JP2005339966A - 端子パッド構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は電池パック用保護回路モジュールのテスト用端子部分のＥＳＤ耐量の向上を図ることを目的とする。
【解決手段】 ＶＳＳ端子パッド３１は、スルーホール部３１ｂとつながっている端子パッド本体部３１ａと、端子パッド本体部３１ａからＶＤＤ端子パッド３０の方向に延在しており、端子パッド本体部３０ａの円周の約３／４を取り囲む囲み部分３１ｃとを有する。スルーホール部３０ｂはＩＣチップ６のＶＤＤ端子６ａに接続してあり、スルーホール部３１ｂはリチウムイオン蓄電池２の陰極２ｂに接続してある。囲み部分３１ｃと端子パッド本体部３０ａとの間の隙間３９の幅ｇ１は０．３ｍｍと狭い。
【選択図】 図４

Description

本発明は端子パッド構造に係り、特に、基板上に静電気放電が印加されることを嫌う端子パッドを有する端子パッド構造に関する。

基板上に、ＩＣチップ等の半導体部品が実装してあり、且つ、半導体部品等と電気的に接続された複数の端子パッドが配置してある構成の半導体部品モジュールがある。この種の半導体部品モジュールは、外部の帯電している物体からの静電気放電が、露出している複数の端子パッドのうち半導体部品と電気的に接続してある端子パッドに印加された場合にも半導体部品が損傷しないようにする対策、所謂ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ)対策がとられている。

従来の静電気放電対策は、ＩＣチップ自体を工夫して静電気がＩＣチップ内の回路部に直接流入しにくいようにしてあるのが一般的である。
特開平１０−２３３５９３号公報

近年、ＥＳＤ耐量を更に上げて電子モジュールの信頼性を向上させることが求められている。

そこで、本発明は、上記課題を満たした端子パッド構造を提供することを目的とする。

本発明は、静電気放電から保護すべき部品と電気的に接続される第１の端子パッドを、グランド電位とされる第２の端子パッドの一部でもってできるだけ囲んだ構成としたものである。

本発明によれば、第２の端子パッドの一部であって第１の端子パッドでもってできるだけ囲んだ部分は、静電気放電が印加され易くして、静電気放電が第１の端子パッドに印加される可能性を減らし、これによって、ＥＳＤ耐量を増やすことが出来る。

次に本発明の実施の形態について説明する。

図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例１になる電池パック用保護回路モジュール１を示す。電池パック用保護回路モジュール１は図２に示すようにリチウムイオン蓄電池２の端に設けてある。リチウムイオン蓄電池２及び電池パック用保護回路モジュール１がケース３ａ，３ｂ内に収容されて、電池パック４を構成する。

電池パック用保護回路モジュール１は、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）構造であり、多層構造であり細長形状の回路基板５の下面５ｂに、コントロールＩＣチップ６、サーミスタチップ、ＭＯＳトランジスタチップ、抵抗チップ、コンデンサチップ等が実装してあり、且つ、これらが樹脂部１２でもって封止してある。また、回路基板５の下面５ｂの両端には、プラス外部接続端子パッド１３，マイナス外部接続端子パッド１４を有し、ここに、帯状の端子板１５、１６が接続される。回路基板５の上面５ａには、プラス端子パッド２０、サーミスタ端子パッド２１、マイナス端子パッド２２と、ＶＤＤ端子パッド３０とＶＳＳ端子パッド３１とが配置してある。ＶＤＤ端子パッド３０とＶＳＳ端子パッド３１とが並んで配置してある部分をテスト用端子パッド部分３２という。

