JP3555850B2

JP3555850B2 - 端子搭載型電池基板

Info

Publication number: JP3555850B2
Application number: JP28634799A
Authority: JP
Inventors: 信弘川嶋; 淳梅澤
Original assignee: 埼玉日本電気株式会社
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2019-10-07
Also published as: JP2001110387A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端子搭載型電池基板に関し、特に、携帯電話のような小型軽量化が要請される移動式電子機器に用いられ本体とそれに実装される端子から形成され実装コストの低減が図られ得る端子搭載型電池基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電子機器に多く用いられている電源として、Ｌｉイオン電池が知られている。携帯電子機器の小型化のために、電池の薄型化が求められる。近年開発されているラミネートタイプのＬｉイオン電池又はＬｉポリマー電池は、金属缶で形成されるＬｉイオン電池に比べて、その薄型化が可能になっている。ＬＩイオン電池は、その安全を確保するために、保護回路が必要である。
【０００３】
図２２に示される公知の薄型化Ｌｉイオン電池パックは、本体である基板１０１と、端子ブロック１０２とからなり、端子ブロック１０２は、ブロック本体１０３と４体の端子１０４とから形成され、ブロック本体１０３と４体の端子１０４とはインサート成形により量産され、樹脂製のブロック本体はその樹脂成形の性質からある程度の厚さが要求され、端子ブロックはその薄型化に限界があり、その薄型化と軽量化の点で課題が残存し、基板１０１と端子ブロックとの結合のために、このような電池パックは、その全体が占める領域が広くなってその小型化に限界がある。更にこのような公知の電池パックは、端子ブロックを携帯機器の狭い容積の中でその筐体に設けられるリブに取り付けられて固定される工程が必要であり、このような工程の存在によって量産コストが更に多くかかっている。
【０００４】
保護回路を持つＬｉイオン電池の電池パックは、それ自体の小型薄型化と合わせて、保護回路、充放電端子を含む構造全体として、その一層の小型化、薄型化、軽量化とが望まれ、更に、その量産コストの一層の低減化が伴うことが求められ、端子の自動搭載、パックそのものに端子を搭載する自己搭載が望まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、充放電端子を含む構造全体の一層の小型化、薄型化、軽量化が可能である端子搭載型電池基板を提供することにある。
本発明の他の課題は、充放電端子を含む構造全体の一層の小型化、薄型化、軽量化が可能であり、更に、量産コストが一層に低減し得る端子搭載型電池基板を提供することにある。
本発明の更に他の課題は、充放電端子を含む構造全体の一層の小型化、薄型化、軽量化が可能であり、更に、端子を電池パック本体に自己搭載・自動搭載することができて量産コストが一層に低減し得る端子搭載型電池基板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００７】
本発明による端子搭載型電池基板は、電池を内蔵する本体（２）と、本体（２）に自己搭載される充放電端子（１）とを含み、本体（２）と電気的接触端子（１）は、電気的に、且つ、機械的に同体に結合し、本体（２）である基板は電気的接触端子（１）を自己搭載している。電気的接触端子（１）は、本体（２）である電池パック本体を内蔵する電子機器の筐体に接合される必要がない。
【０００８】
本体（２）は、厚肉部分（３）と薄肉部分（４）とから形成され、厚肉部分（３）は基準表面（５）を有し、薄肉部分（４）は基準表面（５）よりも本体（２）の内側（内部）寄りに形成される凹表面（６）とを有し、充放電端子（１）は、凹表面（６）に接合している。充放電端子（１）は凹部に嵌めこまれて位置決めされ、自動機械による自動組立が可能である。凹部に嵌まれる充放電端子（１）の露出表面は本体（２）の基準表面（５）よりも僅かに突出しているか、概ね、それと同一平面に形成されている。
【０００９】
厚肉部分（３）は基準側面（７，８）を有し、薄肉部分（４）は凹側面（９，１１）を有し、凹側面（９，１１）は基準側面（７，８）よりも本体（２）の内側寄りに形成され、電気的接触端子（１）は、凹側面（９，１１）にも接合している。凹側面（９，１１）は両側に形成され、電気的接触端子（１）は凹側面（９，１１）に両側で接合していることがより好ましい。このような接合によって、電気的接触端子（１）と本体（２）との相対的位置関係がより一層に確実になる。
【００１０】
