KR100586124B1 - 축전지의 보호회로용 기판, 축전지용 보호회로장치 및 축전지 팩 - Google Patents

축전지의 보호회로용 기판, 축전지용 보호회로장치 및 축전지 팩 Download PDF

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Abstract

본 발명에 관한 보호회로장치는 축전지에 대한 과충전을 방지하기 위한 것이다. 보호회로장치는 소정의 회로패턴이 형성된 회로기판 본체부와, 표면에 복수의 외부단자가 형성되어 있음과 동시에, 금속편을 거쳐 회로기판 본체부에 접속된 아일랜드부를 갖는다. 아일랜드부는 바람직하게는 제 1 및 제 2 아일랜드부를 포함한다. 제 1 아일랜드부는 바람직하게는 외부단자를 갖고, 회로기판 본체부에 대해 평행상이 된다. 제 2 아일랜드부는 바람직하게는 제 1 아일랜드부와 회로기판 본체부 사이에 배치되고, 회로기판 본체부에 대해 수직상으로 되어 있다.

Description

축전지의 보호회로용 기판, 축전지용 보호회로장치 및 축전지 팩{CIRCUIT BOARD OF PROTECTIVE CIRCUIT FOR STORAGE BATTERY, PROTECTIVE CIRCUIT FOR STORAGE BATTERY, AND STORAGE BATTERY PACK}
본 발명은 축전지로의 과충전을 방지하기 위한 축전지의 보호회로장치, 이 보호회로장치용의 기판 및 상기 보호회로장치를 구비한 축전지 팩에 관한 것이다.
휴대전화 등의 전자기기에 있어서는, 수지제 용기 내에 축전지가 수용된 축전지 팩 등이 전원으로서 일반적으로 사용되고 있다. 이 축전지 팩에 있어서, 축전지로의 과충전을 방지하기 위해 보호회로장치가 조립되는 경우가 많이 있다. 이 보호회로장치는, 가정용의 콘센트 등으로부터 축전지에 전기를 투입하기 위한 충전용 단자와 휴대전화 본체 등의 단말기기로 전기를 공급하기 위한 방전용 단자를 갖는다. 도 12 및 도 13 에는 종래의 보호회로장치의 일 예를 나타내고 있다.
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도 12 및 도 13 에 나타낸 보호회로장치(3)는 소정의 배선 패턴(미도시)이 형성되어 있음과 동시에 칩저항기 등의 각종 전자부품(6)이 장착된 회로기판(32)을 갖는다. 회로기판(32)은 "L"자 형상을 하고 있고, 회로기판(32)의 양단부에는 각각 금속단자편(40, 41)이 장착되어 있다. 또한, 보호회로장치(3)에는 수지 내에 복수의 금속편이 삽입 성형된 제 1 단자부(32C) 및 제 2 단자부(34A)가 각각 부착되어 있다. 이들 단자부(32C 및 34A)는 금속단자편(40, 41)과 도통하고 있다.
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제 1 단자부(32C)는 수지부분(32c)의 표면에 금속편의 일부 영역이 노출된 구성을 갖는다. 이 노출영역이 회로기판(32)의 이면측(아래쪽)을 향하도록 제 1 단자부(32C)가 회로기판(32)에 부착된다. 상기한 노출영역이, 예를 들면 충전용 단자(31)가 된다. 한편, 제 2 단자부(34A)는 소정 높이를 갖는 소위 단자대(34B)(수지부분)의 상면으로부터 각 금속편의 일부가 노출된 구성을 갖는다. 금속편이 노출된 영역이, 예를 들면 방전용 단자(30)가 된다.
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단자대(34B)는 금속단자편이 노출된 수평부(34a)와 이 수평부(34a)로부터 아래쪽으로 뻗는 세로벽(34c) 및 복수의 다리부(34b)를 갖는다. 즉, 제 2 단자부(34A)를 회로기판(32)에 부착시킨 상태에 있어서는, 도 13 에 나타낸 바와 같이, 회로기판(32)의 표면과 수평부(34a)의 하면 사이에 일정한 공간이 형성된다. 이 때문에 회로기판(32)에 있어서의 수평부(34a)의 바로 아래영역에는, 제 2 단자부(34A)를 부착시키기 전에, 각종 전자부품(6)을 장착시킬 수 있다. 전자부품(6)을 장착시킨 후, 제 2 단자부(34A)와 전자부품(6)이 간섭하지 않도록 제 2 단자부(34A)를 회로기판(32)에 부착시킨다.
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그러나, 상기 보호회로장치(3)는 제조시의 작업 효율이 나쁘고, 비용면에서 불리하다는 문제가 있었다. 이는 다음과 같은 이유에 의한다. 제 1 및 제 2 단자부(32C, 34A)가 수지 내에 금속편을 삽입 성형함으로써 형성되어 있기 때문에, 각 단자부(32C, 34A)를 형성하는 공정이 별도로 필요하다. 또한, 각 단자부(32C, 34A)를 회로기판(32)에 부착시키는 공정도 필요하다. 또한, 각 단자부(32C, 34A)를 형성하는 공정에 있어서, 각 단자부(32C, 34A)의 수지부분(32c, 34B)을 형성함과 동시에 금속편을 삽입 성형하기 위한 금형이 필요하게 된다. 이 금형은 각 단자부(32C, 34A) 각각에 대해 필요하게 된다.
