KR101075266B1 - 배터리 팩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 해결하고자 하는 기술적 과제는 커넥터와 연성 배선 필름 사이의 전기적 및 기계적 결합력을 향상시키는데 있다.

이를 위해 본 발명에 의한 해결 방법의 요지는 배터리 셀과, 배터리 셀에 전기적으로 연결된 회로기판과, 회로기판에 전기적으로 연결된 연성 배선 필름과, 연성 배선 필름에 전기적으로 연결되어 외부의 휴대전자기기에 접속되는 커넥터로 이루어진 배터리 팩에 있어서, 커넥터에는 다수의 리드가 소정 피치를 가지며 형성되고, 연성 배선 필름에는 리드의 표면에 일정 영역만 중첩되어 접촉된 채 납땜되는 다수의 탭이 형성된 것을 특징으로 한다.

배터리 팩, 커넥터, 리드, 연성 배선 필름, 탭

Description

배터리 팩{connector structure of battery pack}

도 1은 본 발명에 의한 배터리 팩이 노트북에 장착되는 상태를 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 의한 배터리 팩의 일부 정면도이다.

도 3은 도 2의 1-1선 단면도이다.

도 4는 도 2의 일부 배면을 확대 도시한 배면도이다.

도 5는 도 4의 2-2선 단면도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 배면도이다.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예를 도시한 배면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100; 본 발명에 의한 배터리 팩

110; 배터리 셀 120; 회로기판

130; 연성 배선 필름 131; 도전성 탭

132; 절개부 133; 절연 필름

134; 공간부 140; 커넥터

141; 절연 몸체 142; 홀

143; 도전성 리드 150; 케이스

151; 고정부

본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세히는 커넥터와 연성 배선 필름 사이의 전기적 및 기계적 결합력을 향상시킬 수 있는 배터리 팩에 관한 것이다.

일반적으로 노트북 컴퓨터 등의 휴대형 전자기기는 기기의 동작 전원으로 외부에서 공급되는 110/220V의 상용 교류전원을 이용하는 것 외에, 상술한 교류 전원의 공급없이 일정 시간 동안 전자기기를 사용할 수 있도록 하는 배터리 팩을 이용한다. 즉, 휴대형 전자기기에 형성된 수납 공간에 배터리 팩을 전기적 및 기계적으로 연결하여, 배터리 팩에 충전된 전원을 휴대형 전자기기의 동작 전원으로 사용함으로써, 전원이 공급되지 않는 곳에서 편리하게 사용할 수 있도록 하고 있다.

한편, 이러한 배터리 팩은 다수의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀의 충방전을 제어하는 회로기판과, 외부의 휴대 전자기기와 전기적으로 연결되는 커넥터와, 상기 커넥터와 회로기판을 전기적으로 연결하는 연성 배선 필름과, 상기 구성 요소를 모두 수납하는 케이스로 이루어져 있다.

또한, 상기 커넥터에는 다수의 도전성 리드가 소정 피치로 배열되어 있고, 상기 연성 배선 필름에는 다수의 도전성 탭이 소정 피치로 배열되어 있으며, 상기 리드와 탭은 서로 납땜으로 결합되어 있다.

그런데, 최근에는 한정된 공간에서 보다 많은 전기적 신호를 인출하기 위해 상기 리드 및 탭의 폭과 피치가 상당히 작아지고 있다. 따라서, 리드와 탭 상호간의 결합 또는 접촉 면적도 감소하고 있으며, 이에 따라 납땜으로 연결되는 리드와 탭 상호간의 결합력이 작은 문제가 있다.

다른 말로 하면, 리드와 탭 상호간의 결합 면적이 작아짐으로써, 작은 외력에도 상기 리드와 탭이 쉽게 분리된다. 즉, 커넥터에서 연성 배선 필름이 쉽게 분리되고, 이에 따라 휴대전자기기에 전원을 공급할 수 없는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 납땜 영역을 넓게 형성하면 되지만, 이 경우 리드 및 탭 상호간의 피치가 작은 관계로 납땜 영역끼리 상호 쇼트되는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 리드 또는 탭에 다수의 홀을 형성한 후, 납땜함으로써 그 결합 면적을 확장시키는 방법이 제안되고 있으나, 이 경우 리드 및 탭 자체의 폭이 너무 작아서 쉽게 끊어지는 문제가 있다. 즉, 폭이 작은 리드 또는 탭에 다수의 홀까지 형성하게 되면, 그 기계적 강도가 더욱 약해짐으로써, 작은 외력에도 리드 또는 탭 자체가 쉽게 끊어진다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 커넥터와 연성 배선 필름 사이의 전기적 및 기계적 결합력을 향상시킬 수 있는 배터리 팩을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 배터리 팩은 배터리 셀과, 배터리 셀에 전기적으로 연결된 회로기판과, 회로기판에 전기적으로 연결된 연성 배선 필름과, 연성 배선 필름에 전기적으로 연결되어 외부의 휴대전자기기에 접속되는 커넥터로 이루어진 배터리 팩에 있어서, 상기 커넥터에는 다수의 리드가 소정 피치를 가지며 형성되고, 상기 연성 배선 필름에는 상기 리드의 표면에 일정 영역만 중첩되어 접촉된 채 납땜되는 다수의 탭이 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 탭과 리드는 폭방향의 25~75% 영역이 상호 중첩되어 접촉된 채 납땜될 수 있다.

