KR101819033B1 - 배터리 보호 장치 제조 방법 - Google Patents

배터리 보호 장치 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101819033B1
KR101819033B1 KR1020160099899A KR20160099899A KR101819033B1 KR 101819033 B1 KR101819033 B1 KR 101819033B1 KR 1020160099899 A KR1020160099899 A KR 1020160099899A KR 20160099899 A KR20160099899 A KR 20160099899A KR 101819033 B1 KR101819033 B1 KR 101819033B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal plate
pcb
cutting
metal
rail
Prior art date
Application number
KR1020160099899A
Other languages
English (en)
Inventor
김영대
Original Assignee
(주)티이에스
김영대
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)티이에스, 김영대 filed Critical (주)티이에스
Priority to KR1020160099899A priority Critical patent/KR101819033B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101819033B1 publication Critical patent/KR101819033B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
    • H05K3/4641—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards having integrally laminated metal sheets or special power cores
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/2805—Bare printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0044—Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching
    • H05K3/0052—Depaneling, i.e. dividing a panel into circuit boards; Working of the edges of circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42—Plated through-holes or plated via connections
    • H05K3/429—Plated through-holes specially for multilayer circuits, e.g. having connections to inner circuit layers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644—Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits

Abstract

본 발명은 회로기판의 두께면 중간에 금속판이 삽입되는 각 배터리 보호 장치를 복수의 금속판이 나란히 배열되어 있는 금속판 어레이 상에서 일괄 제조하는 도중에 각종 기능 테스트를 수행함으로써 각 배터리 보호 장치를 분리 상태에서 테스트하는 경우보다 소요 시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있도록 한 배터리 보호 장치 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 적어도 상면 및 하면에 회로 패턴이 형성되어 있는 다층 회로기판의 두께면 중간에 금속판이 삽입되어 있는 배터리 보호 장치 제조 방법에 있어서, 양단이 좌측 레일 및 우측 레일에 한몸으로 연결되고, 상호 금속판 분리 슬릿의 간격만큼 떨어진 채로 나란히 배열되며, 적소에 양극과 음극의 분리를 위한 전극 분리용 슬릿이 형성되어 있는 복수의 금속판이 한몸으로 배열되어 이루어진 금속판 어레이 시트를 준비하는 (a) 단계; 금속판 어레이 시트의 양면에 각각 프리프래그층을 개재하여 상측 및 하측 PCB를 부착하는 (b) 단계; 한몸 상태로 각 금속판에 정렬하여 회로기판 형성 공정을 수행하는 (c) 단계; 상기 (c) 단계를 거쳐 제조된 중간 결과물에 대해 각 금속판이 전기적으로는 절연되되 물리적으로는 그 한몸 상태가 유지되도록 금속판 분리 슬릿의 양단을 따라 커팅하는 (d) 단계 및 한몸 상태로 각 회로기판에 각종 회로 소자 실장 및 기능 테스트를 수행한 후에 각 회로기판이 물리적으로 딴 몸이 되도록 절단하는 (e) 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

배터리 보호 장치 제조 방법{method for manufacturing battery protection apparatus}
본 발명은 배터리 보호 장치 제조 방법에 관한 것으로, 특히 회로기판의 두께면 중간에 금속판이 삽입되는 각 배터리 보호 장치를 복수의 금속판이 나란히 배열되어 있는 금속판 어레이 상에서 일괄 제조하는 도중에 각종 기능 테스트를 수행함으로써 각 배터리 보호 장치를 분리 상태에서 테스트하는 경우보다 소요 시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있도록 한 배터리 보호 장치 제조 방법에 관한 것이다.
근래 들어, 스마트폰이나 스마트 패드 등의 각종 휴대 단말기가 폭넓게 사용되고 있는데, 이러한 휴대 단말기의 전원으로는 일반적으로 충전 가능한 2차 전지(이하 간단히 '배터리'라 한다)가 사용되고 있다. 리튬-이온 배터리는 휴대 단말기에 가장 널리 사용되는 배터리이지만 과충전이나 과전류에 쉽게 발열할 뿐만 아니라 발열 지속을 인해 온도가 상승하게 되면 그 성능이 열화 될 뿐 아니라 폭발의 위험성까지 갖는다.
따라서, 종래 리튬-이온 배터리 등의 휴대 단말기 배터리 팩에는 과충전, 과방전 및 과전류를 감지하고 차단하는 보호회로 모듈(Protection Circuit Module, 이하 간단히 'PCM'이라고도 한다)이 내장되어 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래 배터리 보호 장치의 회로 구성도이다. 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 종래 배터리 보호 장치의 회로 구성은 크게 스위칭 소자로 동작하는 2개의 FET(미도시)를 내장한 보호용 IC(U0), 복수의 저항(R1~R3) 및 커패시터(C1~C6) 등을 포함하여 이루어진다. 한편, 도 1b의 회로는 도 1a의 회로에 비해 NFC(Near Field Communication) 기능을 더 구비하고 있다. 이하에서는 설명의 간략화를 위해 NFC 기능이 생략된 것으로 하여 설명을 진행한다.
