JP7115553B2 - 発電素子実装基板、電池パック、電子機器及び電動車両 - Google Patents

Description

本発明は、発電素子実装基板、電池パック、電子機器及び電動車両に関する。

基板に実装された電子部品にかかる応力を緩和するための構成が提案されている。例えば、下記特許文献１、２には、チップ部品が半田付けされるランド部分をスリットで囲むことにより、チップ部品にかかる機械的ストレスを緩和するようにした技術が記載されている。

実開平０７－００７１６５号公報

実用新案登録第２５５３１０２号公報

しかしながら、特許文献１や２に記載の技術では、スリットにより基板上のパターンが分断されるため、大電流を流す場合に十分なパターン幅を確保できない虞がある。

従って、本発明は、基板上の部品に掛かる応力を緩和できると共に、基板上のパターンに接続される部品から大電流（例えば、数Ａ（アンペア）程度）が流れる場合でも、電圧降下を抑制又は発熱を抑制することができる発電素子実装基板、電池パック、電子機器及び電動車両を提供することを目的の一つとする。

本発明は、
第１端子及び第２端子を有する発電素子と、
前記第１端子が接続される第１基板端子と、前記第２端子が接続される第２基板端子と、少なくとも、第１孔部及び第２孔部を有する基板と
を有し、
第１孔部の周囲の面に第１導電部が形成され、
第２孔部の周囲の面に第２導電部が形成されており、
第１基板端子と基板の第１外縁部との間に第１孔部が形成され、
第２基板端子と基板の第２外縁部との間に第２孔部が形成されている
発電素子実装基板である。
本発明は、上述した発電素子実装基板を有する電池パックでも良い。
本発明は、上述した電池パックを有する電子機器でも良い。
本発明は、上述した電池パックを有する電動車両でも良い。

本発明の実施の形態によれば、基板上の部品に掛かる応力を緩和できると共に、基板上のパターンに接続される部品から大電流が流れる場合でも、電圧降下を抑制又は発熱を抑制することができる。なお、本明細書で例示された効果は一例であり、その効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。

図１は、実施の形態にかかる電池パックの構成例を説明するための分解斜視図である。 図２Ａは、第１の実施の形態にかかる基板及び基板に接続されたケーブルコネクタを上方から視た上面図であり、図２Ｂは、図２ＡにおけるＩＩＢ－ＩＩＢ線で基板を切断した場合の一部の断面を示す一部断面図である。 図３は、第１の実施の形態にかかる電池の内部構成例を説明するための図である。 図４は、第１の実施の形態にかかる電池パックの回路構成例を示す回路図である。 図５は、第１の実施の形態にかかる基板を上面から視た上面図である。 図６は、図５における切断線ＩＩＢ－ＩＩＢで基板を切断した場合の断面を示す断面図である。 図７は、第２の実施の形態において、考慮すべき問題を説明する際に参照される図である。 図８は、第２の実施の形態にかかる基板に設けられる第１～第４基板端子の配置例を示す図である。 図９は、第２の実施の形態において、考慮すべき問題を説明する際に参照される図である。 図１０は、第２の実施の形態にかかる基板を上面から視た上面図である。 図１１は、第２の実施の形態により得られる効果を説明する際に参照される図である。 図１２は、変形例を説明するための図である。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、変形例を説明するための図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂは、変形例を説明するための図である。 図１５は、応用例にかかるウェアラブル機器の外観例を示す図である。 図１６は、応用例にかかるウェアラブル機器の回路構成を示す図である。 図１７は、応用例にかかる電動車両の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜第１の実施の形態＞
＜第２の実施の形態＞
＜変形例＞
＜応用例＞
以下に説明する実施の形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容がこれらの実施の形態等に限定されるものではない。また、以下に説明する実施の形態、変形例、応用例は、適宜組み合わせて実施することが可能である。また、各実施の形態や変形例において、同一又は同質の構成については同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜、省略する。

＜第１の実施の形態＞
［電池パックの構成］
本発明の実施の形態にかかる電池パック１は、図１に示すように、外装ケース１０と、外装ケース１０に収容された発電素子実装基板２０と、発電素子実装基板２０に接続されたケーブルコネクタ３０とを備えている。

（外装ケース）
外装ケース１０は、一方の主面が開放された薄い箱状を有するケース本体１１と、開放された一方の主面を塞ぐように設けられた蓋部１２とを備えている。ケース本体１１は、周壁部に切欠１１Ａを有し、この切欠１１Ａからケーブルコネクタ３０が外部に導出されている。外装ケース１０は、例えば、高分子樹脂又は金属により構成されている。

（ケーブルコネクタ）
ケーブルコネクタ３０は、ケーブル３１と、ケーブル３１の一端に設けられたコネクタ３２とを備えている。ケーブル３１の他端は発電素子実装基板２０に接続されている。コネクタ３２は、電子機器等に接続可能に構成されている。

（発電素子実装基板）
発電素子実装基板２０は、平板状のプリント回路基板（以下単に「基板」という。）２１と、基板２１の一方の面に設けられた矩形の薄板状の電池２２とを備えている。

図２Ａは、基板２１及び基板２１に接続されたケーブルコネクタ３０を上方から視た上面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ－ＩＩＢ線で基板２１を切断した場合の一部の断面を示す一部断面図である。図２Ａ、図２Ｂに示すように、基板２１は、基板本体２１１と、基板本体２１１の一方の面に設けられた第１パッド２１２Ａ（第１基板端子）及び第２パッド２１２Ｂ（第２基板端子）と、第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂとを有している。なお、パッドは、ランドとも称される。

