KR102151193B1 - 인쇄회로기판 및 그 생산 방법 - Google Patents

Abstract

복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성되는 배터리 팩의 전압 센싱용 인쇄회로기판에 있어서, 상기 배터리 셀의 연장방향으로 형성되는 밴드 형상의 제1 부; 상기 제1 부와 분리 형성되되, 상기 제1 부의 양 말단에 연결되는 연결부가 형성된 제2 부; 및 상기 제1 부 및 상기 연결부의 각 말단에 내부 회로층이 노출되어 형성되는 접합부;를 포함하고, 상기 접합부는 내부 회로층이 노출되어 상기 제1,2 부를 전기적으로 연결하는 도전부와, 상기 도전부의 일 측에 형성된 절연층이 연장된 보강부로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 개시하여, 회로기판의 생산 과정에서의 수율을 향상시키는 동시에, 접합부를 강성을 향상시키고 손상 가능성을 낮춰 보다 향상된 신뢰성 및 생산성을 제공한다.

Description

인쇄회로기판 및 그 생산 방법{PRINTED CIRCUIT BOARD AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}

본 발명은 복수 개의 배터리 셀로 형성되어 자동차의 다수의 전기 장치로 전원을 공급하는 배터리 팩의 전압을 센싱하는 인쇄회로기판 및 그 생산 방법에 관한 것이다.

이차전지는 모바일 기기, 보조 전력장치 등에 광범위하게 사용되고 있다. 또한 이차전지는 종래 가솔린 차량이나 디젤 차량이 갖는 대기 오염 등의 각종 문제점을 해결하기 위한 대안으로 제시된 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그 인 하이브리드 전기자동차 등의 주된 동력원으로서도 주목 받고 있다.

전기자동차 등에 사용되는 이차전지는 고출력 대용량 배터리의 필요성으로 인해 복수 개의 배터리 셀을 적층시킨 후 이를 전기적으로 직렬 및 병렬 연결한 배터리팩이 사용된다. 이러한 배터리팩은 배터리 셀의 적층된 정도에 따라 필요한 고출력을 제공할 수 있는 장점이 있으나, 복수 개의 배터리 셀을 적층하여 사용하여 일부 배터리 셀에서 과전압, 과전류, 과발열 등의 현상이 발생할 수 있다.

이러한 현상은 배터리팩의 안정성이나 작동 효율 등에 영향을 미치므로, 이를 미리 검출하기 수단이 요청된다. 따라서 배터리팩은 배터리 셀에 연결되는 회로기판을 이용하여 각 배터리 셀의 전압을 센싱하고, 이를 버스바를 통해 BMS(Battery Mamagement System)로 정보를 전달하여 배터리 셀의 과전압, 과전류, 과발열 등의 현상을 검출하고, 이에 따른 추가적 손상을 방지한다.

도 1은 종래 인쇄회로기판의 재단 형태를 도시한 평면도이다.

인쇄회로기판(10)은 플렉서블한 특성을 가져 설치가 용이하고, 공간을 많이 차지 하지 않는 인쇄회로기판(10)이 일반적으로 사용된다. 이때, 인쇄회로기판(10)은 회로가 형성되어 있는 원판에서 사용 형태에 따라 재단하여 사용되는데, 도 1에 도시한 바와 같이, 고출력의 대용량 배터리가 요구되면서 적층되는 배터리 셀의 개수가 증가하여 그 센싱부위가 넓게 형성되는 형태로 재단된다. 따라서 A부분과 같이 원판의 손실 부분이 증가하는 문제점이 있었다.

또한 회로기판과 버스바의 전기적인 연결을 위해 별도의 연결공정을 필요로 하여 생산과정에 소요되는 시간이 증가하고, 연결 불량에 의해 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

(특허문헌 0001) 대한민국 등록특허 제10-1786512호(2017년10월11일 등록)

(특허문헌 0002) 대한민국 등록특허 제10-0541958호(2006년01월02일 등록)

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리팩에 사용되는 회로기판의 수율을 항샹시키고, 생산과정에서 소요되는 시간 절감 및 연결 불량을 방지하여 생산성을 향상시키는 회로기판 및 그 생산 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시 예의 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성되는 배터리 팩의 전압 센싱용 인쇄회로기판은 상기와 같은 과제를 해결하고자, 상기 배터리 셀의 연장방향(X)으로 형성되는 밴드 형상의 제1 부; 상기 제1 부와 분리 형성되되, 상기 제1 부의 양 말단에 연결되는 연결부가 형성된 제2 부; 및 상기 제1 부 및 상기 연결부의 각 말단에 내부 회로층이 노출되어 형성되는 접합부;를 포함하고, 상기 접합부는 내부 회로층이 노출되어 상기 제1,2 부를 전기적으로 연결하는 도전부와, 상기 도전부의 일 측에 형성된 절연층이 연장된 보강부로 형성되는 것을 특징으로 한다.

각 상기 접합부는 상기 도전부 접합 시, 각 상기 보강부가 서로 다른 상기 도전부의 타 측에 형성되는 절연층에 부착되도록 형성되는 것이 바람직하다.

각 상기 도전부는 외측으로 TIN도금층이 더 형성될 수 있고, ACF필름 또는 솔더링에 의해 서로 접합있으며, 상기 보강부는 접착테이브에 의해 부착될 수 있다.

