JP2006208152A

JP2006208152A - 電池監視装置

Info

Publication number: JP2006208152A
Application number: JP2005019772A
Authority: JP
Inventors: 泰明 ▲荘▼; Yasuaki So; Yasushi Yamashita; 泰史山下; Shigeru Kadokawa; 滋門川; Yoshihiro Satake; 義裕佐竹
Original assignee: Hitachi ULSI Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Solutions Technology Ltd
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: JP4477514B2

Abstract

【課題】電子装置における半導体装置の実装の信頼性を高める。
【解決手段】第１の面及び反対の第２の面を有する細長の実装基板と、パッケージの下面に表面を露出させる細長のタブ及び外部電極端子を有しパッケージ内のタブ上に固定されかつ電極が前記外部電極端子に電気的に接続される半導体装置とを有し、前記半導体装置は外部電極端子及びタブが実装基板の第１の面の所定の配線に接合材を介して接続されてなる電子装置であって、前記半導体装置の細長のタブの長手方向が前記実装基板の長手方向に一致している。半導体装置の外部電極端子は細長のタブを挟んでパッケージの両側に並んで配置されている。電子装置はリチウムイオン二次電池監視装置であり、半導体装置は外部電極端子として放電端子、充電端子、入力端子、モード端子、第１電源端子、第２電源端子を有する監視ＩＣである。
【選択図】図５

Description

本発明は電池監視装置等の電子装置に係わり、特にリチウムイオン二次電池監視装置に適用して有効な技術に関する。

リチウムイオン二次電池は、電池の過充電及び過放電等を常時監視する監視ＩＣ（Integrated Circuit）が一体となって使用される（例えば、非特許文献１、２）。

非特許文献１には、リチウムイオン２次電池保護用ＬＳＩについて記載されている。非特許文献２には、３品種のリチウムイオン二次電池用監視ＩＣと、その動作説明について記載されている。動作説明では、電池電圧の監視、放電電流の監視、過電流状態からの復帰、過放電状態とスタンバイ機能（消費電流削減機能）、充電器電圧の監視機能について説明されている。

工業調査会発行「電子材料」2001年４月号、80頁〜84頁株式会社日立超ＬＳＩシステムズ、データシート、Ｒev.2-0-0,04.03.18 、「MD170B15TELV/MD170B15USL/MD170B15PLP」１頁〜１２頁

リチウムイオン二次電池は、電池監視装置（リチウムイオン二次電池監視装置）が接続されて使用される。図１６は、従来の監視回路付きリチウムイオン二次電池８０を模式的に示すものである。図１６には、リチウムイオン二次電池７０と、このリチウムイオン二次電池７０に接続された電池監視装置（リチウムイオン二次電池監視装置）７１が示されている。

電池監視装置７１は、薄くかつ細長い矩形板からなる配線を有する実装基板７２を有する。この実装基板の第１の面（図１６では上面）には監視ＩＣ７３と、放電スイッチ及び充電スイッチを構成するＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ、以下単にＭＯＳとも表記する）を組み込んだ制御ＩＣ７４が固定されている。また、実装基板の一端には第１電源端子（Ｖｃｃ）７５が取り付けられるとともに、他端側には第２電源端子（Ｇｎｄ）７６が取り付けられている。

第１電源端子（Ｖｃｃ）７５はリチウムイオン二次電池７０の図示しない第１電源端子（Ｖｃｃ）に接続コード７７を介して接続されている。第２電源端子（Ｇｎｄ）７６はリチウムイオン二次電池７０の第２電源端子（ＧＮＤ）７８に接続コード７９を介して接続されている。

図１７は監視回路を有するリチウムイオン二次電池を示す回路図である。この監視回路付きリチウムイオン二次電池８０は、外部端子としてプラス端子８１及びマイナス端子８２を有し、この端子８１，８２が充電器または負荷回路等の負荷８３の外部端子８４，８５に接続される。

監視ＩＣ７３は、外部電極端子として、放電（ＤＣＨ）端子、充電（ＣＨＧ）端子、入力（ＩＤＴ）端子、モード（Ｔ）端子、第１電源（ＶＣＣ）端子、第２電源（ＧＮＤ）端子を有している。