도 1에서 "B+" 단자와 "B-" 단자는 배터리 셀에 연결되는 단자로서, PCM을 기준으로 할 때 입력 측에 해당한다. "P+" 단자와 "P-" 단자는 PCM의 출력 측에 해당하는바, 이 단자를 통해 PCM을 경유한 충전 및 방전이 이루어진다. 마지막으로 "CF" 단자는 배터리의 종류를 나타내는 ID 단자로서 "P-" 단자와는 저항(R3)으로 연결되어 있는데, 연결된 저항값에 따라 충전 전류가 결정된다. "DUMMY" 단자는 후술하는 금속재 스페이서가 용접되는 단자로서 전기적으로는 다른 부품과 절연되어 있다. 즉, "DUMMY" 단자는 전기적 특성과는 무관하며 단지 기구적인 고정을 위해 필요한 것이므로 경우에 따라서는 없어도 된다.
도 2는 종래 배터리 보호 장치의 정면도이고, 도 3은 종래 배터리 보호 장치에서 금속재 스페이서의 기능을 설명하기 위한 기구 구성도이다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 종래 배터리 보호 장치는 배터리 셀(40)의 상면에 탑재될 수 있도록 대략 배터리 셀(40)의 가로 및 세로 길이로 이루어지고, 그 상면 및 하면에 각각 패턴이 형성되어 있는 양면 PCB(10)를 채택하고 있다.
전술한 구성에서, PCB(10)의 하면에는 전술한 바와 같은 보호용 IC, 복수의 저항 및 커패시터 등과 같은 회로 소자가 탑재되는 한편 PCB(10)의 상면에는 복수의 패드, 예를 들어 "P+" 단자, "CF" 단자 및 "P-" 단자 등이 노출되어 있다. 도면에서 참조번호 12는 PCB(10)를 관통하도록 형성되어 상기 서미스터를 배터리 셀(40)에 용접, 스폿 용접할 수 있도록 상기 서미스터를 노출시키는 노출공을 나타낸다.
참조번호 50은 배터리 셀(40)과 상기 회로 소자를 전기적으로 절연시키고 PCM을 안정적으로 고정시키기 위해 배터리 셀(40)과 PCB(10) 사이에 개재되는 절연 재질, 예를 들어 합성수지제 기구물을 나타내고, 참조번호 20은 PCB(10)의 하면 양단에 부착되어 PCB(10)를 배터리 셀(40)의 상면에 접합, 예를 들어 스폿 용접에 의해 접합하기 위한, 대략 "乙"자 형상의 금속재 스페이서를 나타낸다.
한편, 금속재 스페이서(20)는 PCB(10)에 스폿 용접되는 제1 수평 연장부, 상기 제1 수평 연장부의 단부에서 적어도 합성수지제 기구물(50)의 두께만큼 수직으로 연장된 수직 벽체 및 상기 수직 벽체의 타단에서 수평 연장되어 배터리 셀(40)에 스폿 용접되는 재2 수평 연장부를 구비한다.
그러나 전술한 바와 같은 종래의 배터리 보호 장치에 따르면, PCB(10)와는 별개로 금속재 스페이서(20)를 준비해야 할 뿐만 아니라 이러한 금속재 스페이서(20)를 SMT(Surface Mounting Technology) 공정에 의해 PCB(10)에 용접해야 하기 때문에 시간이 많이 소요되고 공수가 증가, 즉 생산성이 저하되는 문제가 있었다. 나아가 금속제 스페이서(20)를 SMT 공정에 의해 용접하는 과정에서 정렬이 까다로워 불량률이 높고, PCM에서 발생된 열이 신속하게 방출되지 못하는 등의 이유로 급속 충전에 많은 제약이 가해지는 문제점이 있었다.
본 출원인은 전술한 종래 배터리 보호 장치의 문제점을 해결하기 위해 스페이서용 금속판을 PCB 사이에 삽입함으로써 PCM에서 발생하는 열을 신속히 방출하여 저항을 낮춤으로써 급속 충전을 도모할 수가 있고, 불량률을 감소시킬 뿐만 아니라 공수를 줄여서 생산성을 향상시킬 수가 있는 배터리 보호 장치 제조 방법을 특허출원하여 등록특허 제10-1411584호(이하 '선행기술1'이라 한다)로 특허받았는바, 도 4는 선행기술 1에 개시된 배터리 보호 장치의 개략 단면도이다.
