JP2014164858A - 電池基板ユニット、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に電池セルと保護回路部が実装される場合であっても、電池セルを容易に分離することができるとともに、ショート等に対する安全性を確保することができる仕組みを提供する。
【解決手段】電池基板ユニット１０は、基板１０ａと、基板１０ａに実装される電池セル１１と、基板１０ａに実装され、電池セル１１の充放電制御を行う電子部品、及び電池セル１１のショートを防止する保護素子１７を有する保護回路部３１と、基板１０ａに実装された電池セル１１を覆って電池セル１１を封止する封止材１８と、基板１０ａに実装された保護回路部３１を覆って保護回路部３１を封止する封止材１９とを備える。樹脂材１８と樹脂材１９とは、互いに異なる種類の合成樹脂材料で形成され、基板１０ａには、接合部２２に沿って複数のスルーホール２０が形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えばデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の電子機器に内蔵される電池基板ユニット、及び電池基板ユニットを備える電子機器に関する。

デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の電子機器では、電池セルが基板に実装された電池基板ユニットを備えるものがある。このような電池基板ユニットでは、電池セルのショート等を防止するための安全対策が必要となるほか、リサイクル等の際に電池セルを容易に分離できるようにすることが必要となる。

従来、基板にハンダ付け等によりコイン型電池が露出した状態で固定された電池基板ユニットにおいて、コイン型電池の周囲の基板にスリットを設けて、コイン型電池を容易に分離できるようにした技術が提案されている（特許文献１）。

特開２００３−２８３０６６号公報

ところで、近年、駆動用電源として容量密度の大きいリチウムイオン二次電池等の電池セルを基板に実装した電池基板ユニットを備える電子機器が増えてきている。このような電池基板ユニットでは、電池セルの他に、電池セルのショートを防止する保護素子や電池セルの充放電制御を行う電子部品を含む保護回路部も基板に実装される。この場合、電池セルや保護回路部が露出した状態となるため、電池セル及び保護回路部を含めてショート等に対する安全対策が必要となる。

本発明はこのような技術的背景を鑑みてなされたものであり、基板に電池セルと保護回路部が実装される場合であっても、電池セルを容易に分離することができるとともに、ショート等に対する安全性を確保することができる仕組み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、本発明の電池基板ユニットは、基板と、前記基板に実装される電池セルと、前記基板に実装され、前記電池セルの充放電制御を行う電子部品、及び前記電池セルのショートを防止する保護素子を有する保護回路部と、前記基板に実装された前記電池セルを覆って前記電池セルを封止する第１の封止材と、前記基板に実装された前記保護回路部を覆って前記保護回路部を封止する第２の封止材と、を備え、前記第１の封止材と前記第２の封止材とは互い異なる合成樹脂材料で形成され、前記第１の封止材と前記第２の封止材とが接合される接合部が形成され、前記基板には、前記接合部に沿って複数のスルーホールが形成されることを特徴とする。

本発明の電池基板ユニットは、基板と、前記基板に実装される電池セルと、前記基板に実装され、前記電池セルの充放電制御を行う電子部品、及び前記電池セルのショートを防止する保護素子を有する保護回路部と、前記基板に実装された前記電池セルを覆って前記電池セルを封止する第１の封止材と、前記基板に実装された前記保護回路部を覆って前記保護回路部を封止する第２の封止材と、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材との間に配置されるシート部材と、を備え、前記第１の封止材と前記第２の封止材とが前記シート部材を介して接合される接合部が形成され、前記基板には、前記接合部に沿って複数のスルーホールが形成されることを特徴とする。

本発明によれば、基板に電池セルと保護回路部が実装される場合であっても、電池セルを容易に分離することができるとともに、ショート等に対する安全性を確保することができる。

本発明の第１の実施形態である電池基板ユニットを備える電子機器の一例としてのデジタルビデオカメラの概略斜視図である。 図１に示すデジタルビデオカメラの制御系の概略ブロック図である。 電池基板ユニットの平面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 図４の部分拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態である電池基板ユニットにおいて、電池セルを封止する封止材と保護回路部を封止する封止材との接合部付近の拡大断面図である。 本発明の第３の実施形態である電池基板ユニットにおいて、制御基板ユニットの基板と電池基板ユニットの基板とを一体化した状態を示す一部を破断した図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である電池基板ユニットを備える電子機器の一例としてのデジタルビデオカメラの概略斜視図である。