監視ＩＣ７３のＶＣＣ端子はリチウムイオン二次電池７０のプラス側の電源端子にヒューズ８６を介して接続されている。監視ＩＣ７３のＧＮＤ端子はリチウムイオン二次電池７０のマイナス側の電源端子に接続されている。ＤＣＨ端子とマイナス端子８２との間には放電スイッチ８７がＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ１）等によって形成され、ＣＨＧ端子とマイナス端子８２との間には充電スイッチ８８がＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ２）等によって形成されている。

ＤＣＨ端子は放電回路遮断用外付けＦＥＴ駆動信号出力（出力端子）であり、電池の電圧が正常な時はハイレベル（ＶＣＣ）となり、過放電状態または過電流状態を検出するとロウレベル（ＧＮＤ）になる。ＣＨＧ端子は充電回路遮断用外付けＦＥＴ駆動信号出力であり、電池の電圧が正常な時はハイレベル（ＶＣＣ）となり、過充電状態または過大な充電器電圧を検出するとロウレベル（ＩＤＴ）になる。

ＩＤＴ端子は過電流電圧検出入力端子及び充電出力のマイナス電源端子であり、マイナス端子８２に抵抗を介して接続されている。ＩＤＴ端子では、放電電流が増加してＩＤＴの入力電圧が過電流検出電圧（Ｖ５）、または短絡電流検知電圧（Ｖ６）を越えるとＤＣＨ出力がロウレベル（ＧＮＤ）になり、その後、入力電圧がＶ５以下になると過電流状態から復帰する。

Ｔ端子はＶＣＣ端子に接続される入力端子である。Ｔ端子はハイレベル（動作モード）またはロウレベル（テストモード）となる。通常はハイレベル（Ｔ＝ＶＣＣ）で使用される。テストモード（スパイク回避時間の短縮）ではロウレベルで使用される。テストモードでは、例えば、過放電電圧スパイク回避時間（Ｔｓｐ１）が１００ｍｓｅｃとなり、過充電電圧スパイク回避時間（Ｔｓｐ３）が６．２５ｓｅｃとなる。
このように、図１７の回路構成によって、電池８０の過充電及び過放電を防止する。

電池監視装置７１は、図１８乃至図２０に示すように、実装基板７２の第１の面に監視ＩＣ７３及び制御ＩＣ７４を搭載した構造になっている。実装基板７２は、例えば、ガラス・エポキシ樹脂基板等からなる配線基板であり、細長くなっている。長手方向をＸ方向、このＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。監視ＩＣ７３及び制御ＩＣ７４はＸ方向に沿って並んで固定されている。実装基板７２の表裏面にはそれぞれ所望パターンに配線９０が設けられ、所定配線部分には抵抗及びコンデンサを構成するチップ部品８９が接続されている。また、図１８及び図１９において、実装基板７２に示す小さな円は実装基板７２を貫通するスルーホールに充填された導体を示すものである。この導体によって表裏の配線９０は電気的に接続されることになる。

図２１は監視ＩＣ７３を示す図であり、図２１（ａ）は平面図、図２１（ｂ）は側面図、図２１（ｃ）は底面図である。監視ＩＣ７３は、外観的には偏平な四角形の絶縁性樹脂からなる封止体（パッケージ）９１の下面に、図２１（ｃ）に示すように、外部電極端子９２を有する構造になっている。外部電極端子９２は前述のＤＣＨ，ＣＨＧ，ＩＤＴ，Ｔ，ＶＣＣ，ＧＮＤ端子であり、これら端子は、パッケージ９１の対面する一対の辺に沿って配置されている。また、中央には幅が広くかつパッケージ９１の端から端に長く延在するタブ９３を有している。このタブ９３のパッケージ９１によって覆われる面側に図示しない半導体チップが固定されるとともに、この半導体チップの各電極は前記外部電極端子９２に電気的に接続されている。タブ９３はパッケージ９１の内部で半導体チップの基板に接続され、基板電位（ＶＣＢ）端子となる。このタブ９３は回路的には開放またはＶＣＣに接続されて使用される。

図２１で示す監視ＩＣ７３はパッケージ９１の下面に外部電極端子９２を露出させるノンリード型半導体装置であるが、実装基板７２に搭載する半導体装置はこの構造に限定されるものではない。即ち、パッケージの両側等からリードを突出させる構造の半導体装置等であってもよい。図１６、図１８、図１９、図２３、図２４ではパッケージの両側からリードを突出させる構造の半導体装置を記載してある。