도 4에서 참조번호 200은 스페이서용 금속판을 나타내고, 100 및 300은 각각 스페이서용 금속판(200)의 상측 및 하측에 부착된 상측 PCB와 하측 PCB를 나타낸다. 상측 PCB(100)는 상면에 금속 박막(120)이 형성된 합성수지 판재로 이루어지고, 하측 PCB(300) 역시 하면에 금속 박막(320)이 형성된 합성수지 판재로 이루어진다.
스페이서용 금속판(200)은 그 세로 길이가 상측 PCB(100)와 하측 PCB(300)의 세로 길이와 같거나 약간 작으며, 가로 길이는 상측 PCB(100)와 하측 PCB(300)의 가로 길이보다 길게 이루어지는데, 이에 따라 접합 시에 PCB 양측으로 스페이서용 금속판(200)이 돌출되게 된다.
한편, 상측 PCB(100)와 하측 PCB(300) 사이의 패턴을 각각의 관통공을 통해 전기적으로 연결함에 있어 스페이서용 금속판(200)이 전기적으로 함께 연결되는 것을 방지하기 위해 스페이서용 금속판(200)에 상기 관통공보다 직경이 절연공을 드릴링, 레이저 또는 프레스 가공(펀칭)에 의해 형성하게 된다.
도면에서 참조번호 500은 PCB 상판(100)과 PCB 하판(300)의 패턴을 전기적으로 연결하는 도전체를 나타내고, 400은 도전체(400) 주위의 상기 절연공에 충진된 절연체를 나타낸다. 참조번호 222는 스페이서용 수직 연장부를 나타내고, 224는 배터리 셀의 상면에 스폿 용접되는 수평 연장부를 나타낸다.
이하에서는 스페이서용 금속판(이하 간단히 '금속판'이라 한다)이 회로기판의 두께면 중간에 삽입되어 있는 배터리 보호 장치를 'MI-PCM'(Metal Inserted Protection Circuit Module)라고도 한다.
한편, 전술한 구성을 가진 MI-PCM은 복수의 금속판이 지지 레일에 나란히 배열되어 있는 금속판 어레이 상에서 일괄 제조되고, 이후 동시에 각 회로기판의 하면에 각종 회로 소자가 실장 및 와어이 본딩된 상태에서 각종 전기적인 기능 테스트가 수행되는데, 종래에는 복수의 금속판이 일체로 연결되어 있기 때문에 각 MI-PCM에 전원의 양극 및 음극을 분리하여 연결할 수가 없었다.
결과적으로, 종래에는 MI-PCM의 제조가 완료된 후에 각 금속판을 분리 즉, 각 MI-PCM을 분리시킨 상태에서 개별적으로 기능 테스트를 수행해왔기 때문에 각 MI-PCM을 테스트 기기의 정 위치에 정렬 및 테스트하는데 막대한 시간이 소요되는 문제점이 있을 뿐 아니라 오 정렬시 테스트가 제대로 이루어지지 못해서 불량품이 양산될 수 있는 문제점이 있었다.
선행기술1 : 10-1411584호 등록특허공보(발명의 명칭 : 배터리 보호 장치 제조 방법 및 배터리 보호 장치)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 회로기판의 두께면 중간에 금속판이 삽입되는 각 배터리 보호 장치를 복수의 금속판이 나란히 배열되어 있는 금속판 어레이 상에서 일괄 제조하는 도중에 각종 기능 테스트를 수행함으로써 각 배터리 보호 장치를 분리 상태에서 테스트하는 경우보다 소요 시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있도록 한 배터리 보호 장치 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 상면 및 하면에 회로 패턴이 형성되어 있는 다층 회로기판의 두께면 중간에 금속판이 삽입되어 있는 배터리 보호 장치 제조 방법에 있어서, 양단이 좌측 레일 및 우측 레일에 한몸으로 연결되고, 상호 금속판 분리 슬릿의 간격만큼 떨어진 채로 나란히 배열되며, 적소에 양극과 음극의 분리를 위한 전극 분리용 슬릿이 형성되어 있는 복수의 금속판이 한몸으로 배열되어 이루어진 금속판 어레이 시트를 준비하는 (a) 단계; 금속판 어레이 시트의 양면에 각각 프리프래그층을 개재하여 상측 및 하측 PCB를 부착하는 (b) 단계; 한몸 상태로 각 금속판에 정렬하여 회로기판 형성 공정을 수행하는 (c) 단계; 상기 (c) 단계를 거쳐 제조된 중간 결과물에 대해 각 금속판이 전기적으로는 절연되되 물리적으로는 그 한몸 상태가 유지되도록 금속판 분리 슬릿의 양단을 따라 커팅하는 (d) 단계 및 한몸 상태로 각 회로기판에 각종 회로 소자 실장 및 기능 테스트를 수행한 후에 각 회로기판이 물리적으로 딴 몸이 되도록 절단하는 (e) 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에서, 회로기판 형성 공정은 상측 PCB의 상면과 하측 PCB의 하면을 전기적으로 연결하기 위한 쓰루 홀을 형성한 후에 도금 및 회로 패턴을 형성하는 (c1) 단계 및 회로 패턴을 제외한 부위의 상측 PCB의 상면과 하측 PCB의 하면에 솔더마스크 층을 형성하는 (c2) 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
쓰루 홀 형성 시에 상측 PCB 상면과 금속판을 전기적으로 연결하기 위한 쓰루 홈을 함께 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 (d) 단계에서의 커팅 수행 전에 각 금속판의 형상을 따른 절단 및 솔더링 부위의 노출을 수행하는 것을 특징으로 한다.
