JP4371605B2 - Battery with terminal - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池と、この電池に固定された端子とから成り、且つこの端子は電池に固定された電池固定部分と、基板に半田によって固定される基板固定部分とから成り、曲げ部を境界として上記電池固定部分と上記基板固定部分とがL字状に一体形成された端子付電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、表面実装法にて電池をプリント基板に半田付けする場合には、電池の正極缶及び負極缶にそれぞれ端子を取り付け、この端子をプリント基板のランド上に半田付けにより固定していた。
具体的には、図10に示すように、半田メッキ等がされた半田メッキ部分20a(図中斜線部)と、半田メッキ等がされていない無半田メッキ部分20bとから成るワーク20を備えたフープ21を用い、フープ21からワーク20を切り離し、図11に示すように、上記無半田メッキ部分20bと、電池34内の正極と電気的に接続された外装缶23及び電池34内の負極と電気的に接続された外装缶22とを、それぞれ溶接して溶接部24を形成する(但し、正極と電気的に接続された外装缶23については溶接部を図示しない)。その後、図12に示すように、ワーク20をL字状に折り曲げて、電池固定部分27(曲げ部25から垂直に延びる部分)と基板固定部分28(曲げ部25から水平に延びる部分)とを設けることにより端子29を形成した後、図13に示すように、端子29の基板固定部分28とプリント基板(図示せず)のランド30とを半田31で半田付けしていた。
【0003】
しかしながら、上記従来の端子付電池では、以下に示すような課題を有していた。
(1)ワーク20を折り曲げる場合、半田メッキ部分20aと無半田メッキ部分20bとの境界(図10〜図12参照)26で折り曲げる必要があるが、実際には、半田メッキ部分20aと無半田メッキ部分20bとの境界を一定に保つことは困難であり、必ずしも境界26で折り曲げることができず、図12に示すように、電池固定部分27にまで半田メッキ部分20a(図中斜線部)が存在するようになることがある。これでは、図13に示すように、半田付け時に、電池固定部分27にまで半田31が駆け上がって、曲げ部25の近傍に半田溜まりが形成される結果、多量の半田熱が電池34に伝わることになる。この結果、上記電池34の外装缶22・23間に存在するガスケット(図示せず)が劣化して電池34の密閉性を損なったり、電池34内の電極(図示せず)が劣化するといった課題を有していた。
【0004】
このようなことを考慮して、端子29の電池固定部分27を長くしたり、端子29と電池34との間に隙間を設けることにより、多量の半田熱が電池34に伝わるのを抑制する方法が提案されているが、これでは、端子付電池を使用する機器内において、端子付電池の占める体積が大きくなる結果、高密度実装が実現できないという課題を有していた。
また、端子29の幅を小さくすることにより、多量の半田熱が電池34に伝わるのを抑制する方法が提案されているが、これでは、半田付けの面積が小さくなるため、プリント基板に対する端子付電池の固定が不十分となるという課題を有していた。
【0005】
(2)プリント基板上に電池34を安定して取り付けるべく、ステンレスのように硬い部材で、幅が広くて厚みが大きな端子29を用いた場合には、曲げ加工が困難となってスプリングバックが生じる結果、端子29の加工精度が低下するといった課題も有していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の課題を考慮してなされたものであって、プリント基板に対する端子付電池の強固な固定と高密度実装とを図りつつ、多量の半田熱が電池に伝わるのを抑制することによりガスケットや電極が劣化するのを抑え、且つ、端子の加工精度を向上させることができる端子付電池の提供を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明においては、電池と、この電池に固定された端子とから成り、且つこの端子は電池に固定された電池固定部分と、基板に半田によって固定される基板固定部分とから成り、曲げ部を境界として上記電池固定部分と上記基板固定部分とがL字状に一体形成された端子付電池において、上記電池固定部分には、上記基板固定部分を半田付けする際の半田が上記電池固定部分を駆け上がるのを防止するための半田駆け上がり防止穴が形成されていることを特徴とする。
【0008】
上記構成の如く、電池固定部分に半田駆け上がり防止穴が形成されていれば、電池固定部分と基板固定部分との境界(曲げ部)の近傍に半田溜まりが形成されるのを抑制することができるので、電池に伝わる半田熱が減少する。したがって、ガスケットが劣化して電池の密閉性を損なったり、電池内の電極が劣化するのを抑えることができる。
また、端子の電池固定部分を長くしたり、端子と電池との間に隙間を設ける必要がないので、端子付電池を使用する機器内において、端子付電池の占める体積が大きくならず、高密度実装を実現することができる。
更に、端子の幅を小さくする必要がないので、半田付け面積を十分に確保でき、端子付電池を基板に強固に固定することが可能となる。
【0009】
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、上記半田駆け上がり防止穴が、上記電池固定部分から上記基板固定部分にかけて設けられていることを特徴とする。
