阴极端(14)的安装用固定部分(17)形成镀层。

Description

平面安装用蓄电池单元
技术领域
本发明涉及各种电子设备中使用的平面安装用蓄电池单元，特别涉及适合于印制电路板高密度安装的卧式平面安装用蓄电池单元。
背景技术
在平面安装用蓄电池单元中，有双电层电容器及钮扣电池等。例如，在双电层电容器中，如图1的其简要结构所示，将在阀金属的盘状薄片(或箔)42a及42b上形成活性碳层的极化电极43a及43a的一对双电层电极41a及41b，隔着绝缘性的隔膜44面对面地配置，装在两个相互相对嵌合的容器内，阀金属的盘状薄片(或箔)42a与金属容器的上盖46的内表面侧接合，阀金属的盘状薄片(或箔)42b与金属容器的壳体45的内表面侧接合。
壳体45上盖46在其边缘部分夹着绝缘性的环形衬垫47进行封接，在其内部充入非水性电解液(未图示)，使其充满双电层电极41a及41b和隔膜44。
如上所述构成的硬币型双电层电容器50，如图8A及8B所示安装在印制电路板53及58上。图8A是将双电层电容器50竖直安装在印制电路板53上，将外部引线端51及52分别与双电层电容器50的壳体45及上盖46的外表面部分连接，将外部引线端51及52插入印制电路板53的孔中，将该部分进行焊接。另外，图8B是将双电层电容器58横放安装在印制电路板58上，将外部引线端56及57分别与双电层电容器50的壳体45及上盖46的外表面部分连接，将外部引线端56及57插入印制电路板58的孔中，将该部分进行焊接。
除了这样的安装方法以外，还有如图9所示，将外部引线端62及63与双电层电容器50的壳体45及上盖46的外表面连接，使外部引线端62及63的各前端部分与印制电路板64的连接焊盘表面64a及64b平行，利用回流焊工艺进行焊接。
另外，在钮扣电池中，也是将在正极与负极之间隔着隔膜的电极装在两个相互对拿来金属容器内，其外形结构具有与上述双电层电容器50相同的结构。
但是，若将上述那样构成的双电层电容器或钮扣电池等蓄电池元件安装在高密度安装用印制电路板上，则存在的问题是，以立式安装的安装高度较高，而以卧式安装的安装面积较大。
另外，高密度安装用印制电路板，由于其正反两面部安装元器件，因此即使在正面已经安装好元器件，而在反而安装元器件时，有时也会引起表面元器件移位、接触不良或脱落等问题。
因此，像硬币型蓄电池单元那样的大的元器件，是在暂时用粘结剂固定在印制电路板上之后进行回流焊工艺，但具有工序复杂这样的问题。
另外，在将多个平面安装用蓄电池单元串联连接时，以往是将多个平面安装用蓄电池单元重叠插入圆筒形成方筒形壳体内，用簧片等导电性弹性构件压紧，因此存在的问题是，元器件安装基板大型化，或者在簧片等导电性弹性构件的压紧力不足时，引起导电不良。
为了解决这样的问题，虽也考虑采用在将多个平面安装用蓄电池单元重叠的状态下对壳体等进行卷边的方法，但若卷边压力过高，则对平面安装用蓄电池单元会加上过大的应力，恐怕电解液会泄漏，从可靠性方面来看，难以采用这种方法。
本发明的目的在于解决以往这样的问题，提供对印制电路板进行高密度安装时也能够减少安装面积、能够提高焊接可靠性的平面安装用蓄电池单元。
发明内容
本发明的第1形式是包括极性蓄电池单元、阳极端及阴极端的平面安装用蓄电池单元，所述有极性蓄电池单元是将在一对电极之间隔着绝缘性隔膜而形成的元件装在该元件阳极侧配置的壳体与阴极侧配置的上盖之间，然后用绝缘物密封，所述阳极端与所述壳体的外表面连接，所述阴极端与所述上盖的外表面连接，所述平面安装用蓄电池单元是这样构成，即在所述阳极端设置与安装基板连接的外部连接部分，在所述阴极端设置与安装基板连接的外部连接部分及与所述上盖连接的安装用固定部分，在阳极端及阴极端的外部连接部分和阴极端的安装用固定部分形成镀层，在将平面安装用蓄电池单元安装在印制电路板上时，由于阴极端的安装用固定部分也与各外部连接部分同时与印制电路板上设置的空焊盘连接，因此即使在安装了平面安装用蓄电池单元后进行回流焊工艺，也能够减少位移或因位移而造成的短路等不良现象，另外由于各外部连接部分有镀层，因此能够提高焊接的可靠性。
