JP2017183004A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電池モジュールの低背化とケース収納性との双方の向上が図れる電池モジュールを提供する。【解決手段】本発明は、絶縁層３と導電層５を交互に積み重ねた多層回路基板１と、多層回路基板の一側面に配置される電池１１を備え、電池は、正・負極面から電池の側方に張り出す一対のタブ１２ａ，１２ｂを有し、多層回路基板は、多層回路基板の厚み方向に貫通され、電池を多層回路基板の一側面とは反対側の他側面から収容する電池収容孔１５と、タブが臨む電池収容孔の開口縁部を、多層回路基板の他側面から厚み方向内側の導電層まで凹ませ、タブを多層回路基板の内側の導電層まで進入させ、電池およびタブを多層回路基板他側面より内側に配置させるタブ収容凹部１７と、タブ収容凹部に配置され、タブ収容凹部内でタブと内側の導電層とを導通させるパッド部１９ａ，１９ｂとを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、多層回路基板に電池を実装させて構成される電池モジュールに関する。

電子製品では、多層回路基板の一側面にボタン型の電池を実装した電池モジュールが用いられることが多い。多くは、多層回路基板の一側面に形成される実装面に、タブ(正・負極)付の電池を、その他の電子部品と共に配置(実装)して、所定の回路を構成している。

ところで、電池モジュールは、ケースなどに挿入して製品化されることが多く、低背化やケース収納性が求められる。
電池に付いたタブを用いて、多層回路基板の表面に実装する場合、電池は、他の実装部品よりも上方へ突き出て配置されることが多く（大容量電池が大）、電池モジュールの低背化が妨げられやすい。

そこで、従来、電池モジュールの低背化を図るために、特許文献１，２に開示されているように回路基板の厚み方向に貫通孔を形成して、同貫通孔を占めるようボタン型の電池を収める。そして、回路基板の一側面および他側面から一対の端子板を電池の正・負極面へ延ばして、同電池を一対の端子板で回路基板の厚み方向から挟み込む技術、すなわち回路基板の厚み寸法内に電池を許容させる技術が提案されている。

特開２０００−１４９８９８号公報 特開２００７−２４２６２９号公報

ところが、上記技術は、一対の端子板で電池を厚み方向から挟み込む構造上、回路基板の実装面（一側面）とは反対側の面（他側面:背面）からは、端子板が突き出やすい。
これでは、電池モジュールをケース内に挿入する場合、突き出た端子板が電池モジュールの挿入を妨げる障害物となって、ケースの内面と引っ掛かり、電池モジュールの収納性を妨げてしまうことがある。しかも、ケース内面に端子板が引っ掛かると、回路基板が曲がり、実装されている電子部品に影響を与えるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、電池モジュールの低背化とケース収納性との双方の向上が図れる電池モジュールを提供することにある。

本発明の第1の態様は、絶縁層と導電層とを交互に積み重ねて形成される多層回路基板と、多層回路基板の一側面に配置される電池とを備え、電池は、当該電池の正・負極面から電池の側方に張り出す一対のタブを有し、多層回路基板は、多層回路基板の厚み方向に貫通され、電池を多層回路基板の一側面とは反対側の他側面から収容する電池収容孔と、タブが臨む電池収容孔の開口縁部を、多層回路基板の他側面から厚み方向内側の導電層まで凹ませてなり、タブを多層回路基板の内側の導電層まで進入させ、電池およびタブを多層回路基板の他側面より内側に配置させるタブ収容凹部と、タブ収容凹部に配置され、当該タブ収容凹部内でタブと内側の導電層とを導通させるパッド部とを有するものとした。
また本発明の第２の態様は、絶縁層と導電層とを交互に積み重ねて形成される多層回路基板と、多層回路基板の一側面に配置される電池とを備え、電池は、当該電池の正・負極面から電池の側方に張り出す一対のタブを有し、多層回路基板は、多層回路基板の厚み方向に貫通され、電池を多層回路基板の一側面から収容する電池収容孔と、タブが臨む電池収容孔の開口縁部を、多層回路基板の一側面から厚み方向内側の導電層まで凹ませてなり、タブを多層回路基板の内側の導電層まで進入させ、電池を多層回路基板の他側面より内側に配置させるタブ収容凹部と、タブ収容凹部に配置され、当該タブ収容凹部内でタブと内側の導電層とを導通させるパッド部とを有するものとした。