コントロールＩＣチップ６、サーミスタチップ、ＭＯＳトランジスタチップ、抵抗チップ、コンデンサチップ等が電池パック用保護回路４０を構成する。コントロールＩＣチップ６はそれ自体静電気放電対策がなされている構成である。電池パック用保護回路４０は、図３に示すように、コントロールＩＣチップ６、サーミスタ７、ＭＯＳトランジスタ８，９、抵抗１０、コンデンサ１１が接続された構成である。ＩＣチップ６は、ＶＤＤ端子６ａと、ＶＳＳ端子６ｂと、充電制御端子６ｄと、放電制御端子６ｃを有する。充電制御端子６ｄ及び放電制御端子６ｃは夫々ＭＯＳトランジスタ９，８に接続してある。ＭＯＳトランジスタ８，９はマイナス外部接続端子パッド１４とマイナス端子パッド２２との間に直列に接続してある。プラス端子パッド２０とプラス外部接続端子パッド１３とは配線パターンで接続してある。抵抗１０がコントロールＩＣチップ６のＶＤＤ端子６ａとプラス端子パッド２０及びプラス外部接続端子パッド１３との間に接続してある。コンデンサ１１はコントロールＩＣチップ６のＶＤＤ端子６ａとＶＳＳ端子６ｂとの間に接続してある。この電池パック用保護回路４０は、リチウムイオン蓄電池２に充電を行うときの充電電圧及びリチウムイオン蓄電池２の出力電圧を監視して、充電電圧及び出力電圧が所定の電圧に維持すると共に、何らかの原因で充電電圧が所定の電圧を越えた場合、また、何らかの原因で出力電圧が所定の電圧を越えた場合には、回路を開いて充電或いは出力を強制的に停止させてリチウムイオン蓄電池２を保護する役割を有する。

ＶＤＤ端子パッド３０はＩＣチップ６のＶＤＤ端子６ａに電気的に接続してあり、且つ、抵抗１０を介してプラス外部接続端子パッド１３に電気的に接続してある。ＶＳＳ端子パッド３１はコントロールＩＣチップ６のＶＳＳ端子６ｂに電気的に接続してあり、且つマイナス外部接続端子パッド１４に電気的に接続してある。ここで、テスト用端子パッド部分３２が回路基板５の上面５ａに設けてある理由は、電池パック用保護回路モジュール１をリチウムイオン蓄電池２の端に取り付けた状態では、外部接続端子パッド１３，１４が裏側に位置することになって外部接続端子パッド１３，１４に検査機器のプローブを接触させることができなくなるからである。

上記構成の電池パック用保護回路モジュール１は、図２に示すように、端子板１５をリチウムイオン蓄電池２の陽極２ａに接続させ、端子板１６をリチウムイオン蓄電池２の陰極２ｂに接続させて、テスト用端子パッド部分３２が露出した状態でリチウムイオン蓄電池２の端に設けられる。

このテスト用端子パッド部分３２は、電池パック用保護回路モジュール１をリチウムイオン蓄電池２の端に取り付け、リチウムイオン蓄電池２及び電池パック用保護回路モジュール１を、回路基板５の上面５ａが外部に露出した状態でケース３ａ，３ｂ内に収めた電池パックの組立ての最終段階において、検査機器のプローブを接触させて電池パック用保護回路が正常に動作することをテストして確認するのに使用され、最後には、絶縁性のシール等で覆われて隠される。

完成した電池パック４は、プラス端子パッド２０及びマイナス端子パッド２２が負荷に接続されて使用される。また、電池パック４は、プラス端子パッド２０及びマイナス端子パッド２２を充電器に接続されて充電される。

次に、ＶＳＳ端子パッド３１及びＶＤＤ端子パッド３０の形状について、図１（Ａ）及び図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。

ＶＤＤ端子パッド３０は、円形の端子パッド本体部３０ａと、スルーホール部３０ｂとを有する。

ＶＳＳ端子パッド３１は、スルーホール部３１ｂとつながっている端子パッド本体部３１ａと、端子パッド本体部３１ａからＶＤＤ端子パッド３０の方向に延在しており、端子パッド本体部３０ａの円周の約３／４を取り囲む囲み部分３１ｃとよりなる。

スルーホール部３０ｂはＩＣチップ６のＶＤＤ端子６ａに接続してあり、スルーホール部３１ｂはリチウムイオン蓄電池２の陰極２ｂに接続してある。電池パック４において、リチウムイオン蓄電池２の陰極２ｂの電位が電池パック４のグランド電位を構成する。また、囲み部分３１ｃと端子パッド本体部３０ａとの間の隙間３９の幅ｇ１は０．３ｍｍと狭い。

ＶＳＳ端子パッド３１は、表面のレジスト膜３３を除去して露出させて形成してある。また、ＶＤＤ端子パッド３０、ＶＳＳ端子パッド３１の表面はＡｕメッキ処理されてＡｕメッキ膜３４を有し、Ｃｕ製のＶＤＤ端子パッド３０、ＶＳＳ端子パッド３１の表面は酸化することから保護されている。