在该第1形式中，在阳极端及阴极端的外部连接部分及阴极端的安装用固定部分形成的镀层，最好在与印制电路板连接的一侧或两面形成。
另外，在本发明的第1形式中，若配置阳极端及阴极端而构成，即，使得通过将阳极端的一端弯折而形成的外部连接部分与阴极端的外部连接部分为同一方向而且并排排列，则能够减少将平面安装用蓄电池单元安装在印制电路板上的安装面积。
另外，在本发明的第1形式中，若将安装用固定部分设置位于上盖的中心部分而构成，则能够将平面安装用蓄电池单元可靠地固定在印制电路板上，在然后的回流焊工艺中也能够减少平面安装用蓄电池单元的移位及脱落。
另外，在本发明的第1形式中，若在安装用固定部分的中心部分设置开孔部分而构成，则在将平面安装用蓄电池单元与印制电路板连接时，由于在开孔部分形成凸起焊点，焊接强度提高，因此能够更提高外部连接部分的焊接可靠性。
另外，在本发明的第1形式中，若镀层是镀锡层，则能够很容易将外部连接部分及安装用固定部分安装在印制电路板上，能够实现高可靠性的连接。
本发明的第2形式，是通过连接构件将多个有极性蓄电池单元串联层叠，将阳极端及阴极端的一端分别与层叠的有极性蓄电池单元的两端即阳极部分及阴极部分连接，同时将所述阳极端及阴极端的另一端设置在同一平面上，通过这样能够完成以简单的结构实现小型化、提高接合的可靠性并能在印制电路板上进行高密度平面安装的平面安装用蓄电池单元。
另外，在本发明的第2形式中，若连接构件的纵向剖面形状为凹型，有极性蓄电池单元的阴极部分与所述连接构件的外底表面接合，有极性蓄电池单元的阳极部分与所述连接构件的内周表面的至少一部分接合，采用这样的结构，则能够以简单的结构实现小型化并提高与印制电路板接合的可靠性。
另外，在本发明的第2形式中，若与层叠的有极性蓄电池单元的阳极部分连接的阳极端及与阴极部分连接的阴极端的某一个形成大致直线形状，而另一个弯折成工字形状，采用这样的结构，则能够以简单的结构实现平面安装用蓄电池单元的小型化，并能以最小面积进行高密度平面安装。
另外，在本发明的第2形式中，通过采用在弯折成工字形状的阳极端或阴极端的与有极性蓄电池单元的外周表面相接触的部分设置缺口的结构，能够提高蓄电池单元与阳极端或阴极端的贴紧程度，在将平面安装用蓄电池单元安装在印制电路板上时，由于能够形成凸起焊点，因此能够提高安装状态的可靠性，另外在安装后的检查中，能够容易确认凸起焊点。
如上所述，根据本发明，包括有极性蓄电池单元、阳极端及阴极端的平面安装用蓄电池单元，所述有极性蓄电池单元是将在一对电极之间隔着绝缘性隔膜而形成的元件装在该元件阳极侧配置的壳体与阴极侧配置的上盖之间，然后用绝缘物密封，所述阳极端与所述壳体的外表面连接，所述阴极端与所述上盖的外表面连接，所述平面安装用蓄电池单元是这样构成，即在所述阳极端设置与安装基板连接的外部连接部分，在所述阴极端设置与安装基板连接的外部连接部分及与所述上盖连接的安装用固定部分，在阳极端及阴极端的外部连接部分和阴极端的安装用固定部分形成镀层，通过这样具有的效果是，在将平面安装用蓄电池单元安装在印制电路板上时，由于阴极端的安装用固定部分能够与印制电路板上设置的空焊盘连接，因此即使在安装了平面安装用蓄电池单元后的回流焊工艺，也能够减少位移或短路等不良现象，另外由于各连接端有镀层，因此能够提高焊接的可靠性。