금속판 어레이 시트는 좌측 레일 및 우측 레일의 상단과 하단을 각각 연결하는 상측 레일 및 하측 레일을 더 구비하되, 상기 (d) 단계에서 커팅 수행시 상측 레일 및 하측 레일의 일부만을 커팅하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법에 따르면, 회로기판의 두께면 중간에 금속판이 삽입되는 각 배터리 보호 장치를 복수의 금속판이 나란히 배열되어 있는 금속판 어레이 상에서 일괄 제조하는 도중에 각종 기능 테스트를 수행함으로써 각 배터리 보호 장치를 분리 상태에서 테스트하는 경우보다 소요 시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있고, 불량률을 획기적으로 감소시킬 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래 배터리 보호 장치의 회로 구성도.
도 2는 종래 배터리 보호 장치의 정면도.
도 3은 종래 배터리 보호 장치에서 금속재 스페이서의 기능을 설명하기 위한 기구 구성도.
도 4는 선행기술 1에 개시된 배터리 보호 장치의 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.
도 6은 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법에 사용되는 금속판 어레이 시트의 개략 평면도 및 그 A-A선 단면도.
도 7은 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법에서 금속판의 양면에 PCB를 부착한 상태의 평면도 및 그 A-A선 단면도.
도 8a 내지 도 8c는 각각 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법에서 쓰루 홀 형성, 도금 및 회로 패턴 형성 과정을 설명하기 위한 단면도.
도 9는 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법에서 솔더 마스크 형성 및 도금 과정 수행 후의 평면도 및 그 B-B선 단면도.
도 10은 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법에서 회로기판 라우팅 과정 수행 후의 평면도 및 그 B-B선 단면도.
도 11은 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법에서 커팅 과정 수행 후의 평면도 및 그 B-B선 단면도.
도 12는 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법의 다른 실시예에 따른 커팅선을 따라 커팅한 상태의 평면도 및 그 B-B선 단면도.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다. 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법에 따르면, 먼저 단계 S10에서는 복수의 금속판이 일체로 배열되어 이루어진 금속판 어레이 시트를 준비한다.
도 6은 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법에 사용되는 금속판 어레이 시트의 개략 평면도 및 그 A-A선 단면도인바, 금속판의 길이는 대략 수십 밀리미터 정도인 반면에 금속판의 두께는 200 마이크로이지만 이해를 돕기 위해 편의상 길이와 두께를 다른 축적으로 도시(이하 동일)하고 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 금속판 어레이 시트(600)는 금속판재, 예를 들어 니켈 판재를 프레스 가공하여 형성될 수 있는데, 하나의 금속판 어레이 시트(100)에는 복수, 예를 들어 수 개 내지 수십 개의 금속판(610)이 1행 이상으로 배열된 채로 형성될 수 있다. 도 6에서는 금속판(610)이 1행으로 배열된 예를 도시하고 있는데, 편의상 3개의 금속판만을 도시하고 있다.
한편, 금속판 어레이 시트(600)는 각각의 금속판(610) 양단이 좌측 레일(606) 및 우측 레일(608)에 일체로 연결되어 이루어진다. 각 금속판(610)은 또한 상호 간에 금속판 분리 슬릿(620) 간격만큼 떨어진 채로 나란히 배열되어 있고, 그 적소가 양극과 음극의 분리(절연)를 위한 전극 분리용 슬릿(612)에 의해 절단되어 있다. 각 금속판(610)에는 또한 하나 이상의 상기 절연공(614)이 미리 형성, 예를 들어 드릴링, 레이저 또는 프레스 가공(펀칭)에 의해 형성되어 있는데, 이러한 절연공(614)은 도시되어 있는 바와 같은 장방형이나 원형으로 구현될 수 있다. 참조번호 602 및 604는 각각 금속판 어레이 시트(600)의 상부와 하부를 지지하는 상측 레일과 하측 레일을 나타낸다.