図２２は監視ＩＣ７３の機能構成を示すブロック図である。監視ＩＣ７３は、基準電圧発生回路９５、下限電圧検出回路９６、上限電圧検出回路９７、制御回路９８、発振器９９、カウンタ１００、放電電流検出回路１０１、充電器電圧検出回路１０２、駆動回路１０３で構成されている。監視ＩＣ７３は、電池側の異常状態を過大な充電状態は上限電圧検出回路９７で、過大な放電状態は下限電圧検出回路９６で電圧値によって監視している。また充電器及び負荷側の異常状態を充電器電圧検出回路１０２及び放電電流検出回路１０１の電圧値によって監視している。異常状態を検出した場合、異常状態に応じた遅延時間をカウンタによりカウントした後に制御回路９８よりＤＣＨ端子、もしくはＣＨＧ端子にＦＥＴスイッチを遮断する信号を出力する働きを有する。

図２３は図１８の一部を示す拡大平面図と、電池監視装置を構成する半導体装置（監視ＩＣ７３及び制御ＩＣ７４）の端子番号と端子名等を示す表である。監視ＩＣ７３の外部電極端子９２は実装基板７２の幅方向、即ち、Ｙ方向に沿って並ぶ状態で実装基板７２に固定されている。このため、図２４に示すように、実装基板７２の両端部分を押し下げるように外力１０５が加わって実装基板７２が反り返った（湾曲）場合、反りがＸ方向に沿って発生することから、監視ＩＣ７３の一部の外部電極端子９２が実装基板７２から剥離する場合があることが判明した。

図２５は反り返った実装基板上の監視ＩＣに係わる模式図である。図２５（ａ）は実装基板の長手方向における監視ＩＣの接合材による接続状態を示す模図、図２５（ｂ）は監視ＩＣの接合材の分布状態を示すパッケージ上方からの透視図である。

図２５（ａ）に示すように、監視ＩＣ７３の対面する一対の辺の一方の辺に沿う外部電極端子９２［Ｙ方向に沿って配列される外部電極端子９２：図２３（ａ）参照］は、半田等の接合材１０６を介して実装基板７２の図示しないランドに接合（接着）されるが、反りによって他方の辺に沿う外部電極端子９２は実装基板７２から剥離する。また、タブ９３も接合材１０６によって実装基板７２に設けられた図示しないランドに接合材１０６によって固定される。この反りにおいて、てこの原理により図２５（ａ）に示すように、タブ９３部分が支点となり外部電極端子９２が作用点になる構造であることから実装基板７２の横方向（Ｘ方向）の垂直面に対する応力に対して弱い構造となる。また、この剥離時、パッケージ９１も割れ、欠け等の破壊が生じるときもある。図２５（ａ）は外部電極端子９２としてＣＨＧ端子（端子２）が剥離した状態を示す模式図である。タブ９３及び外部電極端子９２の接続において使用する接合材１０６は同じものであるが、図面を見易くするためにタブ９３の接続に使用する接合材１０６にはハッチングを施し、外部電極端子９２の接続に使用する接合材１０６には薄黒く色付けをしてある。

本発明の目的は、電子装置における半導体装置の実装の信頼性を高めることにある。
本発明の目的は、細長い実装基板に表面実装される半導体装置の実装の信頼性を高めることにある。
本発明の他の目的は、監視回路付きリチウムイオン二次電池における監視ＩＣの実装の信頼性を高めることにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

（１）第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、少なくとも前記第１の面に所望のパターンからなる配線を有する細長の実装基板と、
パッケージと、前記パッケージの下面に表面を露出させる細長のタブ及び外部電極端子と、前記パッケージに覆われ前記タブ上に固定されかつ電極が前記外部電極端子に電気的に接続される半導体装置とを有し、
前記半導体装置は前記外部電極端子及び前記タブが前記実装基板の前記第１の面の所定の前記配線に接合材を介して接続されて実装されてなる電子装置であって、
前記半導体装置の前記細長のタブの長手方向が前記実装基板の長手方向に一致し、かつ前記半導体装置の前記外部電極端子は前記細長のタブを挟んで前記パッケージの両側に並んで配置されている。前記細長のタブはパッケージの一方の端近傍から他方の端近傍に亘って長く延在している。