本発明によれば、タブを含め電池は、多層回路基板の厚みに許容され、かつ多層回路基板の他側面を平坦に保ちながら、多層回路基板に配置される。すなわち電池は、実装面からの突出量を抑えて、多層基板に配置できる。しかも、電池のタブは、タブ収容凹部によって、多層回路基板の他側面の内側において、多層回路基板の導電層と接続されるので、電池は、他側面から突き出ずに多層回路基板に実装することができる。これにより、多層回路基板の他側面には平坦な面が確保される。このため、電池モジュールの問題となっていたケースの挿入を妨げる障害物の発生は解消され、電池モジュールをケースなどにスムーズに挿入することができる。
したがって、電池モジュールは、低背化とケース収納性との双方の向上を図ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る態様となる電池モジュールの外観を示す斜視図。 同電池モジュールを多層回路基板と電池(タブ付)とに分解した斜視図。 図１中のＡ−Ａ線に沿う電池モジュールの断面図。 図２中の矢視Ｂから見た多層回路基板の下面図。 本発明の第２の実施形態に係る態様となる電池モジュールの外観を示す斜視図。 同電池モジュールの断面図。

以下、本発明を図１から図４に示す第1の実施形態にもとづいて説明する。
図１は電池モジュールの全体の外観を示し、図２は同電池モジュールの主要部分を分解した図を示し、図３は同電池モジュールの断面（図１中のＡ−Ａ矢視）を示し、図４は多層回路基板の下面(図２中の矢視Ｂ)を示している。
図１に示されるように電池モジュールは、多層回路基板１、電池であるところの例えばタブ付のボタン型の電池１１、各種電子部品２１を有して構成される。電池モジュールは、図示はしないが収納ケースなどに収容されて製品に至るものである。

多層回路基板１は、図３に示されるように絶縁層３と導電層５を交互に積み重ねて構成され、多層回路基板１の片方の側面（以下、一側面という）を実装面としている。例えば多層回路基板１は、内側に四層の導電層５を有した構造が用いられる。この多層回路基板１の実装面(一側面)に上記ボタン型の電池１１や上記電子部品２１などが実装される。

ボタン型の電池１１の実装には、多層回路基板１の他側面（実装面とは反対側の側面）を平坦に保ちつつ、多層回路基板１の実装面（一側面）からの突出を抑えて実装する構造が用いられる。図２には、このボタン型の電池１１の実装構造が示されている。

この電池１１の実装には、多層回路基板１の厚み寸法内に電池１１の一部分を収容させて、多層回路基板１の下面（他側面）から突き出さずに実装する構造が用いられる。
ここで、図２に示されるようにタブ付の電池１１は、円盤状の電池本体１１ａと、同電池本体１１ａの両側に有る正・負極面から延びる導通片でなるタブ１２a，１２ｂとを有した構成となっている。タブ１２a，１２ｂは、例えば一方がＬ形をなし、他方側がI形をなしている。そして、各タブ１２a，１２ｂの先端側が、各電池本体１１ａの片側の側面、すなわち下面（他側面）に沿って側方(周囲)へ張り出ている。

一方、多層回路基板１には、電池本体１１aが配置される基板部分に電池収容孔１５が形成されている。電池収容孔１５は貫通孔で形成されている。具体的には電池収容孔１５は、電池１１が遊挿可能な形状、例えば円筒形状で、多層回路基板１の厚み方向に貫通させた貫通孔で形成される。この電池収容孔１５により、タブ付の電池１１が、多層回路基板１の実装面（一側面）からでなく、反対側の多層回路基板１の下面（他側面）から収容されるようにしている（図２）。