또한, 상기 탭은 폭 방향으로 일정 영역이 리드 외측으로 돌출될 수 있다.

또한, 상기 리드는 폭 방향으로 일정 영역이 탭 외측으로 돌출될 수 있다.

또한, 상기 리드와 일부분이 중첩된 탭의 폭 방향 표면에는 다수의 톱니 형태 절개부가 형성될 수 있다

또한, 상기 리드와 일부분이 중첩된 탭의 폭 방향 표면에는 다수의 반원 형태 절개부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 리드와 일부분이 중첩된 탭의 폭 방향 표면에는 다수의 사각 형태 절개부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 연성 배선 필름은 절연 필름을 통하여 탭이 외부로 노출됨으로써, 상기 리드에 일정 부분 중첩되도록 절연 필름의 일정 영역이 제거되어 공간부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 커넥터는 리드가 연성 배선 필름의 탭과 일정 부분이 중첩되도록 상부로 일정 길이 돌출되어 형성될 수 있다.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 배터리 팩은 연성 배선 필름의 탭이 커넥터의 리드와 일정 부분만 접촉됨으로써, 전체적으로 탭 및 리드의 합쳐진 폭이 넓어지게 된다. 따라서, 납땜 면적도 함께 커지고, 이에 따라 탭과 리드의 상호 결합력이 향상된다.

또한, 본 발명에 의한 배터리 팩은 연성 배선 필름의 탭에 다수의 톱니 형태, 반원 형태 또는 사각 형태의 절개부가 더 형성됨으로써, 납땜과 탭의 접속 면적이 더욱 넓어져 그 기계적 결합력은 더욱 향상된다.

더욱이, 본 발명에 의한 배터리 팩은 리드 및 탭의 합친 폭이 넓어짐으로써, 납땜이 의도하지 않은 다른 영역으로 흘러갈 확률이 거의 없음으로써, 리드 및 탭의 피치가 작아도 납땜 상호간의 쇼트 현상이 잘 발생하지 않게 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 1은 본 발명에 의한 배터리 팩(100)이 노트북(103)에 장착되는 상태를 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 배터리 팩(100)은 본체(101)와 표시부(102)로 이루어진 노트북(103)에 있어서, 본체(101)의 후방에 착탈 가능하게 되어 있다. 즉, 본체(101)의 후방에는 일정 공간(104)이 절개되어 마련되어 있으며, 이 공간(104)에 상기 배터리 팩(100)이 전기적 및 기계적으로 착탈 가능하게 되어 있다.

한편, 본 발명에 의한 배터리 팩(100)은 적어도 하나 이상의 배터리 셀(110)과, 상기 배터리 셀(110)과 전기적으로 연결되는 회로기판(120)과, 상기 회로기판(120)과 전기적으로 연결된 연성 배선 필름(130)과, 상기 연성 배선 필름(130)과 전기적으로 연결되어 본체에 다시 전기적으로 연결되는 커넥터(140)와, 상기 배터리 셀(110), 회로기판(120), 연성 배선 필름(130), 커넥터(140)를 수납하는 케이스(150)로 이루어져 있다. 또한, 상기 케이스(150)의 전방에는 상기 커넥터(140)가 안정적으로 결합 및 고정되도록 커넥터 고정부(151)가 돌출 형성되어 있다.

도 2는 본 발명에 의한 배터리 팩(100)의 일부 정면도이다.

도시된 바와 같이 케이스(150)의 고정부(151)에는 대략 사각 육면체 형태의 커넥터(140)가 안착되어 있다. 이러한 커넥터(140)는 노트북과 전기적으로 접속 및 분리 가능하도록 다수의 사각홀(142)을 갖는 몸체(141)와, 상기 몸체(141)중 사각 홀(142)의 내측 및 그 후방의 상부로 일정 길이 연장된 다수의 도전성 리드(143)로 이루어져 있다. 물론, 상기 몸체(141)는 절연성 수지 등으로 형성되어 도전성 리드(143)가 상호 전기적으로 쇼트되지 않도록 되어 있다. 또한, 상기 다수의 도전성 리드(143)는 소정 피치를 가지며, 일정 폭 및 길이를 갖는다.

