KR101093907B1 - 배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩 - Google Patents

배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 필요 없는 과방전 스위치를 제거하여 집적도를 높이고 사이즈를 줄이는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 해결하고자 하는 기술적 과제는 필요 없는 과방전 스위치를 제거하여 원가를 절감하는 데 있다.
이를 위해 본 발명은 배터리 셀의 전압을 감지하고 제어 신호를 출력하는 집적 회로; 상기 집적 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 집적 회로의 출력신호에 따라 충전 경로를 차단하는 충전 스위치; 상기 집적 회로와 전기적으로 연결되는 제 1 리드; 상기 충전 스위치와 전기적으로 연결된 제 2 리드; 및 상기 집적 회로, 충전 스위치, 제 1 리드 및 제 2 리드를 봉지하는 봉지부를 포함하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩을 개시한다.
배터리, 배터리 셀, 배터리 팩, 보호 회로 모듈, 과충전, 충전 스위치

Description

배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩{SEMICONDUCTOR DEVICE FOR PROTECTION BATTERY CELL, PROTECTION CIRCUIT MODULE AND BATTERY PACK HAVING THE SAME}
본 발명은 배터리 셀을 보호할 수 있는 배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지와 같은 리튬 계열의 이차 전지는 납축전지, 니켈/카드뮴 전지, 니켈/수소 전지보다 에너지 밀도가 높고 질량이 작아 최근의 노트북 컴퓨터, 휴대폰, PDA, 전동 공구와 같은 휴대용 전자기기의 전원 용도로 주로 이용되고 있다.
그러나 이러한 리튬 계열의 이차 전지는 화학적 조성이 불안정해서 잘못된 방법(관통, 압축, 외부 쇼트, 과충전, 과전류, 가열, 낙하, 절단 등)으로 사용될 경우 누액, 폭발 및 발화의 위험성이 크기 때문에, 과충전, 과방전 및 과전류로부터 이차 전지를 보호하고 또한 성능 저하를 방지하기 위해 보호 회로 모듈(Protection Circle Module)을 장착하여 배터리 팩을 제조하고 있다.
상기 보호 회로 모듈에는 집적 회로, 충방전 스위치 및 다수의 수동소자가 형성되어 있다. 상기 보호 회로 모듈은 이차 전지가 과충전이 되면 충전을 차단시키고, 과방전이 되면 방전을 차단시키며 이차 전지를 보호한다.
본 발명은 집적도를 높이고 사이즈를 줄일 수 있는 배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 제조 단가를 절감할 수 있는 배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩을 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩은 배터리 셀의 전압을 감지하고 제어 신호를 출력하는 집적 회로; 상기 집적 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 집적 회로의 출력신호에 따라 충전 경로를 차단하는 충전 스위치; 상기 집적 회로와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제 1 리드; 상기 충전 스위치와 전기적으로 연결된 제 2 리드; 및 상기 집적 회로, 충전 스위치, 제 1 리드 및 제 2 리드를 봉지하는 봉지부를 포함한다.
또한, 상기 집적 회로와 상기 충전스위치는 상호간 적어도 하나의 도전성 와이어로 연결될 수 있다. 상기 집적 회로와 상기 제 1 리드는 상호간 적어도 하나의 도전성 와이어로 연결될 수 있다. 상기 충전 스위치와 상기 제 2 리드는 상호간 적어도 하나의 도전성 와이어로 연결될 수 있다.
상기 제 1 리드 및 제 2 리드는 봉지부의 외부로 돌출될 수 있다. 상기 제 1 리드는 상기 직접 회로에 전원을 공급하는 제 1 서브리드 및 상기 배터리 셀의 전압을 감지하는 제 2 서브리드를 포함할 수 있다. 상기 제 1 서브리드는 상기 봉지부의 일측에 배열되고, 상기 제 2 서브리드 및 제 2 리드는 상기 제 1 서브리드와 대향되는 봉지부의 타측에 일렬로 배열될 수 있다. 상기 제 1 서브리드는 배터리 단자와 팩 단자 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 서브리드는 팩 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 리드는 팩단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 봉지부는 제 1 탑재판을 포함하고, 상기 제 1 탑재판에는 상기 집적 회로가 탑재될 수 있다. 상기 제 1 탑재판과 상기 집적 회로는 절연성 접착제로 연결될 수 있다. 상기 봉지부는 제 2 탑재판을 포함하고, 상기 제 2 탑재판에는 상기 충전 스위치가 탑재될 수 있다. 상기 제 2 탑재판과 상기 충전 스위치는 도전성 접착제로 연결될 수 있다. 상기 제 2 탑재판은 상기 봉지부 외측으로 돌출될 수 있다.