このような構成であれば、基板固定部分に形成された半田駆け上がり防止穴から基板のランドに半田が流出可能となるため、当該半田駆け上がり防止穴周縁部位においても端子とランドとが半田付けされることになる。したがって、端子付電池と基板とが、より強固に固定されることになる。
また、端子の幅が広く且つ端子厚みが大きい場合であっても、半田駆け上がり防止穴の径を大径にするだけで、端子折り曲げ部分の幅が小さくなるので、端子の曲げ加工が容易となって、端子の加工精度が向上する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を、図1〜図8に基づいて、以下に説明する。
図1は本発明の端子付電池の斜視図、図2は本発明に用いるフープの正面図、図3は本発明に用いるフープのワークに電池を固定したときの正面図、図4は本発明の端子付電池をプリント基板のランドに半田付けしたときの斜視図、図5は本発明に用いるフープの変形例を示す正面図、図6は本発明に用いるフープの他の変形例を示す正面図、図7は本発明の端子付電池の変形例を示す斜視図、図8は本発明の端子付電池の他の変形例を示す斜視図である。
【0011】
図1に示すように、本発明の端子付電池は、ボタン型の電池1と端子2・3とから構成されている。上記端子2・3はL字状を成し、それぞれ、電池固定部分2a・3a(曲げ部4から垂直に延びる部分)と基板固定部分2b・3b(曲げ部4から水平に延びる部分)とから成る。上記端子2・3における曲げ部4近傍(上記電池固定部分2a・3aから上記基板固定部分2b・3bにかける部分)には、楕円形状の半田駆け上がり防止穴11が形成されている。また、上記電池固定部分2aと電池1内の負極と電気的に接続された外装缶1aとは溶接部5・5により固定される一方、上記電池固定部分3aと電池1内の正極と電気的に接続された外装缶1bとは溶接部(図示せず)により固定されている。また、上記基板固定部分2b・3bの全面と上記電池固定部分2a・3aの下端近傍(基板固定部分2b・3b側の近傍)とには、半田メッキ部分6(図中の斜線部分)が存在している。
【0012】
ここで、上記構成の端子付電池を、以下のようにして作製した。
先ず、ステンレスから成る板状部材を打ち抜いて、図2に示すように、リードフレーム8と、半田駆け上がり防止穴11を有するワーク10と、このワーク10と上記リードフレーム8とを接続する接続部材9とから成るフープ7を作製した。次に、電解メッキ法又は無電解メッキ法により、上記フープ7全体に、先メッキであるニッケルメッキを施した後、電解メッキ法又は無電解メッキ法により、フープ7の略下半分に、後メッキである半田メッキを施して、半田メッキ部分6(図中の斜線部分)を形成した。次いで、フープ7からワーク10を切り離し、図3に示すように、上記半田メッキが施されていない部分に、電池1内の負極と電気的に接続された外装缶1a及び電池1内の正極と電気的に接続された外装缶1bとを、それぞれ溶接して溶接部5を形成した(但し,正極と電気的に接続された外装缶1bについては溶接部は図示しない)。その後、ワーク10をL字状に折り曲げて、図1に示すように、電池固定部分2a・3aと基板固定部分2b・3bとから成る端子2・3を形成し、これにより端子付電池が作製される。
【0013】
そして、上記構成の端子付電池をプリント基板に半田付けする場合には、端子2・3をプリント基板(図示せず)のランド12上に載置した後、図4に示すように、端子2・3とランド12とを半田13で半田付けする。
ここで、上記構成の如く、端子2・3に半田駆け上がり防止穴11がそれぞれ形成されていれば、当該半田駆け上がり防止穴11の存在により電池固定部分2a・3aに半田13が駆け上がるのを抑制できるので、電池固定部分2a・3aと基板固定部分2b・3bとの境界(曲げ部4)の近傍に半田溜まりが形成されるのを抑えることができ、電池1に伝わる半田熱が減少する。したがって、電池1のガスケットが劣化して電池1の密閉性を損なったり、電池1内の電極が劣化するのを抑えることができる。
【0014】
また、基板固定部分2b・3bに存在する半田駆け上がり防止穴11からプリント基板のランド12に半田が流出可能となるため、当該半田駆け上がり防止穴11の周縁部位においても端子2・3とランド12とが半田付けされることになる。したがって、端子付電池と基板とが、より強固に固定されることになる。
加えて、端子2・3の幅が広く且つ端子厚みが大きい場合には、曲げ部4に存在する半田駆け上がり防止穴11の径を大径にするだけで、端子折り曲げ部分が小さくなるので、端子2・3の曲げ加工が容易になる。したがって、端子2・3の加工精度が向上する。
【0015】
尚、上記半田駆け上がり防止穴11の形状は楕円形状に限定するものではなく、図5に示すような円形状、或いは方形状等であっても良く、その形状を限定するものではない。また、半田駆け上がり防止穴11の数も1つに限定するものではなく、図6に示すように、2個であっても良く、更に、3個以上であっても良い。
【0016】