상기 제1부와 상기 연결부 각각에 형성되어, 상기 제1,2 부 연결 시 서로 연계되어 상기 접합부의 접합위치를 안내하는 가이드부;를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드부의 일실시 예는 접합되는 서로 다른 상기 접합부의 각 양 측으로 상보적으로 결합되는 안내돌기와 안착홈으로 형성될 수 있으며, 상기 접합부의 접합 후에 절취될 수 있다. 또한 상기 가이드부의 다른 실시예는 각 상기 접합부에 형성되어, 접합위치를 안내하는 지그가 순차적으로 관통하는 관통홀로 형성될 수 있으며, 또 다른 실시예의 상기 가이드부는 상기 접합부 중 어느 하나의 표시되는 인식표식과 접합위치에서 상기 인식표식을 인식할 수 있도록 상기 접합부의 다른 하나에 형성되는 인식홀로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시 예의 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성되는 배터리 팩의 전압 센싱용 인쇄회로기판의 생산방법은 상기와 같은 과제를 해결하고자, 일 측에 절연층이 부착된 회로층을 구비하는 단계; 상기 회로층을 에칭하여 내부 회로 및 보강부를 형성하는 단계; 상기 회로층의 타 측에 상기 내부 회로의 일부가 노출되도록 미리 정해진 위치에 연결홀이 형성된 절연층을 부착하여 도전부를 형성하는 단계; 밴드 형상의 제1 부와, 상기 제1부의 말단에 연결되는 연결부가 형성된 제2 부의 형상에 맞춰 각각 재단하되, 상기 보강부 및 도전부가 상기 제1 부와 상기 연결부의 각 말단에 형성되도록 재단하는 단계; 및 상기 제1 부와 상기 연결부에 형성된 각 상기 보강부 및 각 상기 도전부를 서로 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 접합하는 단계 전, 상기 제1 부와 상기 연결부에 각각 형성되되, 접합위치에서 서로 연계되는 가이드부에 의해 각 상기 도전부가 서로 맞닿도록 위치시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 위치시키는 단계는 접합되는 상기 제1 부와 상기 연결부의 양 측으로 형성된 안내돌기와 안착홈의 상보적 결합에 의해 상기 도전부를 서로 맞닿도록 위치시키는 단계로 형성될 수 있으며, 상기 접합단계 이후, 결합된 상기 안내돌기 및 상기 안착홈을 절취하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 위치시키는 단계는 접합위치를 안내하는 지그에 각 상기 도전부에 형성된 관통홀을 순차적으로 편입시켜 상기 도전부를 서로 맞닿도록 위치시키는 단계로 형성될 수 있으며, 상기 도전부 중 어느 하나에 표시되는 인식표식과, 접합위치에서 상기 인식표식이 인지되도록 상기 도전부의 다른 하나의 형성되는 인식홀에 의해 상기 도전부를 서로 맞닿도록 위치시키는 단계로 형성될 수 있다.

상기 도전부 형성단계 후, 상기 도전부에 TIN도금하는 단계;를 더 포함할 수 있으며, 상기 접합하는 단계는 TIN도금된 상기 도전부를 ACF필름 또는 솔더링하여 접합하는 단계;와 상기 도전부 접합 후, 상기 보강부를 서로 다른 상기 도전부의 타 측에 형성되는 절연층에 접합하는 단계;가 순차적으로 진행되는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 모두 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

본 발명의 인쇄회로기판 및 그 생산 방법은 제1 부와 제2 부가 분리 형성되고, 제1,2 부의 각 형상에 따라 재단하여 생산 과정에서 손실되는 인쇄회로기판을 최소화하여 수율을 향상시키는 효과를 갖는다.

또한 도전부의 일 측에 형성되는 절연층이 연장되어 형성되는 보강부를 구성하여 제1,2 부 연결 시, 접합된 후 도전부가 외측으로 노출되는 부분이 발생되지 않으며, 도전부의 말단에서 접합 부위가 절곡되는 등의 기계적으로 취약한 부위가 발생하는 것을 방지하여 보다 향상된 내구성을 제공한다.

또한 도전부의 접합 위치를 안내하는 가이드부에 의해 도전부가 정확한 접합 위치에서 접합되도록 하여, 분리 형성되어 발생될 수 있는 신뢰성 저하 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 종래 인쇄회로기판의 재단 형태를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 일실시 예의 인쇄회로기판의 재단 형태를 도시한 평면도.
도 3은 도 2의 인쇄회로기판이 연결된 상태를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 접합 부분(B)의 접합 방법을 도시한 측면도.
도 5는 도 2의 가이드부의 결합 방법을 도시한 도면.
도 6은 도 5의 가이드부 결합 후, 절취되는 부분을 도시한 도면.
도 7은 도 5의 가이드부의 다른 실시 예의 연계 방법을 도시한 도면.
도 8은 도 5의 가이드부의 또 다른 실시 예의 연계 방법을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시 예의 인쇄회로기판의 생산 방법의 흐름도.
도 10은 도 9의 보강부 및 도전부를 형성하는 단계를 도시한 도면.
도 11은 도 9의 접합하는 단계를 도시한 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명의 인쇄회로기판 및 그 생산 방법에 대해 각각 설명하고 있으나, 그 목적과 일부 구성요소가 동일하다. 따라서 동일한 점에 대해서는 인쇄회로기판에서 설명하고, 생산 방법의 설명에서는 생략하며, 동일 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.