그리고 상기 봉지부는 더미 리드를 더 포함할 수 있다. 상기 더미 리드는 상기 봉지부의 외부로 노출될 수 있다. 상기 더미 리드는 상기 봉지부에 배열된 제 1 서브리드와 같은 측에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩은 배터리 셀 보호용 반도체 장치가 실장된 인쇄 회로 기판을 포함하는 보호 회로 모듈; 및 상기 보호 회로 모듈과 전기적으로 연결되는 배터리 셀을 포함한다.
상기 인쇄 회로 기판은 배터리 셀과 전기적으로 접속되는 배터리 단자 및 외부 시스템과 전기적으로 접속되는 팩 단자를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩은 필요 없는 과방전 스위치를 없앰으로써 집적도를 높이고 소형화할 수 있게 된다.
또한, 상기와 같이 하여 본 발명에 의한 배터리 셀 보호용 반도체 장치, 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩은 필요 없는 과방전 스위치를 없앰으로써 제조 원가를 줄일 수 있게 된다.
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.
여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
NCM(니켈, 코발트, 망간)계 전지는 과방전이 되더라도 전압이 0V에 머물러 있지 않고 전압이 다시 회복되며, 팽창이나 내부저항 급증 등과 같은 현상이 일어나지 않는다. 따라서 배터리 셀의 과방전을 보호하는 기능은 필요하지 않게 된다. 이에 본 발명은 배터리 셀 보호용 반도체 장치에서 과방전을 보호하는 방전 스위치를 제거하고, 집적 회로 및 충전 스위치로 이루어진 반도체 장치를 구현한다. 이로써 상기 반도체 장치는 집적 회로와 충전 스위치만으로 이루어지게 되어 종래 집적 회로, 충전 스위치 및 방전 스위치로 이루어진 반도체 장치에 비해 컴팩트한 구조가 가능해진다. 또한, 상기 반도체 장치를 이용하는 보호 회로 모듈 및 배터리 팩은 필요한 소자들로만 이루어져 최적화된 보호 회로 모듈 및 배터리 팩을 구현할 수 있다.
이러한 반도체 장치에 대해서 도 1a 내지 도 2b를 참조하여 설명한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 보호용 반도체 장치의 평면도 및 단면도가 도시되어 있다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 배터리 셀 보호용 반도체 장치(110)는 집적 회로(111), 충전 스위치(112), 제 1 리드(113a, 113b), 제 2 리드(113c), 다수의 도전성 와이어(114a, 114b, 114c, 114d) 및 봉지부(115)를 포함한다.
상기 집적 회로(111)는 제 1 탑재판(111a)에 탑재되어 제 1 탑재판(111a)에 절연성 접착제(111b)로 접착된다. 상기 제 1 탑재판(111a)은 도전성 재질이며 구리, 구리 합금, 철 또는 그 등가물일 수 있으나, 이러한 재질로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 집적 회로(111)는 배터리 셀과 전기적으로 연결되어 상기 배터리 셀의 전압을 감지한다. 또한, 상기 집적 회로(111)는 상기 배터리 셀의 전압이 과충전 전압이라고 판단될 경우 충전을 정지시키는 제어 신호를 출력한다. 상기 집적 회로(111)에는 전압 검출 회로, 비교 회로, 시간 지연 회로, 스위치 구동 회로 및 전원 공급 회로 등이 집적될 수 있다. 상기 집적 회로(111)는 하나의 패키지 형태의 칩으로 형성된다.
상기 집적 회로(111)는 상기 충전 스위치(112)와 적어도 하나의 상기 도전성 와이어(114a)에 의해 전기적으로 연결된다. 상기 집적 회로(111)는 적어도 하나의 상기 도전성 와이어(114b, 114c)에 의해 상기 제 1 리드(113a, 113b)와 전기적으로 연결된다.