本発明の電子装置の一例を挙げるならば、前記電子装置はリチウムイオン二次電池監視装置であり、
前記実装基板には前記半導体装置として監視ＩＣ及び制御ＩＣが固定され、
前記監視ＩＣは四角形のパッケージの下面の対面する一対の一辺寄りに外部電極端子として放電端子、充電端子、入力端子、モード端子、第１電源端子、第２電源端子を有し、
前記制御ＩＣは放電スイッチを構成するＭＯＳＦＥＴ１及び充電スイッチを構成するＭＯＳＦＥＴ２を有し、
前記監視ＩＣ及び制御ＩＣは一列に並ぶように前記実装基板に実装され、
前記監視ＩＣの前記制御ＩＣ寄りの端子位置には、前記放電端子及び前記充電端子が位置していることを特徴とする。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

前記（１）の手段によれば、半導体装置の細長のタブの長手方向が実装基板の長手方向に一致する状態で接合材を介して実装基板に固定されるため接合強度が高くなる。即ち、細長のタブはパッケージの一方の端近傍から他方の端近傍に亘って長く延在していることから、実装基板の長手方向に沿うパッケージ中央部分のタブは接合材によって確実に実装基板に固定される。従って、実装基板が反り返るように外力が作用しても、半導体装置の実装部分では反りが発生しなくなる。この結果、細長のタブの両側に配置される外部電極端子も実装基板から剥離し難くなり、半導体装置の実装の信頼性が高くなる。従って、電子装置の信頼性が高くなる。上記構成を採用するリチウムイオン二次電池監視装置（電子装置）は、監視ＩＣの実装の信頼性が高くなることから信頼性が高くなる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１乃至図７は本発明の実施例１である電池監視装置に係わる図である。本実施例１では、本発明を電子装置としての監視回路付きリチウムイオン二次電池に適用した例について説明する。図１乃至図５は電池監視装置（リチウムイオン二次電池監視装置）に係わる図である。図１は電池監視装置の平面図、図２は電池監視装置の正面図、図３は電池監視装置を構成する実装基板に係わる図である。図３（ａ）は実装基板の平面図、図３（ｂ）は実装基板の底面図である。実装基板の底面図は電池監視装置の底面図にもなる。

本実施例１の監視回路付きリチウムイオン二次電池の構造は、図１６乃至図２５で説明した監視回路付きリチウムイオン二次電池において、監視ＩＣの外部電極端子の端子配列が異なる。この場合の外部電極端子とはタブをも含む。従って、実装基板の配線パターンが監視ＩＣの端子配列の変更に伴って変更されている。しかし、監視ＩＣと制御ＩＣとの電気的接続関係も変わらず、かつ前記変更箇所以外は、図１６乃至図２５で説明した監視回路付きリチウムイオン二次電池と同じである。

図１乃至図３に示すように、電池監視装置（リチウムイオン二次電池監視装置）１は、薄くかつ細長い矩形板からなる実装基板２を有する。実装基板２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板からなり、第１の面２ａ及びこの第１の面２ａの反対面となる第２の面２ｂを有している。実装基板２は、例えば、長手方向であるＸ方向の長さ（横）が、３０ｍｍ、Ｘ方向に直交するＹ方向の長さ（縦）が４ｍｍ、厚さが０．８ｍｍとなっている。

実装基板２の第１の面２ａには、図１に示すように、監視ＩＣ３、制御ＩＣ４、チップ部品５（図２では省略）が搭載されている。チップ部品５は抵抗及びコンデンサ等の受動部品である。実装基板２の第２の面２ｂには、図３に示すように、第１電源端子（Ｖｃｃ）６及び第２電源端子（Ｇｎｄ）７が接続されている。第１電源端子（Ｖｃｃ）６は細長い（長方形）実装基板２の一端側（図では左端側）に実装基板２から張り出すように接続され、第２電源端子（Ｇｎｄ）７は実装基板２の他端側（図では右端側）に実装基板２から張り出すように接続されている。

図１及び図２に示すように、実装基板２の第１の面２ａ及び第２の面２ｂには所望パターンに配線８が形成されている。第１の面２ａ及び第２の面２ｂの所定の配線８は、実装基板２を貫通して設けられたスルーホールに充填された導体９によって電気的に接続されている。図１及び図３において、導体９は小さな円で表示されている。

