JP2006100199A - 実装用コイン形電気化学素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】コイン形電気化学素子を位置精度よく、かつ確実に回路基板に固定することを目的とする。
【解決手段】コイン形電気化学素子１と表裏に導通する導電部１２、１３を２箇所に有する基板１１とを、コイン形電気化学素子１の外装缶２と基板１１の一方面の第一の導電部１２とを導電性接着剤１５で固定し、コイン形電気化学素子１の封口板３と基板１１の一方面の第二の導電部１３とをワイヤーボンド１６により接続して、実装用コイン型電気化学素子とした。
【選択図】図２
【解決手段】コイン形電気化学素子１と表裏に導通する導電部１２、１３を２箇所に有する基板１１とを、コイン形電気化学素子１の外装缶２と基板１１の一方面の第一の導電部１２とを導電性接着剤１５で固定し、コイン形電気化学素子１の封口板３と基板１１の一方面の第二の導電部１３とをワイヤーボンド１６により接続して、実装用コイン型電気化学素子とした。
【選択図】図２
Description
本発明は、コイン形電池やコイン形コンデンサー等のコイン形電気化学素子を回路基板等への実装するのに適した実装用コイン形電気化学素子に関する。
コイン形電池等のコイン形電気化学素子は、外装部品として外装缶、封口板およびガスケットを有し、外装缶の開口部を折り曲げガスケットを封口板に圧接させることにより、内部に収納した電気化学要素を密閉している。ガスケットを介して互いに絶縁された外装缶と封口板は、一対の外部電極として使用される。この構造のコイン形電気化学素子１は、図７に示すように、外装缶２と封口板３に一対のリード端子２１ａ、２１ｂをスポット溶接し、図８に示すようにそれぞれのリード端子２１ａ、２１ｂの先端は、回路基板１８の導電部１８ａにはんだ付けして固定される。
コイン形電気化学素子１の回路基板１８への実装は、手作業によるはんだ付けのほかに、リフロー法による自動実装がある。リフロー法とは回路基板と電子部品の端子部にハンダクリームを供給しておき、高温雰囲気を通過させることではんだ付けを行い、端子接点の電気接触を確保する方法である。鉛を含むはんだでは最高温度が２２０℃〜２４０℃程度、鉛フリーはんだでは最高２５０℃〜２６０℃まで温度が上昇する。
上記のような構造では、リード端子２１ａ、２１ｂのはんだ付け部が、コイン形電気化学素子１の外側にあるため、回路基板上１８での実装面積が大きくなるという欠点がある。この欠点を解決する方法として、特許文献１には、一方のリード端子をコイン形電気化学素子の下側に折り曲げることにより、実装面積を小さくしようとすることが提案されている。
特開２００３−２７２５８７号公報
図６に示すように、外装缶２と封口板３に一対のリード端子２１ａ、２１ｂをスポット溶接し、図７に示すようにそれぞれのリード端子２１ａ、２１ｂの先端を回路基板１４の導電部にはんだ付けして実装されるコイン形電気化学素子１は、その回路基板１８への実装位置精度は、スポット溶接におけるリード端子２１ａ、２１ｂの取り付け精度に依存するところが大きい。コイン形電気化学素子１が直径４〜６ｍｍ程度の小径のものでは、微小部品であるリード端子２１ａ、２１ｂを精度よく外装缶２または封口板１にスポット溶接することが難しく、リード端子２１ａ、２１ｂの位置ズレが、そのままリード端子２１ａ、２１ｂのはんだ付け部と回路基板１８の導電部１８ａとの位置ズレとなり、確実なはんだ付けによる固定ができなくなるという課題があった。
本発明は、従来のこのような欠点を解決するもので、位置精度よく、かつ確実に回路基板に固定することができる実装用コイン形電気化学素子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の実装用電気化学素子は、一対の外部電極を兼ねる外装缶と封口板、およびガスケットを有する外装部品の内部に電気化学要素を収納したコイン形電気化学素子と、表裏に導通する導電部を２箇所に有する基板とを備え、前記一対の外部電極の第一の外部電極と前記基板の一方面の第一の導電部とが導電性接着剤で固定され、前記一対の外部電極の第二の外部電極と前記基板の一方面の第二の導電部とがリード
線により接続されていることを特徴とする。
線により接続されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、従来の高い位置精度が要求されるリード端子の溶接工程がなく、リード端子の位置ズレの心配はない。また、リード線はコイン形電気化学素子の第二の外部電極と基板の一方面の導電部を接続する際の高い位置精度は要求されない。一方、回路基板との位置精度は基板の他方面側の２箇所の導電部との関係で確保される。
上記の構成に加えて、基板を非対称形とすることで、上方からモニターカメラで観察しながらの実装を行う際の位置判別が容易となり、位置精度高くなる。そのため基板の導電部と回路基板の導電部とのはんだ付けによる確実な固定が可能となる。また、基板の他方面に第一の導電部と第二の導電部とを分離する溝があると、回路基板とはんだ付けを行う際のはんだ流れによるショート防止が可能である。また、基板の一方面とコイン形電気化学素子とが絶縁物で覆われている場合には、リフロープロセスでの耐熱性向上も図れる。
以上のように、本発明の実装用コイン形電気化学素子は、基板をコイン形電気化学素子のリード端子の代わりとした構造とすることにより、回路基板へ位置精度よく確実な固定が可能とる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１および図２は、本発明の実施例の実装用コイン形電気化学素子の平面図と断面図である。また、図３は、この実装用コイン形電気化学素子に用いたコイン形電池１の断面図である。このコイン形電池１のサイズは直径４．８ｍｍ、厚さ１．４ｍｍで、この電池の外部電極となる外装缶２と封口板３はそれぞれステンレス板をプレス成形して製作される。外装缶２の開口部は内側に折り曲げられ、カシメ封口によりガスケット４を封口板３に圧接させ、内部に発電要素を密閉する。ガスケット４はポリエーテルエーテルケトン樹脂からなるものを使用した。