여기서, 상기 제 1 리드(113a, 113b)는 상기 직접 회로(111)에 전원을 공급하는 제 1 서브리드(113a) 및 상기 배터리 셀의 전압을 감지하는 제 2 서브리 드(113b)로 나눠질 수 있다. 이하에서는 상기 제 1 리드(113a, 113b)를 상기 제 1 서브리드(113a)와 상기 제 2 서브리드(113b)로 구분하여 설명하기로 한다.
상기 충전 스위치(112)는 제 2 탑재판(112a)에 탑재되어 제 2 탑재판(112a)에 도전성 접착제(112b)로 접착된다. 상기 제 2 탑재판(112a)은 상기 제 1 탑재판(111a)과 같은 도전성 재질이며 구리, 구리 합금, 철 또는 그 등가물일 수 있으나. 이러한 재질로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 상기 제 2 탑재판(112a)은 상기 봉지부(115)의 외측으로 노출되어 있으며 외부와 연결될 수 있는 도전성 패드와 같은 역할을 한다.
상기 충전 스위치(112)는 상기 집적 회로(111)에서 출력된 제어 신호에 의해 충전 경로를 차단한다. 상기 충전 스위치(112)는 충전 경로를 온/오프 할 수 있는 접합형 트랜지스트(BJT), 전계효과형 트렌지스트(FET) 또는 모스펫(MOSFET)일 수 있으나 여기서 그 종류를 한정하는 것은 아니다.
상기 충전 스위치(112)는 상기 제 2 리드(113c)와 적어도 하나의 상기 도전성 와이어(114d)에 의해 전기적으로 연결된다. 배터리 셀의 충전 및 방전시 상기 도전성 와이어(114d)에는 대전류가 흐를 수 있다.
상기 봉지부(115)는 상기 집적 회로(111), 충전 스위치(112), 제 1 서브리드(113a), 제 2 서브리드(113b), 제 2 리드(113c) 및 다수의 도전성 와이어(114a, 114b, 114c, 114d)를 봉지한다. 여기서 상기 제 1 서브리드(113a), 제서브2리드(113b) 및 제 2 리드(113c)의 일측은 상기 봉지부(115)의 외측으로 돌출되어 있다. 상기 배터리 셀 보호용 반도체 장치(110)는 상기 제 1 서브리드(113a), 제 2 서브리드(113b) 및 제 2 리드(113c)의 돌출된 부분을 통해서 외부와 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 서브리드(113a)는 상기 봉지부(115)의 일측에 형성되고, 상기 제 2 서브리드(113b) 및 제 2 리드(113c)는 상기 제 1 서브리드(113a)와 대향되는 상기 봉지부(115)의 타측에 일렬로 배열된다.
상기 봉지부(115)는 에폭시, 실리콘 또는 그 등가물로 이루어 질 수 있으나, 여기서 그 종류를 한정하는 것은 아니다.
이와 같이, 최근 과방전 보호용 방전 스위치가 필요하지 않은 NCM계 전지가 사용됨으로써, 상기 배터리 셀 보호용 반도체 장치(110)는 상기 집적 회로(111)와 충전 스위치(112)로만 형성이 되어 종래 집적 회로, 충전 스위치 및 방전 스위치까지 함께 패키징 됐던 반도체 장치보다 더 컴팩트한 반도체 장치를 만들 수 있고, 제조 원가도 줄일 수 있게 된다.
또한, 상기 배터리 셀 보호용 반도체 장치(110)의 충전 스위치(112)는 제 2 탑재판(112a)이 봉지부(115)의 외부로 노출되고, 상기 제 2 탑재판(112a)을 통해서 외부와 연결이 됨으로써, 전류 패스가 짧아지게 된다. 게다가 상기 제 2 탑재판(112a)은 열을 방출하는 방열판으로서의 역할도 할 수 있다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀 보호용 반도체 장치의 평면도가 도시되어 있다.
도 2a 내지 도 2b에 도시된 배터리 셀 보호용 반도체 장치(210)는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 배터리 셀 보호용 반도체 장치(110)와 유사하다. 따라서 여기서 는 그 차이점만을 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2b를 참조하면, 배터리 셀 보호용 반도체 장치(210)는 봉지부(215)에 더미 리드(213d)가 더 형성될 수 있다.