実装基板２の第１の面２ａにおいては、監視ＩＣ３，制御ＩＣ４及びチップ部品５の電極（外部電極端子）が接続される電極パッドが配線８によって形成されている。前記各電極は、例えば、半田等の接合材によって配線８（電極パッド）に接続されている。また、実装基板２の第２の面２ｂにおいては、第１電源端子（Ｖｃｃ）６及び第２電源端子（Ｇｎｄ）７が接続される接続部が配線８によって形成されている。第１電源端子（Ｖｃｃ）６及び第２電源端子（Ｇｎｄ）７は、例えば、半田等の接合材によって配線８（接続部）に接続されている。

制御ＩＣ４は、放電スイッチ及び充電スイッチを構成するＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ、以下単にＭＯＳとも表記する）を組み込んだ構造となっている。ＭＯＳ１が放電スイッチを構成する部品となり、ＭＯＳ２が充電スイッチを構成する部品となる。ＭＯＳ１及びＭＯＳ２の端子配列（ピン配列）は、図１及び図５（ａ），（ｂ）に示すように、図２３（ａ），（ｂ）と同じである。しかし、監視ＩＣ３の端子配列は図１及び図５（ｃ）に示すようになり、図２３（ｃ）とは異なる。

監視ＩＣ３は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、放電（ＤＣＨ）端子、充電（ＣＨＧ）端子、入力（ＩＤＴ）端子、モード（Ｔ）端子、第１電源（ＶＣＣ）端子、第２電源（ＧＮＤ）端子を有している点では図２１（ａ）〜（ｃ）と同様である。しかし、第１電源（ＶＣＣ）端子は、パッケージの底の対向する辺に沿って配置される外部電極端子となるものではなく、図２１（ｃ）に示すように、パッケージの底中央に沿って延在する細長のタブが第１電源（ＶＣＣ）端子となる。説明の便宜上外部電極端子、タブとしているが、タブもまた外部電極端子となる。

図４は監視ＩＣ３を示す図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は底面図である。監視ＩＣ３は、外観的には偏平な四角形の絶縁性樹脂からなる封止体（パッケージ）１５の下面に、図４（ｃ）に示すように、細長のタブ１７及び外部電極端子１６を露出させる構造になっている。タブ１７は、パッケージ１５の一方の端近傍から他方の端近傍に亘って長く延在している。また、この細長のタブ１７を挟んでパッケージ１５の両側に並んで外部電極端子１６が配置されている。

図４（ｂ）に示すように、タブ１７の上面には半導体チップ１８が固定されている。また、半導体チップ１８の電極と外部電極端子１６は導電性のワイヤ１９で電気的に接続されている。半導体チップ１８及びワイヤ１９はパッケージ１５で覆われている。

監視ＩＣ３の端子配列は図４（ｃ）及び図５（ａ）に示すようになっている。監視ＩＣ３は、外部電極端子１６の配列端子位置を実装基板２の長手方向に沿って制御ＩＣ４から遠ざかる方向に実装基板２の一側［図５（ａ）では下縁側］では端子１，端子２，端子３とし、他側［図５（ａ）では上縁側］では端子６，端子５，端子４としてある。端子１は放電（ＤＣＨ）端子、端子２は空き端子、端子３は入力（ＩＤＴ）端子、端子６は充電（ＣＨＧ）端子、端子５はモード（Ｔ）端子、端子４は第２電源（ＧＮＤ）端子である。タブ１７は第１電源（ＶＣＣ）端子となっている。

本実施例１では、図５（ａ）に示すように、制御ＩＣ４に接続される監視ＩＣ３の端子を、制御ＩＣ４寄りにして、配線８の短縮を図る構造になっている。即ち、制御ＩＣ４寄りの一方の端子１を放電（ＤＣＨ）端子とし、制御ＩＣ４寄りの他方の端子６をＣＨＧ端子としてある。これにより、制御ＩＣ４に接続される監視ＩＣ３の端子を、制御ＩＣ４寄りにすることから、配線設計が容易になる。

図４で示す監視ＩＣ３はパッケージ１５の下面に外部電極端子１６を露出させるノンリード型半導体装置であるが、実装基板２に搭載する半導体装置はこの構造に限定されるものではない。即ち、パッケージの両側等からリードを突出させる構造の半導体装置等であってもよい。図１、図２、図５、図６、図８ではパッケージの両側からリードを突出させる構造の半導体装置を記載してある。

