JP2010011736A - 電池保護装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 従来の充電保護装置では、充電用ＦＥＴ、放電用ＦＥＴ、保護ＩＣを、回路基板上に別々のパッケージとして配設しているので、軽量化、小型化、配線の簡素化が困難であった。また、実装不良の低減も困難である。
【解決手段】 リチウムイオン電池における過充電及び過放電を防止するための電池保護装置であり、充電制御用スイッチとしてのＦＥＴ（充電用ＦＥＴ）１と、放電制御用スイッチとしてのＦＥＴ（放電用ＦＥＴ）２と、保護ＩＣ３とを樹脂４にて封止し、１パッケージ化してなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リチウムイオン電池等の二次電池を保護するための電池保護装置に関する。
携帯電話装置等で使用される再充電可能な電池パックは、リチウムイオン電池を絶縁性のパッケージに内蔵したものである。この電池パックには、上記電池に対する過放電や過充電を防止するための充電保護装置が内蔵されている。この保護装置を構成する複数の回路部品、具体的には図４に示すように、充電用スイッチ手段としての電界効果型のトランジスタ（ＦＥＴ）２１、放電用スイッチ手段としてのＦＥＴ２２、保護ＩＣ２３が印刷配線パターンを有する回路基板２４に別々のパッケージ品として実装される。なお、ＦＥＴとしては、日本電気株式会社、三菱電機株式会社、又は株式会社日立製作所による製品等を使うことができる。また、保護ＩＣとしては、本件出願人であるミツミ電機株式会社製の製品を使うことができる。
また、現在、携帯機器等は小型化が進んでおり、電池パックの小型化も必要とされている。
ところで、上記従来の充電保護装置では、充電用ＦＥＴ、放電用ＦＥＴ、保護ＩＣを、上記回路基板上に別々のパッケージとして配設しているので、軽量化、小型化、配線の簡素化が困難であった。また、実装不良の低減も困難である。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、軽量化、小型化、配線の簡素化、実装不良の低減を可能とする電池保護装置の提供を目的とする。
本発明に係る電池保護装置は、二次電池における過充電及び過放電を防止するための１パッケージ化された電池保護装置であって、前記二次電池に接続され、ドレインとゲート電極とソース電極とを有する充電用ＦＥＴと、前記二次電池に接続され、ドレインとゲート電極とソース電極とを有する放電用ＦＥＴと、前記二次電池の両端電圧に基づき前記充電用ＦＥＴと前記放電用ＦＥＴとを制御して前記二次電池の過充電及び過放電を防ぐ保護ＩＣと、外部導出配線を備えたマウント手段とを備え、前記マウント手段には、前記充電用ＦＥＴと前記放電用ＦＥＴと前記保護ＩＣとがマウントされ、前記マウント手段上で、前記充電用ＦＥＴのドレインと前記放電用ＦＥＴのドレインとが電気的に接続され、前記マウント手段上で、前記充電用ＦＥＴのゲート電極と前記放電用ＦＥＴのゲート電極は、各々前記保護ＩＣと電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明によれば、電池保護装置の軽量化、小型化、配線の簡素化、実装不良の低減を可能とする。
本発明の実施の形態となる電池保護装置の製造手順を説明するための図である。 上記電池保護装置の外観図である。 回路基板上に配置した上記電池保護装置を示す図である。 従来の電池保護装置における各部の配設を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、リチウムイオン電池における過充電及び過放電を防止するための電池保護装置であり、図１に示すように、充電制御用スイッチとしてのＦＥＴ（充電用ＦＥＴ）１と、放電制御用スイッチとしてのＦＥＴ（放電用ＦＥＴ）２と、保護ＩＣ３とを樹脂４にて封止し、１パッケージ化してなる。