또한 연장방향(X)은 배터리 셀이 연장되는 방향으로 정의하며, 적층방향(Y)은 복수 개의 배터리 셀이 배치되는 방향으로 정의한다. 따라서 연장방향(X)과 적층방향(Y)은 실질적으로 서로 수직되어 형성된다.

도 2는 본 발명의 일실시 예의 인쇄회로기판의 재단 형태를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 인쇄회로기판이 연결된 상태를 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 접합 부분(B)의 접합 방법을 도시한 측면도이다. 도 5는 도 2의 가이드부의 결합 방법을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 가이드부 결합 후, 절취되는 부분을 도시한 도면이며, 도 7은 도 5의 가이드부의 다른 실시 예의 연계 방법을 도시한 도면이고, 도 8은 도 5의 가이드부의 또 다른 실시 예의 연계 방법을 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성되는 배터리 팩의 전압 센싱용 인쇄회로기판(100)은 상기 배터리 셀의 연장방향(X)으로 형성되는 밴드 형상의 제1 부(110), 상기 제1 부(110)와 분리 형성되되, 상기 제1 부(110)의 양 말단에 연결되는 연결부(121)가 형성된 제2 부(120) 및 상기 제1 부(110) 및 상기 연결부(121)의 각 말단에 내부 회로층(101)이 노출되어 형성되는 접합부(130)를 포함하고, 상기 접합부(130)는 내부 회로층(101)이 노출되어 상기 제1,2 부(110,120)를 전기적으로 연결하는 도전부(131)와, 상기 도전부(131)의 일 측에 형성된 절연층(102)이 연장된 보강부(132)로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 제1 부(110)와 상기 연결부(121) 각각에 형성되어, 상기 제1,2 부(110,120) 연결 시 서로 연계되어 상기 접합부(130)의 접합위치를 안내하는 가이드부(140)를 더 포함할 수 있다.

배터리 셀은 이차전지로 형성되며, 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 배터리 팩을 형성한다. 배터리 팩은 복수 개의 배터리 셀이 직렬 또는 병렬로 연결되어 전기 자동차 등에 고전압을 제공한다.

이때 배터리 팩은 복수 개의 배터리 셀이 전기적으로 연결되어 고전압이 발생되면서, 일부 배터리 셀에서 과전압, 과전류 등의 현상이 발생될 수 있으며, 이러한 현상은 배터리 팩의 안정성 및 작동 효율에 영향이 미처 배터리 팩은 각 배터리 셀의 전압을 센싱하는 회로기판을 구비한다. 이때 회로기판은 중량 잘감 및 공간 절약을 위하여 인쇄회로기판(100)으로 형성됨이 바람직하다.

인쇄회로기판(100)은 밴드 형상의 제1 부(110)와, 제1 부(110)에 연결되는 연결부(121)가 형성된 제2 부(120)와, 제1 부(110)와 연결부(121)의 각 말단에 형성되는 접합부(130)를 포함한다. 제1 부(110)와 제2 부(120)는 설명의 편의를 위해 재단된 형태에 따라 명칭을 달리할 뿐이며, 모두 인쇄회로기판(100)에 해당한다.

인쇄회로기판(100)은 중심에 형성된 회로층(101)의 양 측으로 절연층(102)이 각각 적층되어 형성된다. 회로층(101)은 센싱된 배터리 셀의 전압 정보를 전기적인 신호로 전달하는 회로 역할을 하며, 절연층(102)은 회로층(101)을 보호하는 동시에 다른 구성과의 쇼트 현상을 방지한다.

따라서 회로층(101)은 전기전도성을 갖는 금속으로 형성되며, 전기전도성이 높은 Al, Cu, CCA로 형성되는 것이 바람직하며, 각 배터리 셀의 전압 정보를 전달할 수 있도록 복수 개의 회로가 형성되도록 서로 이격된 패턴을 갖는다. 또한 절연층(102)은 전기전도성이 없는 물질로 PI필름, PEN필름, PET필름으로 형성될 수 있다.

제1 부(110)는 배터리 셀의 연장방향(X)으로 연장 형성되는 밴드 형상을 가지며, 양 말단에는 연결부(121)와 전기적으로 연결되는 접합부(130)가 형성된다. 따라서 제1 부(110)의 양 측에는 제2 부(120)가 각각 형성되며, 각 제2 부(120)는 배터리 셀의 서로 다른 전극에 연결되어 회로가 형성되도록 한다.

이때 서로 다른 전극에 연결되는 의미는 하나의 배터리 셀의 서로 다른 전극에 제2부가(120) 각각 연결되는 것을 의미한다. 따라서 복수의 배터리 셀은 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있다.

제2 부(120)는 제1 부(110)와 분리되어 형성되되, 제1 부(110)의 말단에 연결되는 연결부(121)가 형성되어 제1 부(110)의 양 말단에 각각 전기적으로 연결되도록 한 쌍으로 구비된다. 또한 분기되어 복수의 버스바와 전기적으로 연결되는 가지연결부(122)가 형성되며, 나사 등이 관통되어 인쇄회로기판(100)을 고정하는 고정홀(123)이 형성되어 배터리 팩의 생산 과정에서 발생할 수 있는 찢어짐 등의 손상을 방지한다. 이때 가지연결부(122) 및 고정홀(123)의 수는 설계에 따라 증감될 수 있다.