本実施例１の電池監視装置１は、図６に示すように、実装基板２の両端側に外力２５が作用し、実装基板２が反り返っても（湾曲）、監視ＩＣ３の外部電極端子１６は実装基板２２剥離することがない。また、剥離が起きないことから、剥離に起因するパッケージ損傷も発生しない。

図７（ａ）は実装基板２上の監視ＩＣ３の接合材３０による接続状態を示す図である。細長のタブ１７は実装基板２の長手方向に沿って延在し、半田等による接合材３０で実装基板２に接続される。図示はしないが、実装基板２にはランドが設けられ、タブ１７はこのランドに接合材３０を介して接続される。

このような構造では、タブ１７がパッケージ１５の一方の端近傍から他方の端近傍に亘って長く延在していることから、実装基板２の長手方向に沿うパッケージ中央部分のタブ１７は接合材３０によって確実にかつ強い強度で実装基板２に固定される。従って、実装基板２が反り返るように外力２５が作用しても、監視ＩＣ３（半導体装置）の実装部分では反りが発生しなくなる。この結果、細長のタブ１７の両側に近接（距離０．３ｍｍ程度）して配置される外部電極端子１６の実装基板２への接続は、タブ１７の接続によって反りを抑止される実装基板領域での接続となることから、実装基板２から外部電極端子１６が剥離することもない。図７（ｂ）はパッケージ１５の上方から接合材３０の分布状態を透視した模式図である。監視ＩＣ３のパッケージ１５の中央に沿ってタブ１７を実装基板２に接続する接合材３０が存在することから、実装基板２の長手方向に沿う湾曲が発生しようとしても、タブ１７を実装基板２に接続する接合材３０の存在によって、タブ１７に近接した位置にある外部電極端子１６の接合材３０による剥離は発生し難くなる。

本実施例１によれば下記のような効果がある。
（１）監視ＩＣ３の細長のタブ１７の長手方向が実装基板２の長手方向に一致する状態で接合材３０を介して実装基板２に固定されるため接合強度が高くなる。即ち、細長のタブ１７はパッケージ１５の一方の端近傍から他方の端近傍に亘って長く延在していることから、実装基板２の長手方向に沿うパッケージ中央部分のタブ１７は接合材３０によって確実に実装基板２に固定される。従って、実装基板２が反り返るように外力が作用しても、監視ＩＣ３の実装部分では反りが発生し難くなる。この結果、細長のタブ１７の両側に配置される外部電極端子１６も実装基板２から剥離し難くなり、監視ＩＣ３の実装の信頼性が高くなる。

（２）電池監視装置１は、実装基板２の曲がりによる監視ＩＣ３における接合材３０部分での剥がれ、及びパッケージ１５の破壊が起き難くなるため、接合材剥がれ、及びパッケージの破壊に対する耐久性が向上する。

（３）実施例１では、制御ＩＣ４に接続される監視ＩＣ３の端子を、制御ＩＣ４寄りにすることから、配線設計も容易になる。

（４）監視ＩＣ３における側面の外部電極端子（ＶＣＣ）をパッケージ中央端子（タブ１７）に配置することで、パッケージ側面端子（外部電極端子１６）の数を削減できる。この結果、リードレスパッケージ（ノンリード型半導体装置）の端子部で生じる接合材剥がれ、及びパッケージ破壊現象のリスクが低減される。

図８乃至図１１は本発明の実施例２である電池監視装置に係わる図である。図８は電池監視装置の一部を示す拡大平面図と、電池監視装置を構成する半導体装置の端子番号と端子名等を示す表である。図１０は電池監視装置を構成する監視ＩＣの機能構成を示すブロック図、図１１は監視回路を有するリチウムイオン二次電池を示す回路図である。

本実施例２では、実施例１において、監視ＩＣ３の端子を一つ少なくしたことを特徴とするものである。図９は電池監視装置を構成する監視ＩＣ３を示す図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は側面図、図９（ｃ）は底面図である。本実施例２による監視ＩＣ３では、図８（ａ）、図８（ｃ）及び図９（ｃ）に示すように、実施例１と同様の端子配列において、端子１は放電（ＤＣＨ）端子、端子２は入力（ＩＤＴ）端子、端子4は充電（ＣＨＧ）端子、端子3は第２電源（ＧＮＤ）端子とした。タブ１７は第１電源（ＶＣＣ）端子である。

