KR102488292B1 - 전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 전지 모듈은, 평판부 및 그 평판부로부터 돌출되는 받침대부를 포함하는 하우징과, 받침대부가 삽입 관통되는 관통 구멍이 두께 방향으로 형성되며 하우징에 고정된 회로 기판과, 받침대부에 고정되어 설치된 전지를 구비하고, 그 전지는 코인형 혹은 버튼형 편평 전지이며, 전지의 정부극의 각각에 접속된 전극판이 회로 기판에 접속되어, 회로 기판 상에 배치된 전자 부품에 전원을 공급한다.

Description

전지 모듈
본 발명은, 전지의 보유 지지 구조에 관한 것이며, 특히 회로 기판에 전지를 실장하는 전지 모듈의 구조에 관한 것이다.
전자 기기에서는, 회로 기판의 표면에, 코인형 혹은 버튼형이라 불리는 편평 전지를 실장한 전지 모듈이 사용되는 경우가 많다. 대부분은, 회로 기판의 표면에 형성되는 실장면에, 그 밖의 전자 부품과 함께 전지를 실장하여, 소정의 회로를 구성하고 있다.
이와 같은 전지 모듈에서는, 높이 저감화나 케이스 수납성이 요구되기 때문에, 전지의 정부 전극의 각각에 접속되는 전극판을 사용하여, 회로 기판의 표면에 전지를 직접 실장하는 경우가 있다.
상기 전지 모듈의 실장 수순에서는, 먼저, 회로 기판의 두께 방향으로 관통하는 전지실을 형성하고, 전지실의 주연부에 또한 관통 구멍을 형성한다. 그리고, 전지의 정부 전극의 각각에 접속되는 전극판을, 전지실에 수용된 전지를 사이에 두고, 회로 기판의 관통 구멍에 고정함으로써, 전지를 회로 기판에 보유 지지한다. 이와 같은 실장 기술이, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있다.
한편, 상기 실장 기술에서는, 정부 전극 각각에 접속되는 전극판 그 자체를, 직접 회로 기판에 고정하여 전지를 보유 지지하기 때문에, 전지의 중량을 정부 전극 각각에 접속하는 전극판 및 회로 기판에서 지지할 필요가 있었다.
일본 특허 공개 제2007-242629호 공보
그러나, 전지 모듈의 높이 저감화나 케이스 수납성의 향상을 도모하기 위해서는, 상기와 같은 실장 기술과 병행하여, 회로 기판의 박막화 및 면적 절약화도 추진되고 있어, 회로 기판의 기계적인 강도가 저하되는 경향이 있다. 이와 같은, 박막화 및 면적 절약화가 진행된 회로 기판에 있어서는, 전지의 중량을 전극판 및 회로 기판에서 충분히 지지할 수 없어, 전극판의 파손이나 전지의 탈락에 의해, 전지 모듈이 통전 기능을 상실하는 문제가 현재화되어 왔다.
본 발명은, 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 회로 기판에 전원을 공급하는 전지가, 전극판의 파손이나 전지의 탈락에 의한 문제를 회피하면서 회로 기판 상에 실장된, 내충격성이 우수한 전지 모듈을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제1 양태인 전지 모듈은, 평판부 및 평판부로부터 돌출되는 받침대부를 포함하는 하우징과, 받침대부가 삽입 관통되는 관통 구멍이 두께 방향으로 형성된 회로 기판과, 받침대부에 설치 보유 지지된 전지를 구비한다.
본 발명에 따르면, 회로 기판에 전원을 공급하는 전지가, 전극판의 파손이나 전지의 탈락에 의한 문제를 회피하면서 회로 기판 상에 실장된, 내충격성이 우수한 전지 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 전지 모듈의 외관을 도시하는 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 전지 모듈을 하우징과 회로 기판과 전지로 분해한 사시도.
도 3은 도 1 중의 선분 A-A'를 따르는 전지 모듈의 단면도.