따라서 제2 부(120)는 각 배터리 셀과 전기적 연결을 용이하게 하기 위하여 배터리 셀의 적층방향(Y)으로 연장되어 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 부(110)와 제2 부(120)는 서로 다른 방향으로 연장 형성되므로, 제1,2 부(110,120)를 분리 재단하여 종래 생산 과정에서 발생하던 손실 부분을 현저히 절감한다.

연결부(121)는 제2 부(120)의 일측에서 배터리 셀의 연장방향(X)으로 형성되어, 제1,2 부(110,120)의 내부 회로를 연결한다. 따라서 연결부(121)의 말단에는 접합부(130)가 형성되며, 제1 부(110)와 같은 폭을 갖는 짧은 밴드 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

다시 말해, 연결부(121)는 제2 부(120)의 일 측에서 실질적으로 수직되어 제1 부(110)와 동일선상에 배치되어, 제1 부(110)의 말단에 형성된 접합부(130)와 연결부(121) 말단에 형성된 접합부(130)가 접합되어 회로를 형성한다.

접합부(130)는 내부 회로층(101)이 노출되어 형성되는 도전부(131)와, 도전부(131)의 일 측에 형성된 절연층(102)이 연장된 보강부(132)로 형성되고, 제1 부(110)와 연결부(121)의 각 말단에 형성되어 제1,2 부(110,120)의 내부 회로를 전기적으로 연결한다.

구체적으로 도전부(131)는 제1,2 부(110,120)의 내부 회로에서 연장되고, 그 일부분이 노출되어 서로 맞닿아 전기적으로 연결되므로, 제1 부(110)와 연결부(121)에 형성된 도전부(131)는 배터리 셀의 연장방향(X)으로 형성되되, 서로 대칭 형상을 갖는 것이 바람직하다.

이때 도전부(131)는 ACF(150)(Anisotropic Conductive Film) 또는 솔더링 공정에 의해 서로 접합되며, 솔더링 공정을 위해 도전부(131)의 외측으로 TIN도금층(133)을 더 형성된다. ACF(150)을 사용하는 경우에는 TIN도금층(133)이 필수적이지 않으나, 도전부(131)의 산화를 방지하기 위하여 TIN도금층(133)이 형성되는 것이 바람직하다.

보강부(132)는 도전부(131)의 일 측에 형성된 절연층(102)이 연장되어 형성되는 것으로, 도전부(131)의 연장방향(X)을 따라 소정 길이 연장된다. 따라서 보강부(132)는 도전부(131) 접합 시, 서로 다른 도전부(131)의 타 측에 형성된 절연층(102)에 외측에 부착되어 도전부(131)의 외부 노출을 방지하고 접합부분(B)의 기계적인 강성을 향상시킨다.

구체적으로, 제1 부(110)에 형성된 보강부(132)는 연결부(121)에 보강부(132)가 형성되지 않은 타 측 절연층(102)의 외측에 부착되고, 이에 대응하여 연결부(121)에 형성된 보강부(132)는 제1 부(110)에 보강부(132)가 형성되지 않은 타 측 절연층(102)의 외측에 부착되어, 각 보강부(132)가 접합부분(B)의 양 외측을 감싸도록 형성된다.

이때 보강부(132)는 접착테이프(160)에 의해 서로 다른 도전부(131)의 타 측에 형성된 절연층(102)에 부착될 수 있다. 다만 본 발명의 보강부(132)는 접착테이프(160) 이외에도 절연층(102) 사이 일정 이상의 고정력을 제공하는 다른 접착제에 의해서도 부착될 수 있다.

다시 말해 보강부(132)는 도전부(131)의 각 말단보다 연장방향(X)으로 더 돌출 형성되어 각 도전부(131)의 접합부(130)가 외부로 노출되지 않도록 하는 동시에, 도전부(131)의 말단에서 접합부분(B)이 꺽이는 것을 방지하여 생산 및 사용 과정에서 회로층(101)에 발생할 수 있는 손상을 최소화한다. 또한 접합부분의 기계적인 강성을 향상시켜 분리 형성되어 발생할 수 있는 문제점을 차단한다.

따라서 본원발명의 인쇄회로기판(100)은 접합부(130)에 보강부(132)를 더 구비하여 도전부(131)을 보호하는 동시에, 접합부분(B)의 손상을 방지하여 제품의 신뢰성 및 생산성이 현저히 향상되는 효과를 갖는다.

가이드부(140)는 제1 부(110)와 연결부(121) 각각에 형성되고, 제1 부(110)와 연결부(121) 각각에 형성된 접합부(130)가 접합위치에 위치하는 경우 서로 연계되어 접합부(130)의 접합위치를 안내한다. 여기서 연계되다는 것은 접합위치에서 서로 결합, 일치 또는 작업자에게 인지되어 접합부(130)가 보다 정확한 위치에서 접합되도록 하나, 접합부(130)가 접합위치에 있지 않은 경우에는 다른 기능을 하지 않음을 의미한다.

구체적으로 일실시 예의 가이드부(140)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 부(110)와 연결부(121)의 양 측의 외측으로 각각 형성되되, 접합위치에서 결합되도록 형성되는 안내돌기(141)와 안내돌기(141)가 끼움 결합되는 안착홈(142)으로 형성된다. 따라서 안내돌기(141)는 접합부(130)에서 연장방향(X)으로 돌출되어 형성되고, 안착홈(142)은 접합부(130)의 말단에서 안내돌기(141)가 돌출된 방향으로 이격되어 안내돌기(141)의 형상과 동일한 형상을 갖도록 형성되고, 이에 따라 접합위치뿐만 아니라 접합방향까지 가이드 하도록 한다.