한편, 금속판 어레이 시트(600)는 알미늄, 구리, 인청동, 베릴륨동 또는 니켈 판재로 이루어지거나 이들의 표면을 니켈 도금하여 이루어질 수 있다.
다시 도 5로 돌아가서, 단계 S20에서는 금속판 어레이 시트의 양면에 상측 및 하측 PCB를 부착하는데, 도 7은 이 단계를 수행한 이후의 평면도 및 그 A-A선 단면도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 금속판 어레이 시트(600)의 양면에는 각각 프리프래그(prepreg)층(650)을 개재하여 상측 PCB(700) 및 하측 PCB(750)가 접합된다. 상측 PCB(700)는 합성수지 판재, 예를 들어 FR4, BT 또는 폴리이미드(Polyimide) 재질의 판재와 적어도 그 상면에 형성된 금속 박막, 예를 들어 동박을 포함하여 이루어질 수 있는데, 경우에 따라서는 합성수지 판재의 하면에도 금속 박막이 형성되어 있는 다층 기판으로 구현될 수도 있을 것이다.
하측 PCB(750) 역시 합성수지 판재, 예를 들어 FR4, BT 또는 폴리이미드 재질의 판재와 적어도 그 하면에 형성된 금속 박막, 예를 들어 동박을 포함하여 이루어지는데, 경우에 따라서는 합성수지 판재의 상면에도 금속 박막이 형성되어 있는 다층 기판으로 구현될 수도 있을 것이다. 도 7 및 이하의 도면에서는 설명의 편의상 상측 PCB(700)와 하측 PCB(750)를 각각 단일 층으로 표현(해칭)하고 있다.
한편, 상측 PCB(700)와 하측 PCB(750) 및 프리프래그층(650)은 금속판 어레이 시트(600)와 동일 사이즈로 이루어져서 접합시, 예를 들어 핫 프레스 공정을 통한 접합시 금속판 어레이 시트(600)의 테두리에 정확하게 포개질 수 있다. 그리고 이러한 접합 과정에서 각 금속판(610)의 절연공(614)과 전극 분리 슬릿(612)이 프리프래그층(650)에 의해 메꿔질 수 있다.
도면에서, 참조번호 655는 금속판(610)의 양단의 솔더링 부위에 형성되어 있는 프리프래그 제거부위를 나타내는데, 프리프래그층(650)에서 이 부위의 프리프래그를 사전에 제거한 상태에서 프리프래그층(650)을 금속판 어레이 시트(600)에 접합함으로써 추후 MI-PCM을 배터리에 솔더링하는 과정에서 잔존 프리프래그에 의해 솔더링이 제대로 이루어지지 않는 문제를 미연에 방지할 수가 있다.
다시 도 5로 돌아가서, 단계 S30에서는 도 7의 중간 결과물에 대해 쓰루 홀 및 쓰루 홈 등을 형성한 후에 도금 및 회로 패턴을 형성하는데, 도 8a 내지 도 8c는 각각 이 단계를 수행하는 과정에서의 단면도(도 6의 A-A선 단면도)이다.
먼저, 도 8a에 도시한 바와 같이, 도 7의 중간 결과물에 대해 상측 PCB(700)의 상면과 하측 PCB(750)의 하면을 전기적으로 연결하기 위한 쓰루 홀(th) 및 상측 PCB(700)의 상면과 금속판(610)을 전기적으로 연결하기 위한 쓰루 홈(tn)을 형성, 예를 들어 레이저 가공이나 드릴링 가공 등을 통해 형성한다. 쓰루 홀(th)의 경우 금속판(610)의 절연공(614)을 관통하여 형성되는데, 절연공(614)보다는 작은 직경으로 이루어져서 금속판(610)과 접촉하지 않아야 된다.
다음으로, 도 8b에 도시한 바와 같이, 도 8a의 중간 결과물에 대해 도금을 수행하는데, 이 과정에서 쓰루 홀(th)과 쓰루 홈(tn)이 도금체, 예를 들어 동으로 채워지게 되며, 상측 PCB(700)의 상면과 하측 PCB(750)의 하면에도 각각 도금층(800)이 형성되게 된다.
다음으로, 도 8c에 도시한 바와 같이, 도 8b의 중간 결과물의 도금층(800)을 가공, 예를 들어 에칭 가공하여 각종 단자 패턴(주로 상측 도금층)이나 회로 패턴(주로 하측 도금층)(이하 이를 총징하여 '회로 패턴'이라 한다)(805)을 형성한다.