도 4는 도 1 중의 선분 B-B'를 따르는 전지 모듈의 단면도.
도 5는 본 발명의 변형예에 관한 전지 모듈의 외관을 도시하는 사시도.
도 6은 도 5에 도시한 전지 모듈을 하우징과 회로 기판과 전지로 분해한 사시도.
도 7은 도 5 중의 선분 C-C'를 따르는 전지 모듈의 단면도.
도 8은 도 5 중의 선분 D-D'를 따르는 전지 모듈의 단면도.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 1은 전지 모듈의 전체의 외관을 도시하고, 도 2는 그 전지 모듈의 주요 부분을 분해한 도면을 도시하고, 도 3은 그 전지 모듈의 단면(도 1 중의 A-A' 화살 표시)을 도시하고, 도 4는 회로 기판의 단면(도 1 중의 B-B' 화살 표시)을 도시하고 있다.
전지 모듈(1)은, 도 1 내지 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 하우징(2), 회로 기판(10), 전지(20) 및 덮개부(30)에 의해 구성된다. 회로 기판(10)은, 도전층이 다층인 다층 회로 기판이어도 된다.
하우징(2)은 평판부(3)를 포함하고, 당해 평판부(3)로부터 상방으로 돌출되는 받침대부(4)를 포함하고, 받침대부(4)의 상부는, 대략 평탄면인 상부 표면(5)으로 되어 있다. 회로 기판(10)의 표면측에는 전지 모듈을 형성하기 위한 복수의 전자 부품(16)이 배치되고, 하우징(2)의 받침대부(4)가 삽입 관통되는 관통 구멍(11)이 두께 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 이 관통 구멍(11)의 주연부의 회로 기판(10)의 표면에는, 표면으로부터 두께 방향으로 약간 움푹 들어간 패드 수용부(17)가 마련되고, 패드 수용부(17) 내에는 패드부(18a, 18b)(도 4에서는 생략)가 마련되어 있다.
전지(20)에는, 정부의 전극 각각에 전극판(22a, 22b)이 설치되어 있다. 전극판(22a)은 전지(20)의 일 표면에 마련된 정부 전극 중 한쪽의 전극에 접속되고, 전지(20)의 측방으로 돌출될 때까지 연신된다. 또한, 측방으로 돌출된 부분에서 굴곡하여 전지(20)의 일 표면의 반대측의 타 표면을 향하여 연신되고, 전지(20)의 타 표면과 대략 동일 평면 상에서 전지(20)의 측방 외향으로 다시 굴곡하여 패드부(18a)에 대한 접속부를 형성한다.
한편, 전극판(22b)은 전지(20)의 타 표면에 마련된 다른 쪽의 전극에 접속되고, 전지(20)의 측방으로 돌출될 때까지 연신되어, 패드부(18b)에 대한 접속부를 형성한다. 여기서, 전극판(22a)의 패드부(18a)에 대한 접속부 및 전극판(22b)의 패드부(18b)에 대한 접속부는, 동일 평면 상에서 접속 가능한 위치에 형성되어 있다.
또한, 이들, 회로 기판(10) 및 전지(20)를 덮도록, 하우징(2) 상에 덮개부(30)가 설치되어 있다. 즉, 하우징(2) 및 덮개부(30)가 협동하여 전지(20)를 수용하는 공간을 형성하고, 밀폐된 당해 공간 내에 전지(20)가 배치되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 회로 기판(10)은, 그 관통 구멍(11)에 하우징(2)의 받침대부(4)를 삽입 관통시킨 상태에서, 회로 기판(10)의, 복수의 전자 부품(16)이 배치된 표면과는 반대측의 이면이, 하우징(2)의 평판부(3) 상에 고정되어 설치된다. 이때, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 받침대부(4)의 두께는 회로 기판(10)의 두께보다도 크기 때문에, 받침대부(4)는 회로 기판(10)의 관통 구멍(11)을 관통하여, 받침대부(4)는 회로 기판(10)의 표면으로부터 더 상방으로 돌출되어 있다.