基板本体２１１の一方の面には、第１、第２パッド２１２Ａ、２１２Ｂの他に、はんだ２４Ａ、２４Ｂ、プラス端子２５Ａ、マイナス端子２５Ｂ、保護ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）２６及び充放電ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）２７、プラス端子２５Ａと電池２２の正極端子を接続する配線パターンである第１表層パターン２８Ａ及びマイナス端子２５Ｂと電池２２の負極端子を接続する配線パターンである第２表層パターン２８Ｂが設けられている。なお、図示は省略しているが、基板本体２１１の面（例えば、両面）に、カバーレイやレジスト層（保護層）が形成されていても良い。

基板本体２１１は、絶縁性を有するリジッド基板である。基板本体２１１の具体例としては、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、テフロン（登録商標）基板、アルミナ（セラミックス）基板、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板、コンポジット基板又はハロゲンフリー基板等が挙げられるが、これらの基板に限定されるものではない。

第１、第２パッド２１２Ａ、２１２Ｂは、電池２２の端子が例えば半田付けによって設けられる箇所である。第１、第２パッド２１２Ａ、２１２Ｂは、銅箔を所定の形状にパターニングすることにより形成されている。

第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂは、基板２１の厚み方向に形成され、基板本体２１１を貫通する孔部である。第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂは、基板本体２１１にレーザ加工、ドリル加工等によって形成された後、その表面にめっき処理等が施されることで形成される第１導電部、第２導電部（ここでは図示しないが、図６、図１１及び図１２の５１Ａ，５１Ｂに相当する。）をそれぞれ有している。実施の形態にかかる第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂは、端部が互いに対向するように配置された、コ字状の形状を有する孔部である。実施の形態にかかる第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂは、基板本体２１１の中央付近を通る直線に対して略対称となる形状となっている。

なお、詳細は後述するが、実施の形態における第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂのそれぞれには、導電性樹脂が充填され、又は、導電性を有する弾性体（ビア）が挿入されている。

（電池）
電池２２は、第１、第２パッド２１２Ａ、２１２Ｂにそれぞれ接続された正極端子（第１端子）２２Ａ、負極端子（第２端子）２２Ｂを有している。図２Ａに示すように、電池２２は、上面視長方形状を有しており、上面視において、一対の短辺部及び一対の長辺部を有しており、一対の短辺部の箇所に正極端子２２Ａ、負極端子２２Ｂのそれぞれが形成されている。勿論、一対の長辺部の箇所に正極端子２２Ａ、負極端子２２Ｂのそれぞれが形成されていても良い。

図２Ｂに示すように、はんだ２４Ａによって正極端子２２Ａが第１パッド２１２Ａにはんだ付けされ、はんだ２４Ｂによって負極端子２２Ｂが第２パッド２１２Ｂにはんだ付けされる。はんだ２４Ａ、２４Ｂは、例えば、ソルダーペースト等の鉛フリーはんだである。

電池２２は、発電素子の一例であり、具体的にはバルク型全固体電池である。全固体電池の具体例としては、全固体リチウム電池、全固体ナトリウム電池、全固体カリウム電池、全固体マグネシウム電池又は全固体カルシウム電池等が挙げられ、中でも、全固体リチウム電池が好ましいが、これらの電池に限定されるものではない。また、固体電解質は結晶系でも非晶質系（ガラス）でもよく、別の観点で見れば、酸化物系でも硫化物系でもそれ以外の材質でも良い。ここでは、電池２２が二次電池である場合について説明するが、電池２２が一次電池であっても良い。

図３は、電池２２の内部構成例を説明するための図である。電池２２は、矩形の薄板状の電池素子２２０と、電池素子２２０の対向する端面２２０ＳＡ、２２０ＳＢにそれぞれ設けられた正極端子２２Ａ、負極端子２２Ｂを有している。電池２２が、端面２２０ＳＡ、２２０ＳＢ以外の電池素子２２０の表面を覆う外装材（図示せず）をさらに備えていても良い。

電池素子２２０は、正極層２２１と、負極層２２２Ｍ、２２２Ｎと、固体電解質２２３とを有している。負極層２２２Ｍは、その一方の主面が正極層２２１の一方の主面に対向するように設けられ、負極層２２２Ｍと正極層２２１との間には固体電解質２２３が設けられている。負極層２２２Ｎは、その一方の主面が正極層２２１の他方の主面と対向するように設けられ、負極層２２２Ｎと正極層２２１との間には固体電解質２２３が設けられている。

固体電解質２２３は、正極層２２１の周面の一部が電池素子２２０の端面２２０ＳＡから露出するのに対して、それ以外の周面の部分が電池素子２２０の表面から露出しないように、正極層２２１の周面を覆っている。電池素子２２０の端面２２０ＳＡから露出した正極層２２１の周面の一部が、正極端子２２Ａと接触している。

固体電解質２２３は、負極層２２２Ｍ、２２２Ｎの周面の一部が電池素子２２０の端面２２０ＳＢから露出するのに対して、それ以外の周面の部分が電池素子２２０の表面から露出しないように、負極層２２２Ｍ、２２２Ｎの周面を覆っている。電池素子２２０の端面２２０ＳＢから露出した負極層２２２Ｍ、２２２Ｎの周面の一部が、負極端子２２Ｂと接触している。固体電解質２２３が、負極層２２２Ｍ、２２２Ｎの他方の主面を覆っていても良い。

