KR200403667Y1

KR200403667Y1 - 휴대폰 배터리유니트의 환경친화적 보호회로모듈의설치구조

Info

Publication number: KR200403667Y1
Application number: KR20-2005-0027323U
Authority: KR
Inventors: 유인기
Original assignee: (주)코브 테크놀로지
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2005-12-13

Abstract

본 고안은 휴대폰에서 주로 사용되는 배터리의 보호회로모듈을 보다 소형화 함과 휴대폰 배터리에의 설치구조를 소형화 할 수 있도록 하는 휴대폰 배터리유니트의 환경친화적 보호회로모듈의 설치구조에 관한 것이다.

이를 달성하기 위한 본 고안은 단일의 세라믹기판에 폭발방지회로 구현용 회로패턴이 회로간 교차되는 부위에 절연피막이 인쇄되어 다층으로 인쇄되고 상기 회로패턴의 부품장착개소에 베어 칩이 플립 칩 본딩되어 탑재된 폭발방지회로모듈, 상기 폭발방지회로모듈이 가이드홈을 따라 삽입되는 폭발방지회로모듈 안착홈과 상기 폭발방지회로모듈에 형성되는 전극접합부가 노출되는 절개홈이 형성되어 있는 단자대, 상기 단자대의 전면에서 후면으로 연장되어 형성되는 체결홈에 끼움결합되는 복수의 전극으로 이루어져, 배터리유니트의 부피축소 및 원가절감으로 산업상 보다 유용한 장점이 있는 고안임.

Description

휴대폰 배터리유니트의 환경친화적 보호회로모듈의 설치구조{ESTABLISHMENT STRUCTUREE OF ENVIRINMENT AFFINITIVE LITHIUM-ION BATTERY PROTECTIVE CIRCUIT MOUDLE FOR MOBILE PHONE}

본 고안은 휴대폰에서 주로 사용되는 리튬-이온 배터리의 과충전, 과방전, 또는 과열 등을 검출하여 리튬-이온 배터리의 폭발을 방지할 수 있도록 하는 휴대폰 배터리의 보호회로모듈의 설치구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보호회로모듈을 보다 소형화 함과 휴대폰 배터리에의 설치구조를 소형화 할 수 있도록 하는 휴대폰 배터리유니트의 환경친화적 보호회로모듈의 설치구조의 설치구조에 관한 것이다.

최근 휴대폰에 널리 사용되고 있는 리튬-이온 배터리는 내부에 액체로 된 전해액을 포함하고 있는데, 이 전해액은 유기성 물질로서 휘발유보다 가연성이 높은 특성을 가지고 있기 때문에 과충전시에 과전류로 인한 화재나 폭발의 위험성이 상존하고 있다. 또한 과충전되는 경우에는 전해액의 특성이 저하되어서 사용기간이 현저하게 단축된다.

그리하여 배터리의 충전, 방전, 발열 상태 등을 감지하여 화재를 미연에 방지하고 사용수명을 늘릴 수 있도록 하는 폭발방지회로모듈(PCM; Protection Circuit Moudle)을 채용하고 있다.

통상 폭발방지회로모듈은 배터리의 충전, 방전, 발열 상태 등을 감지하여 이상상태 발생시 부하측으로 전원공급을 차단할 수 있는 회로를 집적회로와 저항, 콘덴서 등을 사용하여 설계하고 이들을 상호연결하여 소정의 회로를 구성할 수 있도록 패턴이 인쇄된 인쇄회로기판에 장착하여 구현하고 있다. 그리고 상기 폭발방지회로모듈의 일측은 배터리에 연결하고 그 타측에는 제품사양에 따라 통상 3개 또는 4개의 전극을 설치하여 충전기 또는 휴대폰 내부회로에 연결할 수 있도록 하고 있으며, 상기 전극은 비교적 연성이 높은 금속편을 사용하는 관계로 사용시 변형 및 유동을 방지하고자 비전도성 재질로 이루어진 고정부재에 끼워 사용하고 있다.

특히, 휴대폰의 소형화 추세를 감안하여 폭발방지회로모듈이 차지하는 부피도 소형화하기 위하여 폭발방지회로모듈을 구성하는 부품을 주로 표면실장부품을 사용하고 있는 실정이다.

도 1은 종래 폭발방지회로모듈이 연결된 배터리유니트의 일례에 대한 구성도로서, 도 1a는 배터리유니트의 요부분해사시도, 도 1b는 배터리유니트의 결합단면도를 각각 나타낸다.

첨부도면에 도시된 바와 같이, 배터리유니트(10)는 통상 배터리셀(11)과 폭발방지회로모듈(12) 그리고 전원공급이나 충전을 위해 전극(13)이 설치된 단자대(14)로 이루어져 있다.