또한, 상기 커넥터(140)의 후방으로는 연성 배선 필름(130)이 위치되어 있다. 이러한 연성 배선 필름(130)은 회로기판(120)과 커넥터(140)를 전기적으로 연 결시키는 다수의 도전성 탭(131)과, 상기 탭(131)을 상호 절연시키기 위한 절연 필름(133)으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 절연 필름(133)중 소정 영역에는 상기 탭(131)이 외부로 노출되어 상기 리드(143)에 용이하게 접촉되도록 일정 크기의 공간부(134)가 형성되어 있으며, 또한 절연 필름(133) 및 도전성 탭(131)이 연성이기 때문에, 소정 형태로 절곡 가능하다.

또한, 상기 커넥터(140)에 형성된 도전성 리드(143)와, 연성 배선 필름(130)에 형성된 도전성 탭(131)의 피치는 유사하거나 동일하다. 그러나, 상기 리드(143)와 탭(131)은 상호 약간씩 어긋나게 배열되어 있다.

도 3은 도 2의 1-1선 단면도이다.

도시된 바와 같이 연성 배선 필름(130)의 탭(131)은 공간부(134)를 통하여 외부로 노출되며, 이 노출된 탭(131)은 커넥터(140)에 형성된 리드(143)와 납땜(137)에 의해 상호 전기적 및 기계적으로 결합되어 있다. 또한 상기 연성 배선 필름(130)은 대략 U자 형태로 절곡되어 그 후방의 회로기판(120)에 전기적으로 접속되어 있다. 물론, 상기 연성 배선 필름(130)의 탭(131)은 회로기판(120)에 납땜(137)에 의해 연결될 수 있다.

도 4는 도 2의 일부 배면을 확대 도시한 배면도이다.

도시된 바와 같이 연성 배선 필름(130)은 절연 필름(133)의 내측에 일정 폭 및 피치를 가지며 다수의 도전성 탭(131)이 형성되어 있다. 또한, 상기 연성 배선 필름(130)중 절연 필름(133)에는 공간부(134)가 형성되어 있음으로서, 상기 공간부(134)를 통하여 상기 도전성 탭(131)이 외부로 노출된다.

더욱이, 상기 도전성 탭(131)의 후방(도 2에서는 전방)에는 일정 폭 및 피치를 갖는 다수의 도전성 리드(143)가 위치되어 있으며, 이는 상기 탭(131)과 일정 부분이 중첩된 채로 접촉되어 있다. 바람직하기로 상기 리드(143)와 탭(131)은 각각 폭 방향의 대략 25~75% 정도가 상호 중첩됨이 좋다. 즉, 상기 리드(143)와 탭(131)의 중복 면적이 25% 이하인 경우에는 상호간의 접촉 면적이 너무 작아 기계적 결합력이 저하될 수 있다. 또한, 상기 리드(143)와 탭(131)의 중복 면적이 75% 이상일 경우에는, 상기 리드(143)와 탭(131)의 합쳐진 폭이 너무 작아서 납땜(137) 면적 자체가 작아져 기계적 결합력이 저하될 수 있다.

한편, 상기 탭(131)의 폭방향으로서 리드(143)와 중첩되는 일측 단부에는 다수의 톱니 형태를 하는 절개부(132)가 더 형성되어 있다. 따라서, 상기 탭(131)과 납땜(137) 사이의 접촉 면적은 더욱 증가하게 된다.

이와 같이 납땜(137)과 탭(131)의 접촉 면적이 증가하면, 상기 납땜(137)에 의한 탭(131)과 리드(143) 상호간의 전기적 및 기계적 결합력도 더욱 향상된다. 물론, 상기 탭(131)에 형성된 톱니 형태의 절개부(132)도 모두 납땜(137)과 접촉됨은 당연하다.

도 5는 도 4의 2-2선 단면도이다.