另外，通过连接构件将多个有极性蓄电池单元串联层叠，将阳极端及阴极端的一端分别与层叠的有极性蓄电池单元的两端即阳极部分及阴极部分连接，同时将所述阳极端及阴极端的另一端设置在同一平面上，通过采用这样的结构，能够实现不用专用壳体等而以简单的结构达到小型化、提高接合的可靠性并能在印制电路板上进行高密度平面安装的平面安装用蓄电池单元。
附图说明
图1所示为本发明实施形态1的平面安装用蓄电池单元构成的一部分分解立体图。
图2A及图2B为将本发明实施形态1的平面安装用蓄电池单元安装在印制电路板上的平面图及剖面图。
图3A及图3B所示为本发明实施形态1的阳极端构成的平面图及剖面图，图3C及图3D所示为阴极端构成的平面图及剖面图。
图4A及图4B为将本发明实施形态2的平面安装用蓄电池单元安装在印刷电路板上的平面图及剖面图。
图5A、图5B及图5C所示为本发明实施形态3的平面安装用蓄电池单元构成的立体图、剖面图及底面图。
图6所不为本发明实施形态3的平面安装用蓄电池单元构成的分解图。
图7所示为以往的双电层电容器构成切去一部分的立体图。
图8A为将以往的硬币型蓄电池单元竖直焊接安装在印制电路板上的剖面图，图8B为将以往的硬币型蓄电池单元横放焊接安装在印制电路板上的剖面图。
图9为将以往的平面安装用蓄电池单元横放焊接在印制电路板上的剖面图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施形态。
实施形态1
图1-图3所示为本发明的实施形态1。
图1所示为实施形态1的平面安装用蓄电池单元18。
在阳极侧配置的壳体11与阴极侧配置的上盖12之间，装有隔着绝缘性隔膜将一对电极相对配置而成的元件(未图示)，壳体11与上盖12夹着绝缘性的环形衬垫(未图示)进行密封，这样构成有极性蓄电池单元。
与壳体11的外表面连接的阳极端13上，其一部分形成外部连接部分15，与上盖12连接的阴极端14上，形成外部连接部分16，在外部连接部分15及外部连接部分16上，分别形成镀层。另外，在阴极端14上，在利用激光焊接与上盖12连接的部分形成安装用固定部分17，在安装用固定部分17的两面形成镀层。
阳极端13与阴极端14配置，使得外部连接部分15及外部连接部分16分别位于同一方向而且并排排列，阳极端13与壳体11的外表面连接，阴极端14与上盖12的外表面连接，形成硬币型平面安装用蓄电池单元18。
如上所述构成的平面安装用蓄电池单元18，如图2A及图2B所示那样配置，即阳极端13的外部连接部分15及阴极端14的外部连接部分16分别与印制电路板21上形成的端子连接焊盘22a及22b连接，阴极端14的安装用固定部分17与屯制电路板21上设置的空焊盘23连接，然后利用回流焊工艺进行焊接，就安装在印制电路板21上。
若采用这样的结构，则各外部连接部分15及16与印制电路板21的端子连接焊盘22a及22b连接，同时阴极端14的安装用固定部分17也与印制电路板21的空焊盘23连接，因此容易连接而且在多个部分连接，所以能够进行可靠的元器件安装，在安装了平面安装用蓄电池单元18之后，即使在回流焊工艺中，也能够减少位移或短路等不良现象。另外，由于在外部连接部分15及16形成镀层，因此能够更进一步提高焊接的可靠性。
另外，阳极端13如图3A及3B所示，是采用将其一部分弯折而使外部连接部分15与阳极端13处于同一方向的结构，并在外部连接部分15形成镀层24a而得到的。另外，阴极端14如图3C及3D所示，是在其一端切去部分，形成外部连接部分16，并在外部连接部分16及安装用固定部分25形成镀层24b而得到的。这样，由于阳极端13及阴极端14具有简单的形状，因此能够容易进行。