正極層２２１は、正極集電体２２１Ａと、この正極集電体２２１Ａの両主面に設けられた正極活物質層２２１Ｂとを有している。負極層２２２Ｍ、２２２Ｎは、負極集電体２２２Ａと、この負極集電体２２２Ａの一方の主面に設けられた負極活物質層２２２Ｂとを有している。負極層２２２Ｍ、２２２Ｎは、負極活物質層２２２Ｂが正極活物質層２２２１Ｂと対向するように設けられている。

［電池パックの回路構成例］
図４を参照して、実施の形態にかかる電池パック１の回路構成例について説明する。電池２２の正極端子２２Ａは、基板２１のプラス端子２５Ａと第１表層パターン２８Ａにより接続されている。また、電池２２の負極端子２２Ｂは、基板２１のマイナス端子２５Ｂと第２表層パターン２８Ｂにより接続されている。

制御部２６は、充放電ＦＥＴ２７を制御することにより、電池２２に対する充放電動作を制御する。また、制御部２６は、充放電ＦＥＴ２７を制御することにより、充放電時に充電電圧が過大となること、負荷短絡によって過電流が流れること及び過放電が生じることがないように充放電動作を制御する。

充放電ＦＥＴ２７は、充電制御ＦＥＴ２７Ａと、放電制御ＦＥＴ２７Ｂとを有している。充電制御ＦＥＴ２７Ａ及び放電制御ＦＥＴ２７Ｂは、制御部２６の制御に基づきオン／オフ制御される。

充電制御ＦＥＴ２７Ａ及び放電制御ＦＥＴ２７Ｂのドレイン及びソース間には、それぞれ寄生ダイオード２７Ｃ及び寄生ダイオード２７Ｄが接続されている。寄生ダイオード２７Ｃは、充電電流に対して逆方向で、放電電流に対して順方向極性を有する。寄生ダイオード２７Ｄは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。

充電制御ＦＥＴ２７Ａ及び放電制御ＦＥＴ２７Ｂのゲートには、制御部２６からの制御信号がそれぞれ供給される。充電制御ＦＥＴ２７Ａ及び放電制御ＦＥＴ２７Ｂは、Ｐチャンネル型であり、ソース電位よりも所定値以上低いゲート電位によってオン状態となる。充放電時には、充電制御ＦＥＴ２７Ａ及び放電制御ＦＥＴ２７Ｂがオン状態とされる。

なお、充電制御ＦＥＴ２７Ａ及び放電制御ＦＥＴ２７ＢとしてＮチャンネル型のＦＥＴが用いられても良い。Ｎチャンネル型のＦＥＴを用いる場合には、充電制御ＦＥＴ２７Ａ及び放電制御ＦＥＴ２７Ｂがソース電位よりも所定値以上高いゲート電位によってオン状態となる。

［孔部の具体例］
次に、図５及び図６を参照して、第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂの具体例について説明する。図５は、基板２１を上面から視た上面図であり、図６は、図５における切断線ＩＩＢ－ＩＩＢで基板２１を切断した場合の断面を示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜及び理解を容易とするために具体的な値を示して説明するが、当然ながら、本発明の内容が例示された値に限定されるものではない。

基板本体２１１は、上面視において例えば正方形状の形状を有し、そのサイズは、図５の紙面に向かう方向を基準に縦２０．０ｍｍ×横２０．０ｍｍ程度である。上述したように、電池２２は、上面視において長方形状を有し、そのサイズは、縦１０．０ｍｍｍ×横５．０ｍｍ程度である。第１、第２パッド２１２Ａ、２１２Ｂの幅は、１．０ｍｍ程度であり、第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂのそれぞれの幅も１．０ｍｍ程度である。

基板本体２１１は、第１パッド２１２Ａに接続された正極端子２２Ａに対向する外縁部として、第１外縁部４１Ａを有している。第１外縁部４１Ａは、正極端子２２Ａと略平行であり、且つ、正極端子２２Ａに近い側の外縁部である。

少なくとも、基板本体２１１における正極端子２２Ａと第１外縁部４１Ａとの間に第１孔部２１３Ａが形成されている。例えば、基板本体２１１における正極端子２２Ａと第１外縁部４１Ａとの間に形成され、第１外縁部４１Ａと略平行である帯状の孔部２１３１Ａが形成されている。孔部２１３１Ａの長さは、電池２２の短辺部の長さ以上に設定される。孔部２１３１Ａの両端からは、孔部２１３１Ａの延在方向に略直交し、基板本体２１１の内側に向かう方向に延在する孔部２１３２Ａ、２１３３Ａが形成されている。孔部２１３１Ａ、２１３２Ａ、２１３３Ａにより、第１孔部２１３Ａが構成されている。

基板本体２１１は、第２パッド２１２Ｂに接続された負極端子２２Ｂに対向する外縁部として、第２外縁部４１Ｂを有している。第２外縁部４１Ｂは、負極端子２２Ｂと略平行であり、且つ、負極端子２２Ｂに近い側の外縁部である。