이때 안내돌기(141)와 안착홈(142)은 결합이 다시 해지되는 것을 방지하기 위하여 내측 결합부분이 외측 결합부분보다 넓도록 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 일 예로 내측 결합부분은 원형상을 가지며, 외측 결합부분은 내측 결합부분의 원의 지름 보다 좁은 폭을 갖도록 형성된다.

또한 일실시 예의 가이드부(140)는 접합부분(B)의 양 외측으로 돌출되어 형성되므로, 추후 접합부(130) 접합 이후에 절취되도록 형성되는 것이 바람직하며, 이를 용이하게 하기 위하여 제1 부(110) 또는 연결부(121)와 가이드부(140)가 연결되는 부분에 절취선(143)이 형성되는 것이 바람직하다.

다시 말해 본 발명의 일실시 예의 가이드부(140)는 접합위치에서 서로 상보적으로 결합되는 안내돌기(141)와 안착홈(142)으로 형성되고, 이는 접합부(130)가 형성된 제1 부(110) 및 연결부(121)의 양 외측으로 각각 형성되어 접합부(130)가 정확한 접합위치에서 접합되도록 하여 각 접합부(130)에 형성된 도전부(131)의 전기적 연결의 신뢰성을 향상시킨다.

이 후, 결합된 상태에서 가이드부(140)를 절취하여 배터리 팩 생산 시 가이드부(140)가 방해되지 않도록 한다.

다른 실시예의 가이드부(140)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 부(110)와 연결부(121) 각각에 형성된 접합부(130)에 형성된 관통홀(241)로 형성된다. 이때 접합위치의 연장방향(X) 및 적층방향(Y)의 위치를 모두 안내하기 위하여 관통홀(241)은 접합부(130)의 양 측 한 쌍으로 형성되는 것이 바람직하다.

구체적으로 하나의 접합부(130)에 형성되는 한 쌍의 관통홀(241)이 이격된만큼 이격되어 설치되는 지그(Z)에 하측에 배치되는 접합부(130)에 형성된 한 쌍의 관통홀(241)이 각각 끼워져 배치되고, 다시 그 위로 다른 접합부(130)에 형성된 한 쌍의 관통홀(241)이 각각 끼워져 도전부(131)가 서로 맞닿도록 배치된다.

또 다른 실시예의 가이드부(340)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 접합되는 접합부(130) 중 어느 하나에는 인식표식(341)이 형성되고, 다른 접합부(130)에는 작업자가 접합위치에서 인식표식(341)을 인지할 수 있는 인식홀(342)로 형성된다. 이때 접합위치의 연장방향(X) 및 적층방향(Y)의 위치를 모두 안내하기 위하여 인식표식(341) 및 인식홀(342)은 접합부(130)의 양 측 한 쌍으로 형성되는 것이 바람직하다.

구체적으로 인식표식(341)은 접합되는 접합부(130) 중 하측에 배치되는 접합부(130)에 도전부(131)가 형성된 방향으로 작업자가 인지할 수 있도록 형성되고, 인식홀(342)은 접합위치에서 인식표식(341)의 위치에 대응하여 다른 접합부(130)를 관통하도록 형성되어 작업자가 접합위치에서 인식표식(341)을 인지하도록 하여, 도전부(131)가 정확한 위치에서 서로 맞닿도록 한다.

이와 같이 본원발명의 인쇄회로기판(100)은 다양한 형태로 다양한 연계방법을 갖는 가이드부(140,240,340)를 구비할 수 있으며, 가이드부(140,240,340)에 의해 접합부(130)의 접합위치를 보다 정확하게 하여 제1,2 부(110,120) 내부 회로의 안정적으로 연결한다. 따라서 접합 공정 시의 작업자의 작업 피로도를 절감하는 동시에 제품의 신뢰성을 향상시키는 효과를 갖는다.

이하 상기한 바와 같은 인쇄회로기판(100)의 생산 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.

도 9는 본 발명의 일실시 예의 인쇄회로기판의 생산 방법의 흐름도이고, 도 10은 도 9의 보강부 및 도전부의 형성하는 단계를 도시한 도면이며, 도 11은 도 9의 접합하는 단계를 도시한 도면이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성되는 배터리 팩의 전압 센싱용 인쇄회로기판(100)의 생산 방법은 일 측에 절연층(102)이 부착된 회로층(101)을 구비하는 단계, 상기 회로층(101)을 에칭하여 내부 회로 및 보강부(132)를 형성하는 단계, 상기 회로층(101)의 타 측에 상기 내부 회로의 일부가 노출되도록 미리 정해진 위치에 연결홀이 형성된 절연층(102)을 부착하여 도전부(131)를 형성하는 단계, 밴드 형상의 제1 부(110)와, 상기 제1 부(110)의 말단에 연결되는 연결부(121)가 형성된 제2 부(120)의 형상에 맞춰 각각 재단하되, 상기 보강부(132) 및 도전부(131)가 상기 제1 부(110)와 상기 연결부(121)의 각 말단에 형성되도록 재단하는 단계 및 상기 제1 부(110)와 상기 연결부(121)에 형성된 각 상기 보강부(132) 및 각 상기 도전부(131)를 서로 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 도전부(131) 형성단계 후에 상기 도전부(131)에 TIN도금하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 접합하는 단계 전에 상기 제1 부(110)와 상기 연결부(121)에 각각 형성되되, 접합위치에서 서로 연계되는 가이드부(140)에 의해 각 상기 도전부(131)가 서로 맞닿도록 위치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

인쇄회로기판(100)은 내부에 형성된 내부 회로의 양 측으로 절연층(102)이 각각 적층되어 형성된다. 따라서 내부 회로을 형성하고, 형성된 내부 회로 고정할 수 있도록 먼저 일 측에 절연층(102)이 부착된 회로층(101)을 구비한다.

