KR100837624B1 - 플렉스·리지드 기판, 2차전지 보호 모듈, 전지 팩, 및플렉스·리지드 기판의 제조방법 - Google Patents

플렉스·리지드 기판, 2차전지 보호 모듈, 전지 팩, 및플렉스·리지드 기판의 제조방법 Download PDF

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미쓰미덴기가부시기가이샤
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Abstract

프리프레그재의 수지(접착제)가 회로기판의 측단으로부터 배어나오는 것을 방지하고, 플렉시블 기판을 회로기판의 측단에서 직각으로 구부리는 것을 가능하게 한다.
회로기판(21, 27)과 플렉시블 기판(25)을 접착하는 프리프레그재(23A)의 치수가 회로기판(21, 27)보다도 작다. 프리프레그재(23A)는 회로기판(21, 27)과 플렉시블 기판(25)을 적층 프레스에 의해 서로 붙일 때에, 회로기판(21, 27)의 측단(21u, 27u)을 넘어서 플렉시블 기판(25)측에 프리프레그재(23A)의 수지가 배어나오지 않을 정도로, 그 치수가 회로기판보다도 작게 되어 있다. 프리프레그재(23A)는 플렉시블 기판(25)이 회로기판으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 세로방향의 치수가, 회로기판의 세로방향의 치수보다도, 프리프레그(23A)의 수지가 배어나오는 양을 고려하여, 소정의 거리(L1)만큼 짧게 되어 있다.
회로기판, 플렉시블 기판, 프리프레그재, 플렉스·리지드 기판

Description

플렉스·리지드 기판, 2차전지 보호 모듈, 전지 팩, 및 플렉스·리지드 기판의 제조방법{FLEX·RIGIDITY SUBSTRATE, SECONDARY BATTERY PROTECTION MODULE, BATTERY PACK, AND METHOD FOR MANUFACTURING FLEX·RIGIDITY SUBSTRATE}
도 1은 종래의 플렉스·리지드 기판을 도시하는 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 종래의 플렉스·리지드 기판의 제조방법을 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 종래의 플렉스·리지드 기판에서의 프리프레그재의 수지의 배어나옴을 설명하기 위한 평면도다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따르는 플렉스·리지드 기판을 포함하는 2차전지 보호 모듈을 구비한 전지 팩의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 전지 팩에 사용되는 2차전지 보호 모듈을 도시하는 도면으로, (a)는 2차전지 보호 모듈의 정면도, (b)는 2차전지 보호 모듈의 평면도, (c)는 2차전지 보호 모듈의 배면도(이면도)이다.
도 6은 도 5에 도시한 2차전지 보호 모듈에 포함되는 플렉스·리지드 기판의 분해사시도이다.
(부호의 설명)
10 전지 팩 15 2차전지
15U 상면 15L 하면
15F 전면 15R 후면
15RS 우측면 15LS 좌측면
20A 플렉스·리지드 기판
21 회로기판(제 1 기재)
21a 주면(부품 탑재면)
21u 상단(측단) 23A 프리프레그재
25 플렉시블 기판 251 샌드위치 부분
252 연장부분 253 외부 접속단자부
253-1∼235-5 외부 접속단자
27 회로기판(제 2 기재)
27u 상단(측단) 30 2차전지 보호 모듈
31, 32 리드(니켈 리드) IC1 2차전지 보호 회로(보호 IC)
Q1 방전제어용 FET(스위칭 수단)
Q2∼Q4 충전제어용 FET(스위칭 수단)
R1∼R6 저항기 C1∼C5 컨덴서
L1 소정의 거리
본 발명은 리튬이온 전지 등의 충전가능한 전지(2차전지)를 보호하기 위한 보호 회로를 구비한 2차전지 보호 모듈에 관한 것으로, 특히, 보호 회로를 탑재하는 회로기판과 외부 접속단자를 외부로 끌어 내기 위한 플렉시블 기판을 프리프레그재를 사용하여 접착함으로써, 플렉스·리지드 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
2차전지 중, 특히 리튬이온 전지는 과방전, 과충전에 약하기 때문에, 과방전 상태, 과충전 상태를 검출하여, 과방전 상태 및 과충전 상태로부터 2차전지를 보호하기 위한 보호 회로가 불가결하다. 따라서, 이 2차전지 보호 회로는 과방전 방지기구와 과충전 방지기구를 구비하고 있다. 이러한 2차전지 보호 회로는, 예를 들면, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시되어 있다. 통상, 2차전지 보호 회로로서, IC 칩(보호 IC)이 사용되고 있다.
이러한 2차전지 보호 회로(보호 IC)는 프린트 기판(회로기판)의 주면(主面) 상에 탑재된다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).
회로기판의 주면 상에는, 또, 방전제어 스위치 및 충전제어 스위치로서 동작하는 파워 MOSFET(파워 IC)이나, 저항기 및 컨덴서 등의 복수의 전자부품이 탑재된다. 프린트 기판, 2차전지 보호 회로, 파워 MOSFET, 및 복수의 전자부품의 조합은 2차전지 보호 모듈이라고 불린다.