加えて、半田駆け上がり防止穴11の形成部位は、電池固定部分2a・3aから基板固定部分2b・3bにかけて形成する必要はなく、図7に示すように、電池固定部分2a・3aにのみ形成しても良い。但し、この場合には、半田駆け上がり防止穴11からプリント基板のランド12に半田が流出し難くなるため、当該半田駆け上がり防止穴11の周縁部位においても端子2・3とランド12とが半田付けされるという効果が発揮されない場合があり、しかも、端子2・3の幅が広く且つ端子厚みが大きい場合に、端子2・3の曲げ加工が容易になるという効果も発揮できない。但し、図8に示すように、曲げ部4にかかるように半楕円形状(或いは半円形状等)の半田駆け上がり防止穴11を形成した場合には、電池固定部分2a・3aにのみ半田駆け上がり防止穴11が存在していても、上記の不都合を回避することができる。
【0017】
また、後メッキとしては、鉛を含有している通常の半田メッキに限定するものではなく、Sn−Cu系、Ag−Sn−Cu系の鉛フリー半田メッキ等であっても良く、更に、これらの半田メッキの他、金メッキ等であっても良い。
【0018】
【実施例】
(実施例)
実施例としては、上記発明の実施の形態に示した端子付電池を用いた。
このような構造の端子付電池を、以下、本発明端子付電池Aと称する。
【0019】
(比較例)
従来の技術の図12に示した端子付電池(半田駆け上がり防止穴が形成されていない端子を用いた他は、上記実施例と同様の端子付電池)を用いた。
このような構造の端子付電池を、以下、比較端子付電池Xと称する。
【0020】
(実験1)
上記本発明端子付電池A及び比較端子付電池Xをプリント基板のランドに半田付けし、半田ゴテが端子付電池の端子に接触している時間(以下、半田ゴテ接触時間という)と電池表面温度との関係を調べたので、その結果を図9に示す。
図9から明らかなように、本発明端子付電池Aは比較端子付電池Xに比べて、半田ゴテ接触時間が長くなっても、電池表面温度の上昇が抑えられていることが認められる。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、本説明によれば、プリント基板に対する端子付電池の強固な固定と高密度実装とを図りつつ、多量の半田熱が電池に伝わるのを抑制することによりガスケットや電極が劣化するのを抑え、且つ、スプリングバックが生じるのを防止して、端子の加工精度を向上させることができるといった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の端子付電池の斜視図。
【図2】本発明に用いるフープの正面図。
【図3】本発明に用いるフープのワークに電池を固定したときの正面図。
【図4】本発明の端子付電池をプリント基板のランドに半田付けしたときの斜視図。
【図5】本発明に用いるフープの変形例を示す正面図。
【図6】本発明に用いるフープの他の変形例を示す正面図。
【図7】本発明の端子付電池の変形例を示す斜視図。
【図8】本発明の端子付電池の他の変形例を示す斜視図。
【図9】半田ゴテ接触時間と電池表面温度との関係を示すグラフ。
【図10】従来例に用いるフープの正面図。
【図11】従来例に用いるフープのワークに電池を固定したときの正面図。
【図12】従来例の端子付電池の斜視図。
【図13】従来例の端子付電池をプリント基板のランドに半田付けしたときの斜視図。
【符号の説明】
1:電池
1a・1b:外装缶
2・3:端子
2a・3a:電池固定部分
2b・3b:基板固定部分
4:曲げ部
6:半田メッキ部分
11:半田駆け上がり防止穴
12:ランド
13:半田[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes a battery and a terminal fixed to the battery, and the terminal includes a battery fixing portion fixed to the battery and a substrate fixing portion fixed to the substrate by soldering, and the bent portion is bounded. and the battery fixing parts and the board fixing portion about pin with a battery which is integrally formed in an L-shape as a.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a battery is soldered to a printed circuit board by a surface mounting method, terminals are attached to the positive electrode can and the negative electrode can of the battery, respectively, and the terminals are fixed on the land of the printed circuit board by soldering.
Specifically, as shown in FIG. 10, a
[0003]
However, the conventional battery with a terminal has the following problems.
(1) When the
[0004]
Considering this, a method of suppressing a large amount of solder heat from being transmitted to the
Also, a method has been proposed in which a large amount of solder heat is prevented from being transmitted to the
[0005]
(2) In order to stably attach the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in consideration of the above-described conventional problems, and suppresses a large amount of solder heat from being transmitted to the battery while firmly fixing the terminal-attached battery to the printed circuit board and performing high-density mounting. It aims at providing the battery with a terminal which can suppress that a gasket and an electrode deteriorate by this and can improve the processing precision of a terminal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the battery comprises a battery and a terminal fixed to the battery, and the terminal is fixed to the battery by a battery fixing portion and the substrate. A battery with a terminal in which the battery fixing portion and the substrate fixing portion are integrally formed in an L shape with a bent portion as a boundary . The battery fixing portion is soldered to the substrate fixing portion. A solder run-up prevention hole is formed to prevent the solder at the time of attaching from running up the battery fixing portion.
[0008]
As in the above configuration, if a solder run-up prevention hole is formed in the battery fixing portion, it is possible to suppress the formation of a solder pool near the boundary (bending portion) between the battery fixing portion and the substrate fixing portion. As a result, solder heat transmitted to the battery is reduced. Therefore, it is possible to prevent the gasket from being deteriorated and the sealing performance of the battery from being impaired, or the electrodes in the battery from being deteriorated.
In addition, since it is not necessary to lengthen the battery fixing part of the terminal or provide a gap between the terminal and the battery, the volume occupied by the battery with the terminal does not increase in a device using the battery with the terminal, and the density is high. Implementation can be realized.
Furthermore, since it is not necessary to reduce the width of the terminal, a sufficient soldering area can be secured, and the battery with terminal can be firmly fixed to the substrate.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the solder run-up prevention hole is provided from the battery fixing portion to the substrate fixing portion.
In such a configuration, solder can flow out to the land of the board from the solder run-up prevention hole formed in the board fixing portion, so that the terminal and the land are also soldered at the peripheral part of the solder run-up prevention hole. Will be. Therefore, the battery with terminal and the substrate are more firmly fixed.
Also, even when the terminal width is wide and the terminal thickness is large, simply by increasing the diameter of the solder run-up prevention hole, the width of the terminal bent portion is reduced, making it easy to bend the terminal. Thus, the processing accuracy of the terminal is improved.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view of a battery with a terminal of the present invention, FIG. 2 is a front view of a hoop used in the present invention, FIG. 3 is a front view when the battery is fixed to a work of a hoop used in the present invention, and FIG. FIG. 5 is a front view showing a modification of the hoop used in the present invention, and FIG. 6 is a front view showing another modification of the hoop used in the present invention. 7 is a perspective view showing a modification of the battery with a terminal of the present invention, and FIG. 8 is a perspective view showing another modification of the battery with a terminal of the present invention.
[0011]
As shown in FIG. 1, the battery with a terminal of the present invention includes a button-
[0012]
Here, the battery with a terminal having the above-described configuration was produced as follows.
First, a plate-shaped member made of stainless steel is punched out, and as shown in FIG. 2, the
[0013]
When the terminal-equipped battery having the above structure is soldered to the printed circuit board, the
Here, if the solder run-up prevention holes 11 are respectively formed in the
[0014]
Further, since solder can flow out from the solder run-
In addition, when the width of the
[0015]
The shape of the solder run-
[0016]
In addition, it is not necessary to form the solder run-
[0017]
Further, the post plating is not limited to normal solder plating containing lead, and may be Sn-Cu based, Ag-Sn-Cu based lead-free solder plating, etc. In addition to the solder plating, gold plating or the like may be used.
[0018]
【Example】
(Example)
As an example, the battery with a terminal shown in the embodiment of the invention was used.
Hereinafter, the battery with a terminal having such a structure is referred to as a battery A with a terminal of the present invention.
[0019]
(Comparative example)
A battery with a terminal shown in FIG. 12 of the prior art (battery with a terminal similar to the above example except that a terminal without a solder run-up prevention hole was used) was used.
Hereinafter, the battery with a terminal having such a structure is referred to as a battery X with a comparison terminal.
[0020]
(Experiment 1)
The battery A with terminal and the battery X with comparison terminal of the present invention are soldered to the land of the printed circuit board, and the time when the soldering iron is in contact with the terminal of the battery with terminal (hereinafter referred to as soldering iron contact time) and the battery surface temperature. FIG. 9 shows the result.
As is clear from FIG. 9, it can be seen that the battery A with a terminal of the present invention suppresses an increase in battery surface temperature even when the contact time of the soldering iron is longer than the battery X with a comparison terminal.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present description, the gasket and the electrode are deteriorated by suppressing a large amount of solder heat from being transferred to the battery while firmly fixing the terminal battery to the printed circuit board and performing high-density mounting. In addition, it is possible to suppress the occurrence of spring back and prevent the occurrence of springback, thereby improving the processing accuracy of the terminal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a battery with a terminal according to the present invention.
FIG. 2 is a front view of a hoop used in the present invention.
FIG. 3 is a front view when a battery is fixed to a work of a hoop used in the present invention.
FIG. 4 is a perspective view when the battery with a terminal of the present invention is soldered to a land of a printed circuit board.
FIG. 5 is a front view showing a modification of the hoop used in the present invention.
FIG. 6 is a front view showing another modification of the hoop used in the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a modification of the battery with a terminal of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing another modification of the battery with a terminal of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the soldering iron contact time and the battery surface temperature.
FIG. 10 is a front view of a hoop used in a conventional example.
FIG. 11 is a front view when a battery is fixed to a hoop work used in a conventional example.
FIG. 12 is a perspective view of a conventional battery with a terminal.
FIG. 13 is a perspective view of a conventional battery with a terminal soldered to a land of a printed circuit board.
[Explanation of symbols]
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