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또한, 보호회로장치(3)가 제조된 경우에는, 이 보호회로장치(3)가 예정대로 작동하는가 아닌가를 시험할 필요가 있다. 이 경우, 회로기판(3)에 있어서의 제 2 단자부(34A)에 대응하는 영역에 장착된 전자부품(6)의 장착 불량에 의해 보호회로장치(3)가 불량품이라고 판정된 경우, 제 2 단자부(34A)를 떼어내지 않으면 장착 불량의 전자부품(6)을 재장착할 수 없다. 이 때문에, 회로기판(32)에 있어서의 제 2 단자부(34A)에 대응하는 영역에 전자부품(6)이 적절하게 장착되지 않은 경우 보호회로장치(3)를 폐기하지 않을 수 없으며, 그 결과 생산량이 감소하게 된다.
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본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 작업 효율이 양호하면서 비용면에서도 유리하게 보호회로장치 및 축전지 팩을 제조하는데 있다.
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본 발명에 관한 축전지의 보호회로용 기판은 회로부를 갖는 제 1 기판부와 변형 가능한 판상의 금속부재를 거쳐 제 1 기판부와 접속된 제 2 기판부를 구비한다. 상기 회로부는, 예를 들면, 배선패턴과 그에 접속되는 전자부품을 포함한다. 또한, 상기한 도전부재의 일 예로는 금속편을 들 수 있다.
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제 1 기판부는, 바람직하게는, 회로부와 전기적으로 접속된 제 1 외부단자를 갖는다. 제 2 기판부는, 바람직하게는, 회로부와 전기적으로 접속된 제 2 외부단자를 갖는다.
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또한, 제 1 기판부는, 바람직하게는, 일단으로부터 돌출하는 돌출부를 갖는다. 이 경우, 돌출부상에 제 1 외부단자가 형성된다. 제 2 기판부는, 바람직하게는, 제 1 기판부에 대해 돌출부와 반대측에 제 1 기판부와 이격되어 배치된다.
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제 1 기판부와 제 2 기판부 사이에는 제 3 기판부를 설치해도 된다. 이 경우, 제 1, 제 2 및 제 3 기판부는 공통의 도전부재에 의해 접속되어도 된다. 또한, 도전부재는 제 1 및 제 2 도전부재를 포함해도 좋다. 이 경우, 제 1 도전부재가 제 1 기판부와 제 3 기판부를 접속하고, 제 2 도전부재가 제 2 기판부와 제 3 기판부를 접속한다.
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또한, 제 1 및 제 2 기판부는, 프레임부에 의해 둘러싸이는 영역 내에 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 이러한 영역이 설치되며, 각 영역 내에 제 1 및 제 2 기판부가 각각 형성된다.
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통상, 복수의 기판이 프레임부를 거쳐서 연결된 집합기판의 상태로, 각종 전자부품 등이 그 기판상에 장착된다. 장착된 전자부품과 도통하는 단자를 각각 형성한 후에, 프레임부로부터 각 기판을 분리한다. 이로써 소정의 용도에 사용되는 회로가 얻어진다. 여기서, 제 2 기판부(아일랜드부:island)가 제 1 기판부(회로기판 본체부)에 대해 도전부재를 거쳐 접속되어 있기 때문에, 도전부재를 굴곡시킴으로써 제 2 기판부와 제 1 기판부를 원하는 위치관계로 할 수 있다. 예를 들면, 제 2 기판부는 제 1 기판부에 대해 수직 또는 평행이 될 수 있다. 또한, 보호회로용 기판이 제 3 기판부(아일랜드부)를 갖는 경우에는, 예를 들면, 제 2 기판부를 제 1 기판부에 대해 평행이 되게 하고, 제 3 기판부를 제 1 기판부에 대해 수직이 되게 하여 제 1 기판부와 제 2 기판부를 연결할 수 있다.
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제 2 기판부가 제 1 기판부와 도전부재를 통해 연결되어 있기 때문에, 제 2 기판부와 제 1 기판부를 전기적으로 접속할 수도 있다. 이 경우, 제 2 기판부에 전자부품을 장착시키거나 단자를 형성할 수 있다. 또한, 보호회로용 기판이 제 3 기판부를 갖는 경우에는, 그 기판을 프레임부로부터 분리해서 도전부재를 굴곡시킴으로써 제 2 기판부를 제 1 기판부에 대해 평행하도록 할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 제 2 기판부에 외부단자가 형성되어 있는 경우 종래의 예에 있어서의 제 2 단자부의 역할을 상술한 제 2 및 제 3 기판부가 하게 된다.
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제 2 기판부를 제 1 기판부에 대해 평행하게 하고 제 2 기판부를 제 1 기판부의 바로 위에 배치하면, 제 1 기판부와 제 2 기판부 사이에 일정한 공간이 형성된다. 이 공간의 높이는 제 3 기판부의 크기나 도전부재의 길이 등을 적절히 선택하여 결정할 수가 있다. 그런데, 제 1 기판부에는 도전부재를 굴곡시키기 전, 예를 들면 집합기판의 상태에서, 각종의 전자부품이 장착된다. 이 경우, 상기 공간의 높이를 적절히 설정하면, 전자부품의 장착 후에 제 2 기판부를 제 1 기판부의 바로 위에 배치하더라도 제 2 기판부와 전자부품이 간섭하는 것을 피할 수 있다. 또한, 적어도 축전지의 두께분은 보호회로장치의 두께(제 2 기판부와 제 1 기판부 사이의 거리)를 확보할 수가 있다. 따라서, 제 1 기판부 및 제 2 기판부 각각의 대향면에 전자부품을 장착시켜, 전자부품의 장착 면적을 증대시킬 수가 있다.