또한, 회로기판으로서는, 복수매의 기재를 적층시킨 다층 배선기판이 사용된다. 또, 기재의 재료로서는, 예를 들면, 유리 에폭시 수지가 사용된다.
이 2차전지 보호 모듈은, 리튬이온 전지 등의 2차전지의 단자와 전기적으로 접속된다. 2차전지 보호 모듈과 2차전지와의 조합은 전지 팩이라고 불린다.
2차전지는, 단자로서, 양극단자와 음극단자를 가진다. 이 2차전지의 양극단자 및 음극단자와 전기적으로 접속하기 위해서, 2차전지 보호 모듈은 프린트 기판에 접속된 한 쌍의 리드를 구비하고 있다. 각 리드는, 예를 들면, 니켈 리드로 이루어진다. 한쌍의 리드에 있어서, 2차전지의 양극단자와 접속되는 리드는 양극 리드로 불리고, 2차전지의 음극단자와 접속되는 리드는 음극 리드라 불린다.
한편, 부하 또는 충전기와 접속하기 위해서, 2차전지 보호 모듈은 복수의 외부 접속단자를 외부로 끌어 내기 위한 플렉시블 기판을 구비하고 있다. 복수의 외부 접속단자 중, 하나는 정극단자이고, 다른 하나는 부극단자이다. 회로기판과 플렉시블 기판은 프리프레그재를 사용하여 접착된다. 여기에서, 「프리프레그」란, 탄소 섬유, 유리 섬유의 직물 혹은 일방향으로 정돈된 섬유에 각종 수지(접착제)를 함침한 시트를 말한다. 또한, 프린트 기판(회로기판)과 플렉시블 기판을 프리프레그재를 통하여 접착함으로써 얻어지는 기판은 이 기술분야에서, 플렉스·리지드 기판이라고 부르고 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 종래의 플렉스·리지드 기판(20)에서는, 회로기판(21)과 프리프레그재(23)는 실질적으로 동일 치수이다. 그리고, 플렉시블 기판(25)은, 회로기판(21)의 기재 사이에 끼워져 있는 샌드위치 부분(251)과, 이 샌드위치 부분(251)으로부터 뻗어 있는 연장부분(252)으로 이루어진다. 또한, 도 1에서는, 회로기판(21)의 기재를 1장만 도시하고 있지만, 실제로는, 플렉시블 기 판(25)의 하측에도 1장의 기재가 배치된다.
도 2를 참조하여, 종래의 플렉스·리지드 기판(20)의 제조방법에 대해 설명한다. 프리프레그재(23)를 회로기판(21)과 플렉시블 기판(25)의 샌드위치 부분(251)과의 사이에 개재시킨 상태에서, 상하에서 적층 프레스 함으로써, 회로기판(21)과 플렉시블 기판(25)을 프리프레그재(23)를 통하여 서로 붙인다. 이것에 의해, 종래의 플렉스·리지드 기판(20)이 제조된다.
또한, 도시는 하지 않지만, 회로기판(기재)(21), 플렉시블 기판(25), 및 프리프레그재(23)에는 스루홀이 형성되어 있다. 이것에 의해, 회로기판(21)에 형성된 배선과 플렉시블 기판(25)에 형성된 배선은 스루홀을 통하여 서로 전기적으로 접속된다.
또한, 2차전지는 상면과 하면과 4개의 단면을 갖는, 대략 직방체의 형상을 하고 있다. 여기에서는, 4개의 단면을, 구별하기 위해서, 전면, 후면, 우측면, 및 좌측면이라고 부르기로 한다. 즉, 2차전지는 서로 대향하는 상면 및 하면과, 서로 대향하는 전면 및 후면과, 서로 대향하는 우측면 및 좌측면을 갖는, 실질적으로 직방체의 형상을 하고 있다. 그리고, 2차전지는 좌측면 및 우측면에 한 쌍의 단자(양극단자 및 음극단자)를 갖는다.