電池パック用保護回路モジュール１がリチウムイオン蓄電池２の端に取り付けられてから後の電池パック４の製造工程において、コンベア等の外部の帯電している物体からの静電気放電が製造途中の電池パック４に印加されることがある。

次に、電池パック４の製造工程において、コンベア等の外部の帯電している物体からの静電気放電が製造途中の電池パック４のうちテスト用端子部分３２に印加された場合の動作について説明する。

ＶＳＳ端子パッド３１の向かう放電はＶＳＳ端子パッド３１に印加され、静電気はスルーホール部３１ｂを通ってリチウムイオン蓄電池２の陰極２ｂに流れる。

ＶＤＤ端子パッド３０に向かう放電については以下のようになる。

端子パッド本体部３０ａの円周の約３／４をグランド電位とされた囲み部分３１ｃが取り囲んでおり、しかも、囲み部分３１ｃは端子パッド本体部３０ａの周囲に接近しているため、ＶＤＤ端子パッド３０に向かう放電の大部分は、端子パッド本体部３０ａまでには到らず、囲み部分３１ｃに印加され、静電気は端子本体部３１ａ、スルーホール部３１ｂを通ってリチウムイオン蓄電池２の陰極２ｂに流れる。よって、静電気がＩＣ６のＶＤＤ端子６ａに流れ込む可能性が減少し、ＩＣチップ６は保護され、ＥＳＤ耐量が増す。

次に、テスト用端子部分３２の別の例について説明する。

図５に示すテスト用端子部分３２Ａは、図４（Ａ）に示すテスト用端子部分３２とは、囲み部分３１Ａｃが相違する。ＶＳＳ端子パッド３１Ａは囲み部分３１Ａｃを有する。囲み部分３１Ａｃは、ＶＤＤ端子パッド３０の端子パッド本体部３０ａとスルーホール部３０ｂとを完全に囲んでいる形状である。よって、ＶＤＤ端子パッド３０はその全周に亘ってガードされている。これにより、ＶＤＤ端子パッド３０に向かう静電放電がどの方向からであっても、放電は、囲み部分３１Ａｃに印加され易くなる。即ち、テスト用端子部分３２Ａは、ＶＤＤ端子パッド３０を中心とする３６０度の方向に対して効果がある。

図６に示すテスト用端子部分３２Ｂは、図４（Ａ）に示すテスト用端子部分３２とは、主に、ＶＤＤ端子パッドの端子パッド本体部の周囲の形状及びＶＳＳ端子パッドの囲み部分の内周部の形状が相違する。

ＶＤＤ端子パッド３０Ｂは、略円形の端子パッド本体部３０Ｂａと、これから延在している細い幅のパターン部３０Ｂｃと、このパターン部３０Ｂｃの先端のスルーホール部３０Ｂｂとを有する。

ＶＳＳ端子パッド３１Ｂは、スルーホール部３１Ｂｂと、この近くの端子パッド本体部３１Ｂａと、端子パッド本体部３１Ｂａから延在している囲み部分３１Ｂｃとを有する。囲み部分３１Ｂｃは、端子パッド本体部３０Ｂａの円周の約９／１０を囲んでいる。

端子パッド本体部３０Ｂａは、周囲に三角形状の突起部３０Ｂｅを複数有する。囲み部分３１Ｂｃは、内周に三角形状の突起部３１Ｂｅを複数有する。突起部３０Ｂｅ及び突起部３１Ｂｅの部分の隙間の幅ｇ２は、０．３ｍｍであり、狭い隙間の部分が局部的に存在する。

よって、ＶＤＤ端子パッド３０Ｂに向かう静電放電が囲み部分３１Ｂｃに落ちないでＶＤＤ端子パッド３０Ｂに印加された場合であっても、隙間の部分の突起部３０Ｂｅ、３１Ｂｅの先端に電荷が集中することによって、隙間の個所で、端子パッド本体部３０Ｂａと囲み部分３１Ｂｃとの間で放電が起きて、ＶＤＤ端子パッド３０Ｂに流れ込んだ静電気の一部は囲み部分３１Ｂｃ、端子パッド本体部３０Ｂａ、スルーホール部３０Ｂｂを通ってグランドに流れる。よって、ＶＤＤ端子パッド３０ＢよりＩＣチップ６のＶＤＤ端子へ流入する静電気の量は、ＶＳＳ端子パッド３１Ｂに逃がされた分だけ少なくなって、ＩＣチップ６は更に保護され、ＥＳＤ耐量は更に増す。