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또한, 보호회로용 기판이 프레임부에 의해 지지된 집합기판의 상태로, 각 보호회로용 기판에 형성된 회로가 의도한 대로 작동하는지 여부를 시험할 수 있다. 종래의 예에서는, 제 2 단자부가 형성된 상태에서 시험이 행해지기 때문에, 제 2 단자부의 수평부의 아래쪽에 전자부품이 적절히 장착되지 않는 경우, 그 전자부품을 재장착하는 것이 어렵다. 반면에, 본원발명에서는, 제 1 및 제 2 기판부가 동일평면상으로 된 집합기판의 상태, 다시 말하면, 전자부품을 장착시킨 때의 상태와 동일한 상태에서 시험이 행해진다. 따라서, 전자부품이 장착 불량인 것이 시험으로 판명된 경우, 장착 불량의 전자부품을 용이하게 재장착할 수 있어, 생산량을 증가시킬 수 있다. 또한, 집합기판의 상태에서 제 1 및 제 2 외부단자를 각각 제 1 및 제 2 기판부에 형성하기 때문에, 외부단자부를 별도 기판에 부착시키는 종래의 예에 비하여 보호회로장치를 제조한 후 외부단자간의 위치가 어긋나는 정도를 감소시킬 수 있다.
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본 발명에 관한 축전지용의 보호회로장치는 회로부를 갖는 제 1 기판부 및 판상의 금속부재를 거쳐서 제 1 기판부와 접속되는 제 2 기판부를 구비한다.
상기 제 1 기판부는, 바람직하게는, 회로부와 전기적으로 접속되는 제 1 외부단자를 가지며, 제 2 기판부는, 바람직하게는, 회로부와 전기적으로 접속되는 제 2 외부단자를 가진다.
도전부재는 바람직하게는 굴곡되며, 제 2 기판부는 제 1 기판부와 대향하는 위치에 제 1 기판부와 이격되어 배치된다.
제 1 기판부는 돌출부(Protrusion)를 가질 수 있다. 이 경우, 돌출부상에 제 1 외부단자가 형성된다. 제 2 기판부는 돌출부가 설치된 측과 반대측에 위치하는 제 1 기판부의 단부에 접속된다.
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제 1 기판부와 대향하는 제 2 기판부의 표면상에는 회로부와 전기적으로 접속되는 전자부품을 장착할 수 있다.
또한, 제 2 기판부와 제 1 기판부 사이에 제 3 기판부를 설치할 수 있다. 이 경우, 제 3 기판부는 제 1 기판부에 대해 수직 형상으로 될 수 있으며, 제 3 기판부의 표면상에 회로부와 전기적으로 접속되는 배선 패턴을 가질 수 있다.
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제 2 기판부상에 내습성 향상을 위한 코팅을 실시하지 않은 전자부품을 장착할 수 있으며, 제 1 기판부상에 그러한 코팅을 실시한 전자부품을 장착할 수 있다.
본 발명에 관한 축전지의 보호회로장치에 의하면, 도전부재를 굴곡시킴으로써 제 2 기판부를 제 1 기판부에 대해 수직 또는 평행이 되게 할 수 있다. 따라서, 보호회로장치를 축전지 팩 내에 편리하게 조립할 수 있다.
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그런데, 보호회로장치는 누수 대책으로, 예를 들면, 에폭시나 아크릴계 수지 등으로 코팅되는 경우가 있다. 이 코팅작업은 특정 전자부품에 대하여 행해지는 일이 있으나, 이 경우, 코팅되지 않는 전자부품에 대해서는 폴리이미드 테이프 등으로 마스킹(masking)을 실시할 필요가 있다. 본 발명에 관한 보호회로장치에서는, 제 1 기판부와 제 2 기판부가 도전부재를 거쳐서 연결되어 있으나, 각 기판부에 있어서의 전자부품의 장착면은 분리되어 있다. 이 때문에, 예를 들면 제 2 기판부에는 코팅이 없는 전자부품을 집중적으로 장착하고, 제 1 기판부에 코팅이 있는 전자부품을 집중적으로 장착하면, 제 1 기판부에 집중적으로 코팅을 실시할 수가 있다. 이에 의해 코팅되지 않는 전자부품, 즉 제 2 기판부에 장착된 전자부품에 대한 마스킹을 생략할 수 있다. 따라서, 본 발명에 관한 보호회로에 있어서는, 전자부품에 수지 코팅을 실시하는 작업이 용이할 뿐만 아니라, 코팅을 실시하는 때의 마스킹 공정이 불필요하다는 이점이 있다.
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또한, 제 3 기판부를 설치하는 경우, 제 2 기판부를 제 1 기판부에 대해 평행하게 하고 제 3 기판부를 제 2 기판부와 제 1 기판부를 연결하는 수직 형상으로 한다면, 제 2 및 제 3 기판부에 의해 종래의 보호회로장치에 있어서의 단자대를 형성할 수가 있다. 여기서, 제 2 기판부에 외부단자를 형성함으로써 제 2 기판부, 제 3 기판부 및 외부단자에 의해 종래의 제 2 단자부에 상당하는 부분을 형성할 수 있다. 따라서, 제 2 단자부를 삽입 성형에 의해 별도로 형성할 필요가 없어져, 보호회로장치의 제조 효율을 향상시키고, 제조비용을 감소시킬 수 있다.