このような監視ＩＣ３は、図１０に示すような機能構成になっている。図１０は図２２において、モード（Ｔ）端子が除かれたブロック図となっている。図１０では図２２の符号をそのまま使用する。また、監視ＩＣ３が組み込まれる監視回路を有するリチウムイオン二次電池を示す回路図は図１１のとおりである。図１１は図１７において、監視ＩＣ３におけるモード（Ｔ）端子が除かれた回路図となっている。図１１では監視ＩＣ３以外の符号は図１７の符号をそのまま使用する。
本実施例２においても実施例１と同様に監視ＩＣ３の実装の信頼性が向上する効果が得られる。

図１２乃至図１５は本実施例３の電池監視装置に係わる図である。図１２は電池監視装置の平面図、図１３は電池監視装置の一部の拡大平面図である。

実施例３は実施例１において、監視ＩＣ３及び制御ＩＣ４の２チップ（半導体チップ）を内部で並べて形成したパッケージ４０を実装基板２に固定する構造である。パッケージ４０の両側の上下面には対面して電極が設けられる。この上下の電極は図示しない導体によって電気的に接続されている。そして、パッケージ４０の上面の電極４１と監視ＩＣ３及び制御ＩＣ４の電極４２は導電性のワイヤ４３によって電気的に接続されている。パッケージ４０の下面の図示しない電極は実装基板２の配線８にそれぞれ接続されている。

図１４は電池監視装置を構成する実装基板の平面図、図１５は図１４の一部を示す拡大平面図である。これらの図に示すように、実装基板２の上面には、パッケージ４０の下面の電極に対応して配線８によって電極接続パッド４４が配置されている。パッケージ４０の下面の電極は図示しない接合材によって電極接続パッド４４に接続される。また、パッケージ４０の下面には監視ＩＣ３用のＶＣＢ電極が位置し、このＶＣＢ電極に対応して実装基板２の上面には配線８によってＶＣＢ電極パッド４５が配置されている。ＶＣＢ電極は図示しない接合材によってＶＣＢ電極パッド４５に接続される。また、パッケージ４０の下面には制御ＩＣ４用のＶＤ電極が位置し、このＶＤ電極に対応して実装基板２の上面には配線８によってＶＤ電極パッド４６が配置されている。ＶＤ電極は図示しない接合材によってＶＤ電極パッド４６に接続される。

本実施例３によれば、実装基板上の配線パターンの簡略化、実装基板の小型化が可能、実装基板上の配線要因による不良リスクの低減が可能となる効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明の実施例１である電池監視装置の平面図である。本実施例１の電池監視装置の正面図である。本実施例１の電池監視装置を構成する実装基板を示す図である。前記電池監視装置を構成する監視ＩＣを示す図である。図１の一部を示す拡大平面図と、電池監視装置を構成する半導体装置の端子番号と端子名等を示す表である。本実施例１の電池監視装置の実装基板が反り返った状態を示す模式図である。反り返った前記実装基板上の監視ＩＣの接合材による接続状態に係わる模式図である。本発明の実施例２である電池監視装置の一部を示す拡大平面図と、電池監視装置を構成する半導体装置の端子番号と端子名等を示す表である。本実施例２の電池監視装置を構成する監視ＩＣを示す図である。本実施例２の電池監視装置を構成する監視ＩＣの機能構成を示すブロック図である。本実施例２の監視回路を有するリチウムイオン二次電池を示す回路図である。本実施例３の電池監視装置の平面図である。本実施例３の電池監視装置の一部を示す拡大平面図である。本実施例３の電池監視装置を構成する実装基板の平面図である。本実施例３における実装基板の一部を示す拡大平面図である。従来の電池監視装置を取り付けたリチウムイオン二次電池を示す斜視図である。従来の監視回路を有するリチウムイオン二次電池を示す回路図である。従来の電池監視装置の平面図である。従来の電池監視装置の正面図である。従来の電池監視装置の底面図である。従来の電池監視装置を構成する監視ＩＣを示す図である。従来の電池監視装置を構成する監視ＩＣの機能構成を示すブロック図である。図１８の一部を示す拡大平面図と、電池監視装置を構成する半導体装置の端子番号と端子名等を示す表である。従来の電池監視装置における実装基板が反り返った状態を示す模式図である。反り返った実装基板上の監視ＩＣの接合材による接続状態に係わる従来製品の模式図である。