凹表面（６）にはランドである半田層（２３）が形成され、半田層（２３）は薄肉部分（４）と電気的接触端子（１）との間に介設されている。薄肉部分（４）には、凹表面（６）と薄肉部分（４）の裏面で開放されるスルーホール（３１）が形成され、スルーホール（３１）には加熱された半田層（２３）の一部の半田（３３）が侵入している。このように侵入する半田（３３）は、本体と端子との接合を機械的に更に強固なものとし、且つ、その確実な接合の確認を可能にする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図に一致対応して、本発明による端子搭載型電池基板の実施の形態は、端子が基板とともに設けられている。その４体の充放電端子１は、薄型の電池パックに該当する基板２に同体に接合し、基板２は端子１を自己搭載している。充放電端子１は、基板２にその接合面で半田を介して電気的に、且つ、機械的に接合している。４体の端子の表面と基板２の表面は、同一平面又は概ね同一の平面を形成している。
【００１２】
図２は、基板２の約半分を示す平面図である。基板２は、概ね全体を形成する基準部分（厚肉部分）３と、４ヶ所（図では２ヶ所）に形成される凹部分（薄肉部分）４とから形成されている。基準部分３は、その露出表面として標準表面５を有している。凹部分４は、露出表面として凹表面６を有している。凹表面６は、標準表面５に対して基板２の内部寄り（肉厚方向に低位）に形成されている。
【００１３】
基準部分３は、両側の側面である第１基準側面７と第２基準側面８を有している。凹部分４は、第１接合面（第１凹側面）９と第２接合面（第２凹側面）１１を有している。第１接合面９は、第１基準側面７よりも基板２の内側寄り（中央寄り）に形成され、第１基準側面７に平行である。第２接合面１１は、第２基準側面８よりも基板２の内側寄り（中央寄り）に形成され、第２基準側面８に平行である。従って、基板２には、第１切欠き１２と第２切欠き１３とが形成されている。
【００１４】
各第２切欠き１３は、基準部分３の一部である両側の２ヶ所の張出部１５の第２対向面１４と第２接合面１１とで形成されている。第１切欠き１２は、基準部分３の２ヶ所の第１対向面１６と第１接合面９とで形成されている。対向する第２対向面１４の間の距離は、凹表面６の長手方向Ａの距離よりも短い。ここで、長手方向とは複数の凹表面６が並ぶ方向に相当する。
【００１５】
張出部１５の外側面は、第２基準側面８に一致している。張出部１５の内側面は、図３に示されるように、段差面１７として形成されている。基板２の内側（中央側）に向かう第１切欠き１２の第１奥行き幅Ｌ１は、図４に示されるように、基板２の内側（中央側）に向かう第２切欠き１３の奥行き幅Ｌ２よりも狭い。第１奥行き幅Ｌ１は、後述するように、端子１の厚み相当幅である。第２奥行き幅Ｌ２は、第１奥行き幅Ｌ１に比べて必要程度に十分に長い。
【００１６】
図５〜図９は、充放電端子１を詳細に示している。図５（平面図）と図９（底面図）に示されるように充放電端子１には、両端部として第１折曲部分２１と第２折曲部分２２を有している。第２折曲部分２２の長手方向の幅は、図６、図７、図９とに表れているように、第１折曲部分２１の長手方向の幅よりも狭い。第１折曲部分２１のその幅は、充放電端子１の中央部分の幅に等しく、且つ、凹表面６の長手方向の幅（対向する第１対向面１６の対向幅、第１切欠き１２の長手方向の長さに一致）に概ね等しい。第２折曲部分２２のその幅は、第２切欠き１３の長手方向の長さ（対向する第２対向面１４の対向幅）に概ね等しい。
【００１７】
図８に示されるように、第１折曲部分２１の長手方向に直交する方向（基板の厚み方向）の幅と、第２折曲部分２２の長手方向に直交する方向（基板の厚み方向）の幅とは、互いに等しく、且つ、基板２の厚みに概ね等しい。
【００１８】
図１０は、半田が塗布された基板２を示している。図１０に示される斜線部分であるランド相当領域は、凹表面６に塗布された薄膜状の半田層２３である。図１１は、基板２に充放電端子１を接合して両者を自動的に組み立てる組立方法を示している。
【００１９】
図１１（ａ）に示されるように、図示されない自動組立機により、充放電端子１の裏面側が半田層２３に合致して接合するように、基板２に充放電端子１を搭載する。その搭載過程で半田層２３は加熱され、図１１（ｂ）に示されるように、半田層２３を介して充放電端子１は基板２に電気的に、且つ、機械的に結合して、充放電端子１は基板２に同体化・一体化して、基板２は充放電端子１を自己搭載する。
【００２０】
充放電端子１の第１折曲部分２１と第２折曲部分２２は、基板２の第１切欠き１２と第２切欠き１３にそれぞれに嵌まり込み、このような嵌まり込みにより、充放電端子１は基板２に対して位置決定され、その位置ずれがより確実に防止される。図１１（ａ）に示されるように、第２切欠き１３はなお残存している。このような第２切欠き１３の残存部分１３’は、図１１（ｂ）に示されるように、自動組立機による組立の自動化を容易にする。このような組立状態で、基板２の露出表面と充放電端子１の露出表面とは、概ね、同一平面を形成している。
【００２１】