図７に示すテスト用端子部分３２Ｃは、図６に示すテスト用端子部分３２Ｂとは、囲み部分３１Ｃｃの形状が相違する。囲み部分３１Ｃｃは、ＶＤＤ端子パッド３０Ｂの端子パッド本体部３０Ｂａと、細い幅のパターン部３０Ｂｃと、スルーホール部３０Ｂｂとを、完全に囲んでいる形状である。よって、ＶＤＤ端子パッド３０Ｂはその全周に亘ってガードされている。これにより、ＶＤＤ端子パッド３０Ｂに向かう静電放電がどの方向からであっても、放電は、囲み部分３１Ｃｃに印加され易くなる。即ち、テスト用端子部分３２Ｃは、ＶＤＤ端子パッド３０Ｂを中心とする３６０度の方向に対して効果がある。

なお、本発明はコントロールＩＣチップに限らず、他の電子部品にも同様に適用可能である。即ち、静電気放電から保護すべき部品と電気的に接続される第１の端子パッドの周囲に近い位置を、望ましくは第１の端子パッドの全周を、グランド電位とされる第２の端子パッドの一部でもって囲んだ構成とすることが出来る。

本発明の実施例１になる電池パック用保護回路モジュールを示す図である。 図１の電池パック用保護回路モジュールを備えた電池パックを示す図である。 図２の電池パックの回路図である。 電池パック用保護回路モジュールのテスト用端子部分を示す図である。 テスト用端子部分の別の例を示す図である。 テスト用端子部分の更に別の例を示す図である。 テスト用端子部分の更に別の例を示す図である。

符号の説明

１ 電池パック用保護回路モジュール
２ リチウムイオン蓄電池
３ａ，３ｂ ケース
４ 電池パック
５ 回路基板
６ コントロールＩＣチップ
３０、３０Ｂ ＶＤＤ端子パッド
３０ａ、３０Ｂａ 端子パッド本体部
３０ｂ、３０Ｂｂ スルーホール部
３０Ｂｅ、３１Ｂｅ、３１Ｃｅ 突起部
３１，３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ ＶＳＳ端子パッド
３１ａ，３１Ａａ、３１Ｂａ、３１Ｃａ 端子パッド本体部
３１ｂ、３１Ａｂ、３１Ｂｂ、３１Ｃｂ スルーホール部
３１ｃ、３１Ａｃ、３１Ｂｃ、３１Ｃｃ 囲み部分
３２ テスト用端子パッド部分

Claims (7)

1. 静電気放電から保護すべき部品と電気的に接続される第１の端子パッドを、グランド電位とされる第２の端子パッドの一部でもってできるだけ囲んだ構成としたことを特徴とする端子パッド構造。
2. 請求項１記載の端子パッド構造において、
   上記第２の端子パッドは、端子パッド本体部と、該端子パッド本体部から延在しており、上記第１の端子パッドをできるだけ囲む囲み部分とを有する形状であることを特徴とする端子パッド構造。
3. 請求項２記載の端子パッド構造において、
   上記第１の端子パッドは、周囲に突起部を有する形状であることを特徴とする端子構造。
4. 請求項２記載の端子パッド構造において、
   上記第２の端子パッドは、該囲み部分の内周に突起部を有する形状であることを特徴とする端子パッド構造。
5. 請求項１乃至請求項４のうち何れか一項に記載の端子パッド構造を基板上に有し、
   且つ、該基板に静電気放電から保護すべき部品が実装してあり、該部品が上記第１の端子パッドと電気的に接続されている構成としたことを特徴とするモジュール。
6. ＩＣチップが実装してある基板の上面に、該ＩＣチップのＶＤＤ端子と接続してあるＶＤＤ端子パッドと該ＩＣチップのＶＳＳ端子と接続してあるＶＳＳ端子パッドが並んで配置してあるテスト用端子パッド部分を有してなる構成であり、リチウムイオン蓄電池に取り付けられる電池パック用保護回路モジュールにおいて、
   上記ＶＳＳ端子パッドは、上記ＶＤＤ端子パッドをできるだけ囲む囲み部分を有する構成としたことを特徴とする電池パック用保護回路モジュール。
7. 請求項６に記載の電池パック用保護回路モジュールがリチウムイオン蓄電池に取り付けられてなる構成としたことを特徴とする電池パック。

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