다시 도 5로 돌아가서, 단계 S40에서는 회로 패턴(805)을 제외한 부위의 상측 PCB(700)의 상면과 하측 PCB(750)의 하면에 솔더마스크 층(810)을 형성한 상태에서 도금, 예를 들어 금도금을 수행하는데, 도 9는 이 단계를 수행한 이후의 평면도 및 그 B-B선 단면도이다. 도 9에서 참조번호 805a, 805b 및 805c는 각각 P+ 단자, CF 단자 및 P- 단자를 나타낸다. 단계 S30 및 S40은 기판 형성 공정에 해당할 수 있다.
다음으로, 단계 S50에서는 이렇게 제조된 중간 결과물에 대해 각 금속판의 형상을 따른 라우팅(절단 가공) 수행 및 금속판 양단의 노출을 수행하는데, 도 10은 이 과정을 수행한 이후의 평면도 및 그 B-B선 단면도이다. 여기에서 라우팅(routing)은 드릴링, 쏘우잉(sawing) 또는 레이저 가공 등에 의해 수행될 수 있다. 도 10에서 참조번호 616은 라우팅에 의해 노출된 금속판(600)의 솔더링 부위를 나타내는바, 솔더링 부위(616)의 상하에는 각각 프리플래그 제거부위(655)가 위치하기 때문에 라우팅에 의해 프리프래그에 오염되지 않은 솔더링 부위(616)가 노출되게 된다.
도면에서 참조번호 CL은 이후의 커팅 단계에서의 커팅선을 나타내는바, 이러한 커팅선(CL)은 각 금속판(610)의 좌측단 및 우측단의 경계, 즉 금속판 분리 슬릿(620)의 좌측단 및 우측단을 따라 형성될 수 있을 것이다. 참조번호 TL은 후술하는 금속판 양단 절단 단계(S100)에서의 절단선을 나타내는데, 이러한 절단선(TL)은 커팅선(CL)보다 내측에 형성, 예를 들어 솔더링 부위의 외측단이 될 수 있다.
이와 관련하여, 종래 배터리 보호 장치 제조 방법에서는 절단선(TL)과 커팅선(CL)이 동일하게 형성됨으로써 한 번의 절단 공정만을 필요로 하였으나 본 발명에서는 커팅선(CL)이 절단선(TL)이 다르게 형성됨으로써 두 번의 절단 공정이 필요하고, 결과적으로 본 발명에서는 커팅선(CL)과 절단선(TL) 사이의 길이만큼 금속판의 길이가 증가, 즉 금속판 분리 슬릿(620)의 좌측단 및 우측단 사이의 길이가 증가하게 된다.
다시 도 5로 돌아가서, 단계 S60에서는 도 10의 과정을 거쳐서 완성된 각 회로기판이 상호 절연된 채로 연결되도록 커팅선(CL)을 따라 커팅하는데, 도 11은 이 과정을 수행한 이후의 평면도 및 그 B-B선 단면도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 도 10의 중간 제조물을 그 커팅선(CL)을 따라 커팅하게 되면, 전기적으로는 각 금속판(610)이 분리, 즉 각 금속판(610)이 전기적으로 절연되는 반면에 물리적으로는 각 금속판(610)이 그 양단 부위에 띠 형상으로 잔존하는 프리프래그층(650) 및 솔더 마스크층(810) 또는 이에 더하여 상측 PCB(700) 및 하측 PCB(750)에 의해 연결 상태를 유지하게 된다.
도 12는 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법의 다른 실시예에 따른 커팅선을 따라 커팅한 상태의 평면도 및 그 B-B선 단면도이다. 도 12에 도시한 바에 따르면, 본 실시예에 따르면 커팅선(CL')이 금속판 어레이 시트의 상부 레일과 하부 레일의 일부(도면에서 상하 방향으로)만을 커팅하기 때문에 커팅 이후에도 상측 좌측 레일과 우측 레일 및 상측 레일과 하측 레일이 그대로 잔존하게 되고, 이에 의해 물리적인 연결 강도가 증가함으로써 이후 공정에서의 보관, 이동 및 취급이 보다 안전하면서도 용이하게 이루어질 수 있다.
다시 도 5로 돌아가서, 단계 S70에서는 각 회로기판에 대해 회로 패턴이 원하는 대로 형성되었는지를 점검하는 베어 보드 테스트(bare board test)를 동시에 수행하고, 단계 S80에서는 베어 보드 테스트를 통과한 각 회로기판에 대해 동시에 각종 회로 소자를 실장, 예를 들어 COB(Chip On Board) 공정이나 플립칩 본딩에 의해 실장 및 와이어 본딩하고, 이어서 특히 보호가 필요한 소자, 예를 들어 PCM 모듈 등을 몰딩한다.