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본 발명에 관한 보호회로장치는, 예를 들면, 집합기판의 상태에서 보호회로용 기판에 직접 외부단자를 형성하고 집합기판으로부터 보호회로용 기판을 분리한 후에 도전부재를 굴곡시킴으로써 형성할 수 있다. 그러한 일련의 작업에 의해, 종래의 보호회로장치에 있어서의 제 2 단자부에 상당하는 부분을 형성할 수 있다. 따라서, 제 2 단자부를 제 1 기판부에 부착시킬 필요도 없다. 또한, 제 2 단자부에 상당하는 부분을 수지 성형(Resin Molding)에 의해 형성할 필요가 없기 때문에, 금형을 준비할 필요도 없게되어, 가격면에서 매우 유리하게 된다.
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또한, 제 1 기판부에 배선 패턴으로 도통하는 복수의 외부단자를 직접 형성할 수 있다. 즉, 종래의 보호회로장치에 있어서의 제 1 단자부에 상당하는 부분을 제 1 기판부에 직접 형성할 수 있다. 이 경우에도, 보호회로장치의 제조 효율의 개선을 도모함과 동시에 제조 비용의 절감을 도모할 수 있다. 종래의 보호회로장치에 있어서는, 제 1 단자부 역시 제 2 단자부와 마찬가지로 삽입 성형에 의해 형성되며 이것을 보호회로용 기판에 부착시키고 있었으나, 이와 같은 작업이 불필요하게 된다.
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또한, 각 외부단자부는, 예를 들면, 금속 등의 단자편을 장착하여 형성할 수 있으며, 배선 패턴과 동시에 형성되는 단자패드상에 금 등으로 도금을 실시하는 방법 등으로 형성할 수 있다.
본 발명에 관한 축전기 팩은 축전지, 이 축전지로의 과충전을 방지하기 위해 축전지에 도통되는 보호회로장치 및 축전지와 보호회로장치를 수용하는 절연성 용기를 구비한다. 그리고, 보호회로장치는 회로부를 갖는 제 1 기판부 및 그 제 1 기판부와 판상의 금속부재를 거쳐 접속되는 제 2 기판부를 포함한다.
도전부재는 바람직하게는 굴곡된다. 바람직하게는, 이 경우 제 2 기판부는 제 1 기판부와 대향하는 위치에 제 1 기판부와 이격되어 배치된다. 또한, 제 2 기판부는 회로부와 전기적으로 접속되는 제 2 외부단자를 갖는다. 제 1 기판부는, 바람직하게는, 회로부와 전기적으로 접속되는 제 1 외부단자를 갖는다. 그리고, 제 1 및 제 2 외부단자는 절연성 용기의 표면에 노출된다.
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또, 제 2 기판부와 제 1 기판부 사이에 축전지를 삽입할 수 있다.
본 발명에 관한 축전지 팩은 상술한 보호회로장치를 구비하고 있기 때문에, 전술한 각종의 효과를 얻을 수 있다. 이 때문에, 저비용으로 고성능의 축전지 팩을 얻을 수가 있다.
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도 1 은 본원발명에 관한 축전지 팩의 일예를 나타내는 사시도.
도 2 는 도 1 에 나타낸 축전지 팩의 내부에 조립되는 보호회로장치의 측면도.
도 3 은 보호회로장치의 사시도.
도 4 는 보호회로장치의 배면도.
도 5 는 보호회로장치를 제조하기 위해 사용되는 집합기판의 사시도.
도 6 은 1회째의 장착공정에 의해 각종의 전자부품 등이 장착된 단위회로기판(보호회로)의 사시도.
도 7 은 제 2 회째의 장착공정에 의해 각종의 전자부품 등이 장착된 단위회로기판(보호회로)의 사시도.
도 8 은 단위회로기판을 집합기판으로부터 분리한 상태를 나타내는 사시도.
도 9 는 보호회로장치의 변형예를 나타내는 사시도.
도 10 은 보호회로장치의 다른 변형예를 나타내는 사시도.
도 11 은 본 발명에 관한 보호회로장치의 다른 실시의 형태를 나타내는 사시도.
도 12 는 종래의 보호회로장치의 일예를 나타내는 사시도.
도 13 은 종래의 보호회로장치의 배면도.
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이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1 은 본 발명에 관한 축전지 팩의 일 예를 나타내는 사시도, 도 2 는 축전지 팩의 내부에 조립된 본 발명에 관한 보호회로장치를 나타내는 투시측면도, 도 3 은 보호회로장치의 사시도, 도 4 는 보호회로장치의 배면도이다. 또한, 이들 도면에 있어서, 종래 예의 보호회로장치를 설명하기 위해 참조한 도면에 표시된 부재 및 요소 등과 동등한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용한다. 또한, 본 실시형태에서는, 휴대전화의 전원으로 사용되는 축전지 팩에 대해 설명한다.
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도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 축전지 팩(1)은, 수지제의 용기(10) 내에 축전지(2) 및 보호회로장치(3)가 수용된 구성을 가지며, 위에서 보면 전체적으로 사각형의 모양이며, 소정 두께를 가진다. 축전지 팩(1)의 한쪽 면(10a)에는, 휴대전화 본체(도시생략)에 축전지(2)로부터의 전기를 공급하기 위한 4 개의 방전용 단자(30)가 노출되어 형성된다. 축전지 팩(1)의 다른 쪽의 면(10b)에는, 축전지(2)에 외부전원(도시생략)으로부터 전기를 충전시키기 위한 4 개의 충전용 단자(31)가 노출되어 형성된다.