また電池１１の各タブ１２a，１２ｂの先端部（端子部）が臨む、電池収容孔１５（貫通孔）の開口縁部、すなわち多層回路基板１の下面（他側面）の開口縁部には、電池１１の各タブ１２a，１２ｂを収容するための一対のタブ収容凹部１７が形成されている。タブ収容凹部１７は、いずれも多層回路基板１の下面（他側面）から、厚み方向内側に配置されている導電層５まで凹ませてなる。このタブ収容凹部１７は、電池本体１１aおよびタブ１２a，１２ｂが多層回路基板１の下面（他側面）よりも内側に配置されるよう凹ませてある。ここではタブ収容凹部１７は、多層回路基板１の下二層の導電層５ａが配置される位置まで凹ませている。この凹みにより、タブ１２ａ，１２ｂが下二層の導電層５ａにまで進入される構成にし、電池本体１１aやタブ１２a，１２ｂが、多層回路基板１の下面（他側面）から突き出ないようにしている。

またタブ収容凹部１７の底面に露出する内側の導電層、ここでは下二層の導電層５ａには、図２および図３（図２中の矢視Bから見た下面）に示されるように各タブ１２a，１２ｂが配置される実装用のパッド部１９a,１９ｂが形成されている。これにより、各パッド部１９a,１９ｂに各タブ１２a，１２ｂが接合（例えば半田）されることによって、電池１１は、多層回路基板１の下面（他側面）から突き出ずに、多層回路基板１に実装される。

すなわち、電池１１の実装は、まず、図２に示されるように多層回路基板１の下側に、横向きに電池１１を配置（タブを下側に向けた基板と平行な向き）し、電池収容孔１５の直下に電池本体１１ａを位置決め、タブ収容凹部１７の直下にそれぞれタブ１２a，１２ｂを位置決める。続いてタブ１２a，１２ｂを、パッド部１９a,１９ｂと突き当たるまで下側(他側面側)からタブ収容凹部１７内に進入させる。これにより、電池本体１１ａは、電池収容孔１５へ挿入される。これにより、電池本体１１ａの下部分（他側面側）は、多層回路基板１の厚み寸法内に許容される。タブ１２a，１２ｂは、タブ収容凹部１７へ挿入される。これにより、１２a，１２ｂも多層回路基板１の厚み寸法内に許容される。

この電池１１の挿入により、電池収容孔１５を貫通した電池本体１１ａの上部分、上側のタブ１２aだけが、図３に示されるように多層回路基板１の上面(一側面)から突き出る。その後、接合工程により、タブ１２ａ，１２ｂと下二層の導電層５ａに導通するパッド部１９ａ,１９ｂとは接合され、電池１１が多層回路基板１に実装される。

こうして実装された電池本体１１ａは、電池収容孔１５によって、多層回路基板１の厚みで許容される。しかも、タブ１２a，１２ｂも、タブ収容凹部１７によって、多層回路基板１の厚みで許容される。つまり、タブ付の電池１１は、多層回路基板１の厚みに許容される分、多層回路基板１の実装面からの突出量を抑えることができる。

しかも、タブ１２ａ,１２ｂと多層回路基板１の下二層の導電層５（内側の導電層）とを接続するといった、多層回路基板１の他側面の内側においてタブ１２ａ,１２ｂと多層回路基板１の導電層５とを接続する構造により、電池１１は、電池１１の他側面側が多層回路基板１の下面（他側面）から、突き出るのを抑えつつ、多層回路基板１に実装することができる。このため、多層回路基板１の下面には平坦な面が確保される。これにより、電池モジュールの問題となっていたケース（図示しない）の挿入を妨げる障害物の発生は解消され、電池モジュールはケースなどにスムーズに挿入できる。
したがって、電池モジュールは、低背化とケース収納性との双方の向上を図ることができる。