再有，如图3C所示，若在阴极端14的安装用固定部分25的中心部分形成开孔部分26，则安装在印制电路板21上时，利用开孔部分26，容易形成凸起焊点，即使在两面安装时，平面安装用蓄电池单元18也不会移动，能够牢牢地固定。另外，能够更提高外部连接部分16的焊接可靠性。
另外，在将平面安装用蓄电池单元18安装在高密度安装用印制电路板上的情况下，由于印制电路板的各焊盘上涂布焊膏，因此即使是像硬币型平面安装用蓄电池单元18那样的大元器件，也不需要利用粘结剂等保持元器件，能够通过1次顺利地进行对双面基板的固定及连接的自动安装。
另外，在上述说明中，外部连接部分15及16和安装用固定部分25的镀层24b，从环境及安全性方面考虑，最好是镀锡，但其它也可以采用以锡为主要成分的与铜、锌等的合金镀层。
另外，安装用固定部分25的镀层24b可以在两面形成，或者也可以仅在进行安装的一侧形成。
实施形态2
图4A及图4B所示为本发明的实施形态2。
在上述实施形态1中，阳极端与阴极端的各外部连接部分是配置在同一方向的，而在本实施形态2中，阳极端与阴极端的各外部连接部分是配置在相反方向的。然后其它与上述实施形态1相同，构成平面安装用蓄电池单元18a。即外部连接部分15a及16a与印制电路板21上形成的端子连接焊盘22a及22b相对，阴极端14的安装用固定部分17与印制电路板21上设置的空焊盘23相对，配置而构成，再利用回流焊工艺进行焊接，将平面安装用蓄电池单元18a安装在印制电路板21上。
即使是这样的结构，但由于在将平面安装用蓄电池单元18a安装在印制电路板21上时，阴极端14的安装用固定部分17与印制电路板21上设置的空焊盘23连接，因此即使是像硬币型平面安装用蓄电池单元18那样的大元器件，在安装后的回流焊工艺中，也能够减少移位或短路等不良现象。另外，由于在外部连接部分15a及16a有镀层，因此能够提高焊接的可靠性。
另外，在上述实施形态1及2中，作为平面安装用蓄电池单元是以硬币型平面安装用蓄电池单元为例进行说明的，但本发明不限定于此，也可以适用于钮扣电池型的平面安装用蓄电池单元。
实施形态3
图5A-图5C及图6所示为本发明的实施形态3。
31a及31b是具有与表示上述以往例子的图7相同结构的硬币型双电层电容器，双电层电容器31a及31b通过由形成凹下部分32a的导电性构件构成的连接构件32层叠为一体。即，使得双电层电容器31a的上盖与连接构件32的外侧底面连接，使双电层电容器31b的壳体的外表面与连接构件32的凹下部分32a的内侧接触固定，通过这样将双电层电容器31a及31b层叠为一体。
阳极端33弯折成工字形状，使其一端达到层叠的双电层电容器最外端的阳极侧，即双电层电容器31a的壳体一侧，而另一端达到层叠的双电层电容器最外端的阴极侧，即双电层电容器31b的上盖一侧。另外，在阳极端33的延伸到双电层电容器31a及31b的侧面一侧的部分，形成缺口部分33a。34为阴极端，它的形状是矩形。
如上所述构成的平面安装用蓄电池单元30是按照下面的步骤制成的。
首先，准备好采用别的方法装配结束的双电层电容器31a及31b，用连接构件32将双电层电容器31a及31b层叠并接合。这时，使连接构件32的外底面与双电层电容器31a的上盖的上表面贴紧，利用激光焊接或电阻焊进行焊接而接合。然后，插入双电层电容器31b，使其壳体的外周表面与连接构件32的凹下部分32a的内周表面侧接触，从连接构件32的外周表面利用激光焊接或电阻焊进行焊接，将双电层电容器31a与31b形成一体。
然后，配置阳极电极33，使其一端成为双电层电容器31a的阳极侧，另一端为双电层电容器31b的阴极侧，而且与阴极端34处于同一平面上，利用激光焊接或电阻焊将阳极电极33焊接安装在双电层电容器31a的阳极侧。另外，利用激光焊接或电阻焊将阴极端34焊接安装在双电层电容器31b的阴极侧，通过这样得到平面安装用蓄电池单元30。图中的33b为激光焊接处。