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각 방전용 단자(30) 및 각 충전용 단자(31)는 각각 보호회로장치(3)에 형성된다. 보호회로장치(3)는, 도 2 내지 도 4 에 나타낸 바와 같이, 회로기판 본체부(제 1 기판부)(32), 제 1 아일랜드부(제 2 기판부)(33) 및 제 2 아일랜드부(제 3 기판부)(34)를 갖는다. 이들의 재질 및 두께는 실질적으로 동일하다.
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도 3 에 나타낸 바와 같이, 회로기판 본체부(32)는, 폭이 넓은 부분(32A)의 단말부에서, 폭이 넓은 부분(32A)의 폭 방향의 일측으로부터 폭이 좁은 부분(32B)이 돌출한 "L" 자 형상을 가진다. 또한, 회로기판 본체부(32)는, 폭이 넓은 부분(32A)의 중앙부로부터 폭 방향의 타측으로부터 돌출한 돌출부(32C)를 가진다. 이와 같은 구성의 회로기판 본체부(32)에는, 그 표면 및 이면에, 회로부의 일부를 구성하는 소정의 배선 패턴(미도시)이 형성되어 있다. 회로기판 본체부(32)의 표면(경우에 따라서는 이면에도)에는, 배선 패턴에 도통하고 상기 회로부의 일부를 구성하도록 칩형 저항기 등의 각종 전자부품(6)이 장착되어 있다. 회로기판 본체부(32)의 양단부(폭이 넓은 부분(32A) 및 폭이 좁은 부분(32B)의 각각의 선단부)에는 배선 패턴에 도통하도록 니켈판 등의 금속단자편(40, 41)이 납땜 등으로 장착되어 있다. 이들 금속단자편(40, 41)에는, 연장용의 단자편(40a, 41a)이 접속되고, 이들이 축전지(2)의 전극에 접촉된다.
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돌출부(32C)의 이면측에는, 배선 패턴에 도통하도록 4 개의 제 1 외부단자(31)가 형성되어 있다. 즉, 돌출부(32C) 및 각 제 1 외부단자(31)에 의해 종래의 보호회로장치에 있어서의 제 1 단자부에 상당하는 부분이 형성된다. 또한, 이들 제 1 외부단자(31)는, 예를 들면, 금속 등의 단자편을 납땜에 의해 장착함으로써, 혹은 배선 패턴과 동시에 형성되는 단자 패드상에 금 등으로 도금을 실시함으로써 형성된다. 보호회로장치(3)가 소정 용기 내에 조립되어 축전지 팩(1)이 형성된 경우에는, 각 제 1 외부단자(31)가 외부 전원(미도시)으로부터 축전지(2)에 전기를 공급하는 충전용 단자(31)가 된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 아일랜드부(33)는 직사각형이며, 폭이 넓은 부분(32A)의 위쪽에 폭이 넓은 부분(32A)에 대하여 평행하게 설치된다. 제 1 아일랜드부(33)는, 이 제 1 아일랜드부(33)와 회로기판 본체부(32) 사이에 수직 형상으로 설치된 제 2 아일랜드부(34)를 거쳐서 회로기판 본체부(32)와 연결되어 있다. 구체적으로는, 도 2 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 아일랜드부(33)와 제 2 아일랜드부(34)가, 대략 직각으로 굴곡된 4 개의 제 1 금속편(도전부재)(35)에 의해 연결되고, 제 2 아일랜드부(34)와 회로기판 본체부(32)가 대략 직각으로 굴곡된 4 개의 제 2 금속편(도전부재)(36)에 의해 연결되어 있다. 또, 제 1 아일랜드부(33)의 상면에는, 4개의 제 2 외부단자(30)가 형성되어 있다. 이들 제 2 외부단자(30)도, 제 1 외부단자(31)와 마찬가지로, 금속 등의 단자편을 장착함으로써, 혹은 배선 패턴과 동시에 형성되는 단자 패드상에 금 등으로 도금을 실시함으로써 형성된다.
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각 제 1 금속편(35)은, 각각이 대응하는 제 2 외부단자(30)와 도통하고 있으며, 예를 들면, 제 2 아일랜드부(34)에 형성된 배선에 의해 각각이 대응하는 제 2 금속편(36)과 도통하고 있다. 이들 제 2 금속편(36)은 회로기판 본체부(32)에 형성된 배선 패턴과 도통하고 있기 때문에, 각 제 2 외부단자(30)는 상기 배선 패턴과 도통하고 있다. 제 1 아일랜드부(33)의 이면측에도 소정의 배선 패턴을 형성하여 전자부품(6)을 장착할 수 있다. 또한, 보호회로장치(3)가 소정 용기 내에 조립되어 축전지 팩(1)이 형성된 경우에는, 각 제 2 외부단자(30)가 휴대전화 본체(미도시)에 전기를 공급하기 위한 방전용 단자(30)가 된다.
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이와 같이 구성된 보호회로장치(3)에 있어서는, 소정 높이에서 회로기판 본체부(32)에 대해 평행상으로 된 제 1 아일랜드부(33)에 제 2 외부단자(30)가 각각 형성되어 있다. 이에 의해, 제 1 아일랜드부(33), 제 2 아일랜드부(34) 및 각각의 제 2 외부단자(30)에 의해 종래의 보호회로장치에 있어서의 제 2 단자부에 상당하는 부분이 형성된다.
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다음으로, 보호회로장치(3)의 제조방법에 대해 간단히 설명하지만, 편의상, 도 5 를 참조하면서 보호회로장치(3)의 제조에 사용되는 집합기판(7)에 대해 먼저 설명한다. 본 실시형태에 있어서는, 제 1 및 제 2 외부단자(30, 31)는 금속의 단자편을 장착함으로써 형성된다.
