KR100649659B1

KR100649659B1 - 휴대단말기용 배터리팩 및 그 조립방법

Info

Publication number: KR100649659B1
Application number: KR1020050076852A
Authority: KR
Inventors: 유상길; 김순국
Original assignee: 넥스콘 테크놀러지 주식회사
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2005-08-22
Publication date: 2006-11-27

Abstract

본 발명은 이동 통신기기와 휴대단말기 등에 주로 사용되는 배터리팩 및 그 조립방법에 관한 것으로, 배터리팩의 조립 공정에서 몰딩부재에 인써트(insert) 고정되어 있는 탄성단자에 의해 커버는 물론이고 인쇄회로기판의 패턴에 스크래치(scratch)가 발생되는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, +, - 단자가 구비된 축전지(5)가 내장되는 케이스(4)와, 상기 케이스의 상면에 접합수단에 의해 고정됨과 동시에 절연체(6a)에 의해 - 단자(6b)가 고정된 커버(6)와, 상기 커버의 상면에 위치되며, 하부는 통공(13)을 통해 커버(6)에 용접 고정되고 상부에는 각각 돌기(14a)(14b)를 갖는 +, - 탄성단자(8a)(8b)가 인써트 고정되어 있는 몰딩부재(8)와, 상기 몰딩부재의 상면에 위치되며 +, - 탄성단자에 형성된 돌기가 각각 끼워지는 삽입공(15a)(15b)이 형성된 인쇄회로기판(7)과, 상기 인쇄회로기판 및 몰딩부재를 수용하는 캡(9)으로 구성된 것이다.

Description

휴대단말기용 배터리팩 및 그 조립방법{A Battery Pack for a Portable Terminal and the Method of Manufacturing Thereof}

도 1은 일반적인 내장형 배터리팩의 사용상태를 예시한 분해 사시도

도 2는 종래의 배터리팩을 분해하여 나타낸 종단면도

도 3은 도 2의 결합상태 종단면도

도 4는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도

도 5는 도 4의 결합상태 사시도

도 6은 도 5의 종단면도

도 7은 본 발명의 탄성단자를 나타낸 사시도

도 8a 내지 8c는 본 발명의 조립과정을 나타낸 종단면도

도 9는 본 발명의 조립과정을 설명하기 위한 플로우 챠트

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

4 : 케이스 5 : 축전지

6 : 커버 7 : 인쇄회로기판

8 : 몰딩부재 8a, 8b : +, - 탄성단자

9 : 캡 13 : 통공

14a, 14b : 돌기 15a, 15b : 삽입공

16 : 도금층

본 발명은 이동 통신기기와 휴대단말기 등에 주로 사용되는 배터리팩에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 배터리팩의 조립 공정에서 몰딩부재에 인써트(insert) 고정되어 있는 탄성단자에 의해 커버는 물론이고 인쇄회로기판의 패턴에 스크래치(scratch)가 발생되는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 하는 휴대단말기용 배터리팩 및 그 조립방법에 관한 것이다.

일반적으로, 핸드폰, 노트북, 휴대용 개인정보 단말기(PDA : Personal Digital Assistants) 등의 휴대용 단말기는 충, 방전이 가능한 2차 전지인 축전지가 포함된 배터리팩〔일명 "이너 팩"(Inner Pack)이라고 함〕을 단말기 일 측면에 탈, 부착 가능하도록 결합하여 사용하기 때문에, 이동성이 보장되고 휴대가 간편하여 널리 사용되고 있다.

이러한 휴대용 단말기의 경우, 일정시간동안 사용하게 되면 단말기에 결합된 축전지가 방전되는데, 이와 같이 축전지가 방전되어 축전지로부터 단말기 측으로 충분한 전원의 공급이 이루어지지 않으면 단말기를 사용하지 못하게 된다.

따라서 휴대용 단말기를 재사용하기 위해서는 충전기를 이용하여 방전된 축전지를 분리하여 충전한 다음 재결합하거나, 여분의 충전된 다른 축전지로 교체한 후 사용하여야 된다.