少なくとも、基板本体２１１における負極端子２２Ｂと第２外縁部４１Ｂとの間に第２孔部２１３Ｂが形成されている。例えば、基板本体２１１における負極端子２２Ｂと第２外縁部４１Ｂとの間に形成され、第２外縁部４１Ｂと略平行である帯状の孔部２１３１Ｂが形成されている。孔部２１３１Ｂの長さは、電池２２の短辺部の長さ以上に設定される。孔部２１３１Ｂの両端からは、孔部２１３１Ｂの延在方向に略直交し、基板本体２１１の内側に向かう方向に延在する孔部２１３２Ｂ、２１３３Ｂが形成されている。孔部２１３１Ｂ、２１３２Ｂ、２１３３Ｂにより、第２孔部２１３Ｂが構成されている。

実施の形態では、第１パッド２１２Ａから第１孔部２１３Ａまでの距離ｄ１が、第１孔部２１３Ａから第１外縁部４１Ａまでの距離ｄ２より小さくなるように、各構成が形成されている。また、第２パッド２１２Ｂから第２孔部２１３Ｂまでの距離ｄ３が、第２孔部２１３Ｂから第２外縁部４１Ｂまでの距離ｄ４より小さくなるように、各構成が形成されている。

具体的には、距離ｄ１、ｄ３が１．０ｍｍ程度とされ、距離ｄ２、ｄ４が２．５ｍｍ程度とされる。

なお、第１パッド２１２Ａから第１孔部２１３Ａまでの距離ｄ１は、例えば、第１パッド２１２Ａの中央から第１孔部２１３Ａにおける孔部２１３１Ａの幅方向中心までの距離により規定される。第１孔部２１３Ａから第１外縁部４１Ａまでの距離ｄ２は、例えば、第１孔部２１３Ａにおける孔部２１３１Ａの幅方向中心から第１外縁部４１Ａまでの距離により規定される。

また、第２パッド２１２Ｂから第２孔部２１３Ｂまでの距離ｄ３は、例えば、第２パッド２１２Ｂの中央から第２孔部２１３Ｂにおける孔部２１３１Ｂの幅方向中心までの距離により規定される。第２孔部２１３Ｂから第２外縁部４１Ｂまでの距離ｄ４は、例えば、第２孔部２１３Ｂにおける孔部２１３１Ｂの幅方向中心から第２外縁部４１Ｂまでの距離により規定される。なお、これらは一例であって、他の箇所間の距離でもって距離ｄ１～ｄ４のそれぞれが規定されても良い。

図６に示すように、第１孔部２１３Ａは、めっき処理等により表面に形成された第１導電部５１Ａを有している。第１導電部５１Ａは、第１表層パターン２８Ａと接続されている。また、第２孔部２１３Ｂは、めっき処理等により表面に形成された第２導電部５１Ｂを有している。第２導電部５１Ｂは、第２表層パターン２８Ｂと接続されている。

第１孔部２１３Ａには、第１導電性樹脂５２Ａが充填されている。また、第２孔部２１３Ｂにも、第２導電性樹脂５２Ｂが充填されている。第１、第２導電性樹脂５２Ａ、５２Ｂは、例えば、導電性樹脂である。第１、第２導電性樹脂５２Ａ、５２Ｂとしては、例えば、低温硬化形フレキシブル導電性接着剤（商品名「SX-ECA48」）を適用することができる。第１、第２導電性樹脂５２Ａ、５２Ｂは、導電性を有する弾性体（ビア）であっても良い。ビアとは、孔部に挿入される、各層間毎を接続する導体（例えば円筒状の導体）を意味する。

［実施の形態で得られる効果］
以上説明した第１の実施の形態により得られる効果の一例について説明する。
第１、第２孔部を基板本体に設けることにより、電池パックの組立工程等において基板本体が変形した場合に、変形に伴う応力が電池に伝搬してしまうことを極力、防止することができる。
また、第１孔部を、第１パッドに接続された正極端子と基板の第１外縁部との間に形成し、第２孔部を、第２パッドに接続された負極端子と基板の第２外縁部との間に形成することにより、電池が基板に接続される箇所にかかる応力を効果的に低減できる。このため、電池が基板から剥離したり、電池が破損してしまうことを防止することができる。
また、上述したようにして距離ｄ１、ｄ２の大小関係を設定することにより、第１パッドから第１孔部までの間に位置する基板本体に直接的な力が加わってしまい、第１孔部による応力緩和の効果がない状態で電池に応力が加わってしまうことを防止することができる。上述したようにして距離ｄ３、ｄ４の大小関係を設定することにより、同様の効果が得られる。なお、距離ｄ１、ｄ３は、可能な範囲で小さくすることが好ましい。

また、第１、第２孔部のそれぞれに第１、第２導電部を形成することにより、第１、第２導電部の面積分、電流を流すことができる面積が増加するため、配線抵抗を低減でき電圧降下や発熱を抑制することができる。かかる効果は、第１、第２孔部をスルーホール構造としたことにより得られる効果である。ここで言うスルーホールとは、基板の厚み方向を貫通し、表面がめっき処理等されることで導電性が付与された孔部を意味する。

更に、実施の形態では、第１、第２孔部のそれぞれに第１、第２導電性樹脂が充填されている。これにより、応力が電池に伝搬することを緩和する機能を維持しつつ、パターンの面積をより確保できるので、大電流（例えば、数Ａ）を流した場合でも電圧降下や発熱を抑制することができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、第２の実施の形態にかかる発電素子実装基板が、電池２２とは異なる発電素子である他の電池を有している点である。

