KR100624908B1 - 안테나 패턴을 갖는 배터리 팩 - Google Patents

안테나 패턴을 갖는 배터리 팩 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 해결하고자 하는 기술적 과제는 회로기판 자체에 안테나 패턴을 형성하여 외부 셋트에 안테나를 별도로 설치할 필요가 없으며, 또한 회로 기판의 위치를 변경하여 배터리 용량을 증가시키는데 있다.
이를 위해 본 발명에 의한 해결 방법의 요지는 충방전이 가능한 베어 셀과, 베어 셀의 측면에 위치되어 전기적으로 연결되고, 표면에는 안테나 패턴이 형성된 회로기판과, 베어 셀의 하면에 위치되고, 표면에 안테나 단자가 형성된 동시에, 회로기판과 전기적으로 연결된 커넥터와, 베어 셀, 회로기판, 커넥터를 감싸는 케이스를 포함하여 이루어진 배터리 팩이 개시된다.
베어 셀, 회로기판, 안테나 패턴, 케이스, 배터리 팩

Description

안테나 패턴을 갖는 배터리 팩{Battery pack having antenna pattern}
도 1을 참조하면, 종래의 배터리 팩이 외부 셋트에서 분리된 상태를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 배터리 팩이 외부 셋트에서 분리된 상태를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 배터리 팩중 베어 셀, 회로기판 및 커넥터의 분리 상태를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 배터리 팩중 하부 케이스에 베어 셀 등이 수납된 상태에서 상부 케이스가 결합되는 상태를 도시한 평면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100; 본 발명에 의한 배터리 팩
110; 베어 셀 111; 상면
112; 하면 113; 측면
114; 음극 단자 115; 양극 리드
116; 음극 리드 117; 양성 온도 소자
118; 절연층 120; 회로기판
121,122,123,124,125; 패드 126; 안테나 패턴
127; 전자 부품 130; 커넥터
삭제
131; 절연성 몸체 133; 외부 양극 단자
134; 안테나 단자 125; 외부 음극 단자
140; 연성 회로패턴 141; 도전체
142; 절연 필름 150; 케이스
151; 하부 케이스 152; 상부 케이스
153,154,155; 개구
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세히는 회로기판 자체에 안테나 패턴을 형성하여 외부 셋트에 안테나를 설치할 필요가 없으며, 또한 회로 기판의 위치를 변경하여 배터리 용량을 증가시킬 수 있는 안테나 패턴을 갖는 배터리 팩에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 배터리 팩(1')은 충방전이 가능한 베어 셀(2')과, 상기 베어 셀(2')의 충방전 상태를 제어하기 위해 베어 셀(2')에 전기적으로 연결된 회로기판(3')과, 상기 베어 셀(2') 및 회로기판(3')을 외부 셋트(4')에 장착할 수 있는 상태로 팩킹한 케이스(5')로 이루어져 있다.
또한, 이러한 배터리 팩(1')이 장착되는 외부 셋트(4')(예를 들면, 휴대폰)에는 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나(6')가 설치되어 있으며, 이러한 안테나 (6')가 배터리 팩(1')과 간섭되지 않도록, 상기 배터리 팩(1')의 케이스(5') 일측에는 일정 깊이의 요홈(7')이 형성되어 있다. 즉, 외부 셋트(4')에 안테나(6')가 설치될 수 있도록 배터리 팩(1')의 케이스(5') 측부에 상,하로 길다란 요홈(7')이 형성되어 있다. 다른 말로 하면, 배터리 팩(1')을 이루는 케이스(5')의 일측에 상,하로 길다란 일정 깊이의 요홈(7')이 형성됨으로써, 외부 셋트(4')에 결합된 안테나(6')가 배터리 팩(1')에 방해받지 않고 일정 영역에 위치된다.
도면중 미설명 부호 8', 9',10',11'는 외부 셋트(4') 및 배터리 팩(1')에 형성된 전기적 접속 단자(양극 단자 및 음극 단자)이다. 또한, 상기 배터리 팩(1')에 설치된 전기적 접속 단자(8',9') 위에는 베어 셀(2')의 충방전을 제어하기 위한 회로기판(3')이 가로 방향으로 설치되어 있고, 그 회로기판(3') 위에 베어 셀(2')이 위치되어 있다. 물론, 이러한 베어 셀(2') 및 회로기판(3')은 케이스(5')에 의해 외부에서는 보이지 않음으로, 도면에서는 점선으로 표시되어 있다.
이와 같이 종래에는 안테나가 위치할 수 있도록 배터리 팩(즉, 케이스)에 일정 깊이의 요홈을 만들어야 함으로써, 그만큼 베어 셀의 크기를 작게 설계하여야 하고 따라서 배터리 용량이 감소하는 문제가 있다.