コイン形電池の発電要素としては、正極活物質６には五酸化ニオブに導電剤としてカーボンブラックおよび結着剤としてフッ素樹脂粉末を混合したもの、負極活物質５にはリチウムアルミニウム合金、セパレータ７にはポリフェニレンサルファイド製のものを用い、電解液にはＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2を溶質としスルホランを溶媒とした非水電解液を用いた。
図４および図５は、コイン形電池を取り付ける基板１１の平面図およびＣ−Ｄラインでの断面図である。図４における破線は、基板１１の裏面の形状を示している。基板１１は厚みが０．５ｍｍで６ｍｍ×６ｍｍの正方形が基準となっており、ひとつのコーナーをカットして非対称の形状をしている。このカットは基板の向きを指定したり判別する目印となる。基板の材質は、リフロー工程での高温に耐えられる絶縁物であれば特に指定されない。コイン形電池１が取り付けられる一方面（表面）および他方面（裏面）には、コイン形電池の正負両極と電気接続されるべき一対の導電部（第一の導電部１２および第二の導電部１３）が形成されており、スルーホール１２ｃ、１３ｃを通して表面の導電部１２ａ、１３ａと裏面の導電部１２ｂ、１３ｂが電気的に接続されている。裏面側の導電部１２ｂ、１３ｂは金属メッキなどで位置精度よく形成されている。表面側の導電部１２ａ、１３ａと裏面側の導電部１２ｂ、１３ｂとの接続は、基板の側面を通して接続することも可能である。導電部１２、１３はニッケル等の金属めっきが適当である。基板１１の裏面に設けられた溝１４は、実装用コイン形電気化学素子を回路基板にリフローはんだ付けを行う際にはんだが流れた場合にもショートしないように設けられたものである。
コイン形電池１は基板１１の表面に図１（平面図）および図２（断面図）のように取り付けられる。コイン形電池１の一方の外部電極である外装缶２は導電性接着剤１５によって基板１１の表面に設けられた第一の導電部１２ａに電気的接続されるとともに、基板１１に固定される。他方の外部電極である封口板３は、ワイヤーボンド１６によって基板１１の表面に設けられた第二の導電部１３ａと電気的に接続される。この状態において、コイン形電池１の出力は、基板１１の裏面より取り出すことができる。また、図２の破線で図示するように基板１１の表面およびコイン形電池１はエポキシ樹脂のような耐熱性樹脂によってモールドされて絶縁被覆される。こうして、実装用コイン形電気化学素子ができあがる。
このような実装用コイン形電気化学素子は、回路基板に実装され、リフロー法ではんだづけされる。図６は、実装用コイン形電気化学素子が、回路基板１８にはんだづけされた状態を示す図である。実装用コイン形電気化学素子は、基板１１の裏面の導電部１２ｂ、１３ｂが精度よく形成されているので、回路基板１８に対する基板１１の位置を管理することによって、精度よく回路基板１８に実装できる。このとき、基板１１が非対称であると基板の向きが正しいかどうかなどがより確実に判断することができる。また、基板１１の裏面に設けた導電部を絶縁する溝１４は、リフロー工程ではんだが流れて導電部どうしでショートしてしまうことを防止するのに役立つ。さらに、実装用コイン形電気化学素子は周囲が樹脂モールドおよび基板で覆われており、リフロー工程でコイン形電気化学素子が高温に曝されることによる熱障害を防止することができる。
以上のように、本発明はコイン形電気化学素子を精度よく回路基板にリフロー実装することを可能ならしめるものであり、実装用コイン形電気化学素子としてきわめて有用である。
１ コイン形電池
２ 外装缶
３ 封口板
４ ガスケット
１１ 基板
１２ 第一の導電部
１３ 第二の導電部
１４ 溝
１５ 導電性接着剤
１６ ワイヤーボンド
１７ 耐熱性樹脂
２ 外装缶
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１１ 基板
１２ 第一の導電部
１３ 第二の導電部
１４ 溝
１５ 導電性接着剤
１６ ワイヤーボンド
１７ 耐熱性樹脂
Claims (4)
- 一対の外部電極を兼ねる外装缶と封口板、およびガスケットを有する外装部品の内部に電気化学要素を収納したコイン形電気化学素子と、表裏に導通する導電部を２箇所に有する基板とを備え、
前記一対の外部電極の第一の外部電極と前記基板の一方面の第一の導電部とが導電性接着剤で固定され、前記一対の外部電極の第二の外部電極と前記基板の一方面の第二の導電部とがリード線により接続されていることを特徴とする実装用コイン形電気化学素子。 - 基板が非対称形である請求項１記載の実装用コイン形電気化学素子。
- 基板の他方面に第一の導電部と第二の導電部とを分離する溝を有する請求項１記載の実装用コイン形電気化学素子。
- 基板の一方面とコイン形電気化学素子とが絶縁物で覆われている請求項１記載の実装用コイン形電気化学素子。
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|---|---|---|---|
| JP2004287058A JP2006100199A (ja) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | 実装用コイン形電気化学素子 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015122213A1 (de) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Batterieanordnung |
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2004
- 2004-09-30 JP JP2004287058A patent/JP2006100199A/ja active Pending
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