ここで、第２の実施の形態の理解を容易とするために、考慮すべき問題について説明する。図７に示すように、上面視、正方形状の基板６１の基板本体６１１に電池２２が実装されている。電池２２は、例えば、基板本体６１１の中央付近に実装される。なお、図示は省略しているが、電池２２の正極端子２２Ａは基板６１のプラス端子に接続され、負極端子２２Ｂは基板６１のマイナス端子に接続されている（プラス端子及びマイナス端子の図示は省略している。）。

基板本体６１１には、他の発電素子の一例である電池７０が接続されている。電池７０は、例えば、いわゆるラミネート型電池であり、正極タブ７３Ａ（第３端子）及び負極タブ７３Ｂ（第４端子）が取り付けられた扁平状の巻回電極体（図示せず）をフィルム状の外装部材７４の内部に収容したものである。ラミネート型電池は、小型化、軽量化および薄型化が可能となっている。正極タブ７３Ａ及び負極タブ７３Ｂは、それぞれ、外装部材７４の封止部分の一辺から外部に同一方向に導出されている。正極タブ７３Ａ及び負極タブ７３Ｂは、例えば、アルミニウム(Ａｌ)、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はステンレス等の金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状又は網目状とされている。外装部材７４は、例えば、柔軟性を有するラミネートフィルムからなる。外装部材７４は、例えば、熱融着樹脂層、金属層、表面保護層を順次積層した構成を有する。電池７０の電解液としては、液状の電解質（即ち、電解液）又はゲル電解質を用いることができる。

なお、外装部材７４は、上述したラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレン等の高分子フィルムまたは金属フィルムにより構成するようにしても良い。あるいは、アルミニウム製フィルムを心材として、その片面または両面に高分子フィルムを積層したラミネートフィルムを用いても良い。

基板本体６１１には、第１接続部６１２Ａ（第３基板端子）及び第２接続部６１２Ｂが設けられている。第１接続部６１２Ａは金属板等から成り、この第１接続部６１２Ａに対して、電池７０の正極タブ７３Ａが溶接等により接続される。また、基板本体６１１には、第２接続部６１２Ｂが設けられている。第２接続部６１２Ｂは金属板等から成り、この第２接続部６１２Ｂに対して、電池７０の負極タブ７３Ｂが溶接等により接続される。第１接続部６１２Ａ及び第２接続部６１２Ｂは、基板本体６１１に形成されている所定の表層パターン（図示せず）に接続されており、当該表層パターンを介して、第１接続部６１２Ａがプラス端子に、第２接続部６１２Ｂがマイナス端子（これらのプラス端子及びマイナス端子は図示せず）にそれぞれ接続されている。

ここで、第１接続部６１２Ａは、第１パッド２１２Ａと垂直方向（図７に向かって縦方向）に沿う方向の所定位置に設けられている。また、第２接続部６１２Ｂは、第２パッド２１２Ｂと垂直方向に沿う方向の所定位置に設けられている。かかる配置の場合、基板本体６１１表面のスペースの有効活用ができず、基板６１のサイズが大きくなってしまう。

そこで、第２実施の形態では、図８に示すように、基板６１を上面視において長方形状とする。基板６１は、一対の長辺部８１Ａ及び長辺部８１Ｂと、一対の短辺部８２Ａ及び短辺部８２Ｂを有している。なお、第２の実施の形態では、短辺部８２Ａが第１外縁部に対応し、短辺部８２Ｂが第２外縁部に対応している。

かかる基板６１に対して、長辺部８１Ａ及び長辺部８１Ｂに略平行となる方向に沿って、短辺部８２Ａ側から第１接続部６１２Ａ、第１パッド２１２Ａ、第２パッド２１２Ｂ、第２接続部６１２Ｂが並ぶようにそれぞれを設ける。そして、第１接続部６１２Ａに正極タブ７３Ａが溶接され、第２接続部６１２Ｂに負極タブ７３Ｂが溶接される。溶接後は、正極タブ７３Ａ及び負極タブ７３Ｂ間に電池２２が位置する。なお、図８に示すように設けられた第１接続部６１２Ａに溶接可能なように、正極タブ７３Ａの外装部材７４からの導出量が適切に設定される。負極タブ７３Ｂについても同様である。

図８に示した配置により、基板本体６１１表面のスペースを有効活用することができ、基板６１のサイズが大きくなってしまうことを抑制することができる。一方で、図９に示すように、電池７０の正極タブ７３Ａ及び負極タブ７３Ｂを溶接する際に発生する応力（図９では矢印により模式的に示している）が電池２２に伝搬し、電池２２の基板６１に対する接続箇所や電池２２そのものが破壊してしまう虞がある。

そこで、第２の実施の形態では、図１０に示すように、第１パッド２１２Ａと短辺部８２Ａとの間であり、且つ、第１パッド２１２Ａと第１接続部６１２Ａとの間に、第１孔部２１３Ａを設ける。また、第２パッド２１２Ｂと短辺部８２Ｂとの間であり、且つ、第２パッド２１２Ｂと第２接続部６１２Ｂとの間に、第２孔部２１３Ｂを設ける。第１孔部２１３Ａ及び第２孔部２１３Ｂは、例えば、短辺部８２Ａ及び短辺部８２Ｂに略平行な直線状の形状を有している。また、第１の実施の形態で説明したように、第１孔部２１３Ａは、第１導電部５１Ａを有しており、その内部には、第１導電性樹脂５２Ａが充填されている。第２孔部２１３Ｂは、第２導電部５１Ｂを有しており、その内部には、第２導電性樹脂５２Ｂが充填されている。