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도 5 에 나타낸 바와 같이, 집합기판(7)은 프레임부(70)에 의해 둘러싸인 직사각형 영역을 복수개 가지며, 각각의 직사각형 영역 내에는, 단위회로기판(회로기판 본체부(32), 제 1 아일랜드부(33) 및 제 2 아일랜드부(34)로 된 것)이 형성되어 있다. 이 집합기판(7)에서는, 보호회로장치(3)에 있어서의 회로기판 본체부(32), 제 1 아일랜드부(33) 및 제 2 아일랜드부(34) 각각이 평면적으로 분리된 상태로 형성되어 있다. 회로기판 본체부(32)는 교량부(71)를 거쳐서 프레임부(70)에 의해 지지되어 있다. 회로기판 본체부(32)는 또한, 제 2 아일랜드부(34)와 교량부(71)를 거쳐 접속되어 있다. 제 1 아일랜드부(33)도 교량부(71)를 거쳐 프레임부(70)에 지지되어 있다. 제 1 아일랜드부(33)는, 제 2 아일랜드부(34)와도 교량부(71)에 의해 접속되어 있다.
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집합기판(7)에 있어서는, 양면에 각종 전자부품이나 금속편 등을 장착할 필요가 있기 때문에, 두 번의 장착 작업이 필요하다. 이 경우, 제 1 회째의 장착 작업은 다음과 같이 행해진다. 즉, 우선 회로기판 본체부(32)에 형성된 소정의 단자 패드에 대응하도록 장착기 등을 사용해서 각종의 전자부품(6)이나 금속단자편(40, 41)등을 자동적으로 위치결정해서 탑재시킨다. 이로써 도 6 에 나타낸 상태가 얻어진다. 단자 패드 혹은 장착해야할 단자에는 미리 납땜 페이스트가 도포된다. 이 납땜 페이스트를 리플로우 로(reflow furnace) 내에서 재용융시킨 후에, 냉각 고체화시킨다. 이로써 전자부품(6) 등이 장착된다.
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다음에 2 회째의 장착 작업을 행한다. 이 작업은 집합기판(7)의 표면과 이면을 역전시켜서 행한다. 구체적으로는, 제 1 아일랜드부(33)와 제 2 아일랜드부(34)에 걸치도록 제 1 금속편(35) 각각을 그들 위에 탑재시킴과 동시에, 제 2 아일랜드부(34)와 회로기판 본체부(32)에 걸치도록 제 2 금속편(36) 각각을 그들 위에 탑재시킨다. 이로써 도 7 에 나타낸 상태가 얻어진다. 본 실시형태에서는, 각 외부단자(30, 31)가 금속의 단자편에 의해 형성되기 때문에, 제 1 아일랜드부(33) 및 회로기판 본체부(32)의 돌출부(32C)에는 금속의 단자편이 탑재된다. 각 금속편(35, 36)이나 금속의 단자편 혹은 이들이 탑재되는 단자 패드에는, 미리 납땜 페이스트가 도포되어 있다. 이 납땜 페이스트를 리플로우 로 내에서 재용융시킨 후에, 냉각 고체화시킨다. 이로써 각각의 금속편(35, 36)이나 금속단자편 등이 장착된다.
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그런데, 보호회로장치(3) 등의 일정한 회로에 있어서는, 누수 대책으로, 예를 들면, 에폭시나 아크릴계의 수지 등에 의해 코팅이 실시된 경우가 있다. 이 코팅 작업은 특정 전자부품(6)에 대해 행해진다. 코팅 작업시에는, 코팅을 실시하지 않는 전자부품(6)에 대해 폴리이미드 테이프 등으로 마스킹을 실시한다. 집합기판(7)에서는, 회로기판 본체부(32)와 제 1 아일랜드부(33)가 금속편(35, 36)을 거쳐서 연결되어 있으나, 회로기판 본체부(32) 및 제 1 아일랜드부(33)에 있어서의 전자부품(6)의 장착면은 평면적으로 분리되어 있다. 이 때문에, 예를 들면, 제 1 아일랜드부(33)에 코팅을 실시하지 않는 전자부품(6)을 집중적으로 장착하고, 회로기판 본체부(32)에 코팅을 실시하는 전자부품(6)을 집중적으로 장착하면, 회로기판 본체부(32)에 집중적으로 코팅을 실시하는 것이 용이해진다. 또한, 코팅을 실시하지 않는 전자부품(6), 즉, 제 1 아일랜드부(33)에 장착된 전자부품(6)에 대해서는 마스킹을 생략할 수도 있다. 이와 같이, 집합기판(7)을 사용하여 보호회로장치(3)를 제조하는 경우에는, 전자부품(6)에 수지 코팅을 실시하는 때의 마스킹 공정이 불필요하게 된다는 이점을 얻을 수 있다.
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상술한 바와 같이 전자부품(6) 등이 장착된 단위회로기판 각각은 실질적으로는 보호회로장치(3)와 같은 방식으로 작동하기 때문에, 집합기판(7)의 상태에서 각 단위회로기판(회로)이 예정대로 작동하는지 여부가 시험된다. 종래의 예에서는, 제 2 단자부가 형성된 상태에서 시험이 행해지기 때문에, 제 2 단자부의 수평부의 아래쪽에 장착된 전자부품(6)이 장착 불량인 경우에는 이 전자부품을 재장착하는 것이 곤란하다. 이에 대해 본원발명에서는, 집합기판(7)의 상태, 즉 전자부품(6) 등을 장착한 상태와 동일한 상태에서 시험이 행해진다. 이 때문에, 전자부품 등이 장착 불량인 것이 시험에 의해 판명된 경우에도, 장착 불량의 전자부품을 용이하게 재 장착할 수 있어, 원료에 대한 제품의 비율을 향상시키는 것이 가능해진다.