2차전지 보호 모듈의 본체(즉, 회로기판(21))는 2차전지의 1개의 단면(예를 들면, 전면)에 부착된다. 바꾸어 말하면, 회로기판(21)은 2차전지의 전면과 실질적으로 동일한 치수(세로 및 가로 치수)를 가지고 있다. 한 쌍의 리드는, 회로기판(21)의 양 단부로부터 2차전지의 우측면 및 좌측면을 따라 직각으로 구부러진다. 플렉시블 기판(25)은 2차전지의 상면 및 우측면을 따라 끌어 내어진다. 즉, 플렉시블 기판(25)은 회로기판(21)의 상단으로부터 뻗어 있는 L자 형의 외형을 갖고, 2차전지의 전면의 상부 가장자리(변)에서 직각으로 구부려지고, 2차전지의 우측면의 상부 가장자리(변)에서 직각으로 구부려져 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 제 2872365호 공보
[특허문헌 2] 일본 특개 2001-169477호 공보
[특허문헌 3] 일본 특개 2001-268808호 공보
상기한 바와 같이, 종래의 플렉스·리지드 기판(20)에서는, 프리프레그재(접착제)(23)와 회로기판(21)을 실질적으로 동일 형상으로 하고, 적층 프레스에 의해 회로기판(21)과 플렉시블 기판(25)을 프리프레그재(23)를 통하여 서로 붙이고 있다. 이 경우, 도 3에 도시되는 바와 같이, 회로기판(21)의 측단(21u)으로부터 플렉시블 기판(25)의 연장부분(252)측에 프리프레그재(23)의 수지(접착제)의 배어나온 부위(23s)가 발생한다. 이 배어나온 부위(23s)는, 프리프레그재(23)의 수지(접착제)가 적층 프레스 시에 고온이 되면 겔 형상으로 되기 때문에, 상하로부터 프리프레그재(23)에 힘이 가해지면, 프리프레그재(23)의 수지(접착제)의 면적이 증가하는(실질적으로 프리프레그재(23)가 확장함) 것이 기인이다.
전술한 바와 같이, 2차전지 보호 모듈에서는, 플렉스·리지드 기판(20)의 플렉시블 기판(25)을 상기 회로기판(21)의 측단(21u)(즉, 2차전지의 전면의 상부 가장자리)의 위치에서 직각으로 구부릴 필요가 있다. 그러나, 전술한 바와 같은 프리프레그재(23)의 수지(접착제)의 배어나온 부위(23s)가 있으면, 플렉시블 기판(25)을 이 위치에서 직각으로 구부리는 것이 곤란하게 된다.
따라서, 본 발명의 과제는, 플렉시블 기판을 회로기판의 측단에서 직각으로 구부리는 것이 가능한, 플렉스·리지드 기판, 2차전지 보호 모듈, 및 전지 팩을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 과제는, 프리프레그재의 수지(접착제)가 회로기판의 측단으로부터 배어나오는 것을 방지할 수 있는, 플렉스·리지드 기판의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 회로기판(21, 27)과, 플렉시블 기판(25)과, 상기 회로기판과 상기 플렉시블 기판을 접착하는 프리프레그재(23A)를 갖는 플렉스·리지드 기판(20A)에 있어서, 상기 프리프레그재(23A)의 치수가 상기 회로기판(21, 27)보다도 작은 것을 특징으로 하는 플렉스·리지드 기판이 얻어진다.
상기 본 발명의 제 1 태양에 의한 플렉스·리지드 기판에 있어서, 상기 프리프레그재(23A)는, 상기 플렉시블 기판(25)이 상기 회로기판(21, 27)으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 치수가 상기 회로기판보다도 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 프리프레그재(23A)는, 상기 회로기판(21, 27)과 상기 플렉시블 기판(25)을 적층 프레스에 의해 서로 붙일 때에, 상기 회로기판(21, 27)의 측단(21u , 27u)을 넘어서 상기 플렉시블 기판(25)측에 상기 프리프레그재(23A)의 수지가 배어 나오지 않을 정도로, 그 치수가 상기 회로기판보다도 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 회로기판(21, 27)은, 세로방향으로 짧고, 폭방향으로 길게 뻗어 있고, 상기 측단으로서 상단(21u , 27u)을 갖는 직사각형 형상을 하고 있고, 상기 플렉시블 기판(25)은 상기 회로기판의 상단(21u , 27u)으로부터 뻗어 있어도 된다. 이 경우, 상기 프리프레그재(23A)는 상기 플렉시블 기판이 상기 회로기판으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 세로방향의 치수가, 상기 회로기판의 세로방향의 치수보다도, 상기 수지의 배어나오는 양을 고려하여, 소정 거리(L1)만큼 짧게 되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 주면(21a)을 갖는 회로기판(21, 27)과, 상기 회로기판의 주면 상에 탑재되어, 2차전지(15)를 보호하기 위한 보호 회로(IC1)와, 상기 회로기판의 주면 상에 탑재되어, 상기 보호 회로의 제어에 의해 상기 2차전지의 방전 및 충전을 온/오프 하는 스위칭 수단(Q1∼Q4)과, 상기 회로기판의 양단부에 접속되어, 상기 2차전지의 한 쌍의 단자에 접속될 한 쌍의 리드(31, 32)와, 외부 접속단자(253-1∼253-5)를 외부로 끌어 내기 위한 플렉시블 기판(25)과, 상기 프린트 기판과 상기 플렉시블 기판을 접착하는 프리프레그재(23A)를 구비한 2차전지 보호 모듈(30)에 있어서, 상기 프리프레그재(23A)의 치수가 상기 회로기판(21, 27)보다도 작은 것을 특징으로 하는 2차전지 보호 모듈이 얻어진다.