상기 배터리 셀 보호용 반도체 장치(210)는 집적 회로(211), 충전 스위치(212), 제 1 서브리드(213a), 제 2 서브리드(213b), 제 2 리드(213c), 더미 리드(213d), 다수의 도전성 와이어(214a, 214b, 214c, 214d) 및 봉지부(215)를 포함한다.
상기 제 1 서브리드(213a), 제 2 서브리드(213b), 제 2 리드(213c) 및 더미 리드(213d)의 일측은 상기 봉지부(215)의 외부로 돌출되어 있다. 상기 배터리 셀 보호용 반도체 장치(210)는 상기 제 1 서브리드(213a), 제 2 서브리드(213b), 제 2 리드(213c) 및 더미 리드(213d)의 돌출된 부분을 통해서 외부와 전기적으로 연결된다.
상기 제 1 서브리드(213a)는 상기 봉지부(215)의 일측에 형성되고, 상기 제 2 서브리드(213b) 및 제 2 리드(213c)는 상기 제 1 서브리드(213a)와 대향되는 상기 봉지부(215)의 타측에 일렬로 배열된다. 또한, 상기 더미 리드(213d)는 상기 제 1 서브리드(213a)와 같은 측에 형성되고 상기 제 1 서브리드(213a)와 일렬로 배열된다. 상기 더미 리드(213d)는 상기 집적 회로(211) 및 상기 충전 스위치(212)와 전기적으로 연결되어 있지 않다.
이와 같이, 상기 더미 리드(213d)는 상기 제 1 서브리드(213a)와 같은 측에 형성되고 상기 제 1 서브리드(213a)와 일렬로 배열됨으로써, 상기 배터리 셀 보호 용 반도체 장치(210)의 구조적인 균형을 이룰 수 있게 된다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 배터리 셀 보호용 반도체 장치가 실장된 보호 회로 모듈의 평면도 및 단면도가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 보호 회로 모듈(100)은 배터리 셀 보호용 반도체 장치(110), 다수의 수동 소자(120), 배터리 단자(131, 132), 팩 단자(141, 142) 및 인쇄 회로 기판(150)을 포함한다.
상기 반도체 장치(110)는 상기 인쇄 회로 기판(150)에 실장되어 있다. 상기 반도체 장치(110)는 배터리 셀의 전압을 감지하고, 상기 배터리 셀의 전압이 과충전 상태이면 충전 경로를 차단하는 역할을 한다. 최근 NCM계 전지는 과방전이 되더라도 일정시간 후 전압이 다시 회복되고, 팽창이나 내부저항 급증 등과 같은 현상이 없으므로 배터리 셀의 과방전을 보호하는 기능은 필요하지 않게 된다. 이에 상기 반도체 장치(110)는 기존의 과방전 스위치를 제거하여 상기 반도체 장치(110)를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
상기 반도체 장치(110)는 배터리 셀의 전압을 감지하고 그 전압에 따라 제어 신호를 출력하는 집적 회로(111), 상기 집적 회로의 제어 신호에 따라 충전 경로를 차단하는 충전 스위치(112)를 포함한다.
상기 수동소자(120)는 상기 인쇄 회로 기판(150)에 실장되어 있다. 상기 수동소자(120)는 저항, 커패시터, 인덕터 및 다이오드 일 수 있으나, 이러한 종류로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 배터리 단자(131, 132)는 상기 인쇄 회로 기판(150)에 형성되어 있고, 상기 인쇄 회로 기판(150)에 형성된 배선 패턴(112)과 연결되어 있다. 상기 배터리 단자(131, 132)에는 배터리 셀의 양극 단자 및 음극 단자가 연결될 수 있다.
상기 팩 단자(141, 142)는 상기 인쇄 회로 기판(150)에 형성되어 있고, 상기 인쇄 회로 기판(150)에 형성된 배선 패턴(113)과 연결되어 있다. 상기 팩 단자(141, 142)에는 충전기와 같은 외부 시스템이 접속될 수 있다.