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다음으로, 각 교량부(71)를 절단함으로써, 도 8 에 나타낸 보호회로장치(3)가 얻어진다. 이 상태의 보호회로장치(3)에서는, 제 1 아일랜드부(33) 및 제 2 아일랜드부(34)가 회로기판 본체부(32)와 분리되어 있다. 보다 상세하게는, 제 1 및 제 2 아일랜드부(33, 34)가 회로기판 본체부(32)와 수평방향으로 이격되어 배치되어 있다. 이 상태의 보호회로장치(3)의 제 1 및 제 2 금속편(35, 36)을 굴곡시켜서 도 8 에 가상선으로 표시한 상태로 한다. 이에 의해, 도 2 내지 도 4 에 나타낸 상태의 보호회로장치(3)가 얻어진다.
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이와 같이, 집합기판(7)의 상태에서 각종의 전자부품(6) 등을 장착하고 금속편(35, 36)을 굴곡시키는 일련의 작업을 통해 종래의 보호회로장치에 있어서의 제 1 단자부 및 제 2 단자부에 상당하는 부분을 형성할 수 있다. 이 때문에, 삽입 성형에 의해 형성된 제 1 및 제 2 단자부를 별도로 형성할 필요가 없으며, 이들을 회로기판 본체부(32)에 부착시킬 필요도 없다. 특히, 수지 성형을 필요로 하지 않기 때문에, 금형을 준비할 필요가 없어 비용면에서 매우 유리하게 된다. 또한, 제 1 및 제 2 외부단자의 위치맞춤 정밀도를 종래의 예보다 향상시킬 수가 있다.
또한, 금속편(35, 36)을 굴곡시켜서 제 1 아일랜드부(33)를 회로기판 본체부(32)에 대해서 평행이 되게 하고, 제 1 아일랜드부(33)를 회로기판 본체부(32)의 바로 위에 배치한 상태에서는, 도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이, 회로기판 본체부(32)와 제 1 아일랜드부(33) 사이에 일정한 공간이 형성된다. 이 공간의 높이는, 예를 들면, 제 2 아일랜드부(34)의 크기나 각 금속편(35, 36)의 길이 등을 적절히 선택하여 결정할 수 있다. 그런데, 회로기판 본체부(32)에는 각 금속편(35, 36)을 굴곡시키기 전, 예를 들면, 집합기판(7)의 상태에서 각종 전자부품(6)이 장착된다. 이 경우, 상기 공간의 높이를 적절히 설정하면, 전자부품(6)의 장착 후에 각 금속편(35, 36)을 굴곡시켜서 제 1 아일랜드부(33)를 회로기판 본체부(32)의 바로 위에 배치해도 제 1 아일랜드부(33)와 전자부품(6)이 간섭하는 것을 피할 수 있다. 더구나, 회로기판 본체부(32)가 축전지용의 보호회로장치(3)로 사용되는 경우에는, 보호회로장치(3)의 두께(제1 아일랜드부(33)와 회로기판 본체부(32)의 거리)는 적어도 축전지의 두께 이상으로 된다. 따라서, 회로기판 본체부(32) 및 제 1 아일랜드부(33)에 있어서의 각각의 대향면에 전자부품(6)을 장착할 수 있고, 전자부품(6)의 장착 면적을 증대시킬 수 있다.
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또한, 상기 실시형태에 있어서는, 제 1 금속편(35)에 의해 제 1 아일랜드부(33)와 제 2 아일랜드부(34)가 연결되고, 제 2 금속편(36)에 의해 제 2 아일랜드부(34)와 회로기판 본체부(32)가 연결되고 있으나, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 한 종류의 금속편(35A)에 의해 제 1 아일랜드부(33), 제 2 아일랜드부(34) 및 회로기판 본체부(32)를 연결할 수도 있다.
또한, 제 2 아일랜드부(34)를 생략할 수 있다. 즉, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 보호회로장치(3)가 제 1 아일랜드부(33)만 가져도 된다.
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다음으로, 본원발명에 관한 보호회로장치(3)의 다른 실시형태에 대해 도 11 을 참조해서 설명한다. 또한, 도 11 에 있어서는, 전술한 실시형태에 있어서, 참조 도면에 표시된 부재 또는 요소와 동등한 구성에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이들에 대한 설명은 생략한다.
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본 실시형태의 보호회로장치(3)의 구성은 앞서 설명한 실시형태의 보호회로장치(3)와 기본적으로 동일하다. 본 실시형태의 보호회로장치(3)가 상술한 실시형태의 그것과 다른 점은 제 1 아일랜드부(33) 및 제 2 아일랜드부(34)의 모양이다. 즉, 상술한 실시형태에 있어서는, 회로기판 본체부(32)에 있어서의 폭 방향의 일측(폭이 좁은 부분(32B)의 돌출 방향)으로부터 연속해서 제 1 및 제 2 아일랜드부(33, 34)가 형성되어 있었으나, 본 실시의 형태에 있어서는, 제 1 및 제 2 아일랜드부(33, 34)가 회로기판 본체부(32)에 있어서의 폭 방향의 타측으로부터 연속해서 형성되어 있다.