또한, 베어 셀의 하면에 회로기판이 위치되어야 함으로써, 상기 회로기판의 높이(또는 폭)만큼 베어 셀의 높이도 작아지고, 따라서 배터리 용량은 더욱 감소하는 문제가 있다.
더욱이, 종래의 외부 셋트(예를 들면, 휴대폰)는 외부와 송수신하기 위해 반듯이 안테나를 별도로 설치해주어야 함으로써, 디자인 자유도가 많이 떨어지고 또 한 부품 갯수가 증가하여 제조 비용도 높아지는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 회로기판 자체에 안테나 패턴을 형성하여 외부 셋트에 안테나를 설치할 필요가 없고, 또한 회로 기판의 위치를 변경하여 배터리 용량을 증가시킬 수 있는 안테나 패턴을 갖는 배터리 팩을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 안테나 패턴을 갖는 배터리 팩은 충방전이 가능한 베어 셀과, 베어 셀의 측면에 위치되어 전기적으로 연결되고, 표면에는 안테나 패턴이 형성된 회로기판과, 베어 셀의 하면에 위치되고, 표면에 안테나 단자가 형성된 동시에, 회로기판과 전기적으로 연결된 커넥터와, 베어 셀, 회로기판, 커넥터를 감싸는 케이스를 포함한다.
여기서, 상기 베어 셀은 하면에 음극 단자가 형성된 캔 형태이거나, 하면에 양극 리드 및 음극 리드가 돌출 형성된 파우치 형태일 수 있다.
또한, 상기 커넥터는 절연 몸체가 구비되고, 절연 몸체의 표면에 외부 양극 단자, 안테나 단자 및 외부 음극 단자가 소정 피치로 형성되며, 각 단자는 회로기판에 전기적으로 접속될 수 있다.
또한, 상기 케이스는 커넥터의 외부 양극 단자, 안테나 단자 및 외부 음극 단자가 외부로 노출되도록 각각 개구가 더 형성될 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명은 베어 셀의 충방전을 제어하는 회로기판 자체에 무선 신호를 송수신할 수 있는 안테나 패턴이 자체적으로 형성됨으로써, 배터리 팩이 장착되는 외부 셋트(예를 들면, 휴대폰)에 별도로 안테나를 형성하지 않아도 된다.
또한, 본 발명은 종래에 안테나가 있던 영역으로 회로기판을 옮기고, 대신 회로기판이 있던 영역만큼 베어 셀의 높이를 더 높임으로써, 동일한 배터리 팩의 높이 및 폭을 가지면서도 배터리 용량은 더욱 증가시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 배터리 팩(100)이 외부 셋트(200)에서 분리된 상태를 도시한 평면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명이 적용된 배터리 팩(100)에는 종래와 같은 안테나의 수납을 위한 일정 깊이의 요홈이 형성되어 있지 않다. 더욱이, 본 발명에 의한 배터리 팩(100)이 결합된 외부 셋트(200)(예를 들면, 휴대폰)에도 별도의 안테나가 형성되어 있지 않다.
더불어, 본 발명에 의한 배터리 팩(100)의 외형은 하부 케이스(151)와 상부 케이스(152)로 이루어져 있으며, 상기 하부 케이스(151)에 상부 케이스(152)가 용착되어 있다. 물론, 상기 상부 케이스(152)에는 외부 양극 단자(133), 안테나 단자(134) 및 외부 음극 단자(135)가 외부 셋트(200)에 전기적으로 접속될 수 있도록 각각 개구(153,154,155)가 형성되어 있다. 더불어, 상기 외부 셋트(200)에도 상기 외부 양극 단자(133), 안테나 단자(134) 및 외부 음극 단자(135)가 각각 전기적으로 접속될 수 있도록 3개의 단자(233,234,235)가 형성되어 있다.
도면중 미설명 부호 110은 하부 케이스(151)와 상부 케이스(152) 사이에 위치된 베어 셀이고, 미설명 부호 120은 종래에 안테나가 위치하던 영역에 안착된 회로기판을 개략적으로 도시한 것이다. 이에 대한 설명은 아래서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 의한 배터리 팩(100)중 베어 셀(110), 회로기판(120) 및 커넥터(130)의 분리 상태를 도시한 평면도이다.
먼저 본 발명은 상술한 바와 같이 케이스(150)중 하부 케이스(151)에 베어 셀(110), 회로기판(120), 커넥터(130) 및 연성 회로 패턴(140) 등이 전기적으로 연결된 채 수납되어 있다.
