JP2010272215A

JP2010272215A - 電池ユニット

Info

Publication number: JP2010272215A
Application number: JP2009120585A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kanda; 直樹神田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【課題】主に各種電子機器に用いられる電池ユニットに関し、確実な電子回路の保護が行え、製作が容易で安価なものを提供することを目的とする。
【解決手段】スイッチング素子１４を絶縁樹脂１５で覆うと共に、この絶縁樹脂１５に設けた溝部１５Ａに温度ヒューズ１６を載置することによって、スイッチング素子１４の真上に温度ヒューズ１６が載置されているため、スイッチング素子１４の発熱を確実に温度ヒューズ１６に伝導でき、確実な電子回路の保護が行えると共に、これらが配線基板１１上に占める面積を小さくでき、また、溝部１５Ａに温度ヒューズ１６を載置して半田付けできるため、製作も容易で安価な電池ユニットを得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に各種電子機器に用いられる電池ユニットに関するものである。

近年、各種電子機器、特に携帯電話やビデオカメラ等の携帯機器においては、充電可能な電池を装着すると共に、携帯時にはこの電池電源を用いて様々な操作が行われており、これらの機器に用いられる電池ユニットにおいても、安価で、確実な電子回路の保護を行えるものが求められている。

このような従来の電池ユニットについて、図３及び図４を用いて説明する。

図３は従来の電池ユニットの断面図であり、同図において、１は配線基板で、上下面に複数の配線パターン（図示せず）やランド２Ａ、２Ｂが形成されると共に、配線基板１上面にはランド２Ａ、２Ｂ以外の箇所を覆う絶縁層３が設けられている。

また、４はＦＥＴやトランジスタ等のスイッチング素子で、半導体チップをエポキシ等の絶縁樹脂で覆った樹脂モールドパッケージの左右から突出した複数の端子４Ａが、配線基板１上面の複数のランド２Ａに半田５Ａによって実装接続されている。

そして、６は温度ヒューズで、前後左右に延出した端子６Ａ先端がランド２Ｂに半田５Ｂによって半田付けされて、スイッチング素子４近傍の配線基板１上面に載置されると共に、このスイッチング素子４外周と温度ヒューズ６との間には、シリコーン等の熱伝導性の絶縁樹脂７が塗布されて、電池ユニットが構成されている。

なお、このような電池ユニットを製作する際には、図４（ａ）の断面図に示すように、先ず配線基板１上面の複数のランド２Ａ上面にクリーム半田５Ａを印刷した後、図４（ｂ）に示すように、このランド２Ａにスイッチング素子４の端子４Ａを載置し、加熱して半田付けし、配線基板１にスイッチング素子４を実装接続する。

そして、この後、温度ヒューズ６の端子６Ａ先端をランド２Ｂに載せて、図４（ｃ）に示すように、温度ヒューズ６をスイッチング素子４近傍に載置し、半田鏝（図示せず）等によって半田５Ｂをランド２Ｂに溶融塗布して、温度ヒューズ６の端子６Ａをランド２Ｂに半田付けする。

さらに、この後、スイッチング素子４と温度ヒューズ６との間に絶縁樹脂７を塗布し、これを乾燥して、図３に示すような電池ユニットが完成する。

そして、このように構成された電池ユニットが、携帯電話やビデオカメラ等の電子機器内に収納装着されると共に、スイッチング素子４が温度ヒューズ６を介して、配線パターンやコネクタ（図示せず）等によって、電池（図示せず）や機器の電子回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、機器を携帯時には、スイッチング素子４を介して電池から電子回路に電源が供給されて、機器の様々な操作が行われ、また、電池に充電を行う際には、スイッチング素子４が切換えられ、このスイッチング素子４を介して充電器等から電池に充電が行われる。

なお、このような機器の操作時や電池への充電時等に、万が一、回路の短絡等が生じスイッチング素子４に過電流が流れた場合、この過電流によってスイッチング素子４が発熱するが、この熱は絶縁樹脂７に伝わり、さらに絶縁樹脂７を介して温度ヒューズ６に伝わる。