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이 구성에 있어서는, 제 1 및 제 2 아일랜드부(33, 34)에 의해, 회로기판 본체부(32)에 있어서의 폭 방향 일측으로 개방된 공간이 형성된다. 이 때문에, 제 1 아일랜드부(33)의 저면측 및 제 1 아일랜드부(33)의 바로 아래 영역에 전자부품(6) 등을 장착하지 않은 경우, 축전지(2)의 단말부를 상기한 공 간내에 수용할 수 있다. 따라서, 상기한 구성의 보호회로장치(3)를 조립한 축전지 팩에서는 길이 방향의 치수를 작게 할 수가 있다.
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이상과 같이 본 발명의 실시의 형태에 대해 설명했으나, 제안된 각 실시형태는 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아님은 물론이다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해 나타내어지며, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함한다.
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본 발명은 축전지용의 보호회로 및 그 보호회로를 구비한 축전지에 유효하게 적용될 수 있다.

Claims (18)

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  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 회로부를 갖는 제 1 기판부; 및
    변형 가능한 복수의 판상의 금속부재를 거쳐 상기 제 1 기판부와 접속되는 제 2 기판부를 구비하며,
    상기 제 1 및 제 2 기판부는 프레임부에 의해 둘러싸인 영역 내에 형성되고,
    상기 영역은 복수개 설치되며,
    상기 제 1 기판부 및 제 2 기판부는 각각 상기 영역 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 축전지의 보호회로용 기판.
  8. 축전지에 대한 과충전을 방지하기 위한 축전지용 보호회로장치로서,
    회로부를 갖는 제 1 기판부;
    서로 간격을 두면서 배치된 복수의 판상의 금속부재를 거쳐 상기 제 1 기판부와 접속되는 제 2 기판부; 및
    상기 제 2 기판부와 제 1 기판부 사이에 설치되는 제 3 기판부를 구비하며,
    상기 복수의 판상의 금속부재는 굴곡되며,
    상기 제 2 기판부는 상기 제 1 기판부와 대향하는 위치에 상기 제 1 기판부와 이격되어 배치되며,
    상기 제 1 기판부와 상기 제 2 기판부는 상기 복수의 판상의 금속부재에 의해 접속되어 접속측상에서 상기 제 1 기판부와 상기 제 2 기판부 사이에 공간을 형성하며,
    상기 제 1 기판부와 상기 제 2 기판부는 상기 제 3 기판부와 상기 복수의 판상의 금속부재를 거쳐 접속되어 상기 제 3 기판부와 상기 제 1 및 제 2 기판부 사이에 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 축전지용 보호회로장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 기판부는 상기 회로부와 전기적으로 접속되는 제 1 외부단자를 구비하며,
    상기 제 2 기판부는 상기 회로부와 전기적으로 접속되는 제 2 외부단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 축전지용 보호회로장치.
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 기판부는 돌출부를 구비하며,
    상기 제 1 외부단자는 상기 돌출부상에 형성되며,
    상기 제 2 기판부는 상기 돌출부가 설치된 측과 반대측에 위치하는 상기 제 1 기판부의 단부와 접속되는 것을 특징으로 하는 축전지용 보호회로장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 회로부와 전기적으로 접속되는 전자부품은 상기 제 1 기판부와 대향하는 상기 제 2 기판부의 표면상에 장착되는 것을 특징으로 하는 축전지용 보호회로장치.
  13. 삭제
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 기판부는 상기 제 1 기판부에 대해 수직으로 설치되며,
    상기 회로부와 전기적으로 접속되는 배선 패턴이 상기 제 3 기판부의 표면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 축전지용 보호회로장치.
  15. 제 8 항에 있어서,
    내습성 향상을 위한 코팅을 실시하지 않은 전자부품은 상기 제 2 기판부상에 장착되며,
    상기 코팅을 실시한 전자부품은 상기 제 1 기판부상에 장착되는 것을 특징으로 하는 축전지용 보호회로장치.
  16. 축전지;
    상기 축전지로의 과충전을 방지하기 위해 상기 축전지에 전기적으로 접속되는 보호회로장치; 및
    상기 축전지와 상기 보호회로장치를 수용하는 절연성 용기를 구비하며,
    상기 보호회로장치는,
    회로부를 갖는 제 1 기판부;
    복수의 판상의 금속부재를 거쳐 상기 제 1 기판부와 접속되는 제 2 기판부; 및
    제 3 기판부를 포함하며,
    상기 복수의 판상의 금속부재는 굴곡되며,
    상기 제 2 기판부는 상기 제 1 기판부와 대향하는 위치에 상기 제 1 기판부와 이격되어 배치되며,
    상기 제 1 기판부는 상기 회로부와 전기적으로 접속되는 제 1 외부단자를 구비하며,
    상기 제 2 기판부는 상기 회로부와 전기적으로 접속되는 제 2 외부단자를 구비하며,
    상기 제 1 및 제 2 외부단자는 상기 절연성 용기의 표면에 노출되며,
    상기 제 1 기판부와 상기 제 2 기판부는 상기 복수의 판상의 금속부재에 의해 접속되어 접속측상에서 상기 제 1 기판부와 상기 제 2 기판부 사이에 공간을 형성하며,
    상기 제 3 기판부는 상기 제 1 기판부와 상기 제 2 기판부 사이에 설치되고,상기 제 1 기판부와 상기 제 2 기판부는 상기 제 3 기판부와 상기 복수의 판상의 금속부재를 거쳐 접속되어 상기 제 3 기판부와 상기 제 1 및 제 2 기판부 사이에 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 축전지 팩.
  17. 삭제
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 축전지는 상기 제 2 기판부와 상기 제 1 기판부 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 축전지 팩.
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