図１に示すデジタルビデオカメラは、カメラ本体１００の側面にＬＣＤ用の表示ユニット１０３が開閉可能に支持される。カメラ本体１００の表示ユニット１０３側の側面には、制御基板ユニット１０１及び電池基板ユニット１０が設けられ、制御基板ユニット１０１と電池基板ユニット１０とは、コネクタ１０２により電気的に接続される。また、カメラ本体１００の後部には、録画キー１０４が設けられる。

図２は、図１に示すデジタルビデオカメラの制御系の概略ブロック図である。デジタルビデオカメラは、カメラ全体を制御する制御基板ユニット１０１、及び制御基板ユニット１０１に電源を供給する電池基板ユニット１０を備える。

図２において、操作部１１５の録画キー１０４の操作により撮影が開始されると、撮影レンズ１１０からシャッター１１１を介してＣＣＤセンサ等の撮像素子１１２に結像した被写体像は、撮像素子１１２で光電変換された後、映像処理部１１３に出力される。映像処理部１１３で所定の映像処理が施された映像データは、記録部１１４に記録され、また、表示ユニット１０３に表示される。

図３は電池基板ユニット１０の平面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。図３及び図４に示すように、電池基板ユニット１０は、長方形状の基板１０ａと、基板１０ａの長手方向の一側（図の右側）に実装される電池セル１１と、基板１０ａの長手方向の他側に実装される保護回路部３１とを備える。保護回路部３１は、電池セル１１の充放電制御を行う充電ＦＥＴ１５や放電ＦＥＴ１６、保護ＩＣ１４、保護素子としてのヒューズ１７やその他の電子部品により構成される。

また、基板１０ａに実装された電池セル１１は、封止材１８により覆われて封止され、基板１０ａに実装された保護回路部３１は、封止材１９により覆われて封止される。これにより、電池セル１１及び保護回路部３１を含めてショート等に対する安全性を確保することができる。ここで、封止材１８は、本発明の第１の封止材の一例に相当し、封止材１９は、本発明の第２の封止材の一例に相当する。

本実施形態では、封止材１８と封止材１９とは互いに異なる種類の合成樹脂材料で形成され、電池セル１１を封止する封止材１８は、紫外線硬化樹脂とされ、保護回路部３１を封止する樹脂材１９は、熱硬化性樹脂とされている。封止材１９を熱硬化性樹脂とすることで、保護回路部３１をＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）にて基板１０ａと一体成形することも可能である。

基板１０ａには、封止材１８と封止材１９との接合部２２の位置に、複数のスルーホール２０が接合部２２に沿って形成されている。また、基板１０ａに実装された電池セル１１の正極１２と負極１３は、保護回路部３１と反対側に位置するように配置され、基板１０ａの正極１２と負極１３の近傍には、それぞれ複数のスルーホール２０ａが形成されている。

図４に示すように、基板１０ａの電池セル１１側の内層には、導電パターン２１が配線され、導電パターン２１の両端は、それぞれスルーホール２０及びスルーホール２０ａを介して保護回路部３１及び電池セル１１に接続される。これにより、電池セル１１と保護回路部３１とが電気的に接続される。

図５は、図４の部分拡大断面図である。図５に示すように、封止材１８と封止材１９との接合部２２の上面側には、断面Ｖ字形状の溝部が形成されている。そして、基板１０ａの長手方向の両端部に対して図の矢印３０の方向に折り曲げる力を加えると、封止材１８と封止材１９とが接合部２２で破断されるとともに、接合部２２と略同位置に設けた複数のスルーホール２０の位置で基板１０ａが破断される。これにより、電池基板ユニット１０を電池セル１１の部分と保護回路部３１の部分とで各々封止材１８，１９で封止した状態で分離することができる。

このとき、封止材１８と封止材１９とは異なる種類の合成樹脂材料とされているので、完全に接合しておらず、接合強度が同一の合成樹脂材料を用いた場合に比べて弱くなっている。このため、封止材１８と封止材１９とを接合部２２で破断しやすくなる。

また、電池セル１１の正極１２と負極１３は、保護回路部３１の反対側に配置されているため、電池セル１１の分離後に電極１２，１３が露出することがなく、更に、分離時に電極１２，１３周りに何らかの負荷が掛かるのを回避することが可能となる。これにより、リサイクル等で電池セル１１を分離する際のショート等を防止することができ、電池セル１１を安全に分離することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、基板１０ａに電池セル１１と保護回路部３１が実装される場合であっても、電池セル１１を容易に分離することができるとともに、ショート等に対する安全性を確保することができる。