구비된 일 측에 절연층(102)이 부착된 회로층(101)은 회로층(101)이 상측에 오도록 배치된 후, 에칭 공정에 의해 내부 회로 및 보강부(132)가 형성된다. 구체적으로 내부 회로는 설계된 형상에 따라 에칭되어 배터리 셀의 전압 신호를 전기적으로 전달할 수 있도록 회로를 구성하는 부분이며, 보강부(132)는 미리 설계된 내부 회로의 일 말단이 소정 부분 에칭되어 절연층(102)만 남은 부분을 의미한다.

이 후, 회로층(101)의 타 측으로 절연층(102)을 부착시켜 인쇄회로기판(100)의 원판을 형성한다. 이때 절연층(102)에는 내부 회로의 일부가 노출되도록 미리 정해진 위치에 연결홀이 형성된다.

구체적으로는 연결홀은 보강부(132)가 형성된 내부 회로의 일 말단이 소정 부분 외부로 노출될 수 있도록 미리 정해진 위치에 형성되고, 인쇄회로기판(100)의 원판을 재단하여 여러 개의 인쇄회로기판(100)을 형성할 수 있으므로, 복수 개 형성된다.

설명의 편의를 위해 하나의 보강부(132) 및 도전부(131)가 형성되는 단계를 구체적으로 알아보도록 한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 절연층(102)의 상측에 회로층(101)이 적층된 상태에서 회로층(101)의 일 단의 에칭부분(C)을 에칭하여 보강부(132)를 형성하고, 보강부(132)가 형성된 회로층(101)이 외부로 노출될 수 있도록 상측에 다시 절연층(102)을 적층시켜 도전부(131)를 형성한다.

이때 도전부(131)를 형성한 후, 도전부(131)의 레이져 솔더링을 보다 용이하게 하기 위하여 도전부(131)를 TIN도금하여 도전부(131)의 상측으로 TIN도금층(133)을 형성할 수 있다. 다만 도전부(131)를 ACF(150)로 접합하는 경우에는 필수적이지 않으나, 회로층(101)의 산화를 방지하기 위하여 TIN도금층(133)을 형성하는 것이 바람직하다. 또한 보강부(132)의 상측으로 접착테이프(160)를 형성하여 접합단계를 준비하는 것이 바람직하나. 이는 제1,2 부(110,120) 형상에 맞춰 인쇄회로기판(100)을 재단한 후에 하는 것이 바람직하다.

재단하는 단계는 제1,2 부(110,120)의 형상에 맞춰 인쇄회로기판(100)을 재단하는 것으로, 수율 향상을 위하여 별도의 인쇄회로기판(100)에 제1 부(110) 및 제2 부(120)를 각각 재단하되, 이미 형성되어 있는 보강부(132) 및 도전부(131)가 제1 부(110)의 각 말단 및 연결부(121)의 말단에 형성되도록 한다.

따라서 본발명의 인쇄회로기판(100) 생산 방법은 하나의 인쇄회로기판(100) 원판에서 제1 부(110) 또는 제2 부(120)의 형상을 갖는 인쇄회로기판(100)만이 생산되므로 손실되는 부분을 현저히 절감시켜 수율을 극대화한다.

또한 보강부(132) 및 도전부(131) 접합단계 이전에 제1 부(110)와 연결부(121)에 각각 형성되되, 접합위치에서 서로 연계되는 가이드부(140)에 의해 도전부(131)를 접합위치에 위치시키는 단계가 더 포함될 수 있다.

이는 각 도전부(131)가 보다 정확한 위치에서 서로 접합될 수 있도록 하여, 접합 과정에서 서로 다른 내부 회로가 연결되어 의도하지 않은 전압이 발생되거나 회로가 형성되지 않는 등의 문제점을 방지하여 보다 향상된 제품 신뢰성을 제공하기 위함이다.

구체적으로 본 발명의 일실시 예의 가이드부(140)는 제1 부(110)와 연결부(121)의 양 측에 각각 형성되는 안내돌기(141)와 안착홈(142)으로 형성된다. 따라서 제1 부(110)에 형성된 안내돌기(141)는 연결부(121)에 형성된 안착홈(142)에 결합되고, 연결부(121)에 형성된 안내돌기(141)는 제1 부(110)에 형성된 안착홈(142)에 결합되어 도전부(131)의 연장방향(X) 및 적층방향(Y)의 접합위치를 안내한다.

이때 가이드부(140)는 제1 부(110) 및 연결부(121)의 외측으로 돌출되어 형성되므로, 접합하는 단계 이후 결합된 안내돌기(141) 및 안착홈(142)으로 형성되는 절취부분(S)을 절취하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하며, 절취를 용이하게 하기 위하여 제1 부(110) 및 연결부(121)의 외측 둘레를 따라 절취선(143)이 더 형성되는 것이 바람직하다. 절취하는 단계는 작업자 또는 절단 공정에 의해 가능하다.