该平面安装用蓄电池单元30是将阳极端33弯折成工字形状，使其一端伸向阴极部分一侧，以这样简单的结构能够实现小型化，能够力图使安装面积减至最小。另外，在阳极端33的与双电层电容器31a及31b的外周表面接触的部分设置缺口33a，通过这样使阳极端33与双电层电容器31a及31b贴紧，更能够减少安装面积。再有，在安装到印制电路板上时，在双电层电容器31b与阳极端33的缺口33a之间，能够真正形成凸起焊点。另外，阳极端33形成的缺口形状没有特别限定，只要是提高与双电层电容器的贴紧程度，在安装到印制电路板上时容易形成凸起焊点即可。
另外，阳极端33及阴极端34的焊接部分形成宽幅的形状，使两者有近似相同的宽度，这样平面安装用蓄电池单元成为近似方形的形状，再有在阳极端33及阴极端34的焊接部分进行镀锡或镀锡合金，通过这样能够将凸起焊点形成时元器件被拉伸移动抑制到最低限度，而且能够在焊接后通过图像识别高精度地进行安装状态的检查。
另外，在上述说明中，是以阳极端33为工字形状、阴极端为矩形的平面安装用蓄电池单元为例进行说明的，但是本发明不限定于此，将阴极端采用弯折成工字形状的结构，阳极电极为矩形，也能够得到同样的效果。

Claims (9)

1.一种平面安装用蓄电池单元，其特征在于，包括
有极性蓄电池单元、阳极端(13)及阴极端(14)，所述有极性蓄电池单元是将在一对电极之间隔着绝缘性隔膜而形成的元件装在该元件阳极侧配置的壳体(11)与阴极侧配置的上盖(12)之间，然后用绝缘物密封，所述阳极端(13)与所述壳体(11)的外表面连接，所述阴极端(14)与所述上盖(12)的外表面连接；
在所述阳极端(13)设置与安装基板连接的外部连接部分(15)，在所述阴极端(14)设置与安装基板连接的外部连接单元(16)及所述上盖(12)连接的安装用固定部分(17)，在阳极端(13)及阴极端(14)的外部连接部分(15、16)和阴极端(14)的安装用固定部分(17)形成镀层。
2.如权利要求1所述的平面安装用蓄电池单元，其特征在于，
配置阳极端(13)及阴极端(14)，使得通过将阳极端(13)的一端弯折而形成的外部连接部分(15)与阴极端(14)的外部连接部分(16)为同一方面而且并排排列。
3.如权利要求1所述的平面安装用蓄电池单元，其特征在于，
将安装用固定部分(17)设置位于上盖(12)的中心部分。
4.如权利要求3所述的平面安装用蓄电池单元，其特征在于，
在安装用固定部分(17)的中心部分设置开孔部分(26)。
5.如权利要求1所述的平面安装用蓄电池单元，其特征在于，
镀层是镀锡层。
6.一种平面安装用蓄电池单元，其特征在于，
通过连接构件将多个有极性蓄电池单元串联层叠，将阳极端(13)及阴极端(14)的一端分别与层叠的有极性蓄电池单元的两端即阳极部分及阴极部分连接，同时将所述阳极端(13)及阴极端(14)的另一端设置在同一平面上。
7.如权利要求6所述的平面安装用蓄电池单元，其特征在于，
连接构件的纵向剖面形状为凹型，有极性蓄电池单元的阴极部分(14)与所述连接构件的外底表面接合，有极性蓄电池单元的阳极部分(13)与所述连接构件的内周表面的至少一部分接合。
8.如权利要求6所述的平面安装用蓄电池单元，其特征在于，
与层叠的有极性蓄电池单元的阳极部分连接的阳极端(13)及与阴极部分连接的阴极端(14)的某一个形成大致直线形状，而另一个弯折成工字形状。
9.如权利要求8所述的平面安装用蓄电池单元，其特征在于，
在弯折成工字形状的阳极端(13)或阴极端(14)的与有极性蓄电池单元的外周表面相接触的部分设置缺口。
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