この電池保護装置の製造手順を説明する。リードフレーム５の枠６には搬送用の孔７が開けられている。また、リードフレーム５上には、充電量ＦＥＴ及び放電用ＦＥＴと、保護ＩＣ用とに電位の異なるダイパッド８と、ダイパッド９が用意されている。二つのダイパッド８及び９の周囲にはリードフレーム５のインナーリード１０が設けられている。また、インナーリード１０と、このインナーリード１０に続くアウターリード１１との間には、タイバー部１２が設けられている。
一方のダイパッド９にマウントされた保護ＩＣ３、他方のダイパッド８にマウントされた充電用ＦＥＴ１及び放電用ＦＥＴ２は、それぞれの各電極とインナーリード１０とを金Auなどからなるワイヤ１３によりボンディング接続している。例えば、充電用ＦＥＴ１は、ゲートＧとソースＳをインナーリード１０にボンディング接続している。ＦＥＴのドレインＤはチップの裏面全面であり、ＦＥＴ同士（１と２）はダイパッド部の銀Agペーストによりドレインを接続させている。ここで、放電用ＦＥＴ２のソース電極Ｓからリードフレーム１０の一部に多数のワイヤ１３がボンディングされているのは、例えば５Ａ程度の大電流が流れたときに単数のワイヤ１３の溶断を防ぐためである。ワイヤ１本は１Ａ程度で溶断する。
ワイヤ（Au）１３でボンディング接続した後、保護ＩＣ３と、充電量ＦＥＴ１及び放電用ＦＥＴ２は、まとめて樹脂４により封止される。その後、フレーム枠６とタイバー部１２とを切り取り、各アウターリード１１を独立させて図２に示すような１パッケージ化された電池保護装置１４が作成される。この１パッケージ化された電池保護装置１４は、図３に示すように基板１５上に配設される。基板１５上には、図示しないコンデンサ、抵抗等も配設される。コンデンサ、抵抗等、その他の部品はユーザにより定数が異なることが多い為、１パッケージ化していない。
以上、上記電池保護装置１４は、充電用ＦＥＴ１、放電用ＦＥＴ２、保護ＩＣ３を、１パッケージ化して回路基板１５に配設することができるので、軽量化、小型化、配線の簡素化が可能である。
また、上記ＦＥＴ等の部品を一つにまとめてモジュール化したので、半田付け個所を減らすことができ、結果的に信頼性を向上でき、実装不良の低減を可能とする。
１ 充電用ＦＥＴ
２ 放電用ＦＥＴ
３ 保護ＩＣ
４ 封止樹脂
５ リードフレーム

Claims (6)

  1. 二次電池における過充電及び過放電を防止するための１パッケージ化された電池保護装置であって、
    前記二次電池に接続され、ドレインとゲート電極とソース電極とを有する充電用ＦＥＴと、
    前記二次電池に接続され、ドレインとゲート電極とソース電極とを有する放電用ＦＥＴと、
    前記二次電池の両端電圧に基づき前記充電用ＦＥＴと前記放電用ＦＥＴとを制御して前記二次電池の過充電及び過放電を防ぐ保護ＩＣと、
    外部導出配線を備えたマウント手段とを備え、
    前記マウント手段には、前記充電用ＦＥＴと前記放電用ＦＥＴと前記保護ＩＣとがマウントされ、
    前記マウント手段上で、前記充電用ＦＥＴのドレインと前記放電用ＦＥＴのドレインとが電気的に接続され、
    前記マウント手段上で、前記充電用ＦＥＴのゲート電極と前記放電用ＦＥＴのゲート電極は、各々前記保護ＩＣと電気的に接続されていることを特徴とする電池保護装置。
  2. 前記充電用ＦＥＴのソース電極と前記放電用ＦＥＴのソース電極は、各々前記マウント手段の前記外部導出配線と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電池保護装置。
  3. 前記マウント手段上で、前記充電用ＦＥＴのドレインと前記放電用ＦＥＴのドレインは、前記保護ＩＣの裏面と電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１乃至２記載の電池保護装置。
  4. 前記マウント手段は、リードフレームであることを特徴とする請求項１乃至３記載の電池保護装置。
  5. 前記電池保護装置は樹脂封止によって１パッケージ化されたことを特徴とする請求項１乃至４記載の電池保護装置。
  6. 前記二次電池はリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１乃至５記載の電池保護装置。
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