상기 베어 셀(110)은 하면(112)에 음극 단자(114)가 형성된 금속 캔 형태일 수 있다. 물론, 상기 음극 단자(114)를 제외한 나머지 영역은 모두 양극의 전기적 성질을 갖는다. 또한, 상기 베어 셀(110)의 상면(111)에는 온도 증가시 저항이 증가함으로써, 충방전 전류를 제한하는 양성 온도 소자(117)가 접속되고, 상기 양성 온도 소자(117)에는 양극 리드(115)가 접속되어 있다. 더불어, 상기 양극 리드(115)는 회로기판(120)에 전기적으로 접속 가능하게 측면(113)까지 일정 길이 연장되어 있다. 또한, 상기 베어 셀(110)중 음극 단자(114)에는 음극 리드(116)가 접속 된 채 상기 측면(113)까지 일정 길이 연장되어 있다. 여기서, 상기 음극 리드(116)와 하면(112) 및 측면(113) 사이에는 전기적 쇼트 현상을 방지하기 위해 절연층(118)이 형성되어 있다. 즉, 상기 음극 리드(116)를 제외한 하면(112) 및 측면(113)은 모두 양극의 전기적 성질을 가지므로 상술한 바와 같은 절연층(118)이 필요하다. 더욱이, 상기 양성 온도 소자(117)는 상기 양극 리드(115)가 아닌 음극 단자(114)와 음극 리드(116) 사이에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 베어 셀(110)은 금속 캔 대신 금속 파우치 형태일 수도 있다. 물론, 베어 셀(110)이 금속 파우치 형태일 경우에는 외부로 양극 리드 및 음극 리드가 일정 길이 연장된 형태를 한다. 이밖에도 상기 베어 셀(110)은 다양한 형태를 할 수 있지만, 여기서 상기 베어 셀(110)의 형태를 한정하는 것은 아니다.
이어서, 상기 회로기판(120)에는 베어 셀(110)의 충방전을 적절히 제어할 수 있도록 다수의 전자 부품(127)이 형성되어 있으며, 대략 직선 형태로 안테나 패턴(126)도 형성되어 있다. 도면에서는 비록 상기 안테나 패턴(126)이 직선 형태로 되어 있으나, 이러한 형태로 안테나 패턴(126)을 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 안테나 패턴(126)은 사다리 형태 또는 스프링 형태와 같은 다양한 형태로 변경 가능하다. 더욱이, 상기 회로기판(120)에는 상기 양극 리드(115) 및 음극 리드(116)가 용이하게 용접되도록 양극 패드(121) 및 음극 패드(122)가 각각 형성되어 있다. 예를 들어, 상기 양극 리드(115) 및 음극 리드(116)는 각각 양극 패드(121) 및 음극 패드(122)에 납땜 될 수 있다. 더불어, 상기 회로기판(120)에는 하기할 연성 회로 패턴(140)과 용이한 전기적 접속을 위해 3개의 단자 패드(123,124,125)가 형성되어 있다. 물론, 이러한 단자 패드(123,124,125)중 안테나 신호를 전송하는 단자 패드(124)는 안테나 패턴(126)과 전기적으로 연결되어 있음은 당연하다. 더욱이, 상기 회로기판(120)과 베어 셀(110)의 측면(113) 사이에는 전기적 쇼트 현상을 방지하기 위해 상술한 절연층(118)이 더 연장되어 있다.
이어서, 상기 커넥터(130)는 상기 베어 셀(110)중 하면(112)에 위치되어 있다. 물론, 상기 베어 셀(110)과 커넥터(130) 사이에도 전기적 쇼트가 발생하지 않도록 절연층(119)이 더 형성되어 있다. 상기 커넥터(130)는 절연성 몸체(131)를 포함하며, 상기 절연성 몸체(131)의 표면에는 외부 양극 단자(133), 안테나 단자(134) 및 외부 음극 단자(135)가 소정 피치를 가지며 형성되어 있다. 물론, 이러한 각각의 단자(133,134,135)는 모두 하기할 연성 회로 패턴(140)과 전기적으로 접속되어 있다.
한편, 상기 연성 회로 패턴(140)은 상기 회로기판(120)에 형성된 3개의 패드(123,124,125)와 상기 커넥터(130)에 형성된 3개의 단자(133,134,135)를 각각 전기적으로 접속시킨다. 이러한 연성 회로 패턴(140)은 3개의 도전체(141)와, 상기 도전체(131)를 감싸는 절연 필름(142)으로 이루어져 있다. 물론, 이러한 연성 회로 패턴(140) 대신 통상의 전선, 리드 또는 그 등가물을 이용할 수 있으나, 여기서 그 종류를 한정하는 것은 아니다.
도 4는 본 발명에 의한 배터리 팩(100)중 하부 케이스(151)에 베어 셀(110) 등이 수납된 상태에서 상부 케이스(152)가 결합되는 상태를 도시한 평면도이다.