（第２の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施形態である電池基板ユニットについて説明する。図６は、電池セル１１を封止する封止材１８と保護回路部３１を封止する封止材１９との接合部２２付近の拡大断面図である。なお、本実施形態では、上記第１の実施形態に対して相違する部分についてのみ説明し、重複部分については図に同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、封止材１８と封止材１９との接合部２２に、シート部材としての分離シート材４０を介装している。すなわち、分離シート材４０は、封止材１８と封止材１９との間に配置され、接合部２２では、封止材１８と封止材１９とが分離シート材４０を介して接合される。分離シート材４０は、積層樹脂シート又は絶縁紙等が用いられる。これにより、封止材１８と封止材１９との接合部２２での分離性を更に良くすることができる。

また、封止材１８と封止材１９との接合部２２に別部材である分離シート材４０を介装することにより、封止材１８と封止材１９を同一種の樹脂とすることも可能となる。その他の構成、及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

（第３の実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第３の実施形態である電池基板ユニットについて説明する。図７は、制御基板ユニット１０１の基板１０ｂと電池基板ユニット１０の基板１０ａとを一体化した状態を示す一部を破断した図である。なお、本実施形態では、上記第１の実施形態に対して相違する部分についてのみ説明し、重複部分については図に同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、図７に示すように、制御基板ユニット１０１の基板１０ｂと電池基板ユニット１０の基板１０ａとが一体化されており、基板１０ｂと基板１０ａとの境界に複数のスルーホール５１が形成されている。基板１０ｂには、信号処理回路や制御回路の電子部品５２〜５４が実装されている。これにより、制御基板ユニット１０１と電池基板ユニット１０を１つ基板で構成することが可能となる。そして、複数のスルーホール５１の位置で制御基板ユニット１０１の基板１０ｂと電池基板ユニット１０の基板１０ａとを破断して分離することができる。その他の構成、及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

なお、本発明の構成は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１０ 電池基板ユニット
１０ａ 基板
１１ 電池セル
１２，１３ 電極
１７ ヒューズ
１８，１９ 封止材
２０ スルーホール
２１ 導電パターン
２２ 接合部
３１ 保護回路部

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板に実装される電池セルと、
   前記基板に実装され、前記電池セルの充放電制御を行う電子部品、及び前記電池セルのショートを防止する保護素子を有する保護回路部と、
   前記基板に実装された前記電池セルを覆って前記電池セルを封止する第１の封止材と、
   前記基板に実装された前記保護回路部を覆って前記保護回路部を封止する第２の封止材と、を備え、
   前記第１の封止材と前記第２の封止材とは互い異なる合成樹脂材料で形成され、
   前記第１の封止材と前記第２の封止材とが接合される接合部が形成され、
   前記基板には、前記接合部に沿って複数のスルーホールが形成されることを特徴とする電池基板ユニット。
2. 基板と、
   前記基板に実装される電池セルと、
   前記基板に実装され、前記電池セルの充放電制御を行う電子部品、及び前記電池セルのショートを防止する保護素子を有する保護回路部と、
   前記基板に実装された前記電池セルを覆って前記電池セルを封止する第１の封止材と、
   前記基板に実装された前記保護回路部を覆って前記保護回路部を封止する第２の封止材と、
   前記第１の封止材と前記第２の封止材との間に配置されるシート部材と、を備え、
   前記第１の封止材と前記第２の封止材とが前記シート部材を介して接合される接合部が形成され、
   前記基板には、前記接合部に沿って複数のスルーホールが形成されることを特徴とする電池基板ユニット。
3. 前記電池セルは、前記電池セルの電極が前記保護回路部の反対側に配置されるように前記基板に実装されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池基板ユニット。
4. 前記電池セルと前記保護回路部は、前記基板の内層に配線される導電パターンを介して電気的に接続されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電池基板ユニット。
5. 前記第１の封止材は紫外線硬化樹脂で形成され、前記第２の封止材は熱硬化性樹脂で形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電池基板ユニット。
6. 電池基板ユニットを備える電子機器であって、
   前記電池基板ユニットとして、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電池基板ユニットを備えることを特徴とする電子機器。

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