그러나 상기 폭발방지회로모듈(12)은 두께를 줄이기 위하여 인쇄회로기판(PCB기판)에 다수의 표면실장부품들을 탑재하여 구성하고 있으나, 기본적으로 페놀수지나 에폭시 수지로 제작되는 인쇄회로기판의 두께가 두꺼울 뿐 아니라 다층기판으로 제작되는 경우에는 그 두께가 더욱 두꺼워지게 되며, 또한 폭발방지회로모듈을 구성하는 부품들을 표면실장부품을 사용한다고 하더라도 표면실장부품도 베어 칩을 화학수지로 밀봉하기 때문에 기본적으로 그 두께가 두꺼울 수밖에 없는 실정이다.

더욱이, 배터리유니트(10)는 부피 축소를 위해 배터리셀(11)에서 인출되는 단자편(15)에 절연막(16)을 적층하고, 단자편(15)을 절곡하여 그 위에 폭발방지회로모듈(12)을 안착시키며, 폭발방지회로모듈(12)에서 도출되는 전극(13)은 폭발방지회로모듈(12)의 외측으로 설치되는 단자대(14)에 고정한 상태에서 양측에 보호용의 덮개(17a)(17b)를 씌워 제작하고 있으므로, 폭발방지회로모듈(12)과 단자대(14)가 각각 별도의 공간을 차지하여 비교적 부피가 큰 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 폭발방지회로모듈의 두께를 최소화함과 아울러 단자대 내에 폭발방지회로모듈을 내설하도록 하여, 조립공수를 줄임으로써 제조원가를 절감함과 아울러 배터리유니트의 부피를 최소화 할 수 있도록 된 휴대폰 배터리유니트의 환경친화적 보호회로모듈의 설치구조를 제공하고자 함에 고안의 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 휴대폰 배터리유니트의 환경친화적 보호회로모듈의 설치구조는, 단일의 세라믹기판에 폭발방지회로 구현용 회로패턴이 회로간 교차되는 부위에 절연피막이 인쇄되어 다층으로 인쇄되고 상기 회로패턴의 부품장착개소에 베어 칩이 폴리칩 본딩되어 탑재된 폭발방지회로모듈, 상기 폭발방지회로모듈이 가이드홈을 따라 삽입되는 폭발방지회로모듈 안착홈과 상기 폭발방지회로모듈에 형성되는 전극접합부가 노출되는 절개홈이 형성되어 있는 단자대, 상기 단자대의 전면에서 후면으로 연장되어 형성되는 체결홈에 끼움결합되는 복수의 전극으로 이루어져 있다.

또한, 상기에 있어서, 상기 체결홈은 각종 규격의 전극 위치에 대응된 홈으로 다수 형성된 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 고안의 다른실시예에 따른 휴대폰의 환경친화적 배터리유니트 보호회로모듈의 설치구조는, 단일의 세라믹기판에 폭발방지회로 구현용 회로패턴이 회로간 교차되는 부위에 절연피막이 인쇄되어 다층으로 인쇄되고 상기 회로패턴의 부품장착개소에 베어 칩이 폴리칩 본딩되어 탑재된 폭발방지회로모듈, 상기 폭발방지회로모듈이 가이드홈을 따라 삽입되는 폭발방지회로모듈 안착홈이 형성되어 있는 단자대, 일측단은 단자대의 외부로 노출되어 측면을 따라 하부의 배터리셀과 결합될 수 있도록 연장되는 한편 다른 일측단은 단자대의 내부로 매입된 후 폭발방지회로모듈 안착홈에서 돌출되어 그 안에 삽입된 폭발방지회로모듈의 전극접합부에 연결되는 복수의 전극으로 이루어져 있다.

이하 본 고안의 바람직한 일실시예에 대한 구성 및 작용효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 폭발방지회로모듈이 연결된 배터리유니트의 조립도를 나타내는 도면으로, 특히 양면에 전원단자가 노출되도록 구성된 배터리유니트의 조립도를 나타내는 도면이다.

본 고안에 따른 폭발방지회로모듈(21)은 세라믹기판에 폭발방지회로를 구현하기 위해 인쇄기법을 이용하여 전극(22) 및 회로패턴을 형성하고 상기 회로패턴중 부품장착면 위에 폭발방지회로를 구성하는 부품(23)을 탑재한 후 납땜으로 고정하여 형성한 것이다.