다른 실시예의 가이드부(240)는 접합위치에 설치되는 지그(Z)에 순차적으로 편입되는 관통홀(241)로 형성된다. 구체적으로 관통홀(241)은 도전부(131)에 부착된 일 측 절연층(102)에 관통하여 형성되고, 연장방향(X) 및 적층방향(Y)의 접합위치를 안내하기 위하여 접합되는 각 도전부(131)의 양 측으로 형성되는 것이 바람직하다.

따라서 하나의 도전부(131)의 양 측에 형성된 관통홀(241)이 각 지그(Z)에 끼움 고정되고, 이후 다른 하나의 도전부(131)의 양 측에 형성된 관통홀(241)이 각 지그(Z)에 끼움 고정되어 도전부(131)의 전기적 연결을 안내한다.

또 다른 실시예의 가이드부(340)는 인식표식(341)과 접합위치에서 작업자가 인식표식(341)을 인지할 수 있도록 형성되는 인식홀(342)로 형성된다. 구체적으로 인식표식(341)은 하나의 도전부(131)에 부착된 일 측 절연층(102)에 형성되고, 인식홀(342)은 다른 하나의 도전부(131)에 형성되되 접합위치에서 인식표식(341)의 위치에 대응하여 형성되어 작업자가 두 도전부(131)가 접합위치에 위치하는 경우에만 인식표식(341)을 인지할 수 있도록 한다.

이 경우 작업자가 인식표식(341)을 육안으로 확인해야 하는 불편함이 있으나, 추가로 절취부분(S)을 절취하는 단계나 별도의 지그(Z)를 필요로 하지 않다는 장점을 갖는다.

따라서 본원발명의 인쇄회로기판(100) 생산 방법은 가이드부(140)를 통해 도전부(131)에 형성된 내부 회로가 서로 정확한 위치에서 전기적으로 연결될 수 있도록하여 보다 향상된 제품 신뢰성 및 작업의 피로도를 낮춰 생산성을 향상시킨다.

가이드부(140)를 통해 도전부(131)가 접합위치에 위치하는 경우에는 도전부(131) 및 보강부(132)를 접합하여 인쇄회로기판(100)을 완성한다. 접합하는 단계는 TIN도금된 도전부(131)를 ACF(150) 또는 솔더링하여 접합하는 단계와, 보강부(132)를 서로 다른 도전부(131)의 타 측에 형성되는 절연층(102)에 접합하는 단계로 형성된다. 이때 각 단계는 도전부(131) 접합 후 보강부(132)가 접합되도록 순차적으로 진행된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 각 도전부(131)에는 TIN도금층(133)이 형성되어 있으며, 각 보강부(132)에는 접착테이프(160)가 부착되어 있으며, 먼저 TIN도금층(133)에 ACF(150)를 부착하거나 솔더크림을 도포하여 구비한다. 이후 제1 부(110)의 일 말단에 형성된 도전부(131)가 상측에 오도록 배치시키고 연결부(121)의 말단에 형성된 도전부(131)는 제1 부(110)의 일 말단에 형성된 도전부(131)와 맞닿도록 배치한 후 양 도전부(131)를 접합한다.

이때 ACF(150)를 사용하는 경우에는 도전부(131)의 위치에 대응하여 열과 압력을 가하고, 솔더링을 하는 경우에는 레이저를 조사하여 접합한다.

이 후, 각 보강부(132)에 부착되어 있던 접착테이프(160)의 이형지를 제거한 후 제1 부(110)에 형성된 보강부(132)는 연결부(121)의 보강부(132)가 형성되지 않은 절연층(102)의 외측에 부착되고, 연결부(121)에 형성된 보강부(132)는 제1 부(110)의 보강부(132)가 형성되지 않은 절연층(102)의 외측에 부착된다. 따라서 각 보강부(132)가 형성된 위치에 대응하여 압력을 가해 고정력을 향상시킨다.

이때 제1 부(110)의 도전부(131)가 하측에 배치되고 연결부(121)의 도전부(131)가 상측에 배치되는 것은 본 발명의 일 예로 연결부(121)의 도전부(131)가 하측에 배치되고 제1 부(110)의 도전부(131)가 상측에 배치될 수 있다.

따라서 본발명의 인쇄회로기판(100) 생산 방법은 하나의 제1 부(110)의 양 말단 각각에 제2 부(120)를 연결시켜 하나의 인쇄회로기판(100)을 생산하여 생산 공정에서의 수율을 현저히 향상시킨다. 또한 보강부(132)를 구비하여 분리 형성되며 발생할 수 있는 기계적 강성 저하 문제를 해결하며 보다 향상된 제품 신뢰성을 제공한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것은 본 발명의 보호범위에 해당한다.