그리고, 받침대부(4)가 회로 기판(10)의 표면으로부터 더 상방으로 돌출된 상태에 있어서, 전지(20)가 받침대부(4)의 상부 표면(5)에 설치 보유 지지된다. 전지(20)가 접착제 등의 접착 재료로 상부 표면(5)에 고정되면 더 좋다. 또한, 상부 표면(5)이 회로 기판(10)의 표면으로부터 상방으로 돌출되어 있기 때문에, 받침대부(4)의 상부 표면(5)의 외형 치수를 전지(20)의 외형 치수보다 작게 해도, 전지(20)가 회로 기판(10)에 직접 접촉하지 않도록 설치할 수 있다.
즉, 받침대부(4)의 상부 표면(5)의 면적은, 전지(20)를 상부 표면(5)에 고정하여, 그 중량을 지지할 수 있으면 충분하므로, 받침대부(4)를 삽입 관통하는 관통 구멍(11)의 개구의 크기를 가능한 한 작게 할 수 있다. 이에 의해, 회로 기판(10)의 면적의 축소를 도모하는 것이 가능해지고, 또한 회로 기판(10)의 기계적 강도의 향상에도 기여한다.
또한, 전지(20)를 회로 기판(10)에 접속하는 전극판(22a, 22b)의 접속부의 형상은, 동일 평면 상에서 접속 가능하게 형성되어 있다. 따라서, 전극판(22a, 22b)이 회로 기판(10)의 표면의 패드부(18a, 18b)에 각각 접촉하도록, 전지(20)를 받침대부(4)의 상부 표면(5)에 설치할 수 있다.
이와 같이, 전지(20)는, 하우징(2)의 받침대부(4)에 접착되어 고정되어 있으므로, 그 중량은 모두 하우징(2)에 의해 지지되어 있어, 전지가 탈락하는 일은 없다. 또한, 전지(20)의 중량에 기인하는 응력이, 회로 기판(10)이나 전극판(22a, 22b)에 가해지는 일도 없다. 이에 의해 회로 기판(10) 및 전극판(22a, 22b)의 파손이 억제된다.
게다가, 회로 기판(10)은 하우징(2)의 평판부(3) 상에 고정하여 설치해 두면, 설령 박막화되어 기계적인 강도가 저하된 회로 기판(10)이라도, 그 형상이 변형되는 일은 없기 때문에, 회로 기판(10)으로부터 전극판(22a, 22b)에 응력이 가해지는 일은 없다. 따라서, 전극판(22a, 22b)은 전극판 자체의 중량을 지지하는 강도가 있으면, 전지 모듈(1)에 대한 외부로부터의 충격 등에 의해 전극판(22a, 22b) 자체가 파손되어 전기적인 도통을 손상시키는 일은 없다.
이상과 같이, 본 발명은, 회로 기판(10) 상에 실장되어 전원을 공급하는 전지(20)의, 전극판(22a, 22b)의 파손이나 전지(20)의 탈락을 방지한다. 이에 의해, 모듈 외부로부터의 충격에 의한 전원 공급 기능의 상실을 회피 가능한 내충격성이 우수한 전지 모듈(1)을 제공한다는 특유의 효과를 발휘할 수 있다.
<변형예>
상기 본 발명의 실시예에서는, 회로 기판(10)의 관통 구멍(11)이 전지(20)보다도 작고, 하우징(2)의 받침대부(4)의 두께가, 회로 기판(10)의 두께보다도 두꺼워, 받침대부(4)가 회로 기판(10)의 표면보다도 상방으로 돌출되는 구조이다. 그러나, 전지 모듈(1)을 구성하는 회로 기판(10)의 두께나 전지(20)의 외형에는 다양한 사양이 있다.