상기와 같이 휴대용 단말기에 사용되는 배터리팩은 과 전류 또는 과 전압이 인가되면 상기 배터리팩이 소손 또는 폭발하는 등의 안전사고가 발생하는 문제점이 있는 바, 대부분의 배터리팩에는 상기와 같은 안전사고를 방지하기 위하여 보호회로(PCM : Protection Circuit Module)가 구성된 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)이 설치되어 있다.

도 1은 일반적인 내장형 배터리팩의 사용상태를 예시한 분해 사시도로서, 휴대용 단말기(1)의 하부에 배터리팩(2)을 삽입하기 위한 삽입홈(3)이 형성되어 있어 휴대용 단말기를 사용하고자 할 경우에는 충전이 충분히 이루어진 배터리팩(2)을 상기 삽입홈(3)을 통해 휴대용 단말기(1)에 장착하여야 된다.

이에 따라, 배터리팩(2)의 단자가 삽입홈(3)의 내부에 위치된 단자와 전기적으로 연결되므로 휴대용 단말기를 사용할 수 있다.

이러한 내장형 배터리팩(2)은 외부충격에 대한 내구성이 높기 때문에 제품(휴대용 단말기)의 신뢰성을 향상시킬 수 있어 그 사용이 증가되고 있는 추세이다.

도 2는 종래의 배터리팩을 분해하여 나타낸 종단면도이고 도 3은 도 2의 결합상태 종단면도로서, 상부가 개방된 케이스(4)의 내부에 수용되는 축전지(5)의 상면 중심에 - 단자(5b)가 고정되어 있고 일 측으로는 + 단자(5a)가 고정되어 있다.

상기 축전지(5)의 상부에 위치하는 도전체로 이루어진 커버(6)의 중심부에 - 단자(6b)가 절연체(6a)에 의해 절연되게 고정되어 커버(6)의 상, 하면으로 노출되어 있고 커버(6)의 나머지부분은 도전체로 이루어져 있어 + 단자역할을 하게 된다.

상기 커버(6)의 상부에 위치되어 인쇄회로기판(7)의 단자와 전기적으로 연결되도록 하는 몰딩부재(8)에는 +, - 탄성단자(8a)(8b)가 몰딩부재의 사출 시 인써트(insert)되어 고정되어 있다.

또한, 인쇄회로기판(7)의 저면에는 몰딩부재(8)에 인써트 고정된 +, - 탄성단자(8a)(8b)가 탄력적으로 접속되도록 +, - 단자역할을 하는 패턴(7a)(7b)이 형성되어 있고 상부에는 단말기의 단자와 접속되는 다수개의 단자(7c)가 형성되어 이들이 캡(9)에 의해 감싸여져 보호되는 구조로 되어 있는데, 상기 캡(9)에는 인쇄회로기판(7)에 형성되는 다수개의 단자(7c)가 외부로 노출되도록 통공(9a)이 형성되어 있다.

따라서 캡(9)의 내부에 인쇄회로기판(7)과 몰딩부재(8) 그리고 커버(6)를 차례로 삽입하여 캡(9)과 커버(6)의 접속면(테두리)을 접착제(10)에 의해 접착하면 몰딩부재(8)에 인써트되어 있던 +, - 탄성단자(8a)(8b)가 변형되면서 저면이 커버(6)에 고정된 - 단자(6b) 및 표면에 각각 탄력적으로 접속됨과 동시에 +, - 탄성단자(8a)(8b)의 상면은 인쇄회로기판(7)의 저면에 형성된 패턴(7a)(7b)과 탄력적으로 접속되어 이들이 상호 전기적으로 통하여지게 되므로 기판조립체(11)가 완성된다.

이와 같이 기판조립체(11)가 완성된 상태에서 상기 기판조립체의 커버(6)가 하부를 향하도록 한 다음 이를 축전지(5)가 내장된 케이스(4)에 밀착시키면 커버(6)의 중심에 절연체(6a)에 의해 절연되게 고정된 - 단자(6b)가 축전지(5)의 - 단 자(5b)와 전기적으로 접속되고, 축전지(5)의 + 단자(5a)는 도전체로 이루어진 커버(6)와 밀착되어 이들의 단자가 전기적으로 통하여지게 되는데, 이러한 상태에서 케이스(4)와 커버(6)의 접합부위를 레이저 용접(laser welding)하므로써, 이들이 일체화된다.