上述した位置に、第１孔部２１３Ａ及び第２孔部２１３Ｂを設けることにより、図１１に示すように、正極タブ７３Ａの溶接時や負極タブ７３Ｂの溶接時に基板６１に掛かる応力を第１孔部２１３Ａや第２孔部２１３Ｂにより遮断することができる。従って、正極タブ７３Ａ等の溶接時に発生する応力により、電池２２が破壊してしまうことや、電池２２の基板６１からの剥離等を防止することができる。また、上述したように、正極タブ７３Ａ及び負極タブ７３Ｂ間に電池２２を実装する構成により基板６１を小型化することができる。

なお、第１孔部２１３Ａ及び第２孔部２１３Ｂの形状、長さは、溶接時に発生する応力の伝搬を遮断することができる範囲で適宜、変更可能である。

＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明の内容は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。以下、変形例について説明する。

（基板が多層基板である変形例）
上述した実施の形態では基板２１が片面基板である場合について説明したが、基板の種類はこれに限定されるものではなく、両面基板、多層基板又はビルドアップ基板等であっても良い。一般的にビルドアップ基板とは、一層毎に積層、穴あけ加工、配線形成などを繰り返すことによって多層構造のプリント基板を作製する、いわゆるビルドアップ工法を利用して作製された基板をいう。基板２１が両面基板である場合、両面に電池２２を備えていても良いし、一方の面に電池２２を備えていても良い。

基板２１が多層基板である場合の具体的な例について説明する。図１２に示すように、基板２１は、基板本体２１１（第１基板）の他に基板本体２１１Ａ（第２基板）を有しており、基板本体２１１と基板本体２１１Ａとが積層された多層基板である。基板本体２１１には、正極端子２２Ａに対応する第１表層パターン２８Ａと、負極端子２２Ｂに対応する第２表層パターン２８Ｂとが形成されている。また、基板本体２１１Ａには、正極端子２２Ａに対応する第１内層パターン６１Ａと、負極端子２２Ｂに対応する第２内層パターン６２Ｂとが形成されている。

第１導電部５１Ａにより第１表層パターン２８Ａ及び第１内層パターン６１Ａが電気的に接続され、これらのパターンがプラス端子２５Ａに接続される。また、第２導電部５１Ｂにより第２表層パターン２８Ｂ及び第２内層パターン６１Ｂが電気的に接続され、これらのパターンがマイナス端子２５Ｂに接続される。従って、本変形例における第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂは、全板厚方向を貫通する孔部であり、異なる配線層の回路を電気的に接続するスルーホールである。

かかる構成により、第１、第２内層パターン６１Ａ、６１Ｂの面積分、パターンの面積を更に増加させることができる。パターンの面積を増加させることができるので、配線抵抗をさらに低下させることができる。

第１、第２導電部５１Ａ、５１Ｂがより多くの内層パターンを接続するようにしても良く、これにより、パターンの面積を増加させることができるので、配線抵抗をさらに低下させることができる。

なお、本変形例において、第１の実施の形態と同様に、第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂに導電性樹脂が充填されていても良い。

（孔部の形状の変形例）
第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂの形状は、第１の実施の形態で説明したコ字状や、第２の実施の形態で説明した直線状に限定されるものではなく、適宜、変更可能である。図１３及び図１４を参照して、第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂの形状の変形例について説明する。なお、図１３及び図１４では、以下に説明する変形例に直接関係しない構成に関する図示を適宜、省略している。

図１３Ａに示すように、第１孔部２１３Ａは、孔部２１３１Ａのみを有する形状でも良い。また、第２孔部２１３Ｂは、孔部２１３１Ｂのみを有する形状でも良い。即ち、電池２２の短辺部に略平行な一対の帯状の孔部が第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂであっても良い。

基板本体２１１に、第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂ以外の孔部が形成されていても良い。例えば、図１３Ｂに示すように、第１孔部２１３Ａの端部と第２孔部２１３Ｂの端部との間の中央付近を連結する帯状の第３孔部７１が基板本体２１１に形成されていても良い。

図１３Ｂに示した形状例に加え、図１４Ａに示すように、第１～第３孔部２１３Ａ、２１３Ｂ、７１の端部を連結するように設けられる帯状の第４孔部７２が基板本体２１１に形成されていても良い。図１４Ａに示す各孔部の形状例により、第１孔部２１３Ａ、第２孔部２１３Ｂ、第３孔部７１及び第４孔部７２により区画される内側の領域（電池２２が存在する領域）とそれ以外の外側の領域とを繋ぐ箇所の面積を小さくすることができ、電池２２に伝搬する応力を効果的に低減することができる。

図１４Ｂに示すように、基板本体２１１の一方の面に電池２２が複数個（図示の例では２個）設けられていても良く、各電池２２の周囲に、第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂがそれぞれ形成されていても良い。各電池２２に対応する孔部の形状が異なっていても良い。また、２個の電池２２が基板本体２１１の両面（例えば、対向する箇所）に実装されていても良く、第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂが当該２個にかかる応力を低減する構成であっても良い。

（その他の変形例）
その他の変形例について説明する。上述した実施の形態では、例えば図６において、第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂに第１、第２導電性樹脂５２Ａ、５２Ｂが充填される構成について説明した。導電性樹脂が充填されることで上述した効果が得られるものの、導電性樹脂が充填されていない構成を採用することも可能である。