다음으로, 단계 S90에서는 이렇게 하여 완성된 각 보호 장치에 대해 동시에 전기적인 성능 테스트를 수행하고, 마지막으로 단계 S100에서는 성능 테스트를 통과한 각 보호 장치의 금속판 양단 부위를 절단한 후에 절곡, 예를 들어 '乙'자 형상으로 절곡함으로써 배터리 보호 장치의 제조가 완료된다.
이상, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 배터리 보호 장치 제조 방법의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 변형과 변경이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다. 예를 들어 프리 프래그 제거 부위를 사전에 형성하지 않아도 무방할 것이다. 이뿐 아니라 乙자형 절곡부는 보호 장치의 어느 일 측에만 형성돼도 무방할 것이다. 또한, 단계 S50 및 단계 S60은 그 순서가 바뀌어도 무방할 것이다. 또한, 실장되는 회로 소자는 전술한 도 1a 및 도 1b의 예에 국한되지 않고, 변형 또는 개량에 의해 적절하게 변경될 수 있을 것이다.
10: PCB, 12: 관통공,
20: 금속제 스페이서, 22, 26: 수평 연장부,
24: 수직 연장부, 30: 회로 소자,
32: 서미스터, 40: 배터리 셀,
50: 합성수지제 기구물, 100: 상측 PCB,
110: 합성수지 판재, 110: 금속 박막,
200: 스페이서용 금속판, 210: 절연 공,
220: 절곡부, 222: 수직 연장부,
224: 수평 연장부, 300: 상측 PCB,
310: 합성수지 판재, 320: 금속 박막,
400: 접착제, 500, 510: 도금체,
600: 금속판 어레이 시트, 602, 604, 606, 608: 지지 레일,
610: 금속판, 612: 전극 분리 슬릿,
614: 절연공, 616: 솔더링 부위,
620: 금속판 분리 슬릿, 650: 프리프래그,
655: 프리프래그 제거부위, 700: 상측 PCB,
750: 하측 PCB, 800: 도금층,
805: 회로 패턴, 810: 솔더 마스크층,
th: 쓰루 홀, tn: 쓰루 홈,
CL, CL': 커팅선, TL: 절단선

Claims (5)

  1. 적어도 상면 및 하면에 회로 패턴이 형성되어 있는 다층 회로기판의 두께면 중간에 금속판이 삽입되어 있는 배터리 보호 장치 제조 방법에 있어서,
    양단이 좌측 레일 및 우측 레일에 한몸으로 연결되고, 상호 금속판 분리 슬릿의 간격만큼 떨어진 채로 나란히 배열되며, 적소에 양극과 음극의 분리를 위한 전극 분리용 슬릿이 형성되어 있는 복수의 금속판이 한몸으로 배열되어 이루어진 금속판 어레이 시트를 준비하는 (a) 단계;
    금속판 어레이 시트의 양면에 각각 프리프래그층을 개재하여 상측 및 하측 PCB를 부착하는 (b) 단계;
    한몸 상태로 각 금속판에 정렬하여 회로기판 형성 공정을 수행하는 (c) 단계;
    상기 (c) 단계를 거쳐 제조된 중간 결과물에 대해 각 금속판이 전기적으로는 절연되되 물리적으로는 그 한몸 상태가 유지되도록 금속판 분리 슬릿의 양단을 따라 커팅하는 (d) 단계 및
    한몸 상태로 각 회로기판에 각종 회로 소자 실장 및 기능 테스트를 수행한 후에 각 회로기판이 물리적으로 딴 몸이 되도록 절단하는 (e) 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 보호 장치 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    회로기판 형성 공정은 상측 PCB의 상면과 하측 PCB의 하면을 전기적으로 연결하기 위한 쓰루 홀을 형성한 후에 도금 및 회로 패턴을 형성하는 (c1) 단계 및
    회로 패턴을 제외한 부위의 상측 PCB의 상면과 하측 PCB의 하면에 솔더마스크 층을 형성하는 (c2) 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 보호 장치 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    쓰루 홀 형성 시에 상측 PCB 상면과 금속판을 전기적으로 연결하기 위한 쓰루 홈을 함께 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 보호 장치 제조 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서의 커팅 수행 전에 각 금속판의 형상을 따른 절단 및 솔더링 부위의 노출을 수행하는 것을 특징으로 하는 배터리 보호 장치 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    금속판 어레이 시트는 좌측 레일 및 우측 레일의 상단과 하단을 각각 연결하는 상측 레일 및 하측 레일을 더 구비하되,
    상기 (d) 단계에서 커팅 수행시 상측 레일 및 하측 레일의 일부만을 커팅하는 것을 특징으로 하는 배터리 보호 장치 제조 방법.