그 후, 케이스(4)의 외주면에 절연지(12)를 테이핑하므로써, 배터리팩의 생산이 완료된다.

그러나 이러한 구조를 갖는 종래의 배터리팩은 기판조립체를 조립하는 과정에서 +, - 탄성단자가 압축되면서 인쇄회로기판의 패턴은 물론이고 커버에 스크래치를 발생시키게 구조로 되어 있어 생산 완료된 배터리팩을 테스트하는 과정에서 +, - 탄성단자가 접촉되는 부위에서 임피던스 값이 정상 값을 벗어나는 경우가 발생되므로 양품을 불량품으로 오판하는 문제점이 있었다.

또한, 인쇄회로기판이 캡의 내부에 유동 가능하게 설치되어 있어 배터리팩을 단말기 또는 충전기에 장착 시 단자간의 긴밀한 접촉을 위해 배터리팩을 장착방향으로 힘을 가하게 되므로 인쇄회로기판이 배터리팩의 장착반대방향으로 밀리게 된다.

이에 따라, 인쇄회로기판의 패턴과 탄력적으로 접촉하고 있던 +, - 탄성단자와 인쇄회로기판에 형성된 패턴사이, 그리고 커버의 + 단자와 상면에 탄력적으로 접촉하고 있던 +, - 단자사이에서 수평적으로 슬립(slip)현상이 발생되므로 +, - 탄성단자의 접촉면에서 임피던스 값이 달라져 단말기에서 배터리팩의 용량을 오판하는 경우가 빈번히 발생되었다.

즉, 사용 가능한 양의 배터리가 있는데도 불구하고 임피던스 값의 변화에 따라 배터리가 소진되었다고 판단하여 전원을 차단하게 되는 치명적인 결함을 나타내었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, +, - 탄성단자의 일단을 커버에 스폿 용접 고정함과 동시에 다른 일단은 인쇄회로기판에 형성되는 삽입공에 끼워져 전기적으로 연결되도록 하므로써, +, - 탄성단자의 접촉부위에서 임피던스 값의 변화가 발생되지 않도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 케이스에 커버, 몰딩부재, 인쇄회로기판, 캡을 순차적으로 조립하는 과정에서 일측의 탄성단자를 인쇄회로기판에 형성된 삽입공에 끼운 다음 +, - 탄성단자에 형성된 돌기의 거리가 멀어지도록 탄성단자를 변화시켜 다른 일측에 위치된 삽입공을 다른 일측의 돌기에 스크래치 발생없이 끼울 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, +, - 단자가 구비된 축전지가 내장되는 케이스와, 상기 케이스의 상면에 접합수단에 의해 고정됨과 동시에 절연체에 의해 - 단자가 고정된 커버와, 상기 커버의 상면에 위치되며, 하부는 통공을 통해 커버에 용접 고정되고 상부에는 각각 돌기를 갖는 +, - 탄성단자가 인써트 고정되어 있는 몰딩부재와, 상기 몰딩부재의 상면에 위치되며 +, - 탄성단자에 형성된 돌기가 각각 끼워지는 삽입공이 형성된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회 로기판 및 몰딩부재를 수용하는 캡으로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 배터리팩이 제공된다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 케이스의 내부에 축전지를 넣고 그 상면에 커버를 접합 고정하는 단계와, 상기 커버에 +, - 탄성단자를 갖는 몰딩부재를 얹어 접합수단에 의해 커버와 고정한 다음 몰딩부재에 형성된 통공을 통해 +, - 탄성단자의 일단을 커버에 용접하는 단계와, 상기 몰딩부재의 상면으로 노출되는 +, - 탄성단자에 형성된 돌기에 인쇄회로기판의 삽입공을 끼우는 단계와, 상기 인쇄회로기판의 상면으로 캡을 씌워 인쇄회로기판 및 몰딩부재를 수용하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 배터리팩의 조립방법이 제공된다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 4 내지 도 9를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이고 도 5는 도 4의 결합상태 사시도이며 도 6은 도 5의 종단면도로서, 본 발명은 +, - 단자가 구비된 축전지(5)가 내장되는 케이스(4)의 상면에 커버(6)가 접합수단(레이저 용접 등)에 의해 고정되어 있는데, 상기 커버(6)의 중심부에는 - 단자(6b)가 절연체(6a)에 의해 절연되게 고정되어 - 단자(6b)가 커버(6)의 상, 하면으로 노출되도록 되어 있다.

