JP2021077579A - 電池配線モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
最初に、本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の電池配線モジュールは、
(1)電極端子を有する複数の蓄電素子に配設される電池配線モジュールであって、前記電極端子に接続される複数の接続部材と、前記複数の接続部材を介して前記複数の蓄電素子の電圧を検知する複数の電圧検知線を有するフレキシブルプリント基板とを備え、前記複数の電圧検知線の少なくとも1つが、前記フレキシブルプリント基板の表面に形成された表面配線と裏面に形成された裏面配線と、前記フレキシブルプリント基板を板厚方向に貫通して該表面配線および該裏面配線を接続する表裏導通部を含んで構成されており、前記表裏導通部の単位長さあたりの抵抗値が、前記表面配線と前記裏面配線における単位長さ当たりの最大抵抗値以下である電池配線モジュールである。
なお、表裏導通部は、ビア以外にも、表面配線と裏面配線が相互に重なりあう多層配線領域を板厚方向で貫通するスルーホールと該スルーホールを充填して表面配線と裏面配線のそれぞれに接続するはんだにより構成してもよい。
本開示の電池配線モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
以下、本開示の実施形態1について、図1から図4を参照しつつ説明する。蓄電モジュール10は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両(図示せず)に搭載されており、複数(本実施形態では6個)の蓄電素子12と、複数の蓄電素子12に配設される1つの電池配線モジュール14を備えている。なお、以下の説明においては、Z方向を上方、Y方向を長さ方向前方、X方向を幅方向右方として説明する。また、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略する場合がある。
図1に示すように、蓄電モジュール10は、6個の蓄電素子12が長さ方向(図1中、上下方向)に並んでいる。蓄電素子12は横長の直方体形状を有しており、6個の蓄電素子12を直列に接続して出力電圧を高くしている。蓄電素子12は特に限定されず、二次電池でもよく、またキャパシタでもよい。本実施形態にかかる蓄電素子12は二次電池とされる。この二次電池には、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素電池などが使用できる。
接続バスバー18および出力バスバー20は、金属板材を所定の形状にプレス加工してなる。接続バスバー18および出力バスバー20を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の熱伝導性が高く、電気抵抗の低い金属を適宜に選択することができる。接続バスバー18および出力バスバー20の表面には、図示しないメッキ層が形成されていてもよい。メッキ層を構成する金属としては、スズ、ニッケル、半田等、任意の金属を選択できる。
コネクタ22は、電池配線モジュール14の接続端部に設けられている。コネクタ22は、内部に電圧検知用の回路またはマイクロコンピュータを備える図示しない外部機器に接続されるようになっている。
図1に示すように、6個の蓄電素子12の上面には、電池配線モジュール14が載置されている。本実施形態にかかる電池配線モジュール14は、可撓性を有する2層基板24と、2層基板24に接続されたコネクタ22と、を備えている。
図1に示すように、2層基板24は、可撓性を有する絶縁性のシートの表面26と裏面28にそれぞれプリント配線技術により配線が形成された、2層フレキシブルプリント基板である。2層基板24は前後方向に長く延びて形成されている。
図2に示すように、表裏導通部32は、2層基板24の板厚方向(図2中、紙面に垂直な方向)の投影で、表面配線30と裏面配線34が長さ方向の一端部において相互に重なりあう多層配線領域36に形成されている。表裏導通部32は、この多層配線領域36を板厚方向で貫通するスルーホール38と、スルーホール38の周壁40に付着して筒状に形成される金属めっき層42からなる1つのビア43によって構成されており、表裏導通部32の板厚方向の上端側と下端側が表面配線30と裏面配線34にそれぞれ接続されている。このように、表裏導通部32をビア43によって構成することにより、本開示の電池配線モジュール14の製造を有利に行うことができるようになっている。図2に示すように、表裏導通部32は、表面配線30と裏面配線34の長さ方向(図2中、左右方向)が長軸となる楕円形状を有している。これにより、表裏導通部32は、長さ方向の中央部よりも長さ方向の両端部において金属めっき層42が厚く形成されている。また、長さ方向を長軸とすることにより、一定の配線幅を有する表面配線30と裏面配線34に比して、表裏導通部32の断面積を大きく確保することが可能となる。以上のことから、表裏導通部32の単位長さあたりの抵抗値を有利に低減でき、表面配線30と裏面配線34における単位長さ当たりの最大抵抗値以下にすることを容易に実現できる。なお、理解を容易にするため、金属めっき層42の境界線を仮想線で記載している。
続いて、表裏導通部32の構成について、本実施形態にかかる電池配線モジュール14における表裏導通部32の製造工程の一例を用いて説明する。表裏導通部32の製造工程は以下の記載に限定されない。