KR1020160099899A 2016-08-05 2016-08-05 배터리 보호 장치 제조 방법 KR101819033B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160099899A KR101819033B1 (ko) 2016-08-05 2016-08-05 배터리 보호 장치 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160099899A KR101819033B1 (ko) 2016-08-05 2016-08-05 배터리 보호 장치 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101819033B1 true KR101819033B1 (ko) 2018-01-17

Family

ID=61025795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160099899A KR101819033B1 (ko) 2016-08-05 2016-08-05 배터리 보호 장치 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101819033B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200014008A (ko) 2018-07-31 2020-02-10 (주)티이에스 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 생성된 인쇄회로기판
CN110854424A (zh) * 2019-11-13 2020-02-28 惠州市华阳多媒体电子有限公司 一种智能手机电池保护板自动化生产线及自动生产工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000151072A (ja) 1998-11-06 2000-05-30 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 個片サイズ金属基板の製造方法
JP2003046220A (ja) 2001-07-31 2003-02-14 Ngk Spark Plug Co Ltd 基板の検査方法及び検査装置並びに製造方法
JP2004193186A (ja) 2002-12-09 2004-07-08 Shinko Electric Ind Co Ltd 配線基板及びその製造方法並びに半導体装置
JP2008039725A (ja) 2006-08-10 2008-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd プリント配線板の電気検査方法およびプリント配線板の電気検査装置
KR101411584B1 (ko) 2013-04-12 2014-06-24 김영대 배터리 보호 장치 제조 방법 및 배터리 보호 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000151072A (ja) 1998-11-06 2000-05-30 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 個片サイズ金属基板の製造方法
JP2003046220A (ja) 2001-07-31 2003-02-14 Ngk Spark Plug Co Ltd 基板の検査方法及び検査装置並びに製造方法
JP2004193186A (ja) 2002-12-09 2004-07-08 Shinko Electric Ind Co Ltd 配線基板及びその製造方法並びに半導体装置
JP2008039725A (ja) 2006-08-10 2008-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd プリント配線板の電気検査方法およびプリント配線板の電気検査装置
KR101411584B1 (ko) 2013-04-12 2014-06-24 김영대 배터리 보호 장치 제조 방법 및 배터리 보호 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200014008A (ko) 2018-07-31 2020-02-10 (주)티이에스 인쇄회로기판 제조 방법 및 이에 의해 생성된 인쇄회로기판
CN110854424A (zh) * 2019-11-13 2020-02-28 惠州市华阳多媒体电子有限公司 一种智能手机电池保护板自动化生产线及自动生产工艺
CN110854424B (zh) * 2019-11-13 2021-01-05 惠州市华阳多媒体电子有限公司 一种智能手机电池保护板自动化生产线及自动生产工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101411584B1 (ko) 배터리 보호 장치 제조 방법 및 배터리 보호 장치
US10964931B2 (en) Battery interconnects
EP1760804B1 (en) No-welding contact type secondary battery
KR100965683B1 (ko) 배터리 팩
US8808904B2 (en) Secondary battery with protective circuit module and secondary protective element assembly
KR101012728B1 (ko) 신규한 구조의 ｐｃｍ 어셈블리 및 절연성 장착부재를포함하고 있는 이차전지 팩
US10231339B2 (en) Circuit board, power storage device, battery pack, and electronic device
WO2017062886A1 (en) Battery interconnects
KR101397029B1 (ko) 배터리 셀 조립체, 이를 구비하는 배터리 팩, 배터리 셀 조립체의 제조방법 및 배터리 셀 조립체의 제조를 위한 지그 조립체
CN103155728B (zh) 元器件内置基板及元器件内置基板的制造方法
KR101065963B1 (ko) 배터리팩 및 그 제조방법
KR101036091B1 (ko) 이차 전지용 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지
KR20130065686A (ko) 배터리 팩 및 그 생산방법
KR20200071614A (ko) 배터리 모듈용 fpcb 조립체, 그 제조방법 및 그를 포함하는 배터리 모듈
US8043735B2 (en) Rechargeable battery, printed circuit board therefor, and method of fabricating the same
KR101819033B1 (ko) 배터리 보호 장치 제조 방법
JP2007033215A (ja) 電子部品実装体検査装置
KR102334789B1 (ko) 지그 모듈
US9362543B2 (en) Battery pack
KR20210070127A (ko) 보호회로 모듈 및 그 제조방법
KR20180050880A (ko) 고정 부재를 사용한 이차전지용 보호회로모듈의 제조방법
KR102191903B1 (ko) 지그 모듈 및 이를 이용한 테스트 방법
KR102073311B1 (ko) 배터리 보호 장치
JP2021018935A (ja) 電子回路装置およびその製造方法、ならびに電子回路装置の試験方法
KR20150081519A (ko) 커넥터가 형성된 보호회로 기판을 포함하는 전지팩

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant