JPH06325750A - 偏平型電源素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一方の端子となるケース２７の内側に、他方
の端子となる電極板３２が第１の絶縁層３３を介して密
着された状態で配置され、ケース２７には、電極板３２
の一部を露出させる開口３１が形成され、さらに電極板
３２と電気的に導通したリード端子３７がケース２７の
外面上に第２の絶縁層３８を介して設けられた、偏平型
電源素子２６において、電極板３２とリード端子３７と
の電気的導通を、ワイヤボンディングで形成された金属
ワイヤ３９によって達成する。 【効果】 電極板とリード端子との電気的導通のための
作業を短時間で行なえ、導電ペーストを用いる場合の電
気的短絡の問題を解消できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば電気二重層
コンデンサまたは電池のような電源素子に関するもの
で、特に、全体として偏平形状を有するケースを備える
偏平型電源素子における外部端子手段の構造の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年開発が進められているＩＣカード用
電源としては、リチウム電池または電気二重層コンデン
サが適しており、これら電源素子は、厚みの薄い形状す
なわち偏平型とされる。

【０００３】リチウム電池の電解液には、通常、プロピ
レン・カーボネートやγ−ブチロラクトンなどの有機溶
媒に、過塩素酸リチウムなどを電解質として溶かした非
水電解液が使用されており、電気二重層コンデンサにお
いても、耐電圧を高く設定できることから、同種の電解
液を用いることが望ましい。

【０００４】しかし、このような非水電解液を用いる場
合、その系内の水分量が増加すると、耐電圧が低下し
て、性能が劣化するため、高度の脱水状態を保つ必要が
ある。

【０００５】たとえばＩＣカード用電源に適した偏平型
の電池の一例として、図４に示した構造のものがある。
図４では、いわゆる「ペーパーリチウム電池」の構造が
示されている。

【０００６】図４を参照して、電源素子１のケース２
は、たとえばステンレス箔からなる第１および第２のケ
ース半体３および４を備え、各々の周縁部を、たとえば
熱接着性フィルム等の有機物からなる封口材５を介して
接合することで形成される。ケース２の内部には、第１
および第２の機能物質６および７が、電解液を含有する
セパレータ８を間に挟んだ状態で配置される。

【０００７】このような構造の場合、第１および第２の
ケース半体３および４自身における水分の透過は無視で
きるが、周囲の封口材５は、前述したように、有機物を
使用するため、この封口材５を介して、水分の透過また
は侵入、ならびに内部の電解液の揮散が多く、封止の信
頼性が低いという欠点があった。このため、この種の電
池は、寿命が短く、また、使用環境にも大きな制約があ
った。

【０００８】また、このような電源素子１を回路基板
（図示せず）に接続する場合、外部端子に当たる第１お
よび第２のケース半体３および４に半田付けを適用でき
ないため、回路基板側に挟持機構等を設ける必要が生
じ、電源収容部の厚みを薄くできないという問題もあっ
た。

【０００９】これら封止性および基板との接続性を改善
するため、本発明者は、先に特願平３−５１５７２号
（特開平４−２８６８５９号）において、封止性の高い
密閉構造を有するとともに、基板との接続性に優れた偏
平型電源素子を提案している。図５には、その一実施例
としての偏平型電源素子９の斜視図が示されている。ま
た、図６には、図５の線ＶＩ−ＶＩに沿う断面図が示さ
れている。

【００１０】電源素子９のケース１０は、たとえばステ
ンレス箔からなる第１および第２のケース半体１１およ
び１２を備え、各々の周縁部１３において互いに溶接さ
れることによって封止される。第１のケース半体１１に
は、開口１４が形成され、この開口１４に臨むように、
たとえばアルミニウム箔からなる電極板１５が配置され
る。電極板１５と第１のケース半体１１とは、たとえば
熱接着性フィルムなどの有機物からなる絶縁層１６によ
って互いに絶縁されかつ封止された状態とされる。この
ようにして、密閉されたケース１０内には、第１および
第２の機能物質１７および１８が、電解液を含有するセ
パレータ１９を間に挟んだ状態で配置される。

【００１１】さらに、導電ペースト２０により電極板１
５と電気的に導通された第１のリード端子２１が、第１
のケース半体１１の外面上に、たとえば熱接着性フィル
ム等の有機物からなる第２の絶縁層２２を介して設けら
れている。絶縁層２２は、リード端子２１を第１のケー
ス半体１１に接着する機能も果している。なお、絶縁層
２２には、電極板１５の一部を露出させるため、前述し
た開口１４に連通する開口が設けられている。また、第
２のリード端子２３が、必要に応じて、たとえばスポッ
ト溶接により、第２のケース半体１２の周縁部２４に取
付けられている。

【００１２】上述した偏平型電源素子９によれば、その
外形寸法を大きくすることなく、封口作用を果たす絶縁
層１６の幅を十分に大きくとることができるため、水分
の透過および侵入ならびに電解液の揮散をより効果的に
防止することができる。

【００１３】また、回路基板との接続は、リード端子２
１および２３の各先端部を半田付けすることにより容易
に行なえる。したがって、電源収容部の薄型化を図るこ
とができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５お
よび図６に示した偏平型電源素子９にも、解決すべき問
題がある。

【００１５】すなわち、偏平型電源素子９において、絶
縁層１６として熱接着性フィルムのような有機物を用い
ているため、高温雰囲気下に長時間放置することができ
ない。このため、電極板１５と第１のリード端子２１と
の導通を図る導電ペースト２０には、焼付硬化型ではな
く、室温硬化型を用いざるを得ない。しかしながら、室
温硬化型の導電ペーストの硬化には、数〜数十時間かか
るため、量産に際し、その生産性の低さが問題となる。

【００１６】また、第１のリード端子２１を第１のケー
ス半体１１上に取付けるために用いる第２の絶縁層２２
は、図６に示すように、第１のケース半体１１の開口１
４の内周面を覆うとともに、電極板１５に端部が接する
程度にまで付与され、それによって、第１のケース半体
１１と導電ペースト２０との間での電気的短絡を防止す
るようにされている。しかしながら、たとえば、絶縁層
２２と電極板１５との接合が不十分で、界面２５に隙間
が生じた場合、電極ペースト２０を付与したとき、これ
が第１のケース半体１１にまで届くように流込むことが
あり、それによって不所望な電気的短絡を招くという問
題もある。

【００１７】そこで、この発明の目的は、図５および図
６に示すような偏平型電源素子の構造を基本的に備えな
がら、上述した電気的短絡を生じにくくし、かつ、電極
板とリード端子との電気的導通のための作業を短時間で
行なえるようにされた、偏平型電源素子を提供しようと
することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明は、まず、図５
および図６に示した偏平型電源素子と同様、一方の端子
となるケースの内側に、他方の端子となる電極板が第１
の絶縁層を介して密着された状態で配置され、前記ケー
スには、前記電極板の一部を露出させる開口が形成さ
れ、さらに前記電極板と電気的に導通したリード端子が
前記ケースの外面上に第２の絶縁層を介して設けられ
た、偏平型電源素子に向けられるものであって、上述し
た技術的課題を解決するため、前記電極板と前記リード
端子との電気的導通を、ワイヤボンディングで行なった
ことを特徴としている。

【００１９】なお、ワイヤボンディングには、好ましく
は、アルミニウムワイヤが用いられる。

【００２０】

【作用】この発明において、電極板とそれに電気的に導
通されるべきリード端子とが、ワイヤボンディングによ
り接続されるため、この電気的導通のために導電ペース
トを用いる必要がない。

【００２１】

【発明の効果】したがって、この発明によれば、導電ペ
ーストを用いる場合に比べて、短時間で、電極板とリー
ド端子との電気的導通を図るための作業を終えることが
でき、偏平型電源素子の生産性を向上させることができ
る。

【００２２】また、従来の導電ペーストを付与する方法
において重大な問題であった電気的短絡の問題も解消さ
れ、偏平型電源素子の信頼性が著しく向上されることが
できる。

【００２３】

【実施例】図１には、この発明の一実施例による偏平型
電源素子２６の斜視図が示されている。また、図２に
は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図が示されている。
ここに示した偏平型電源素子２６は、たとえば、電気二
重層コンデンサまたは電池である。

【００２４】図１および図２を参照して、電源素子２６
は、図５および図６に示した電源素子９と同様、ケース
２７を備え、このケース２７は、たとえばステンレス箔
からなる第１および第２のケース半体２８および２９か
らなり、周縁部３０において、溶接されることによって
封止される。第２のケース半体２８には、開口３１が形
成され、この開口３１に臨むように、たとえばアルミニ
ウム箔からなる電極板３２が配置される。電極板３２と
第１のケース半体２８とは、たとえば熱接着性フィルム
からなる第１の絶縁層３３によって互いに絶縁され、か
つ封止された状態とされる。このようにして、密閉され
たケース２７内には、第１および第２の機能物質３４お
よび３５が、電解液を含有するセパレータ３６を間に挟
んだ状態で配置される。

【００２５】さらに、第１のリード端子３７が、第１の
ケース半体２８の外面上に第２の絶縁層３８を介して設
けられる。この絶縁層３８は、リード端子３７をケース
半体２８に接着する機能も果している。また、絶縁層３
８は、好ましくは、第１のケース半体２８の開口３１の
内周面を覆い、かつその端部が電極板３２にまで届くよ
うにされる。しかしながら、絶縁層３８は、第１のケー
ス半体２８の上面上にのみ付与されてもよい。第１のリ
ード端子３７は、第１のケース半体２８の開口３１から
露出した部分にその端部を位置させ、ここで、ワイヤボ
ンディングにより形成された金属ワイヤ３９を介して、
電極板３２と第１のリード端子３７とが電気的に導通さ
れる。

【００２６】また、必要に応じて、第２のリード端子４
０が、スポット溶接により、第２のケース半体２９の周
縁部４１に取付けられる。

【００２７】上述したリード端子３７および４０は、厚
み、強度、耐食性、半田付け性、ボンディング性等の点
から、銅合金または鉄−ニッケル合金等の金属箔に、金
または銀めっきしたものを用いることが望ましい。

【００２８】また、上述したワイヤボンディングに用い
る金属ワイヤ３９は、ボンディング特性等の点から、ア
ルミニウムワイヤを用いることが望ましい。

【００２９】図３には、この発明の他の実施例による偏
平型電源素子４２が図２に相当する断面図で示されてい
る。ここに示した偏平型電源素子４２は、上述した偏平
型電源素子２６と比較して、露出された金属ワイヤ３９
を有機物からなる絶縁材料４３で被覆していることを特
徴としている。この絶縁材料４３による金属ワイヤ３９
の被覆は、用いる金属ワイヤ３９の線径が、通常、０．
０２〜０．５ｍｍと非常に細くて切れやすいため、これ
を保護する目的で行なうものである。また、絶縁材料４
３としては、成形温度、成形時間等の点から、溶剤揮発
型塗料を用いることが好ましい。

【００３０】なお、図３において、前述した図２に示す
要素に相当する要素には、同様の参照符号を付し、重複
する説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による偏平型電源素子２６
を示す斜視図である。

【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。

【図３】この発明の他の実施例による偏平型電源素子４
２を示す図２に相当の断面図である。

【図４】従来のペーパーリチウム電池の構造を有する電
源素子１を示す断面図である。

【図５】この発明にとって興味ある従来の偏平型電源素
子９を示す斜視図である。

【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩに沿う断面図である。

【符号の説明】

２６，４２ 偏平型電源素子 ２７ ケース ３１ 開口 ３２ 電極板 ３３ 第１の絶縁層 ３７ リード端子 ３８ 第２の絶縁層 ３９ 金属ワイヤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の端子となるケースの内側に、他方
   の端子となる電極板が第１の絶縁層を介して密着された
   状態で配置され、前記ケースには、前記電極板の一部を
   露出させる開口が形成され、さらに前記電極板と電気的
   に導通したリード端子が前記ケースの外面上に第２の絶
   縁層を介して設けられた、偏平型電源素子において、 前記電極板と前記リード端子との電気的導通がワイヤボ
   ンディングにより行なわれていることを特徴とする、偏
   平型電源素子。