そして、過電流がある程度以上流れ、温度ヒューズ６に伝わる熱が所定温度以上になった場合には、温度ヒューズ６が溶断して、電池からのスイッチング素子４や電子回路への電源供給が遮断されるようになっている。

つまり、電池とスイッチング素子４の間に接続された温度ヒューズ６が、過電流等によるスイッチング素子４の発熱を検出し、この熱が所定温度以上になった場合には、電池からの電源供給を遮断することによって、短絡等による機器の損傷を未然に防ぐように構成されているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００８−３１１１６３号公報

しかしながら、上記従来の電池ユニットにおいては、温度ヒューズ６にスイッチング素子４の発熱が確実に伝導するように、温度ヒューズ６をスイッチング素子４の側方に配置すると共に、この間に絶縁樹脂７を塗布形成しているため、これらが配線基板１上に占める面積が大きくなってしまい、また、温度ヒューズ６をランド２Ｂに半田付けする際には、手あるいは治工具によって、端子６Ａ先端をランド２Ｂに位置決めして行っているため、製作にも手間がかかってしまうという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、温度ヒューズへの熱伝導が確実に行えると共に、製作も容易で安価な電池ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、スイッチング素子を絶縁樹脂で覆うと共に、この絶縁樹脂に設けた溝部に温度ヒューズを載置して電池ユニットを構成したものであり、スイッチング素子の真上に温度ヒューズが載置されているため、スイッチング素子の発熱を確実に温度ヒューズに伝導でき、確実な電子回路の保護が行えると共に、これらが配線基板上に占める面積を小さくでき、また、溝部に温度ヒューズを載置して半田付けが行えるため、製作も容易で安価な電池ユニットを得ることができるという作用を有するものである。

以上のように本発明によれば、確実な電子回路の保護が行え、製作が容易で安価な電池ユニットを実現することができるという有利な効果が得られる。

本発明の一実施の形態による電池ユニットの断面図同製造方法を説明するための断面図従来の電池ユニットの断面図同製造方法を説明するための断面図

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による電池ユニットの断面図であり、同図において、１１は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、上下面には銅箔等によって複数の配線パターン（図示せず）やランド１２Ａ、１２Ｂが形成されると共に、配線基板１１上面にはランド１２Ａ、１２Ｂ以外の箇所を覆うエポキシやポリエステル等の絶縁層１３が設けられている。

また、１４はチップサイズパッケージのＦＥＴやトランジスタ等のスイッチング素子で、半導体チップ下面に半田ボール製の複数の端子１４Ａが形成されると共に、この複数の端子１４Ａが配線基板１１上面の複数のランド１２Ａに、半田付けされて実装接続されている。

そして、１５はシリコーンやエポキシ、ポリエステル等の熱伝導性の絶縁樹脂で、この絶縁樹脂１５がスイッチング素子１４全体を覆うと共に、スイッチング素子１４真上の絶縁樹脂１５中央部には溝部１５Ａが形成されている。

さらに、１６は略円筒状でセラミック等の筒内に可溶金属が内蔵された温度ヒューズで、絶縁樹脂１５の溝部１５Ａ内に載置されると共に、前後左右に延出した端子１６Ａ先端がランド１２Ｂに半田１７によって半田付けされて、電池ユニットが構成されている。

なお、このような電池ユニットを製作する際には、図２（ａ）の断面図に示すように、先ず配線基板１１上面の複数のランド１２Ａ上面に、スイッチング素子１４の半田ボール製の端子１４Ａを載置し、加熱して端子１４Ａを溶融し、配線基板１１にスイッチング素子１４を実装接続する。

そして、この後、図２（ｂ）に示すように、配線基板１１上面に溶剤に溶融させた絶縁樹脂１５を、スイッチング素子１４全体を覆うように塗布し乾燥した後、図２（ｃ）に示すように、外周に研磨刃が設けられた略円盤状の研削工具（図示せず）等によって、絶縁樹脂１５中央部に、温度ヒューズ１６の直径よりもやや大きな幅の溝部１５Ａを形成する。