본 발명의 변형예에 대하여 도 5 내지 도 8에 도시하였다. 도 5는 전지 모듈의 전체의 외관을 도시하고, 도 6은 그 전지 모듈의 주요 부분을 분해한 도면을 도시하고, 도 7은 그 전지 모듈의 단면(도 5 중의 C-C' 화살 표시)을 도시하고, 도 8은 회로 기판의 단면(도 5 중의 D-D' 화살 표시)을 도시하고 있다. 상술한 실시예와 동일한 부분의 설명은 생략한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 회로 기판(10)에는, 그 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(111)이 설치되어 있다. 그리고, 이 관통 구멍(11)의 주연부의 회로 기판(10)의 이면에는, 이면으로부터 두께 방향으로 조금 움푹 들어간 패드 수용부(117)가 마련되고, 패드 수용부(117) 내에는 패드부(118a, 118b)가 마련되어 있다.
여기서, 회로 기판(10)은, 그 관통 구멍(111)에 하우징(2)의 받침대부(4)를 삽입 관통 가능한 위치에, 하우징(2)의 평판부(3) 상에 스페이서(12)에 의해 고정되어 설치된다. 이때, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 회로 기판(10)과, 하우징(2)의 평판부(3) 사이에는 공간이 형성되고, 받침대부(4)의 상부 표면(5)은 회로 기판(10)의 표면으로부터 움푹 들어간 위치에 있다.
그리고, 받침대부(4)가 회로 기판(10)의 표면으로부터 움푹 들어간 상태에 있어서, 전지(20)가 받침대부(4)의 상부 표면(5)에 설치된다. 전지(20)가 접착제 등의 접착 재료로 상부 표면(5)에 고정되면 더 좋다. 또한, 받침대부(4)의 상부 표면(5)은 회로 기판(10)의 표면으로부터 움푹 들어가 있기 때문에, 전지(20)가 회로 기판(10)에 직접 접촉하지 않도록, 관통 구멍(111)의 개구 치수의 크기는 전지(20)의 외형 치수보다도 크게 해 둘 필요가 있다.
이때, 전지(20)가, 회로 기판(10)의 관통 구멍(111) 내의 일부분을 차지하여 배치되도록, 받침대부(4)의 상부 표면(5)이 관통 구멍(111)의 내부에 있어도 된다. 또한, 전지(20)가 관통 구멍(111) 전체를 차지하여 배치되도록, 받침대부(4)의 높이를 낮게 하여, 받침대부(4)의 상부 표면(5)이, 회로 기판(10)의 이면보다도 하방, 즉 관통 구멍(111)의 외측에 있어도 된다.
여기서, 전지(20)의 정부 전극의 각각에 접속된 전극판(22a, 22b)의 형상은, 그들 전극판의 패드부(118a, 118b)에 대한 접속부가, 동일 평면 상에서 접속 가능하게 형성되어 있다. 따라서, 전극판(22a, 22b)을 회로 기판(10)의 이면의 패드부(118a, 118b)의 각각에 접촉하도록, 전지(20)를 받침대부(4)의 상부 표면(5) 상에 설치할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에서는, 전지 모듈(1)의 두께는, 적어도, 하우징(2)의 두께, 회로 기판(10)의 두께, 및 전극판(22a, 22b)을 포함하는 전지(20)의 두께의 총합보다도 두꺼워진다(도 3, 도 4 참조).
한편, 본 변형예에서는, 회로 기판(10)의 두께에는 의존하지 않고, 하우징(2)의 두께 및 전극판(22a, 22b)을 포함하는 전지(20)의 두께에만 의존하므로(도 7, 도 8 참조), 높이 저감화에 보다 유리하다.
이와 같이, 본 발명은, 회로 기판(10)의 두께나 전지(20)의 외형의 사양에 따라, 다양한 변형을 행하여, 보다 최적의 전지 모듈(1)을 구성할 수 있다.
또한, 본 변형예에 있어서도, 회로 기판(10) 및 전지(20)는 모두, 하우징(2)의 평판부(3) 및 받침대부(4)의 상부 표면(5)에 각각 고정되어 지지되어 있다.