도시된 바와 같이 커넥터(140)의 리드(143)와 연성 배선 필름(130)의 탭(131)은 일정 영역이 서로 중첩된 채 접속되어 있다. 즉, 도면상 리드(143)의 상면에 탭(131)의 일측 하면이 중첩되어 접촉된 동시에, 타측 영역은 리드(143)의 외측으로 일정 길이 돌출되어 있다. 역으로, 탭(131)의 하면에 리드(143)의 일측 상면이 중첩되어 접속된 동시에, 타측 영역은 탭(131)의 외측으로 일정 길이 돌출되어 있다. 또한, 상기 상호 중첩된 리드(143) 및 탭(131)의 경계에는 일정 두께의 납땜(137)이 형성됨으로써, 상기 납땜(137)에 의해 상기 리드(143)와 탭(131)은 전기적 및 기계적으로 강하게 결합된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 배면도이다.

도시된 바와 같이 리드(143)와 중첩되는 탭(131)의 일측에는 톱니 형태의 절개부(132) 대신 대략 반원 형태의 절개부(132a)가 다수 형성될 수도 있다. 이와 같은 반원 형태의 절개부(132a) 역시 납땜(137)과 탭(131) 사이의 접속 면적을 확장시킴으로써, 결국 납땜(137)에 의해 리드(143) 및 탭(131) 사이의 전기적 및 기계적 결합력이 향상된다.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예를 도시한 배면도이다.

도시된 바와 같이 리드(143)와 중첩되는 탭(131)의 일측에는 반원 형태의 절개부(132) 대신 대략 사각 형태의 절개부(132b)가 다수 형성될 수도 있다. 이와 같은 사각 형태의 절개부(132b) 역시 납땜(137)과 탭(131) 사이의 접속 면적을 확장 시킴으로써, 결국 납땜(137)에 의해 리드(143) 및 탭(131) 사이의 전기적 및 기계적 결합력이 향상된다.

이밖에도 본 발명은 탭(131)에 형성된 절개부(132,132a,132b)가 톱니 형태, 반원 형태 또는 사각 형태 대신 다양한 모양으로 변형 가능하며, 여기서 상기 탭(131)에 형성된 절개부(132,132a,132b)의 형태를 한정하는 것은 아니다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 팩은 연성 배선 필름의 도전성 탭이 커넥터의 도전성 리드와 일정 부분만 중첩되어 접촉됨으로써, 전체적으로 탭 및 리드의 합쳐진 폭이 넓어지게 된다. 따라서, 납땜 면적도 함께 커지고, 이에 따라 탭과 리드의 상호 결합력이 향상된다.

또한, 본 발명에 의한 배터리 팩은 연성 배선 필름의 탭에 다수의 톱니 형태, 반원 형태 또는 사각 형태의 절개부가 더 형성됨으로써, 납땜과 탭의 접속 면적이 더욱 넓어져 그 납땜에 의해 탭과 리드의 전기적 및 기계적 결합력은 더욱 향상된다.

더욱이, 본 발명에 의한 배터리 팩은 리드 및 탭의 합친 폭이 넓어짐으로써, 납땜이 의도하지 않은 다른 영역으로 흘러갈 확률이 거의 없게 되고, 이에 따라 리드 및 탭의 피치가 작아도 납땜 상호간의 쇼트 현상이 잘 발생하지 않게 된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 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 속 하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (9)

1. 배터리 셀과, 상기 배터리 셀에 전기적으로 연결된 회로기판과, 상기 회로기판에 전기적으로 연결된 연성 배선 필름과, 상기 연성 배선 필름에 전기적으로 연결되어 외부의 휴대전자기기에 접속되는 커넥터로 이루어진 배터리 팩에 있어서,

   상기 커넥터에는 다수의 리드가 소정 피치를 가지며 형성되고, 상기 연성 배선 필름에는 상기 리드의 표면에 폭방향으로 일정 영역만 중첩되어 접촉된 채 납땜되는 다수의 탭이 형성되고,

   상기 중첩된 탭과 리드의 경계에 상기 납땜이 형성되며, 상기 탭과 리드는 직접 접촉된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탭과 리드는 폭방향의 25~75% 영역이 상호 중첩되어 접촉된 채 납땜된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 탭은 폭 방향으로 일정 영역이 리드 외측으로 돌출된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 리드는 폭 방향으로 일정 영역이 탭 외측으로 돌출된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 리드와 일부분이 중첩된 탭의 폭 방향 표면에는 다수의 톱니 형태 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 리드와 일부분이 중첩된 탭의 폭 방향 표면에는 다수의 반원 형태 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 리드와 일부분이 중첩된 탭의 폭 방향 표면에는 다수의 사각 형태 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 연성 배선 필름은 절연 필름을 통하여 탭이 외부로 노출됨으로써, 상기 리드에 일정 부분 중첩되도록 절연 필름의 일정 영역이 제거되어 공간부가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥터는 리드가 연성 배선 필름의 탭과 일정 부분이 중첩되도록 상부로 일정 길이 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 팩.

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