상기 인쇄 회로 기판(150)은 대략 판 형태의 절연층(151)을 중심으로 그 상면과 하면에 각각 다수의 배선 패턴(152, 153)이 형성되어 있다. 도 1b에 상기 절연층(151)은 1층으로 도시되어 있으나, 상기 배선 패턴(152, 153)의 밀도에 따라서 다층으로 구성될 수도 있다. 상기 상면과 하면의 배선 패턴(152, 153)은 도전성 비아(155)에 의해 상호 연결될 수 있다. 또한, 상기 배선 패턴(152, 153)은 외부 환경으로부터 보호될 수 있도록 카파(copper)(154a, 154b)로 코팅되어 있다.
이와 같이, 집적 회로(111)와 충전 스위치(112)가 하나의 패키지로 형성된 배터리 셀 보호용 반도체 장치(110)가 상기 인쇄 회로 기판(150)에 실장 됨으로써, 상기 인쇄 회로 기판(150)은 상기 집적 회로(111)와 충전 스위치(112)를 연결하기위한 별도의 배선 패턴을 형성하지 않아 배선 패턴이 간단해지고, 상기 인쇄 회로 기판(150)의 크기는 작아진다. 이는 결과적으로 보호 회로 모듈(100)의 크기를 줄일 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 배터리 셀 보호용 반도체 장치를 실장한 보호 회로 모듈과 이를 이용한 배터리 팩의 회로도가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 팩(300)은 배터리 셀(200)과 이에 연결된 보호 회로 모듈(100)을 포함한다.
상기 배터리 셀(200)은 양극과 음극을 갖는 충방전이 가능한 전지이다. 상기 배터리 셀(200)은 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 그 등가물일 수 있으나, 여기서 그 종류를 한정하는 것은 아니다. 상기 배터리 셀(200)은 상기 보호 회로 모듈(100)에 형성된 배터리 단자(131, 132)와 연결될 수 있다.
상기 보호 회로 모듈(100)은 상기 배터리 셀(200)과 연결되어, 상기 배터리 셀(200)의 전압이 과충전 상태이면 충전 경로를 차단하는 역할을 한다.
상기 보호 회로 모듈(100)은 배터리 셀 보호용 반도체 장치(110) 및 다수의 수동소자(120)로 이루어져 있다. 보다 자세히 설명을 하면, 상기 보호 회로 모듈(100)은 상기 배터리 셀(200)의 과충전을 감지하여 제어 신호를 출력하는 집적 회로(111), 상기 집적 회로(111)의 출력 신호에 의해 충전 경로를 차단하는 충전 스위치(112), 상기 집적 회로 및 충전 스위치를 외부 단자와 연결시켜주는 제 1 서브리드(113a), 제 2 서브리드(113b), 제 2 리드(113c) 및 다수의 수동소자(120)로 이루어져 있다.
상기 제 1 서브리드(113a)의 일측은 상기 집적회로(111)와 연결되고, 상기 제 1 서브리드(113a)의 타측은 배선을 통하여 배터리 단자(131)와 팩 단자(141) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 2 서브리드(113b)의 일측은 상기 집적회로(111)와 연결되고, 상기 제 2 서브리드(113b)의 타측은 배선을 통하여 팩 단자(142)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 2 리드(113c)의 일측은 상기 충전 스위치(112)와 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 리드(113c)의 타측은 배선을 통하여 팩 단자(142)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 보호 회로 모듈(100)에는 배터리 단자(131, 132)와 팩 단자(141, 142)가 더 형성되어 있다.
상기 팩 단자(141, 142)는 배선을 통하여 상기 배터리 셀(200)의 양극과 음극에 연결될 수 있다. 또한, 상기 팩 단자(141, 142)에는 충전기와 같은 외부 시스템이 연결될 수 있다.
상기 수동소자(120)는 저항, 커패시터, 인덕터 및 다이오드 일 수 있으나, 이러한 종류로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기와 같은 구성에 의해서 본 발명에 따른 배터리 팩(300)은 다음과 같이 동작한다.
배터리 팩(300)의 팩 단자(141, 142)에 충전기가 연결되어 배터리 셀(200)이 충전될 시 상기 보호 회로 모듈(100)의 집적 회로(111)가 상기 배터리 셀(200)의 충전 전압을 감지하게 된다. 상기 집적 회로(111)는 상기 배터리 셀(200)의 충전 전압이 정상 영역일 경우에는 충전 스위치(112)가 턴온 되도록 제어 신호를 출력한다. 이 때, 상기 배터리 셀(200)은 정상적인 충전이 이루어진다.