(1)ポリイミド等からなる可撓性の絶縁ベースフィルム44と、この絶縁ベースフィルム44の両面に対して接着剤層45を用いて貼付された銅箔46とを有する両面銅張積層板48を準備する。
(2)次に、この両面銅張積層板48に対し、NCドリル加工またはレーザ加工等を施すことにより、両面銅張積層板48を貫通するスルーホール38を形成する(図3(a)参照)。
(3)続いて、スルーホール38内の周壁40にデスミア処理および導電化処理を行った後、スルーホール38の形成された両面銅張積層板48の全面にわたってめっき処理(例えば電解銅めっき処理)を施す。これにより、銅箔46上およびスルーホール38の周壁40に金属めっき層42が形成され、絶縁ベースフィルム44の両面に形成された銅箔46が電気的に接続される。
(4)次に、サブトラクティブ工法により、絶縁ベースフィルム44の両面の導電膜(金属めっき層42および銅箔46)を所定のパターンに加工する(図3(b)参照)。より詳細には、金属めっき層42およびスルーホール38を被覆するように、ドライフィルムレジスト等のレジスト層(図示せず)を形成し、その後、フォトファブリケーション法によりレジスト層を露光・現像して、レジスト層を所定のパターンに加工する。その後、パターニングされたレジスト層をマスクにして、金属めっき層42および銅箔46をエッチングすることにより、表面配線30および裏面配線34を形成する。その後、レジスト層を剥離する。
(5)最後に、ポリイミドフィルム等からなる絶縁性フィルム50と、この絶縁性フィルム50の片面に形成された接着剤層52とを有するカバーレイ54を準備する。接着剤層52は、例えばアクリル、エポキシ等の接着剤からなる。そして、表面配線30および裏面配線34を絶縁保護するために、真空ラミネータ等を用いて、2層基板24の両面にそれぞれカバーレイ54をラミネートする。これにより、表面配線30と裏面配線34と表裏導通部32が、それらに重ね合される絶縁性フィルム50により蓋覆される。この結果、表面配線30と裏面配線34と共に、表裏導通部32も絶縁被覆することができ、表裏導通部32への結露等による短絡の発生を未然に防止できる。本工程を経て、図1に示す電池配線モジュール14が完成する。
本明細書に記載された技術は上記記述および図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
12 蓄電素子
14 電池配線モジュール
16 電極端子
18 接続バスバー(接続部材)
20 出力バスバー(接続部材)
22 コネクタ
24 2層基板(フレキシブルプリント基板)
26 表面
28 裏面
30 表面配線(電圧検知線)
32 表裏導通部
34 裏面配線(電圧検知線)
36 多層配線領域
38 スルーホール
40 周壁
42 金属めっき層
43 ビア
44 絶縁ベースフィルム
45 接着剤層
46 銅箔
48 両面銅張積層板
50 絶縁性フィルム
52 接着剤層
54 カバーレイ
56 表裏導通部
58 表裏導通部
60 表裏導通部
Claims (7)
- 電極端子を有する複数の蓄電素子に配設される電池配線モジュールであって、
前記電極端子に接続される複数の接続部材と、
前記複数の接続部材を介して前記複数の蓄電素子の電圧を検知する複数の電圧検知線を有するフレキシブルプリント基板とを備え、
前記複数の電圧検知線の少なくとも1つが、前記フレキシブルプリント基板の表面に形成された表面配線と裏面に形成された裏面配線と、前記フレキシブルプリント基板を板厚方向に貫通して該表面配線および該裏面配線を接続する表裏導通部を含んで構成されており、
前記表裏導通部の単位長さあたりの抵抗値が、前記表面配線と前記裏面配線における単位長さ当たりの最大抵抗値以下である電池配線モジュール。 - 前記表裏導通部が、前記表面配線と前記裏面配線の長さ方向が長軸となる楕円形状を有している請求項1に記載の電池配線モジュール。
- 前記表裏導通部が、前記フレキシブルプリント基板の前記板厚方向の投影で、前記表面配線と前記裏面配線が相互に重なりあう多層配線領域を前記板厚方向で貫通するスルーホールと該スルーホールの周壁に付着して筒状に形成され、前記板厚方向の上端側と下端側が前記表面配線と前記裏面配線にそれぞれ接続する金属めっき層からなる少なくとも1つのビアにより構成されている請求項1または請求項2に記載の電池配線モジュール。
- 前記表裏導通部が、隣接配置された複数の前記ビアにより構成されている請求項3に記載の電池配線モジュール。
- 前記ビアを構成する前記スルーホールの穴径が、前記表面配線と前記裏面配線における最小配線幅寸法よりも大きくされている請求項3または請求項4に記載の電池配線モジュール。
- 前記表面配線と前記裏面配線が、前記フレキシブルプリント基板に設けられた金属製の基層と、該基層上に設けられた表層を含んで構成されており、該表層が、前記ビアを構成する前記スルーホールの前記周壁に付着して設けられた前記金属めっき層と同時にめっきにより形成されたものであり、前記表層の厚さ寸法が前記基層の厚さ寸法よりも大きくされている請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の電池配線モジュール。
- 前記表面配線と前記裏面配線と前記表裏導通部が、それらに重ね合される絶縁性フィルムにより蓋覆されている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電池配線モジュール。
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