상기 본 발명의 제 2 태양에 의한 2차전지 보호 모듈에 있어서, 상기 프리프레그재(23A)는, 상기 플렉시블 기판(25)이 상기 회로기판(21, 27)으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 치수가 상기 회로기판보다도 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 프리프레그재(23A)는, 상기 회로기판(21, 27)과 상기 플렉시블 기판(25)을 적층 프레스에 의해 서로 붙일 때에, 상기 회로기판의 측단(21u, 27u)을 넘어서 상기 플렉시블 기판(25)측에 상기 프리프레그재의 수지가 배어 나오지 않을 정도로, 그 치수가 상기 회로기판보다도 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 회로기판(21, 27)은, 세로방향으로 짧고, 폭방향으로 길게 뻗어 있고, 상기 측단으로서 상단(21u, 27u)을 갖는 직사각형 형상을 하고 있고, 상기 플렉시블 기판(25)은 상기 회로기판의 상단(21u, 27u)으로부터 뻗어 있어도 된다. 이 경우, 상기 프리프레그재(23A)는 상기 플렉시블 기판(25)이 상기 회로기판(21, 27)으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 세로방향의 치수가, 상기 회로기판의 세로방향의 치수보다도, 상기 수지의 배어나오는 양을 고려하여, 소정의 거리(L1)만큼 짧게 되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 3 태양에 의하면, 서로 대향하는 상면(15U) 및 하면(15L)과, 서로 대향하는 전면(15F) 및 후면(15R)과, 서로 대향하는 우측면(15RS) 및 좌측면(15LS)을 갖는, 실질적으로 직방체 형상의 2차전지로서, 상기 좌측면 및 상기 우측면에 한 쌍의 단자를 갖는, 상기 2차전지(15)와, 상기 2차전지를 보호하는 2차전지 보호 모듈(30)로 구성되는 전지 팩(10)이며, 상기 2차전지 보호 모듈(30)은, 상기 2차전지(15)의 전면(15F)에 설치되고, 상기 2차전지의 전면과 실질적으로 동일한 치수를 갖고, 주면(21a)을 갖는 회로기판(21, 27)과, 상기 회로기판의 주면 상에 탑재되어, 상기 2차전지를 보호하기 위한 보호 회로(IC1)와, 상기 회로기판의 주면 상에 탑재되어, 상기 보호 회로의 제어에 의해 상기 2차전지의 방전 및 충전 을 온/오프 하는 스위칭 수단(Q1∼Q4)과, 상기 회로기판의 양단부에 접속되어, 상기 2차전지의 한 쌍의 단자에 접속되는 한 쌍의 리드(31, 32)와, 외부 접속단자(253-1∼253-5)를 외부로 끌어 내기 위한 플렉시블 기판(25)과, 상기 프린트 기판과 상기 플렉시블 기판을 접착하는 프리프레그재(23A)를 구비하고, 상기 프리프레그재(23A)의 치수가 상기 회로기판보다도 작은 것을 특징으로 하는 전지 팩이 얻어진다.
상기 본 발명의 제 3 태양에 의한 전지 팩(10)에 있어서, 상기 프리프레그재(23A)는, 상기 플렉시블 기판(25)이 상기 회로기판(21, 27)으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 치수가 상기 회로기판보다도 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 프리프레그재(23A)는, 상기 회로기판(21, 27)과 상기 플렉시블 기판(25)을 적층 프레스에 의해 서로 붙일 때에, 상기 회로기판의 측단(21u, 27u)을 넘어서 상기 플렉시블 기판(25)측에 상기 프리프레그재의 수지가 배어 나오지 않을 정도로, 그 치수가 상기 회로기판보다도 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 회로기판(21, 27)은 세로방향으로 짧고, 폭방향으로 길게 뻗어 있고, 측단으로서 상단을 갖는 직사각형 형상을 이루고 있고, 상기 플렉시블 기판(25)은 상기 회로기판의 상단(21u, 27u)으로부터 뻗어 있어도 된다. 이 경우, 상기 프리프레그재(23A)는, 상기 플렉시블 기판(25)이 상기 회로기판(21, 27)으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 세로방향의 치수가, 상기 회로기판의 세로방향의 치수보다도, 상기 수지의 배어나오는 양을 고려하여, 소정의 거리(L1)만큼 짧게 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 플렉시블 기판(25)은 상기 2차전지(15)의 상면(15U) 및 우측면(15RS)을 따라 끌어 내어져도 된다.
본 발명의 제 4 태양에 의하면, 회로기판(21, 27)을 준비하는 공정과, 플렉시블 기판(25)을 준비하는 공정과, 상기 회로기판보다도 작은 치수의 프리프레그재(23A)를 사용하여, 상기 회로기판과 상기 플렉시블 기판을 접착하는 공정을 포함하는 플렉스·리지드 기판(20A)의 제조방법이 얻어진다.