상기 커버(6)의 상면에 위치하는 몰딩부재(8)에는 +, - 탄성단자(8a)(8b)가 인써트 고정되어 있는데, 상기 몰딩부재의 하부로 노출되는 +, - 탄성단자(8a)(8b) 를 커버(6)에 레이저 또는 스폿 용접 고정할 수 있도록 몰딩부재(8)에 통공(13)이 형성되어 있다.

그리고 몰딩부재(8)의 상부로 노출되는 +, - 탄성단자(8a)(8b)의 다른 일단에는 돌기(14a)(14b)가 엠보싱(embossing)되어 있는데, 상기 돌기의 형태는 원통형상 또는 테이퍼형상으로 이루어져 있다.

상기 몰딩부재(8)의 상면에는 인쇄회로기판(7)의 양측에 +, - 탄성단자(8a)(8b)의 돌기(14a)(14b)가 끼워지는 삽입공(15a)(15b)이 형성되어 있고 상면에는 복수개의 단자(7c)가 형성되어 있으며 상기 인쇄회로기판(7) 및 몰딩부재(8)의 외측으로는 통공(9a)을 갖는 캡(9)이 감싸여져 있어 인쇄회로기판(7)에 형성된 단자(7c)가 통공(9a)을 통해 외부로 노출되도록 되어 있다.

이에 따라, 종래와 같이 인쇄회로기판(7)의 저면에 +, - 탄성단자(8a)(8b)가 접촉하는 패턴(pattern)을 형성할 필요가 없다.

상기 인쇄회로기판(7)에 형성되는 삽입공(15a)(15b)의 내면은 물론이고 +, - 탄성단자(8a)(8b)의 접속면에는 도금층(16)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명의 조립과정을 설명하기 위한 플로우 챠트로서, 종래의 배터리팩의 조립방법과 동일하게 케이스(4)의 내부에 축전지(5)를 넣고 도 8a와 같이 그 상면에 커버(6)를 레이저 용접 등에 의해 접합 고정하게 된다.(S100)

그 후, 커버(6)에 +, - 탄성단자(8a)(8b)를 갖는 몰딩부재(8)를 얹어 접합수단(접착제 등)에 의해 커버(6)와 고정하면 도 8b와 같이 몰딩부재(8)의 하부로 노 출된 + 탄성단자(8a)는 도전체로 이루어진 커버(6)의 표면에 접속되고, - 탄성단자(8b)는 커버(6)의 중심부에 위치하는 - 단자(6b)와 접속되는데, 이러한 상태에서 몰딩부재(8)에 형성된 통공(13)을 통해 몰딩부재의 상부에서 화살표방향과 같이 레이저 또는 스폿 용접을 실시하므로써, +, - 탄성단자(8a)(8b)가 커버(6)에 용접 고정된다.(S200)

상기한 바와 같은 작업으로 커버(6)에 몰딩부재(8)를 조립하고 나면 몰딩부재(8)의 상부로 돌기(14a)(14b)가 형성된 +, - 탄성단자(8a)(8b)가 노출된다.

이에 따라, 몰딩부재(8)의 상면으로 노출되는 +, - 탄성단자(8a)(8b)의 돌기(14a)(14b)에 인쇄회로기판(7)의 삽입공(15a)(15b)을 끼워 이들을 조립하는데, 만약 탄성을 갖는 +, - 탄성단자(8a)(8b)의 상면에 인쇄회로기판(7)을 올려놓고 눌러 돌기(14a)(14b)가 삽입공(15a)(15b)에 끼워지도록 하여도 무관하지만, +, - 탄성단자(8a)(8b)가 압축되는 과정에서 인쇄회로기판(7)의 저면에서 미끄러지면서 스크래치를 발생시킬 우려가 있으므로 도 8c에 나타낸 바와 같이 일측의 돌기(14a)에 인쇄회로기판(7)의 삽입공(15a)을 끼운 다음 삽입공(15a)에 돌기(14a)가 끼워진 + 탄성단자(8a)를 눌러 돌기(14a)(14b)사이의 간격(b)이 삽입공(15a)(15b) 사이의 간격(b')과 일치되도록 한 후 다른 일측에 위치하는 - 탄성단자(8b)의 돌기(14b)에 삽입공(15b)이 끼워져 조립되도록 하는 것이 인쇄회로기판의 저면에 스크래치가 발생되지 않으므로 보다 바람직하다.(S300)