상술한 바와 같이 케이스는 크게 하부 케이스(151)와 상부 케이스(152)로 분리될 수 있다. 더불어, 상기 하부 케이스(151)에는 상술한 베어 셀(110), 회로 기판(120), 커넥터(130) 및 연성 회로 패턴(140)이 일체화되어 수납된다. 여기서, 종래에는 베어 셀(110)의 측면(113)에 안테나가 위치되도록 상부 케이스(152)에 일정 깊이의 요홈이 형성되어 있었으나, 본 발명에서는 상부 케이스(152)에 어떠한 요홈도 형성되지 않고 다만 하부 케이스(151)와 상부 케이스(152) 사이에 회로기판(120)이 위치됨을 볼 수 있다. 물론, 베어 셀(110)의 하면(112)에 위치하던 회로기판(120)이 베어 셀(110)의 측면(113)으로 위치 변경된 것이다. 따라서, 상기 회로기판(120)이 있던 영역만큼 베어 셀(110)의 높이가 커지게 되고, 이에 따라 배터리 용량이 증가한다. 또한, 상기 상부 케이스(152)에는 상기 커넥터(130)에 형성된 외부 양극 단자(133), 안테나 단자(134) 및 외부 음극 단자(135)가 외부로 노출되어 외부 셋트에 용이하게 접속되도록 각각 개구(153,154,155)가 형성되어 있다. 즉, 상기 상부 케이스(152)에 형성된 개구(153,154,155)를 통하여 각각의 단자(133,134,135)가 외부로 노출된다.
한편, 이러한 하부 케이스(151) 위에는 상기 상부 케이스(152)가 초음파, 열 또는 그 등가 부재에 의해 용착됨으로써, 상기 베어 셀(110), 회로기판(120), 커넥터(130) 및 연성 회로패턴(140) 등이 외부 충격 등에 의해 파손되지 않도록 되어 있다.
상기와 같이 하여 본 발명은 베어셀의 충방전을 제어하는 회로기판 자체에 무선 신호를 송수신할 수 있는 안테나 패턴이 자체적으로 형성됨으로써, 배터리 팩이 장착되는 외부 셋트(예를 들면, 휴대폰)에 별도로 안테나를 형성하지 않아도 된다.
또한, 본 발명은 종래에 안테나가 있던 영역으로 회로기판을 옮기고, 대신 회로기판이 있던 영역만큼 베어 셀의 높이를 더 높임으로써, 동일한 배터리 팩의 높이 및 폭을 가지면서도 배터리 용량은 더욱 증가시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 안테나 패턴을 갖는 배터리 팩을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 충방전이 가능한 베어 셀과,
    상기 베어 셀에 전기적으로 연결되어, 상기 베어 셀의 충방전 상태를 제어하고, 일측 표면에는 상기 베어 셀에 의해 전원을 공급받는 외부 셋트에서 전화 통신을 위해 필요로 하는 안테나 패턴이 형성된 회로기판과,
    상기 베어 셀의 하면에 위치되고, 표면에 안테나 단자가 형성된 동시에, 상기 회로기판과 전기적으로 연결된 커넥터와,
    상기 베어 셀, 회로기판, 커넥터를 감싸는 케이스를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 베어 셀은 하면에 음극 단자가 형성된 캔 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 베어 셀은 하면에 양극 리드 및 음극 리드가 돌출 형성된 파우치 형태인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 베어 셀에는 상면에 양극 리드의 일단이 접속되고, 하면에 음극 리드의 일단이 접속되며, 상기 양극 리드 및 음극 리드의 타단은 회로기판에 접속된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 베어 셀과 양극 리드 사이에는 양성 온도 소자가 더 개재된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 베어 셀과 음극 리드 사이에는 양성 온도 소자가 더 개재된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥터는 절연 몸체가 구비되고, 상기 절연 몸체의 표면에 외부 양극 단자, 외부 음극 단자 및 안테나 단자가 소정 피치로 형성되며, 상기 각 단자는 회로기판에 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 외부 양극 단자, 외부 음극 단자 및 안테나 단자와 회로기판은 연성 회로 패턴을 통하여 상호 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 케이스에는 상기 커넥터의 외부 양극 단자, 안테나 단자 및 외부 음극 단자가 외부로 노출되도록 각각 개구가 더 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 연성 회로 패턴은 상기 외부 양극 단자, 안테나 단자 및 외부 음극 단자와 회로기판을 전기적으로 연결하는 도전체와, 상기 도전체를 감싸는 절연 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 베어 셀과 커넥터 사이에는 절연층이 더 개재된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 베어 셀과 회로기판 사이에는 절연층이 더 개재된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 제 4 항에 있어서, 상기 베어 셀과 음극 리드 사이에는 절연층이 더 개재된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 회로기판에서 직선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 케이스는 상기 베어 셀, 회로기판, 커넥터가 안착되는 하부 케이스와, 상기 하부 케이스의 상부에 위치되어 용착되는 상부 케이스를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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