さらに、この後、図２（ｄ）に示すように、温度ヒューズ１６を絶縁樹脂１５の溝部１５Ａ内に載置し、半田鏝（図示せず）等によって半田１７をランド１２Ｂに溶融塗布して、温度ヒューズ１６の端子１６Ａ先端をランド１２Ｂに半田付けして、図１に示すような電池ユニットが完成する。

なお、このように温度ヒューズ１６をランド１２Ｂに半田付けする際、温度ヒューズ１６が絶縁樹脂１５の溝部１５Ａ内に挿入され、これによって温度ヒューズ１６が前後左右方向に位置決めされているため、手や治工具で支えて位置決めする必要はなく、容易に製作を行うことができるようになっている。

また、スイッチング素子１４がチップサイズパッケージであると共に、これを覆った絶縁樹脂１５の溝部１５Ａ内に、温度ヒューズ１６が載置されているため、これらが配線基板上に占める面積を小さくできるように構成されている。

そして、このように構成された電池ユニットが、携帯電話やビデオカメラ等の電子機器内に収納装着されると共に、スイッチング素子１４が温度ヒューズ１６を介して、配線パターンやコネクタ（図示せず）等によって、電池（図示せず）や機器の電子回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、機器を携帯時には、スイッチング素子１４を介して電池から電子回路に電源が供給されて、機器の様々な操作が行われ、また、電池に充電を行う際には、スイッチング素子１４が切換えられ、このスイッチング素子１４を介して充電器等から電池に充電が行われる。

なお、このような機器の操作時や電池への充電時等に、万が一、回路の短絡等が生じスイッチング素子１４に過電流が流れた場合、この過電流によってスイッチング素子１４が発熱するが、この熱は絶縁樹脂１５に伝わり、さらに絶縁樹脂１５を介して真上の温度ヒューズ１６に伝わる。

そして、過電流がある程度以上、例えば５Ａ以上の過電流が流れ、温度ヒューズ１６に伝わる熱が所定温度以上、例えば１３５℃以上になった場合には、温度ヒューズ１６が溶断して、電池からのスイッチング素子１４や電子回路への電源供給が遮断されるようになっている。

つまり、電池とスイッチング素子１４の間に接続された温度ヒューズ１６が、過電流等によるスイッチング素子１４の発熱を検出し、この熱が所定温度以上になった場合には、電池からの電源供給を遮断することによって、短絡等による機器の損傷を未然に防ぐように構成されている。

また、この時、上述したように、温度ヒューズ１６がスイッチング素子１４の真上の、絶縁樹脂１５の溝部１５Ａ内に載置され、温度ヒューズ１６とスイッチング素子１４の間隔が小さくなっているため、スイッチング素子１４の発熱が確実に温度ヒューズ１６に伝わり、電子回路の保護を確実に行えるようになっている。

このように本実施の形態によれば、スイッチング素子１４を絶縁樹脂１５で覆うと共に、この絶縁樹脂１５に設けた溝部１５Ａに温度ヒューズ１６を載置することによって、スイッチング素子１４の真上に温度ヒューズ１６が載置されているため、スイッチング素子１４の発熱を確実に温度ヒューズ１６に伝導でき、確実な電子回路の保護が行えると共に、これらが配線基板１１上に占める面積を小さくでき、また、溝部１５Ａに温度ヒューズ１６を載置して半田付けできるため、製作も容易で安価な電池ユニットを得ることができるものである。

本発明による電池ユニットは、確実な電子回路の保護が行えると共に、製作が容易で安価なものが得られ、各種電子機器の電池ユニットとして有用である。

１１配線基板
１２Ａ、１２Ｂランド
１３絶縁層
１４スイッチング素子
１４Ａ端子
１５絶縁樹脂
１５Ａ溝部
１６温度ヒューズ
１６Ａ端子
１７半田

Claims

上面に複数の配線パターンやランドが形成された配線基板と、電池電源の切換えを行うスイッチング素子と、このスイッチング素子近傍に配置された温度ヒューズからなり、上記スイッチング素子を絶縁樹脂で覆うと共に、この絶縁樹脂に設けた溝部に上記温度ヒューズを載置した電池ユニット。