図５および図６は、本発明の第２の実施形態を示す。
本実施形態は、第1の実施形態とは異なり、多層回路基板１の上面（一側面）から電池１１を収容する電池収容孔３１と、多層回路基板１の上面（一側面）からタブ１２ａ,１２ｂを収容するタブ収容凹部４１とを用いて、電池モジュールの低背化とケース収納性とが図れるようにしたものである。

具体的には電池収容孔３１は、図６に示されるように多層回路基板１に厚み方向に貫通する円筒形状の貫通孔（第1の実施形態と同様）で形成され、タブ付の電池１１を多層回路基板１の上面（一側面）から収容する構成としている。
タブ収容凹部４１は、図５に示されるようにタブ１２ａ,１２ｂが臨む電池収容孔３１の開口縁部、すなわち電池収容孔３１の上面側の開口縁部分を、多層回路基板１の内側の導電層、例えば下一層の導電層５ｂが配置される位置まで凹ませて、電池１１のタブ１２ａ,１２ｂが下一層の導電層５ｂまで進入される構成とする。タブ収容凹部４１は、電池１１が多層回路基板１の下面（他側面）から突き出ないようにしている。
そして、各タブ収容凹部４１の底に露出する導電層部分には、実装用のパッド部４３a、４３ｂが設けられ、タブ収容凹部４１内でタブ１２ａ,１２ｂと下一層の導電層５ｂ（内側の導電層）とが接合される構成としている。

こうした電池収容孔３１、タブ収容凹部４１を用いた構造でも、第１の実施形態と同様、電池１１は、多層回路基板１の実装面からの突出量を抑え、さらには多層回路基板１の下面を平坦な面に保ちながら実装することができ、電池モジュールの低背化とケース収納性との双方を図ることができる。
但し、図５および図６において、第1の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。

なお、上述した実施形態における各構成およびそれの組合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。また本発明は、上述した実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。

１ 多層回路基板
３ 絶縁層
５ 導電層
１１ 電池
１２ａ,１２ｂ タブ
１５、３１ 電池収容孔
１７,４１ タブ収容凹部
１９ａ，１９ｂ、４３ａ,４３ｂ パッド部

Claims (3)

1. 絶縁層と導電層とを交互に積み重ねて形成される多層回路基板と、
   前記多層回路基板の一側面に配置される電池とを備え、
   前記電池は、当該電池の正・負極面から電池の側方に張り出す一対のタブを有し、
   前記多層回路基板は、
   前記多層回路基板の厚み方向に貫通され、前記電池を前記多層回路基板の一側面とは反対側の他側面から収容する電池収容孔と、
   前記タブが臨む前記電池収容孔の開口縁部を、前記多層回路基板の他側面から厚み方向内側の導電層まで凹ませてなり、前記タブを前記多層回路基板の内側の導電層まで進入させ、前記電池および前記タブを前記多層回路基板の他側面より内側に配置させるタブ収容凹部と、
   前記タブ収容凹部に配置され、当該タブ収容凹部内で前記タブと前記内側の導電層とを導通させるパッド部とを有する
   ことを特徴とする電池モジュール。
2. 絶縁層と導電層とを交互に積み重ねて形成される多層回路基板と、
   前記多層回路基板の一側面に配置される電池とを備え、
   前記電池は、当該電池の正・負極面から電池の側方に張り出す一対のタブを有し、
   前記多層回路基板は、
   前記多層回路基板の厚み方向に貫通され、前記電池を前記多層回路基板の一側面から収容する電池収容孔と、
   前記タブが臨む前記電池収容孔の開口縁部を、前記多層回路基板の一側面から厚み方向内側の導電層まで凹ませてなり、前記タブを前記多層回路基板の内側の導電層まで進入させ、前記電池を前記多層回路基板の他側面より内側に配置させるタブ収容凹部と、
   前記タブ収容凹部に配置され、当該タブ収容凹部内で前記タブと前記内側の導電層とを導通させるパッド部とを有する
   ことを特徴とする電池モジュール。
3. 前記電池は、前記一対のタブが電池本体の一方の側面に沿って側方へ張り出すボタン型の電池であることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。

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