100: 인쇄회로기판 101: 회로층 102: 절연층
110: 제1 부 120: 제2 부 121: 연결부
122: 가지연결부 123: 고정홀
130: 접합부 131: 도전부 132: 보강부
133: TIN도금층
140,240,340: 가이드부 141: 안내돌기 142: 안착홈
143: 절취선
241: 관통홀 341: 인식표식 342: 인식홀
150: ACF 160: 접착테이프
B: 접합부분 C: 에칭부분 S: 절취부분
Z: 지그 X:연장방향 Y: 적층방향

Claims (13)

1. 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성되는 배터리 팩의 전압 센싱용 인쇄회로기판에 있어서,
   상기 배터리 셀의 연장방향(X)으로 형성되는 밴드 형상의 제1 부;
   상기 제1 부와 분리되고, 상기 배터리 셀의 적층방향(Y)으로 연장되어 각 상기 배터리 셀과 연결되는 가지연결부가 형성되며, 상기 제1 부의 양 말단에 연결되는 연결부가 연장방향(X)으로 형성된 제2 부;
   상기 제1 부 및 상기 연결부의 각 말단에 내부 회로층이 노출되어 형성되는 접합부; 및
   상기 제1 부와 상기 연결부 각각에 형성되고, 상기 제1,2 부 연결 시 서로 상보적으로 결합되는 안내돌기와 안착홈으로 형성되어 상기 접합부의 접합위치를 안내하는 가이드부;를 포함하고,
   상기 접합부는
   복수의 내부 회로가 노출되어 상기 제1,2 부를 전기적으로 연결하는 도전부와, 상기 도전부의 일 측에 형성된 절연층이 연장방향(X)으로 연장된 보강부로 형성되고, 상기 도전부 접합 시 각 상기 보강부가 서로 다른 상기 도전부의 타 측에 형성되는 상기 절연층에 부착되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
   
2. 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성되는 배터리 팩의 전압 센싱용 인쇄회로기판에 있어서,
   상기 배터리 셀의 연장방향(X)으로 형성되는 밴드 형상의 제1 부;
   상기 제1 부와 분리되고, 상기 배터리 셀의 적층방향(Y)으로 연장되어 각 상기 배터리 셀과 연결되는 가지연결부가 형성되며, 상기 제1 부의 양 말단에 연결되는 연결부가 연장방향(X)으로 형성된 제2 부;
   상기 제1 부 및 상기 연결부의 각 말단에 내부 회로층이 노출되어 형성되는 접합부; 및
   접합위치를 안내하는 지그가 순차적으로 관통하도록 각 상기 접합부를 관통하는 관통홀로 형성되는 가이드부;를 포함하고,
   각 상기 접합부는
   복수의 내부 회로가 노출되어 상기 제1,2 부를 전기적으로 연결하는 도전부와, 상기 도전부의 일 측에 형성된 절연층이 연장방향(X)으로 연장된 보강부로 형성되고, 상기 도전부 접합 시 각 상기 보강부가 서로 다른 상기 도전부의 타 측에 형성되는 상기 절연층에 부착되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   각 상기 도전부는
   외측으로 TIN도금층이 더 형성되고, ACF필름 또는 솔더링에 의해 서로 접합되며.
   상기 보강부는
   접착테이프에 의해 부착되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 복수 개의 배터리 셀이 적층되어 형성되는 배터리 팩의 전압 센싱용 인쇄회로기판의 생산 방법에 있어서,
   일 측에 절연층이 부착된 회로층을 구비하는 단계;
   상기 회로층을 에칭하여 내부 회로 및 보강부를 형성하는 단계;
   상기 회로층의 타 측에 상기 내부 회로의 일부가 노출되도록 미리 정해진 위치에 연결홀이 형성된 절연층을 부착하여 도전부를 형성하는 단계;
   밴드 형상의 제1 부와, 상기 제1 부의 말단에 연결되는 연결부가 형성된 제2 부의 형상에 맞춰 각각 재단하되, 상기 보강부 및 도전부가 상기 제1 부와 상기 연결부의 각 말단에 형성되도록 재단하는 단계;
   상기 제1 부와 상기 연결부에 형성되되, 접합위치에서 서로 연계되는 가이드부에 의해 서로 대칭 형성되는 상기 도전부가 맞닿도록 위치시키는 단계; 및
   상기 제1 부와 상기 연결부에 형성된 각 상기 도전부를 ACF필름 또는 솔더링하여 접합하는 단계와, 상기 도전부 접합 후 상기 보강부를 서로 다른 상기 도전부의 타 측에 형성되는 절연층에 접합하는 단계가 순차적으로 진행되는 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 생산 방법.
   
9. 삭제
10. 제8항에 있어서,
    상기 위치시키는 단계는
    접합되는 상기 제1 부와 상기 연결부의 양 측으로 형성된 안내돌기와 안착홈의 상보적 결합에 의해 상기 도전부를 서로 맞닿도록 위치시키며,
    상기 접합단계 이후, 결합된 상기 안내돌기 및 상기 안착홈을 절취하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 생산 방법.
    
11. 제8항에 있어서
    상기 위치시키는 단계는
    접합위치를 안내하는 지그에 각 상기 도전부에 형성된 관통홀을 순차적으로 편입시켜 상기 도전부를 서로 맞닿도록 위치시키는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 생산 방법.
    
12. 제8항에 있어서,
    상기 위치시키는 단계는
    상기 도전부 중 어느 하나에 표시되는 인식표식과, 접합위치에서 상기 인식표식이 인지되도록 상기 도전부의 다른 하나의 형성되는 인식홀에 의해 상기 도전부를 서로 맞닿도록 위치시키는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 생산 방법.
    
13. 제8항에 있어서,
    상기 도전부 형성단계 후, 상기 도전부에 TIN도금하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 생산 방법.

Images