基板本体２１１に形成される孔部（例えば、実施の形態における第１、第２孔部２１３Ａ、２１３Ｂ）は、基板本体２１１の全層を貫通するものではなく、各層の配線層に通じる程度に形成された非貫通孔であっても良い。

上述した実施の形態では基板本体２１１がリジッド基板である場合について説明したが、基板本体２１１の種類はこれに限定されるものではなく、フレキシブル基板又はリジッドフレキシブル基板等であっても良い。

上述した実施の形態では基板２１が平らである場合について説明したが、基板２１の形状はこれに限定されるものではなく、基板２１は湾曲していても良いし、屈曲していても良いし、凹凸構造を有していてもよい。

上述した実施の形態では外装材が外装ケース１０である場合について説明したが、外装材はこれに限定されるものではなく、ラミネートフィルム等であっても良い。

上述した実施の形態では電池２２が薄板状である場合について説明したが、電池２２の形状はこれに限定されるものではなく、シート状又はブロック状等であっても良い。
上述した実施の形態では電池２２の主面が長方形状である場合について説明したが、電池２２の主面の形状はこれに限定されるものではなく、円形状、楕円形状、四角形以外の多角形状又は不定形状等であっても良い。

＜応用例＞
［応用例としてのリストバンド型電子機器］
以下、本発明をリストバンド型電子機器に対して適用した応用例について説明する。
リストバンド型電子機器は、スマートバンドとも呼ばれ、腕に巻き付けておくのみで、歩数、移動距離、消費カロリー、睡眠量、心拍数等の人の活動に関するデータや、温度、湿度等の外部環境に関するデータ等を取得することができるものである。さらに、取得されたデータをスマートフォン等で管理することもできる。さらに、メールの送受信機能を有していることもでき、例えば、メールの着信をＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプ及び／又はバイブレーションでユーザに知らせることができる。

図１５は、リストバンド型の電子機器１６０１の外観例を示す。電子機器１６０１は、人体に着脱自在とされる時計型のウェアラブル機器である。電子機器１６０１は、腕に装着されるバンド部１６１１と、数字、文字及び図柄等を表示する表示装置１６１２と、操作ボタン１６１３とを備えている。

電子機器１６０１は、使用状態においては、図１５に示すようにバンド部１６１１が略円形となるように湾曲され、孔部１６１１ａに突起１６１１ｂが挿入されて腕に装着される。バンド部１６１１の内部には、部分的または全体的にセンサ（図示せず）が設けられており、上述した各種データを取得することができる。なお、センサは表示装置１６１２側の回路基板に実装される態様で設けられていても良い。

図１６は、電子機器１６０１の回路構成例を示す。電子機器１６０１は、上述した表示装置１６１２の他に、駆動制御部としてのコントローラＩＣ１６１５と、センサ１６２０と、ホスト機器１６１６と、電源としての電池パック１６１７とを有している。センサ１６２０がコントローラＩＣ１６１５を含んでいても良い。

センサ１６２０は、押圧と曲げとの両方を検出可能なものである。センサ１６２０は、押圧に応じた静電容量の変化を検出し、それに応じた出力信号をコントローラＩＣ１６１５に出力する。また、センサ１６２０は、曲げに応じた抵抗値の変化（抵抗変化）を検出し、それに応じた出力信号をコントローラＩＣ１６１５に出力する。コントローラＩＣ１６１５は、センサ１６２０からの出力信号に基づき、センサ１６２０の押圧及び曲げを検出し、それの検出結果に応じた情報をホスト機器１６１６に出力する。

ホスト機器１６１６は、コントローラＩＣ１６１５から供給される情報に基づき、各種の処理を実行する。例えば、表示装置１６１２に対する文字情報や画像情報等の表示、表示装置１６１２に表示されたカーソルの移動、画面のスクロール等の処理を実行する。

表示装置１６１２は、例えばフレキシブルな表示装置であり、ホスト機器１６１６から供給される映像信号や制御信号等に基づき、画面を表示する。表示装置１６１２としては、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）ディスプレイ、電子ペーパー等が挙げられるが、これに限定されるものではない。

電池パック１６１７は、上述した実施の形態又はその変形例にかかる電池パックであり、発電素子実装基板２０を有するものである。

本発明は電池を有している種々の電子機器に適用可能であり、上述した応用例で説明したリストバンド型の電子機器１６０１に限定されるものではない。上述した応用例以外の電子機器としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（スマートフォンを含む）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、表示装置（ＬＣＤ、ＥＬディスプレイ、電子ペーパ等）、撮像装置（例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、ユニバーサルクレジットカード、センサネットワーク端末、スマートウオッチ、メガネ型端末（ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等）、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗浄器、洗濯機、乾燥機、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等が挙げられるが、これに限定されるものでなない。

［応用例としてのハイブリッド車両］
本発明を車両用の蓄電システムに適用した例について、図１７を参照して説明する。図１７に、本発明が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

このハイブリッド車両７２００には、エンジン７２０１、発電機７２０２、電力駆動力変換装置７２０３、駆動輪７２０４ａ、駆動輪７２０４ｂ、車輪７２０５ａ、車輪７２０５ｂ、蓄電装置７２０８、車両制御装置７２０９、各種センサ７２１０、充電口７２１１が搭載されている。蓄電装置７２０８は、上述した実施の形態及びその変形例のいずれかにおける電池パック（発電素子実装基板２０を有する電池パック）を有している。