이와 같은 폭발방지회로모듈(21)은 종래 인쇄회로기판(PCB) 위에 부품을 탑재한 후 납땜하여 형성한 폭발방지회로모듈(12)에 비하여 환경친화적이면서 상대적으로 두께를 얇게 형성할 수 있다. 이는 종래 인쇄회로기판(PCB)이 회로패턴을 인쇄하기 위한 면 전체에 걸쳐 동박면을 형성한 후 불필요한 동박부분은 부식처리로 제거하고 필요한 회로패턴만 남기는 방식을 이용하고 있기 때문에 부식시 공해물질이 발생될 뿐만 아니라 별도 경비가 발생될 수 있는 것과 달리, 고열에 견디는 세라믹 기판 위에 회로패턴과 절연막을 반복하여 수차례 중복인쇄 즉 다층 후막처리공정기술을 사용하여 제작하므로 인쇄두께가 얇아 부피를 축소시킬 수 있고 대량생산이 용이하여 가격이 저렴하게 될 뿐만 아니라 부식공정을 필요로 하지 않으므로 환경문제를 야기시키지 않는 것이다.

또한 상기 폭발방지회로모듈(21)에 탑재되는 부품(23)은 플립 칩 본딩을 통하여 결합된다(도 3 참조). 따라서, 종래 폭발방지회로모듈(12)에서 칩 다이에 와이어 본딩을 통해 베어 칩을 연결하던 것에 비하여 공수가 줄어들고 칩과 주변 회로간의 연결공간이 줄어들어 전체적인 부피축소가 가능하게 된다.

상기와 같은 폭발방지회로모듈(21)은 단자대(31) 내에 마련된 폭발방지회로모듈 안착홈(32)에 가이드홈(33)을 따라 삽입되어 수납되어 있다. 상기 단자대(31)는 통상 전극의 고정만을 위해 사용되던 것이나, 본 고안에서는 단자대(31)내에 폭발방지회로모듈(21)을 수납할 수 있는 폭발방지회로모듈 안착홈(32)을 별도로 형성하여 폭발방지회로모듈(21)을 수납하도록 함으로써 폭발방지회로모듈(21)이 차지하던 공간이 불필요하게 된다. 따라서 종래기술에서 단자대(31)와 폭발방지회로모듈(21)이 각각 차지하던 공간이 단자대(31) 만의 공간으로 축소됨으로써 전체 부피를 줄일 수 있게 되는 것이다.

단자대(31)에 폭발방지회로모듈(21)이 삽입된 상태에서 폭발방지회로모듈(21)에 형성된 전극접합부(22)가 노출되도록 단자대(31)의 해당 일측벽에 절개홈(34)이 형성되어 있다. 단자대(31)의 단축 방향 둘레에는 전극(41)을 고정하기 위한 체결홈(35)이 형성되어 있다.

따라서 도 2의 A-A선 단면도를 나타내는 도 3의 도면에 도시된 바와 같이 단자대(31)의 체결홈(35)에는 전극(41)이 체결된 상태에서 전극(41)의 일측단부가 폭발방지회로모듈(21)의 전극접합부(22)에 접합됨과 아울러 전극(41)의 타측단부는 배터리셀(11)에서 인출되는 전극과 접합되어 있다.

한편, 단자대(31)에 형성되는 체결홈(35)은 각종 규격의 배터리유니트에 적용할 수 있도록 다수의 홈으로 형성되어 있다. 즉, 도 2에 도시된 본 고안의 실시예에서는 4개의 전극(41)이 설치된 것을 예로써 설명하고 있으나, 통상 전극은 전원공급을 위한 2개의 전극과 폭발방지회로모듈(21)과의 데이터송수신을 위한 2개의 전극을 필요로 하는데, 회사별, 모델별 제품사양에 따라 전원라인과 데이터송수신라인에서 공통전극을 사용하는 경우 3개의 전극을 필요로 하는 경우가 있고, 전극의 배치에 있어서도 좌우에 각각 2개의 전극을 배치하거나, 일측 가장자리에 2개를 배치하고 그 대향되는 가장자리에 2개 또는 1개의 전극을 배치하거나, 중앙에 3개 혹은 4개를 배치하는 경우가 있다.

이와 같은 각종 사양에 모두 사용할 수 있도록 본 고안에서는 각종 사양에 적합한 전극배치 간격에 맞게 다수의 체결홈을 나란히 형성하고 있어서, 모델별로 단자대를 형성하기 위한 별도 금형을 제작할 필요가 없게 되어 배터리유니트의 제작과 관련된 비용을 절감할 수 있도록 된 것이다.

도 4는 본 고안에 따른 폭발방지회로모듈이 연결된 배터리유니트의 다른 실시예를 나타내는 도면으로, 특히 일측면에만 전원 및 통신 단자가 노출되도록 구성된 배터리유니트의 조립단면도를 나타내는 도면이다.

