CN1832241A - 可再充电电池、印刷电路板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种制造可再充电电池的方法，该可再充电电池在电池外壳中具有电极组件和单独的PCB，其中该电极组件连接到单独的PCB的外表面上的至少一个外部接触端子，所述外部接触端子暴露于所述电池外壳的外部，所述方法包括：制备包括多个单独的PCB的全尺寸PCB，每个单独的PCB具有其上形成有外部接触端子的第一表面和其上形成有导电部件的第二表面，其中所述导电部件通过导电迹线电连接到外部接触端子；以及通过把所述电镀电极电连接到导电部件电镀外部接触端子。

Description

可再充电电池、印刷电路板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种可再充电电池，尤其涉及一种可再充电电池、用于可再充电电池的印刷电路板以及制作该可再充电电池的方法。

背景技术

近年来，已经开发出多种类型的大容量可再充电电池。广泛使用的可再充电电池的典型的例子包括例如镍金属氢化物(Ni-MH)电池、锂(Li)聚合物电池以及锂离子(Li-ion)电池。可再充电电池由包封在电池壳中的裸电池或多个裸电池形成，其中每个裸电池具有电极(例如阳极和阴极)和电解液。

可再充电电池在已充电状态下可以存储大量的能量。此外，可再充电电池能够迅速提供所存储的电荷，即，它们可以具有高电流输出的能力。尽管对于期望的应用有利，但是存在该大量的存储能量在电池误操作或故障时可能是危险的。

在充电期间，可再充电电池通常是由外部能源，例如外部电源充电的。外部能源可能在短时间内向可再充电电池提供大量的能量。于是，在特定环境下充电操作具有产生位线条件的可能。例如，如果已充电的可再充电电池短路，或者在充电期间发生短路，可再充电电池所存储的大量能量可能会突然迅速输出。这可能导致诸如火灾或爆炸的危险。

为了减小此类危险的风险，可以为可再充电电池提供多种安全装置。在探测到可再充电电池的因为例如温度升高、高度充放电所引起的异常电流或电压时，安全装置可以阻塞从可再充电电池输出异常电流或者防止危险状况的发展。作为一种安全装置，可以在可再充电电池的裸电池上提供隔片或通气孔。也可以在裸电池之外提供其他类型的安全装置。例如，可以在裸电池之外提供保护电路。

保护电路可以通过一个或多个导电构件连接到裸电池的至少一个电极端子。保护电路可以配置成探测异常电流或电压并阻塞异常电流或电压以防止电池的过度充放电。也可以提供其他类型的安全装置，例如，正温度系数(PTC)装置、熔丝、双金属构件等，它们通过对异常电流导致的热做出反应而工作。

可以把裸电池和安全装置密封在外壳中以完成可再充电电池。在某些情况下，安全装置可以安装在印刷电路板(PCB)上，其还可以包括多种与电池充电、监测、状态等有关的其他有源和无源器件。可以利用例如树脂把PCB物理粘合到裸电池上，这被公知为热熔法。

PCB可以是多层PCB，具有两个由导电层形成的主要外表面以及一个或多个间差有多个绝缘层的内部导电层。可以从内部导电层形成导电迹线，可以在两个外部导电层上形成诸如接触端子、焊接端子和导电迹线的导电部件。接触端子可以用于例如在板和外部充电设备、便携式电子装置、测试探针等之间进行可逆接触。焊接端子可以用于向PCB焊接多种组件，例如，线路、集成电路芯片(IC)和其他有源器件、诸如电阻器的无源器件等。焊接端子也可以提供于内部导电层上，使用通孔或盲孔(blind vias)把组件焊接到其上。

现在将描述典型的保护电路和相关PCB的更详细细节。通常，外部接触端子可以形成在PCB的外表面上。外部接触端子可以暴露到可再充电电池的外部并可以用于，例如把电池可逆地电连接到外部能源，例如电源、电子电池充电器等，以便为电池充电。外部接触端子可以形成于PCB的第一表面上，即外部表面或暴露的表面上。保护电路可以安装到PCB的第二表面，即，内部表面，以密封在电池外壳中。

图1示出了常规可再充电电池PCB的外表面的示意平面图，图2示出了图1的PCB的相对表面或内表面的示意平面图。参考图1，PCB 10的外表面可以包括一个或多个暴露的外部接触端子20，如上所述，它们可以用于把电池连接到充电设备。参考图2，PCB 10的内表面可以包括导电部件30和40。导电部件40可以为例如焊接端子。

外部接触端子20可以设置在PCB的外表面上并可以暴露到可再充电电池的外部。为了减小外部接触端子20和与其接触的外部设备之间的接触电阻，可以用例如金或银电镀外部接触端子20。

为了电镀外部接触端子20，可以把电镀电源的电镀电极连接到外部接触端子20。然而，如果电镀电极直接接触外部接触端子20，外部接触端子20在电镀电极之下的部分可能不会被电镀，或者难以得到均匀的电镀。因此，常规的PCB 10可以使用电镀引入线22，其可以从外部接触端子20延伸跨越PCB 10的外表面。然后可以距离外部接触端子20一定距离把电镀电极连接到电镀引入线22，由此提供必需的到外部接触端子20的电连接同时避免妨碍其电镀。

具体来说，可以提供多个电镀引入线22，每个都连接到外部接触端子20。电镀引入线22可以形成分支或树的图案。即，可以提供主要电镀引入线用于和电镀电极连接，主要电镀引入线然后可以分股或分支成多个电镀引入线以分别连接到各个外部接触端子20。主要电镀引入线可以位于PCB 10的表面上允许与电镀电极连接而不影响外部接触端子20的电镀的区域中。此外，在电镀工艺之前，可以用焊接掩模覆盖PCB 10的一些部分以使其不被电镀，使得它们受到保护而不接触电镀液，而暴露外部接触端子20和至少一些电镀引入线22以便电镀。

在完成电镀之后，可以通过除去(例如切割)承载引入线的PCB 10的部分来截除电镀引入线22的树结构。可能必需要除去树结构的至少一部分以便消除外部接触端子20之间的导电路径。否则，将因为把多个外部接触端子20连接在一起的电镀引入线22造成短路。

最后，可以组装所得的PCB 10和裸电池并把它们封装在电池外壳中。可以在电池外壳中模制PCB 10和裸电池以便暴露外部接触端子20。

上述方法的一个问题在于，可能无法完全除去电镀引入线22的部分。即，参考图1，可能无法从PCB 10完全除去电镀引入线22的部分，它们可能保留在外部接触端子20的周围。这些残余的部分可能使外部接触端子20的外观有缺陷并/或导致与相邻导电元件之间的短路。

例如，在暴露外部接触端子20而形成可再充电电池的时候，PCB 10可能会未对准且可能暴露电镀引入线22的一些部分。此外，该部分的电镀引入线22可能会邻接PCB 10的边缘设置，使得它们易于和邻近PCB 10设置的导电元件短路。

发明内容

因此本发明涉及一种可再充电电池、用于其的印刷电路板以及制造其的方法，其基本克服了因为现有技术的局限和缺点而导致的一个或多个问题。

因此本发明实施例的特征在于，提供一种可再充电电池，其具有经过电镀的暴露的外部接触端子并没有残余的电镀引入线。

因此本发明实施例的另一特征在于，提供一种制造可再充电电池的方法，包括：通过把电镀电势提供到形成于PCB内表面上的部件电镀PCB的外部接触端子。

至少一个本发明的上述和其他特征和优势可以通过提供一种制造可再充电电池的方法而实现，该可再充电电池具有电极组件和电池外壳中的单独的(individual)PCB，其中电极组件连接到单独PCB的外表面上的至少一个外部接触端子，所述外部接触端子暴露于所述电池外壳的外部，所述方法包括：制备全尺寸的(full size)PCB，该PCB包括多个单独的PCB，每个单独的PCB具有其上形成有外部接触端子的第一表面和其上形成有导电部件的第二表面，其中所述导电部件通过导电迹线电连接到外部接触端子；以及通过把电镀电极电连接到导电部件电镀外部接触端子。

该方法可以进一步包括：在电镀之前，在每个单独的PCB的第二表面上形成至少一个电镀引入线，所述电镀引入线电连接到导电部件。制备全尺寸PCB可以包括在全尺寸PCB的第二表面上提供多个电镀引入线，其中至少一个电镀引入线电连接到每个单独的PCB的第二表面上的导电部件，且所述多个电镀引入线电连接到形成于全尺寸PCB的伪区域中的单根电镀引入线，以便电连接多个单独的PCB。该方法可以进一步包括：在电镀之后，截除全尺寸PCB以分开单独的PCB，将单独的PCB电连接到电极组件，以及在电池外壳中设置电极组件和单独的PCB，使得单独的PCB的外部接触端子暴露于外壳的外部。导电部件可以是焊接端子，通过把电镀电极电连接到导电部件来电镀外部接触端子涉及到通过焊接端子把电势施加到外部接触端子，该方法进一步包括在电镀之后把组件焊接到焊接端子。

至少一个本发明的上述和其他特征和优势也可以通过提供一种可再充电电池PCB来实现，该PCB包括暴露的外部接触端子和焊接端子，该外部接触端子经配置连接到外部充电设备，该焊接端子通过嵌入于该PCB中的导电迹线电连接到外部接触端子，该焊接端子具有设置于PCB上的电镀引入线的一部分并从焊接端子的外周边延伸到PCB的周边边缘。

外部接触端子可以不包括电镀引入线的任何部分。外部接触端子可以形成于PCB的第一表面上，外部接触端子的外周边可以不延伸到PCB的外周边缘，外部接触端子可以具有在其暴露的表面上电镀的层。外部接触端子可以形成于PCB的第一表面上，焊接端子和电镀引入线的一部分可以形成于PCB的第二表面上。焊接端子的外周边可以延伸以与PCB的周边边缘交汇。

至少一个本发明的上述和其他特征和优势还可以通过提供一种可再充电电池来实现，该可再充电电池包括：具有电极的电极组件；容纳该电极组件的外壳；以及电连接到电极的PCB，其中该PCB在第一表面上具有暴露的外部接触端子，所述外部接触端子经配置以连接到外部设备，外部接触端子的外周边不与PCB的周边边缘交汇，该外部接触端子具有电镀于其暴露的表面上的层。

外部接触端子可以通过嵌入于PCB中的导电迹线电连接到焊接端子，焊接端子的外周边延伸以与PCB的周边边缘交汇。外部接触端子可以形成于PCB的第一表面上，而焊接端子可以形成于PCB的第二表面上。

附图说明

通过参考附图详细描述本发明的示范性实施例，其上述的和其它的特征和优势对于本领域的技术人员将变得更明显，其中：

图1示出了常规可再充电电池PCB的外表面的示意性平面图；

图2示出了图1的PCB的相对或内表面的示意性平面图；

图3示出了根据本发明的实施例的可再充电电池PCB的外表面的示意性平面图；以及

图4示出了图3的PCB的相对或内表面的示意性平面图。

具体实施方式

2005年3月9日在韩国知识产权局提交的题为“Rechargeable Battery，Circuit Board Therefor，And Method Of Fabricating the Same”的韩国专利申请No.10-2005-0019830在此被全文引入以作参考。

以下将参考附图更为详细地描述本发明，在附图中示出了本发明的示范性实施例。不过，本发明可以以不同形式实现并不应被解释为受限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开透彻和完全，并向本领域的技术人员完整传达本发明的范围。在附图中，为了解释清晰起见，夸大了层和区域的尺寸。还要理解的是，当称一层在另一层或衬底“上”时，它可以直接在该另一层或衬底上，或者也可以存在插入层。此外，还要理解的是，当称一层在另一层“下”时，它可以直接在下方，或者也可以存在一个或多个插入层。此外，还要理解，当称一层在两层“之间”时，它可以是两层之间的唯一的层，或者也可以存在一个或多个插入的层。通篇中类似的参考标号指代类似的元件。

根据本发明，可以在外部接触端子周围的PCB外表面省去电镀引入线，于是在外部接触端子周围就不会保留残存的电镀引入线。因此，根据本发明的可再充电电池可能不易于短路，且可以避免因为连接到外部接触端子的暴露的残余电镀引入线造成的外观缺陷。

图3示出了根据本发明实施例的可再充电电池的外表面的示意性平面图，图4示出了图3的PCB的相对或内表面的示意性平面图。

在制造根据本发明的可再充电电池PCB 10期间，一开始制备全尺寸PCB。全尺寸PCB可以是大的PCB，包括多个同时形成的单独的可再充电电池PCB 10。例如，可以在全尺寸PCB中形成用于各单独的PCB的一系列重复的线路图案，且全尺寸PCB可以例如通过锯开分成多个单独的PCB 10。于是，可以批量生产单独的PCB 10。

每个单独的PCB 10可能需要电镀其部分，例如，外部接触端子20。在电镀工艺之前，各种组件可能已经安装在全尺寸PCB上了。为了保护这些组件，例如通过使用分配器在组件上分配涂层材料可以仅仅在全尺寸PCB的相关区域上执行涂层或模制。可以执行固化以从涂层材料中去除溶剂并/或改善涂层材料的化学结构特性。固化可以在大约150℃的温度下执行预定时间。

为了电镀外部接触端子20，可能需要多根电镀引入线。可以为多根电镀引入线使用分支结构，使得单独的PCB 10之内的和整个全尺寸PCB中的多个外部接触端子20都被扎束在一起并连接到电镀电极。换言之，电镀引入线的末端可以组合并连接到单个电镀引入线，该单根电镀引入线连接到电镀电源的电镀电极，以把用于电镀的电势供应给外部接触端子。另一个电镀电极可以连接到浸入在电镀液中的金属条。电镀引入线可以形成于全尺寸PCB的伪区域上，该伪区域可以通过电镀工艺之后的切割或冲孔工艺去除。此时，也可以分开单独的PCB 10。可以形成焊接掩模等以覆盖全尺寸PCB不被电镀的那些部分。

根据本发明，电镀引入线不必形成于PCB 10设置外部接触端子20的外表面上。相反，它们可以形成于PCB 10设置有保护短路和多种其他组件的内表面上。具体而言，电镀引入线可以设置在PCB 10的内表面上并通过嵌入于PCB 10中的导电迹线(即，由PCB 10内部的一个或多个导电层形成的导电迹线)电连接到外部接触端子20。

参考图3，外部接触端子20可以形成于PCB 10的外表面上。可以执行电镀工艺以便减小外部接触端子20和外部设备(例如电池充电器)之间的接触电阻。

参考图4，一个或多个电镀引入线42可以形成于PCB 10的内表面上并连接到PCB 10的内表面上的导电部件40。导电部件40可以通过嵌入于PCB10中的导电迹线直接电连接到外部接触端子，或者导电部件40可以通过一个或多个安装在PCB 10上的预安装组件间接电连接到外部接触端子20。

在另一个实施例中，例如，单独的PCB 10是单独形成的，即，不是从全尺寸PCB形成的，电镀引入线42可以省略，且导电部件30或40可以具有直接连接到其的电镀电极。导电部件30或40中的另一个可以用焊接掩模或涂层材料覆盖以保护其不受电镀影响。

例如，导电部件30可以通过例如嵌入于PCB 10中的导电迹线或电镀通孔电连接到外部接触端子20。因此，可以在电镀外部接触端子20中使用导电部件30。即，连接到外部接触端子20的导电部件30可以充当电镀引入线。导电部件40可以用焊接掩模或模制树脂覆盖。由于导电部件30在PCB 10的内部表面上，电镀工艺期间电镀电极的任何损坏效应都不会影响可再充电电池的外观。因此，导电部件30可以直接连接到电镀电源的电极，并可以省去电镀引入线42。

这里已经公开了本发明的示范性实施例，尽管使用了特定的术语，但是它们仅仅是在一般的和描述性意义上被使用和解释的，不是为了限制的目的。因此，本领域的普通技术人员将理解，在不背离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以做出多种形式和细节的改变。

Claims (13)

1.一种制造可再充电电池的方法，该可再充电电池具有电极组件、PCB和电池外壳，其中所述电极组件连接到所述PCB，所述方法包括：

制备PCB，所述PCB具有其上形成有外部接触端子的第一表面并具有其上形成有导电部件的第二表面，其中所述导电部件通过导电迹线电连接到所述外部接触端子；以及

通过把电镀电极电连接到所述导电部件电镀所述外部接触端子。

2.如权利要求1所述的方法，在所述电镀之前还包括，在所述PCB上形成至少一个电镀引入线，所述电镀引入线电连接到所述导电部件。

3.如权利要求2所述的方法，其中：

制备所述PCB包括制备包括所述PCB和至少一第二PCB的全尺寸PCB，每个PCB具有形成于其上的电镀引入线；且

所述电镀引入线电连接到所述全尺寸PCB上的单根电镀引入线。

4.如权利要求3所述的方法，在所述电镀之后还包括，分割所述全尺寸PCB以分开所述PCB；

将所述PCB电连接到所述电极组件；以及

把所述电极组件和所述PCB设置在所述电池外壳中，使得所述PCB中的所述外部接触端子暴露于所述外壳的外部。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述导电部件为焊接端子，且

通过把电镀电极电连接到所述导电部件电镀所述外部接触端子涉及通过所述焊接端子将电势施加到所述外部接触端子，

所述方法还包括在所述电镀之后把组件焊接到所述焊接端子。

6.一种可再充电电池PCB，包括：

暴露的外部接触端子，其被配置为连接到外部充电设备；以及

焊接端子，通过嵌入于所述PCB中的导电迹线电连接到所述外部接触端子，所述焊接端子具有设置于所述PCB上的电镀引入线的部分并从所述焊接端子的外周边延伸到所述PCB的周边边缘。

7.如权利要求6所述的可再充电电池PCB，其中所述外部接触端子不包括电镀引入线的任何部分。

8.如权利要求6所述的可再充电电池PCB，其中所述外部接触端子形成于所述PCB的第一表面上，

所述外部接触端子的外周边不延伸到所述PCB的周边边缘，且

所述外部接触端子具有电镀于其暴露表面上的层。

9.如权利要求6所述的可再充电电池PCB，其中所述外部接触端子形成于所述PCB的第一表面上且所述焊接端子和所述电镀引入线的所述部分形成于所述PCB的第一表面上。

10.如权利要求6所述的可再充电电池PCB，其中所述焊接端子的外周边延伸以与所述PCB的所述周边边缘交汇。

11.一种可再充电电池，包括：

电极组件，包括电极；

外壳，容纳所述电极组件；以及

PCB，电连接到所述电极，其中：

所述PCB在第一表面上具有暴露的外部接触端子，所述外部接触端子被配置为连接到外部设备，

所述外部接触端子的外周边不与所述PCB的周边边缘交汇，且

所述外部接触端子具有电镀于其暴露表面上的层。

12.如权利要求11所述的可再充电电池，其中所述外部接触端子通过嵌入于所述PCB中的导电迹线电连接到焊接端子，且

所述焊接端子的外周边延伸以与所述PCB的周边边缘交汇。

13.如权利要求11所述的可再充电电池，其中所述外部接触端子形成于所述PCB的第一表面上，且所述焊接端子形成于所述PCB的第二表面上。

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