ハイブリッド車両７２００は、電力駆動力変換装置７２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置７２０３の一例は、モーターである。蓄電装置７２０８の電力によって電力駆動力変換装置７２０３が作動し、この電力駆動力変換装置７２０３の回転力が駆動輪７２０４ａ、７２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流－交流（ＤＣ－ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ－ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置７２０３が交流モーターでも直流モーターでも適用可能である。各種センサ７２１０は、車両制御装置７２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ７２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサ等が含まれる。

エンジン７２０１の回転力は発電機７２０２に伝えられ、その回転力によって発電機７２０２により生成された電力を蓄電装置７２０８に蓄積することが可能である。

図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置７２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置７２０３により生成された回生電力が蓄電装置７２０８に蓄積される。

蓄電装置７２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口７２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。

図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池残量表示装置等がある。

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モーターで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモーターの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モーターのみで走行、エンジンとモーター走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本発明は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モーターのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本発明は有効に適用可能である。

以上、本発明にかかる技術が適用され得るハイブリッド車両７２００の一例について説明した。本発明にかかる技術は、以上説明した構成のうち、蓄電装置７２０８に好適に適用され得る。

１・・・電池パック、２０・・・発電素子実装基板、２１，６１・・・基板、２２，７０・・・電池、２２Ａ・・・正極端子、２２Ｂ・・・負極端子、２８Ａ・・・第１表層パターン、２８Ｂ・・・第２表層パターン、４１Ａ・・・第１外縁部、４１Ｂ・・・第２外縁部、５１Ａ・・・第１導電部、５１Ｂ・・・第２導電部、５２Ａ・・・第１導電性樹脂、５２Ｂ・・・第２導電性樹脂、６１Ａ・・・第１内層パターン、６１Ｂ・・・第２内層パターン、７３Ａ・・・正極タブ、７３Ｂ・・・負極タブ、２１１・・・基板本体、２１２Ａ・・・第１パッド、２１２Ｂ・・・第２パッド、２１３Ａ・・・第１孔部、２１３Ｂ・・・第２孔部、６１２Ａ・・・第１接続部、６１２Ｂ・・・第２接続部、ｄ１～ｄ４：距離

Claims (12)

1. 第１端子及び第２端子を有する発電素子と、
   前記第１端子が接続される第１基板端子と、前記第２端子が接続される第２基板端子と、少なくとも、第１孔部及び第２孔部を有する基板と
   を有し、
   前記第１孔部の周囲の面に第１導電部が形成され、
   前記第２孔部の周囲の面に第２導電部が形成されており、
   前記第１基板端子と前記基板の第１外縁部との間に前記第１孔部が形成され、
   前記第２基板端子と前記基板の第２外縁部との間に前記第２孔部が形成されている
   発電素子実装基板。
2. 前記第１孔部及び前記第２孔部のそれぞれに、導電性樹脂が充填され、又は、導電性を有する弾性体（ビア）が挿入されている
   請求項１に記載の発電素子実装基板。
3. 前記基板は、少なくとも、前記第１端子に対応する第１表層パターン及び前記第２端子に対応する第２表層パターンを有する第１基板と、前記第１端子に対応する第１内層パターン及び前記第２端子に対応する第２内層パターンを有する第２基板とが積層された基板であり、
   前記第１導電部により前記第１表層パターンと前記第１内層パターンとが接続され、前記第２導電部により前記第２表層パターンと前記第２内層パターンとが接続されている
   請求項１又は２に記載の発電素子実装基板。
4. 前記第１基板端子から前記第１孔部までの距離が、前記第１孔部から前記第１外縁部までの距離より小さく、且つ、前記第２基板端子から前記第２孔部までの距離が、前記第２孔部から前記第２外縁部までの距離より小さい
   請求項１から３までの何れかに記載の発電素子実装基板。
5. 前記発電素子は、上面視において長方形状となる形状を有し、
   前記第１端子及び前記第２端子が、対向する長辺部及び対向する短辺部の何れかの箇所に形成されている
   請求項１から４までの何れかに記載の発電素子実装基板。
6. 複数の前記発電素子を有し、各発電素子の周囲に、前記第１孔部及び前記第２孔部がそれぞれ設けられている
   請求項１から５までの何れかに記載の発電素子実装基板。
7. 前記第１孔部及び前記第２孔部は、所定の基準線に対して略対称となる形状をそれぞれ有している
   請求項１から６までの何れかに記載の発電素子実装基板。
8. 前記発電素子とは異なる他の発電素子を有し、
   前記他の発電素子は、第３端子及び第４端子を有し、
   前記基板は、前記第３端子が接続される第３基板端子と、前記第４端子が接続される第４基板端子とを有し、
   前記第１孔部が前記第１基板端子と前記第３基板端子との間に形成され、
   前記第２孔部が前記第２基板端子と前記第４基板端子との間に形成されている
   請求項１から７までの何れかに記載の発電素子実装基板。
9. 前記発電素子は全固体電池である
   請求項１から８までの何れかに記載の発電素子実装基板。
10. 請求項１から９までの何れかに記載の発電素子実装基板を有する電池パック。
11. 請求項１０に記載の電池パックを有する電子機器。
12. 請求項１０に記載の電池パックを有する電動車両。

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