상기 본 발명의 제 4 태양에 의한 플렉스·리지드 기판(20A)의 제조방법에 있어서, 상기 접착하는 공정은 상기 프리프레그재(23A)를 상기 회로기판(21)과 상기 플렉시블 기판(25) 사이에 개재시킨 상태에서, 적층 프레스에 의해 상기 회로기판(21)과 상기 플렉시블 기판(25)을 서로 붙이는 공정으로 이루어져도 된다. 상기 회로기판(21, 27)이 2차전지(15)를 보호하기 위한 보호 회로(IC1)를 탑재하는 것이고, 상기 플렉시블 기판(25)이 외부 접속단자(253-1∼253-5)를 외부로 끌어 내기 위한 것이어도 된다.
또한, 상기 괄호 내의 부호는, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해서 붙인 것으로, 일례에 지나지 않고, 이것들에 한정되지 않는 것은 물론이다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.
도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일실시형태에 따르는 플렉스·리지드 기판(20A)을 포함하는 2차전지 보호 모듈(30)을 구비하는 전지 팩(10)에 대해 설명한다. 도 4는 전지 팩(10)의 개략적인 사시도이다. 도 5는 2차전지 보호 모듈(30)을 도시하는 도면이고, (A)는 2차전지 보호 모듈(30)의 정면도, (B)는 2차전 지 보호 모듈(30)의 평면도, (C)는 2차전지 보호 모듈(30)의 배면도(이면도)이다. 도 6은 플렉스·리지드 기판(20A) 의 분해사시도이다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 전지 팩(10)은 리튬이온 전지 등의 2차전지(15)와, 이 2차전지(15)를 보호하기 위한 2차전지 보호 모듈(30)로 구성된다. 도시된 2차전지(15)는, 서로 대향하는 상면(15U) 및 하면(15L)과, 서로 대향하는 전면(15F) 및 후면(15R)과, 서로 대향하는 우측면(15RS) 및 좌측면(15LS)을 갖는, 실질적으로 직방체 형상을 하고 있다. 2차전지(15)는 좌측면(15LS) 및 우측면(15RS)에 한 쌍의 단자(양극단자와 음극단자)(도시 생략)를 갖는다.
2차전지 보호 모듈(30)은 도 6에 도시되는 바와 같은, 플렉스·리지드 기판(20A)을 포함한다.
플렉스·리지드 기판(20A)은 회로기판(21, 27)과 플렉시블 기판(25), 회로기판(21)과 플렉시블 기판(25)을 접착하는 프리프레그재(23A)로 구성되어 있다. 도시된 회로기판(21, 27)은 제 1 기재(21)와 제 2 기재(27)로 구성되어 있다.
제 1 기재(21)는 서로 대향하는 주면(21a) 및 이면(21b)을 갖는다. 제 1 기재(21)의 주면(21a)은 회로기판(21, 27)의 부품 탑재면으로서의 표층을 구성하고 있다. 제 2 기재(27)도 서로 대향하는 주면(27a) 및 이면(27b)을 갖는다. 제 2 기재(27)의 이면(27b)은 회로기판(21, 27)의 이면층을 구성하고 있다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 제 1 기재(21)과 제 2 기재(27) 사이에, 프리프레그재(23A)와 플렉시블 기판(25)의 샌드위치 부분(251)이 끼워진다. 플렉스·리지드 기판(20A)은 내부배선층으로서, 후술하는 제 1 층 내지 제 4 층을 갖고 있다. 제 1 층은 제 1 기재(21)의 이면(21b) 상에 형성된 배선층이다. 제 2 층은 플렉시블 기판(25)의 샌드위치 부분(251)의 주면(251a) 상에 형성된 배선층이다. 제 3 층은 플렉시블 기판(25)의 샌드위치 부분(251)의 이면(251b) 상에 형성된 배선층이다. 제 4 층은 제 2 기재(27)의 주면(27a) 상에 형성된 배선층이다.
또한, 도시는 하지 않지만, 제 1 기재(21), 프리프레그재(23A), 플렉시블 기판(25), 및 제 2 기재(27)에는 복수의 스루홀이 형성되어 있다. 각 스루홀은 관통구멍과, 그 관통구멍의 내벽에 시행된 도금으로 이루어진다. 이것에 의해, 제 1 기재(21)의 주면(부품 탑재면)(21a)에 실장된 회로부품과 플렉시블 기판(25)의 배선은 전기적으로 접속된다.
플렉시블 기판(25)의 연장부분(252)은 회로기판(21, 27)의 상단(21u, 27u)으로부터 뻗어 있는 대략 L자 형의 외형을 갖는다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 회로기판(21, 27)은 2차전지(15)의 전면(15F)에 설치되고, 2차전지(15)의 전면(15F)과 실질적으로 동일한 치수(세로 및 가로 치수)를 갖는다. 즉, 회로기판(21, 27)은 세로방향으로 짧고, 폭방향으로 길게 뻗어 있고, 측단으로서 상단(21u, 27u)을 갖는 직사각형 형상을 하고 있다.