상기 집적 회로(111)는 상기 배터리 셀(200)의 충전 전압을 감지한 결과, 과충전 영역이라고 판단되면 상기 충전 스위치(112)가 턴오프 되도록 제어신호를 출력한다. 상기 충전 스위치(112)에 형성된 기생 다이오드가 충전 전류의 방향에 역방향으로 형성되어 있으므로, 배터리 셀(200)의 충전은 정지된다.
이와 같이, 상기 보호 회로 모듈(100)을 갖는 배터리 팩(300)은 필요 없는 과방전 보호 기능을 없앰으로써, 배터리 팩(300)의 제조 원가 및 사이즈를 줄일 수 있게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 배터리 셀 보호용 반도체 장치와 이를 갖는 보호 회로 모듈 및 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.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 보호용 반도체 장치를 도시한 평면도 및 단면도
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀 보호용 반도체 장치를 도시한 평면도
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 배터리 셀 보호용 반도체 장치가 실장된 보호 회로 모듈을 도시한 평면도 및 단면도
도 4는 본 발명에 따른 배터리 셀 보호용 반도체 장치를 실장한 보호 회로 모듈과 이를 이용한 배터리 팩을 도시한 회로도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110, 210:배터리 셀 보호용 반도체 장치
111:집적 회로 112:충전 스위치
113a, 213a:제 1 서브리드 113b, 213b:제 2 서브리드
113c, 213c:제 2 리드
114a,114b,114c,114d:도전성 와이어 115, 215:봉지부
213:더미 리드 120:수동 소자
131, 132:배터리 단자 141, 142:팩 단자
150:인쇄 회로 기판
200:배터리 셀 300:배터리 팩

Claims (20)

  1. 배터리 셀의 전압을 감지하고 제어 신호를 출력하는 집적 회로;
    상기 집적 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 집적 회로의 출력신호에 따라 충전 경로를 차단하는 충전 스위치;
    상기 집적 회로와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 제 1 리드;
    상기 충전 스위치와 전기적으로 연결된 제 2 리드; 및
    상기 집적 회로, 충전 스위치, 제 1 리드 및 제 2 리드를 봉지하는 봉지부를 포함하고,
    상기 제 1 리드는
    상기 직접 회로에 전원을 공급하는 제 1 서브리드 및
    상기 배터리 셀의 전압을 감지하는 제 2 서브리드를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 집적 회로와 상기 충전스위치는 상호간 적어도 하나의 도전성 와이어로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 집적 회로와 상기 제 1 리드는 상호간 적어도 하나의 도전성 와이어로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 스위치와 상기 제 2 리드는 상호간 적어도 하나의 도전성 와이어 로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 리드 및 제 2 리드는 봉지부의 외부로 돌출된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서브리드는 상기 봉지부의 일측에 배열되고,
    상기 제 2 서브리드 및 제 2 리드는 상기 제 1 서브리드와 대향되는 봉지부의 타측에 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서브리드는 배터리 단자와 팩 단자 사이에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 서브리드는 팩 단자와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 리드는 팩단자와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지부는 제 1 탑재판을 포함하고,
    상기 제 1 탑재판에는 상기 집적 회로가 탑재된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 탑재판과 상기 집적 회로는 절연성 접착제로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지부는 제 2 탑재판을 포함하고,
    상기 제 2 탑재판에는 상기 충전 스위치가 탑재된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 탑재판과 상기 충전 스위치는 도전성 접착제로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 탑재판은 상기 봉지부 외측으로 돌출된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지부는 더미 리드를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 더미 리드는 상기 봉지부의 외부로 노출된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 더미 리드는 상기 봉지부에 배열된 제 1 서브리드와 같은 측에 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 셀 보호용 반도체 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 배터리 셀 보호용 반도체 장치가 실장된 인쇄 회로 기판을 포함하는 보호 회로 모듈; 및
    상기 보호 회로 모듈과 전기적으로 연결되는 배터리 셀을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 배터리 셀과 전기적으로 접속되는 배터리 단자 및
    외부 시스템과 전기적으로 접속되는 팩 단자를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
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