상기한 바와 같은 공정에 의해 몰딩부재(8)에 인쇄회로기판(7)이 조립된 상태에서 인쇄회로기판(7)의 상면으로 캡(9)을 씌우면 상기 캡에 형성된 통공(9a)을 통해 인쇄회로기판(7)의 상면에 형성된 단자(7c)가 외부로 노출되는 것이다.(S400)

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 +, - 탄성단자의 일단이 커버에 스폿 또는 레이저 용접됨과 동시에 다른 일단에 형성된 돌기가 인쇄회로기판의 삽입공에 끼워져 있어 +, - 탄성단자의 접촉부위에서 임피던스 값이 변화되는 현상을 미연에 방지하게 되므로 단말기가 배터리팩의 용량을 오판하거나, 최종 테스트 시 양품의 배터리팩을 불량품으로 오판하는 현상을 미연에 방지하게 되는 효과를 얻게 된다.

Claims

+, - 단자가 구비된 축전지가 내장되는 케이스와, 상기 케이스의 상면에 접합수단에 의해 고정됨과 동시에 절연체에 의해 - 단자가 고정된 커버와, 상기 커버의 상면에 위치되며, 하부는 통공을 통해 커버에 용접 고정되고 상부에는 각각 돌기를 갖는 +, - 탄성단자가 인써트 고정되어 있는 몰딩부재와, 상기 몰딩부재의 상면에 위치되며 +, - 탄성단자에 형성된 돌기가 각각 끼워지는 삽입공이 형성된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판 및 몰딩부재를 수용하는 캡으로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 배터리팩.
제 1 항에 있어서,

상기 +, - 탄성단자에 형성되는 돌기가 원통형상인 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 배터리팩.
제 1 항에 있어서,

상기 +, - 탄성단자에 형성되는 돌기가 테이퍼형상인 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 배터리팩.
제 1 항에 있어서,

상기 인쇄회로기판의 삽입공은 물론이고 +, - 탄성단자의 접속면에 도금층이 형성된 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 배터리팩.
제 1 항에 있어서,

상기 +, - 탄성단자가 커버에 스폿 용접 또는 레이저 용접 고정된 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 배터리팩.
케이스의 내부에 축전지를 넣고 그 상면에 커버를 접합 고정하는 단계와, 상기 커버에 +, - 탄성단자를 갖는 몰딩부재를 얹어 접합수단에 의해 커버와 고정한 다음 몰딩부재에 형성된 통공을 통해 +, - 탄성단자의 일단을 커버에 용접하는 단계와, 상기 몰딩부재의 상면으로 노출되는 +, - 탄성단자에 형성된 돌기에 인쇄회로기판의 삽입공을 끼우는 단계와, 상기 인쇄회로기판의 상면으로 캡을 씌워 인쇄회로기판 및 몰딩부재를 수용하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 배터리팩의 조립방법.
제 6 항에 있어서,

상기 인쇄회로기판에 형성된 삽입공에 +, - 탄성단자의 돌기를 끼우는 공정에서 일측의 돌기에 인쇄회로기판의 삽입공을 끼운 다음 삽입공에 돌기가 끼워진 탄성단자를 눌러 돌기사이의 간격이 삽입공 사이의 간격과 일치되도록 한 후 다른 일측에 위치된 탄성단자의 돌기에 삽입공을 끼워 조립하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 배터리팩의 조립방법.
제 6 항에 있어서,

상기 +, - 탄성단자의 일단을 몰딩부재에 형성된 통공을 통해 커버에 스폿 용접 또는 레이저 용접에 의해 고정하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 배터리팩의 조립방법.