도시의 예에서는, 회로기판(21, 27)은 세로가 5.6mm이고, 폭(세로)가 37.5mm 이다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 프리프레그재(23A)의 치수는 회로기판(21, 27)보다도 작게 되어 있다. 상세하게 설명하면, 프리프레그재(23A)는 플렉시블 기판(25)이 회로기판(21, 27)으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 치수가 회로기판(21, 27)보다도 작게 되어 있다. 즉, 프리프레그재(23A)는 회로기판(21, 27)과 플렉시블 기판(25)의 샌드위치 부분(251)을 적층 프레스에 의해 서로 붙일 때에, 회로기판(21, 27)의 측단(21u, 27u)을 넘어서 플렉시블 기판(25)의 연장부분(252)측에 프리프레그재(23A)의 수지(접착제)가 배어 나오지 않을 정도로, 그 치수가 회로기판(21, 27)보다도 작게 되어 있다. 바꾸어 말하면, 프리프레그재(23A)는 플렉시블 기판(25)이 회로기판(21, 27)으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 세로방향의 치수가, 회로기판(21, 27)의 치수보다도, 상기 수지(접착제)의 배어나오는 양을 고려하여, 소정의 거리(L1)만큼 짧게 되어 있다. 따라서, 소정의 거리(L1)는 수지(접착제)의 배어나오는 양보다 길다. 도시의 예에서는, 소정의 거리(L1)는 0.5mm이다.
다음에 도 5를 참조하여, 2차전지 보호 모듈(30)에 대해 설명한다. 회로기판(21, 27)의 제 1 기재(21)의 주면(부품 탑재면)(21a) 상에는, 2차전지 보호 회로(보호 IC)(IC1), 방전제어용 FET(Q1), 충전제어용 FET(Q2∼Q4)와, 저항기(R1∼R6) 및 컨덴서(C1∼C5) 등의 복수의 전자부품이 탑재되어 있다. 방전제어용 FET(Q1)은 방전제어 스위치로서 동작하고, 충전제어용 FET(Q2∼Q4)는 충전제어 스위치로서 동작한다.
도시의 예에서는, 회로기판(21, 27)의 두께는 약 0.8mm이다. 또, 회로기판(21, 27)과 수지(35)를 더하여 두께는, 최대로 2mm이다.
2차전지 보호 회로(IC1)는, 2차전지(15)의 과방전 상태, 과충전 상태를 검출하고, 과방전 상태 및 과충전 상태로부터 2차전지(15)를 보호하기 위한 회로이다. 방전제어용 FET(Q1) 및 충전제어용 FET(Q2∼Q4)는, 2차전지 보호 회로(IC1)의 제어에 의해 2차전지(15)의 방전 및 충전을 온/오프 하는 스위칭 수단으로서 작용한다.
2차전지(15)의 한 쌍의 단자(양극단자 및 음극단자)와 전기적으로 접속하기 때문에, 2차전지 보호 모듈(30)은 회로기판(21, 27)의 제 1 기재(21)의 주면(21a) 상의 양단부에, 땜납에 의해 접속된 한 쌍의 리드(31, 32)를 구비하고 있다. 각 리드(31, 32)는, 예를 들면 니켈 성분이 99% 함유되는 니켈 리드로 이루어진다. 한 쌍의 리드에 있어서, 2차전지(15)의 양극단자와 접속되는 리드(31)는 양극 리드로 불리고, 2차전지(15)의 음극단자와 접속되는 리드(32)는 음극 리드라고 불린다.
도시의 예에서는, 한 쌍의 리드(31, 32)의 각각은, 3.5mm의 폭을 가지고 있다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 한 쌍의 리드(31, 32)는 회로기판(21, 27)의 양단부에서 2차전지(15)의 우측면(15RS) 및 좌측면(15LS)을 따라 직각으로 구부러지고, 스폿 용착에 의해 2차전지(15)의 한 쌍의 단자(양극단자, 음극단자)와 전기적으로 접속된다.
한편, 부하(예를 들면, 휴대전화기) 또는 충전기와 접속하기 위해서, 2차전지 보호 모듈(30)은 외부 접속단자(후술함)를 외부로 끌어 내기 위한 플렉시블 기판(25)을 구비하고 있다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 플렉시블 기판(25)은 회로기판(21, 27)의 제 1 및 제 2 기재(21, 27) 사이에 끼워지는 샌드위치 부분(251)과, 이 샌드위치 부분(251)으로부터 뻗어 있는 연장부분(252)을 갖는다. 플렉시블 기판(25)은 연장부분(252)의 선단에, 외부 접속단자를 갖는 외부 접속단자부(253) 를 구비하고 있다.
도시의 예에서는, 플렉시블 기판(25)의 두께는 최대로 0.13mm이다.