따라서, 상기 실시예와 마찬가지로, 본 변형예는, 회로 기판(10) 상에 실장되어 전원을 공급하는 전지(20)의, 전극판(22a, 22b)의 파손이나 전지(20)의 탈락을 방지한다. 이에 의해, 모듈 외부로부터의 충격에 의한 전원 공급 기능의 상실을 회피 가능한 내충격성이 우수한 전지 모듈(1)을 제공한다는 특유의 효과를 발휘할 수 있다.
<본 발명의 양태>
본 발명의 제1 양태인 전지 모듈은, 평판부 및 평판부로부터 돌출되는 받침대부를 포함하는 하우징과, 받침대부가 삽입 관통되는 관통 구멍이 두께 방향으로 형성된 회로 기판과, 받침대부에 설치 보유 지지된 전지를 구비한다.
본 발명의 제2 양태에 의하면, 상기 제1 양태에 있어서, 회로 기판의 관통 구멍에 삽입 관통되는 하우징의 받침대부는, 관통 구멍을 관통하여, 회로 기판의 평판부보다도 돌출된다.
본 발명의 제3 양태에 의하면, 상기 제1 양태 또는 제2 양태에 있어서, 회로 기판의 관통 구멍의 개구 치수는, 전지의 외형 치수보다도 작다.
본 발명의 제4 양태에 의하면, 상기 제1 양태 내지 제3 양태 중 어느 하나에 있어서, 전지는, 하우징의 받침대부에, 접착 재료에 의해 고정된다.
본 발명의 제5 양태에 의하면, 상기 제1 양태에 있어서, 회로 기판의 관통 구멍의 개구 치수는, 전지의 외형 치수보다도 크다.
본 발명의 제6 양태에 의하면, 상기 제5 양태에 있어서, 하우징의 받침대부에 설치 보유 지지된 전지의 일부가, 회로 기판의 관통 구멍 내에 배치된다.
1 : 전지 모듈
2 : 하우징
3 : 평판부
4 : 받침대부
5 : 상부 표면
10 : 회로 기판
11, 111 : 관통 구멍
12 : 스페이서
16 : 전자 부품
17, 117 : 패드 수용부
18a, 18b, 118a, 118b : 패드부
20 : 전지
22a, 22b : 전극판
30 : 덮개부

Claims (6)

  1. 평판부 및 상기 평판부로부터 돌출되는 받침대부를 포함하는 하우징과,
    관통 구멍이 두께 방향으로 형성된 회로 기판이며, 상기 받침대부가 상기 관통 구멍에 삽입 관통된 상태에서 상기 하우징의 상기 평판부에 설치되는 회로 기판과,
    상기 받침대부에 고정되어 설치 보유 지지되는 전지이며, 상기 회로 기판과 전기적으로 접속되는 전지를 구비하고,
    상기 받침대부는, 상기 하우징의 일 영역이며, 상기 평판부로부터 상기 회로 기판의 상기 관통 구멍에 삽입 관통되는 방향으로 돌출되고, 상기 하우징의 하부 표면으로부터 상기 받침대부의 상부 표면에 이르는 두께는 상기 평판부의 두께보다도 두꺼운 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판의 상기 관통 구멍에 삽입 관통되는 상기 하우징의 상기 받침대부는, 상기 관통 구멍을 관통하여, 상기 회로 기판의 표면보다도 돌출되는 전지 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회로 기판의 상기 관통 구멍의 개구 치수는, 상기 전지의 외형 치수보다도 작은 전지 모듈.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전지는, 상기 하우징의 상기 받침대부에, 접착 재료에 의해 고정되는 전지 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판의 상기 관통 구멍의 개구 치수는, 상기 전지의 외형 치수보다도 큰 전지 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 받침대부에 설치 보유 지지된 전지의 일부가, 상기 회로 기판의 상기 관통 구멍 내에 배치되는 전지 모듈.
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