첨부도면에 도시된 바와 같이 전극(41)의 일측단은 단자대(31)의 외부로 노출되어 측면을 따라 하부의 배터리셀(11)과 결합될 수 있도록 연장되는 한편 전극(41)의 다른 일측단은 단자대(31)의 내부로 매입된 후 폭발방지회로모듈 안착홈(32)에서 돌출되어 그 안에 삽입된 폭발방지회로모듈(21)의 전극접합부(22)에 연결되어 있다.

이와 같은 구조의 배터리유니트는 단면에만 전원 및 통신 단자가 노출되도록 구성되어 있으므로 휴대폰에 장착된 상태에서는 배터리유니트의 전원단자와 충전기를 연결하여 전원을 충전할 수 없다는 불편함이 있지만, 양면에 전원 및 통신 단자가 노출되어 있는 배터리유니트에서와 같이 휴대폰에 배터리유니트가 장착된 상태에서 노출된 전원단자가 쇼트되어 발생될 수 있는 사고위험성이 배제된다는 장점이 있는 구조이다.

상기한 바와 같이 본 고안은, 폭발방지회로모듈을 단자대내에 수납하여 폭발방지회로모듈과 단자대가 차지하던 공간을 단자대가 차지하는 정도의 공간으로 줄임으로써 배터리유니트의 부피를 축소시킬 수 있고, 또한 폭발방지회로모듈을 세라믹기판에 다층 후막처리공정기술을 사용하여 제작하여 부피를 축소시킬 수 있음과 아울러 제조공정의 단순화로 원가절감을 달성할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 배터리유니트의 부피축소 및 원가절감은 다량 생산된다는 점을 감안할 때 산업상 보다 유용하다.

도 1은 종래 폭발방지회로모듈이 연결된 배터리유니트의 일례에 대한 구성도로서, 도 1a는 배터리유니트의 요부분해사시도, 도 1b는 배터리유니트의 결합단면도,

도 2는 본 고안에 따른 폭발방지회로모듈이 연결된 배터리유니트의 조립도,

도 3은 도 2의 A-A선 단면도,

도 4는 본 고안에 따른 폭발방지회로모듈이 연결된 배터리유니트의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 -- 배터리유니트, 11 -- 배터리셀,

12, 21 -- 폭발방지회로모듈, 13, 41 -- 전극,

14, 31 -- 단자대, 15 -- 단자편,

16 -- 절연막, 22 -- 전극접합부,

32 -- 안착홈, 33 -- 가이드홈,

34 -- 절개홈, 35 -- 체결홈,

Claims

단일의 세라믹기판에 폭발방지회로 구현용 회로패턴이 회로간 교차되는 부위에 절연피막이 인쇄되어 다층으로 인쇄되고 상기 회로패턴의 부품장착개소에 베어 칩이 폴리칩 본딩되어 탑재된 폭발방지회로모듈, 상기 폭발방지회로모듈이 가이드홈을 따라 삽입되는 폭발방지회로모듈 안착홈과 상기 폭발방지회로모듈에 형성되는 전극접합부가 노출되는 절개홈이 형성되어 있는 단자대, 상기 단자대의 전면에서 후면으로 연장되어 형성되는 체결홈에 끼움결합되는 복수의 전극으로 이루어진 휴대폰 배터리유니트의 환경친화적 보호회로모듈의 설치구조.
제1항에 있어서, 상기 체결홈은 각종 규격의 전극 위치에 대응된 홈으로 다수 형성된 것을 특징으로 하는 휴대폰 배터리유니트의 환경친화적 보호회로모듈의 설치구조.
단일의 세라믹기판에 폭발방지회로 구현용 회로패턴이 회로간 교차되는 부위에 절연피막이 인쇄되어 다층으로 인쇄되고 상기 회로패턴의 부품장착개소에 베어 칩이 폴리칩 본딩되어 탑재된 폭발방지회로모듈, 상기 폭발방지회로모듈이 가이드홈을 따라 삽입되는 폭발방지회로모듈 안착홈이 형성되어 있는 단자대, 일측단은 단자대의 외부로 노출되어 측면을 따라 하부의 배터리셀과 결합될 수 있도록 연장되는 한편 다른 일측단은 단자대의 내부로 매입된 후 폭발방지회로모듈 안착홈에서 돌출되어 그 안에 삽입된 폭발방지회로모듈의 전극접합부에 연결되는 복수의 전극으로 이루어진 휴대폰 배터리유니트의 환경친화적 보호회로모듈의 설치구조.