도 5(a)에 도시되는 바와 같이, 외부 접속단자부(253)는 부하와 접속하기 위한 제 1 내지 제 3 외부 접속단자(253-1∼253-3)를 갖는다. 제 1 외부 접속단자(253-1)는 정극단자이고, 제 2 외부 접속단자(253-2)는 부극단자이다. 제 3 외부 접속단자(253-3)는, 제 1 및 제 2 외부 접속단자(253-1, 253-2)의 사이에 배치된, 위조 2차전지 방지용의 인증 단자이다. 즉, 이 제 3 외부 접속단자(253-3)는 저항값을 읽어내기 위한 것인다. 이들 제 1 내지 제 3 외부 접속단자(253-1∼253-3)에는, 두께 1㎛ 이상의 도금이 되어 있다.
또, 도 5(c)에 도시되는 바와 같이, 외부 접속단자부(253)는 충전기와 접속하기 위한 제 4 및 제 5 외부 접속단자(253-4, 253-5)를 갖는다. 제 4 외부 접속단자(253-4)는 정극단자이고, 제 5 외부 접속단자(253-5)는 부극단자이다. 이들 제 4 및 제 5 외부 접속단자(253-4, 253-5)에도 두께 1㎛ 이상의 도금이 되어 있다.
양극 리드(31)와 음극 리드(32) 사이에, 회로기판(21, 27)의 내부배선(도시 생략)을 통하여, 2차전지 보호 회로(보호 IC)(IC1)가 접속된다. 음극 리드(32)와 부극단자(253-2, 253-5) 사이에, 회로기판(21, 27)의 내부배선(도시 생략)을 통하여, 방전제어용 FET(Q1) 및 충전제어용 FET(Q2∼Q4)이 접속된다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 플렉시블 기판(25)은 2차전지(15)의 상면(15U) 및 우측면(15RS)을 따라 직각으로 구부러진다. 즉, 플렉시블 기판(25)은 2차전 지(15)의 전면(15F)의 상부 가장자리(변)(15Fa)에서 직각으로 구부러지며, 2차전지(15)의 우측면(15RS)의 상부 가장자리(변)(15RSa)에서 직각으로 구부러진다.
전술한 바와 같이, 본발명에 따른 플렉스·리지드 기판(20A)에서는, 프리프레그재(23A)는 회로기판(21, 27)과 플렉시블 기판(25)의 샌드위치 부분(251)을 적층 프레스에 의해 서로 붙일 때에, 회로기판(21, 27)의 측단(상단)(21u, 27u)을 넘어서 플렉시블 기판(25)의 연장부분(252)측에 프리프레그재(23A)의 수지(접착제)가 배어 나오지 않을 정도로, 그 치수가 회로기판(21, 27)보다도 작게 되어 있으므로, 플렉시블 기판(15)을, 회로기판(21, 27)의 상단(21u, 27u)(즉, 2차전지(15)의 전면(15F)의 상단(15Fa))의 위치에서 용이하게 직각으로 구부릴 수 있다.
또한, 도 4에 도시한 전지 팩(10)은 실제의 제품으로서는, 2차전지(15)와 2차전지 보호 모듈(30)은 외부 접속단자부(253)를 제외하고, 도시하지 않은 케이스 내에 수납된다. 바꾸어 말하면, 외부 접속단자부(253)만이 케이스로부터 외부에 노출되게 된다.
이상, 본 발명을 그 바람직한 실시형태에 의해 설명해 왔지만, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되지 않는 것은 물론이다. 즉, 상기한 실시형태에서는, 플렉스·리지드 기판을 2차전지 보호 모듈에 적용한 경우를 예로 들어서 설명하고 있지만, 그것에 한정되지 않는 것은 물론이다. 또, 상기 실시형태에서는, 프리프레그재의 치수를 회로기판보다도 작게 하는 개소(위치)가 특정되어 있지만, 그 특정 개소에 한정되지 않는 것은 물론이다. 또한, 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 리드로서 니켈 리드의 예를 들고 있지만, 리드의 재료는 니켈로 한정되지 않는다.
본 발명에서는, 프리프레그재의 치수를 회로기판보다도 작게 했으므로, 프리프레그재의 수지가 회로기판의 측단으로부터 배어나오는 것을 방지할 수 있고, 그 결과로서, 플렉시블 기판을 회로기판의 측단에서 직각으로 구부릴 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (16)

  1. 회로기판과, 플렉시블 기판, 상기 회로기판과 상기 플렉시블 기판과를 접착하는 프리프레그재를 갖는 플렉스·리지드 기판에 있어서, 상기 프리프레그재의 치수가 상기 회로기판보다도 작은 것을 특징으로 하는 플렉스·리지드 기판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 프리프레그재는 상기 플렉시블 기판이 상기 회로기판으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 치수가 상기 회로기판보다도 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스·리지드 기판.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 회로기판은 세로방향으로 짧고, 폭방향으로 길게 뻗어 있고, 상기 측단으로서 상단을 갖는 직사각형 형상을 하고 있고,
    상기 플렉시블 기판은 상기 회로기판의 상단으로부터 뻗어 있고,
    상기 프리프레그재는 상기 플렉시블 기판이 상기 회로기판으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 세로방향의 치수가, 상기 회로기판의 세로방향의 치수보다도 짧게 되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉스·리지드 기판.