図１２と図１３は、このような組立の前の半田層つき基板２を示している。図１３に示されるように、基板２の裏面側には半田層は塗布されていない。図１４と図１５は、その組立の後の基板２を示している。
【００２２】
図１６〜図１９は、本発明による実施の他の形態を示し、既述の実施の形態を示す図１２〜図１５にそれぞれに対応して比較されている。図２０は、両実施の形態の異同を示している。本実施の形態が既述の実施の形態の第１接合面９と第２接合面１１に対応するそれらを有している点では、両実施の形態で同じである。本実施の形態は、第１接合面９と第２接合面１１に連続する曲面を持つ断面半円形のスルーホール３１，３２が形成されている。スルーホール３１，３２は、基板２を厚み方向に貫通している。
【００２３】
組立完了時には、スルーホール３１は基板２と第１折曲部分２１との間に挟まれ、スルーホール３２は基板２と第２折曲部分２２との間に挟まれている。組立完了時には、半田層２３の半田はその一部がスルーホール３１とスルーホール３２の孔壁を流動して、基板２の裏面側まで流出して、その流出部３３，３４が裏面側から見える。その流出は、充放電端子１と基板２の電気的接合と機械的接合の強度が十分であることを意味する。
【００２４】
図２１は、充放電端子１と基板２との実装の他の実施の形態を示している。基板２の裏面は単一面でありその面から充放電端子１のどの部分も突出していないが、その表面側では充放電端子１の露出面が基板２の露出表面５から僅かに突出している状態を示している。このような突出は、充放電のための電気的接触性を良好にする点で有効である場合があるが、このような突出は必ずしも必要ではない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明による端子搭載型電池基板は、本体基板と端子とが位置決めされて自己搭載の関係にあり、端子本体基板の凹面部に確実に自動実装され得る。その結果、一層の軽量化・小型化・コストも低減化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による端子搭載型電池基板の実施の形態を示す射軸投影図である。
【図２】図２は、基板の一部分を示す平面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の正面断面図である。
【図４】図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線の側面断面図である。
【図５】図５は、端子を示す平面図である。
【図６】図６は、図５の正面図である。
【図７】図７は、図５の背面図である。
【図８】図８は、図５の側面図である。
【図９】図９は、図５の底面図である。
【図１０】図１０は、半田層つき基板の平面図である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ）は、組立方法を示す射軸投影図である。
【図１２】図１２は、半田層つき基板を示す平面図である。
【図１３】図１３は、図１２の底面図である。
【図１４】図１４は、組立後の基板を示す平面図である。
【図１５】図１５は、図１４の底面図である。
【図１６】図１６は、他の半田層つき基板を示す平面図である。
【図１７】図１７は、図１６の底面図である。
【図１８】図１８は、組立後の他の基板を示す平面図である。
【図１９】図１９は、図１８の底面図である。
【図２０】図２０は、本発明による端子搭載型電池基板実施の実施の他の形態を示す底面図である。
【図２１】図２１は、本発明による実施の更に他の形態を示す側面断面図である。
【図２２】図２２は、公知の電池パックを示す射軸投影図である。
【符号の説明】
１…充放電端子
２…本体（基板）
３…厚肉部分
４…薄肉部分
５…基準表面
６…凹表面
７，８…基準側面
９，１１…凹側面
２３…半田層（ランド）
３１，３２…スルーホール
３３…一部の半田（流出部）

Claims

電池を内蔵する本体と、
前記本体に自己搭載される充放電端子とを含み、
前記本体と前記電気的接触端子は、電気的に、且つ、機械的に同体に結合し、
前記本体は、厚肉部分と薄肉部分とから形成され、
前記厚肉部分は基準表面を有し、前記薄肉部分は前記基準表面よりも前記本体の内部寄りに形成される凹表面を有し、
前記充放電端子は、前記凹表面に接合し、
前記厚肉部分は基準側面を有し、前記薄肉部分は凹側面を有し、前記凹側面は前記基準側面よりも前記本体の内側寄りに形成され、
前記電気的接触端子は、前記凹側面に接合している端子搭載型電池基板。
請求項１において、
前記凹側面は両側に形成され、前記電気的接触端子は前記凹側面に前記両側で接合している端子搭載型電池基板。
請求項１において、
前記凹表面には半田層が形成され、
前記半田層は前記薄肉部分と前記電気的接触端子との間に介設されている
端子搭載型電池基板。
請求項３において、
前記薄肉部分には、前記凹表面と前記薄肉部分の裏面で開放されるスルーホールが形成され、
前記スルーホールには加熱された前記半田層の一部の半田が侵入している
端子搭載型電池基板。