符号の説明

１…電池監視装置（リチウムイオン二次電池監視装置）、２…実装基板、２ａ…第１の面、２ｂ…第２の面、３…監視ＩＣ、４…制御ＩＣ、５…チップ部品、６…第１電源端子（Ｖｃｃ）、７…第２電源端子（Ｇｎｄ）、８…配線、９…導体、１５…パッケージ、１６…外部電極端子、１７…タブ、１８…半導体チップ、１９…ワイヤ、２５…外力、３０…接合材、４０…パッケージ、４１，４２…電極、４３…ワイヤ、４４…電極接続パッド、４５…ＶＣＢ電極パッド、４６…ＶＤ電極パッド、７０…リチウムイオン二次電池、７１…電池監視装置（リチウムイオン二次電池監視装置）、７２…実装基板、７３…監視ＩＣ、７４…制御ＩＣ、７５…第１電源端子（Ｖｃｃ）、７６…第２電源端子（Ｇｎｄ）、７７…接続コード、７８…第２電源端子（ＧＮＤ）、７９…接続コード、８０…監視回路付きリチウムイオン二次電池、８１…プラス端子、８２…マイナス端子、８３…負荷、８４，８５…外部端子、８６…ヒューズ、８７…放電スイッチ、８８…充電スイッチ、８９…チップ部品、９０…配線、９１…封止体（パッケージ）、９２…外部電極端子、９３…タブ、９５…基準電圧発生回路、９６…下限電圧検出回路、９７…上限電圧検出回路、９８…制御回路、９９…発振器、１００…カウンタ、１０１…放電電流検出回路、１０２…充電器電圧検出回路、１０３…駆動回路、１０５…外力、１０６…接合材。

Claims

第１の面及び前記第１の面の反対面となる第２の面を有し、少なくとも前記第１の面に所望のパターンからなる配線を有する細長の実装基板と、
パッケージと、前記パッケージの下面に表面を露出させる細長のタブ及び外部電極端子と、前記パッケージに覆われ前記タブ上に固定されかつ電極が前記外部電極端子に電気的に接続される半導体装置とを有し、
前記半導体装置は前記外部電極端子及び前記タブが前記実装基板の前記第１の面の所定の前記配線に接合材を介して接続されて実装されてなる電子装置であって、
前記半導体装置の前記細長のタブの長手方向が前記実装基板の長手方向に一致していることを特徴とする電子装置。
前記半導体装置の前記外部電極端子は前記細長のタブを挟んで前記パッケージの両側に並んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記電子装置はリチウムイオン二次電池監視装置であり、
前記実装基板には前記半導体装置として監視ＩＣ及び制御ＩＣが固定され、
前記監視ＩＣは四角形のパッケージの下面の対面する一対の一辺寄りに外部電極端子として放電端子、充電端子、入力端子、モード端子、第１電源端子、第２電源端子を有し、
前記制御ＩＣは放電スイッチを構成するＭＯＳＦＥＴ１及び充電スイッチを構成するＭＯＳＦＥＴ２を有し、
前記監視ＩＣ及び制御ＩＣは一列に並ぶように前記実装基板に実装され、
前記監視ＩＣの前記制御ＩＣ寄りの端子位置には、前記放電端子及び前記充電端子が位置していることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記監視ＩＣはその外部電極端子の配列端子位置を前記実装基板の長手方向に沿って前記制御ＩＣから遠ざかる方向に前記実装基板の一側面側では端子１，端子２，端子３とし、他側面側では端子６，端子５，端子４とし、端子１を放電端子、端子２は空き端子、端子３は入力端子、端子６は充電端子、端子５は空き端子、端子４は第２電源端子とし、前記タブを第１電源端子としたことを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
前記監視ＩＣはその外部電極端子の配列端子位置を前記実装基板の長手方向に沿って前記制御ＩＣから遠ざかる方向に前記実装基板の一側面側では端子１，端子２とし、他側面側では端子４，端子３とし、端子１を放電端子、端子２は入力端子、端子３は第２電源端子、端子４は充電端子とし、前記タブを第１電源端子としたことを特徴とする請求項３に記載の電子装置。