  5. 주면을 갖는 회로기판과,
    상기 회로기판의 주면 상에 탑재되어, 2차전지를 보호하기 위한 보호 회로와,
    상기 회로기판의 주면 상에 탑재되어, 상기 보호 회로의 제어에 의해 상기 2차전지의 방전 및 충전을 온/오프 하는 스위칭 수단과,
    상기 회로기판의 양단부에 접속되어서, 상기 2차전지의 한 쌍의 단자에 접속될 한 쌍의 리드와,
    외부 접속단자를 외부로 끌어 내기 위한 플렉시블 기판과,
    상기 프린트 기판과 상기 플렉시블 기판을 접착하는 프리프레그재를 구비한 2차전지 보호 모듈에 있어서,
    상기 프리프레그재의 치수가 상기 회로기판보다도 작은 것을 특징으로 하는 2차전지 보호 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 프리프레그재는 상기 플렉시블 기판이 상기 회로기판으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 치수가 상기 회로기판보다도 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 2차전지 보호 모듈.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 회로기판은 세로방향으로 짧고, 폭방향으로 길게 뻗어 있고, 상기 측단으로서 상단을 갖는 직사각형 형상을 하고 있고,
    상기 플렉시블 기판은 상기 회로기판의 상단으로부터 뻗어 있고, 상기 프리프레그재는, 상기 플렉시블 기판이 상기 회로기판으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 세로방향의 치수가, 상기 회로기판의 세로방향의 치수보다도 짧게 되어 있는 것을 특징으로 하는 2차전지 보호 모듈.
  9. 서로 대향하는 상면 및 하면과, 서로 대향하는 전면 및 후면과, 서로 대향하는 우측면 및 좌측면을 갖는, 실질적으로 직방체 형상의 2차전지로, 상기 좌측면 및 상기 우측면에 한 쌍의 단자를 갖는, 상기 2차전지와,
    상기 2차전지를 보호하는 2차전지 보호 모듈로 구성되는 전지 팩으로서,
    상기 2차전지 보호 모듈은,
    상기 2차전지의 전면에 설치되고, 상기 2차전지의 전면과 실질적으로 동일한 치수를 갖고, 주면을 갖는 회로기판과,
    상기 회로기판의 주면 상에 탑재되어, 상기 2차전지를 보호하기 위한 보호 회로와,
    상기 회로기판의 주면 상에 탑재되어, 상기 보호 회로의 제어에 의해 상기 2차전지의 방전 및 충전을 온/오프 하는 스위칭 수단과,
    상기 회로기판의 양단부에 접속되어, 상기 2차전지의 한 쌍의 단자에 접속되는 한 쌍의 리드와,
    외부 접속단자를 외부로 끌어 내기 위한 플렉시블 기판과,
    상기 프린트 기판과 상기 플렉시블 기판을 접착하는 프리프레그재를 구비하고,
    상기 프리프레그재의 치수가 상기 회로기판보다도 작은 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 프리프레그재는 상기 플렉시블 기판이 상기 회로기판으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 치수가 상기 회로기판보다도 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 회로기판은 세로방향으로 짧고, 폭방향으로 길게 뻗어 있고, 상기 측단으로서 상단을 갖는 직사각형 형상을 하고 있고,
    상기 플렉시블 기판은 상기 회로기판의 상단으로부터 뻗어 있고,
    상기 프리프레그재는 상기 플렉시블 기판이 상기 회로기판으로부터 뻗어 있는 위치에서, 그 세로방향의 치수가, 상기 회로기판의 세로방향의 치수보다도 짧아져 있는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 플렉시블 기판은 상기 2차전지의 상면 및 우측면을 따라 끌어 내어지는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  14. 회로기판을 준비하는 공정과,
    플렉시블 기판을 준비하는 공정과,
    상기 회로기판보다도 작은 치수의 프리프레그재를 사용하여, 상기 회로기판과 상기 플렉시블 기판을 접착하는 공정을 포함하는 플렉스·리지드 기판의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 접착하는 공정이 상기 프리프레그재를 상기 회로기판과 상기 플렉시블 기판 사이에 개재시킨 상태에서, 적층 프레스에 의해 상기 회 로기판과 상기 플렉시블 기판을 서로 붙이는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉스·리지드 기판의 제조방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 회로기판은 2차전지를 보호하기 위한 보호 회로를 탑재하는 것이고, 상기 플렉시블 기판은 외부 접속단자를 외부로 끌어 내기 위한 것인 것을 특징으로 하는 플렉스·리지드 기판의 제조방법.
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KR20160123788A (ko) * 2015-04-17 2016-10-26 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
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