KR20090090546A - Protection circuit board and battery pack having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보호회로기판 및 이를 구비한 배터리 팩에 관한 것으로, 보호회로기판에 실장되는 실장 부품 각각의 실장 면적을 감소시키고, 실장 공정에 의해 상기 보호회로기판의 실질적인 두께가 증가하는 것을 방지하며, 외부 충격 등에 의해 상기 보호회로기판의 실장 기판과 실장 부품 사이의 전기적 단락을 방지함으로써, 배터리 팩의 두께를 최소화하며, 상기 배터리 팩의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 보호회로기판 및 이를 구비한 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a protective circuit board and a battery pack having the same, reducing the mounting area of each of the mounting components mounted on the protective circuit board, and prevents the substantial thickness of the protective circuit board from increasing by the mounting process, By preventing an electrical short circuit between the mounting board and the mounting component of the protective circuit board by an external impact, etc., to minimize the thickness of the battery pack, and to improve the safety and reliability of the battery pack and a battery having the same It's about the pack.
최근 들어 셀룰러폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 컴팩트하고 경량화된 휴대용 전자/전기 기기들이 활발하게 개발 및 생산되고 있으며, 상기 휴대용 전자/전기 기기들이 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 배터리 팩을 내장시키고 있다. 상기 배터리 팩은 경제적인 측면을 고려하여 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지 및 리튬(Li) 전지로 대표되며, 충방전이 가능한 이차 전지를 일반적으로 사용한다.Recently, compact and lightweight portable electronic / electric devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders, and the like have been actively developed and produced, and the portable electronic / electric devices can be operated even in places where no separate power source is provided. The pack is built. The battery pack is represented by a nickel-cadmium (Ni-Cd) battery, a nickel-hydrogen (Ni-MH) battery and a lithium (Li) battery in consideration of economical aspects, and a rechargeable battery capable of charging and discharging is generally used. .
이 중, 상기 리튬 이차 전지는 상기 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지 에 비하여 작동 전압이 3배 정도 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높아 상기 휴대용 전자/전기 기기의 배터리 팩에 널리 사용되고 있다. 상기 리튬 이차 전지는 사용하는 전해질의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와 고분자 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지로 구분하거나, 제조되는 형상에 따라 각형, 원통형 및 파우치형으로 구분한다.Among these, the lithium secondary battery is widely used in the battery pack of the portable electronic / electrical device because the operation voltage is about three times higher and the energy density per unit weight is higher than that of the nickel-cadmium battery or the nickel-hydrogen battery. The lithium secondary battery is classified into a lithium ion battery using a liquid electrolyte and a lithium polymer battery using a polymer electrolyte according to the type of electrolyte used, or divided into a rectangular, cylindrical, and pouch type according to the manufactured shape.
일반적으로 리튬 이차 전지를 이용한 배터리 팩은 전극 조립체, 상기 전극 조립체 및 상기 전극 조립체 사이에서 리튬 이온이 이동될 수 있도록 하는 전해액을 수납하는 캔 및 상기 캔을 밀폐시키기 위한 캡 조립체를 포함하는 베어 셀과 상기 베어 셀과 전기적으로 연결되어 상기 베어 셀의 충방전을 제어하는 보호회로기판을 포함한다.In general, a battery pack using a lithium secondary battery includes a bare cell including an electrode assembly, a can containing an electrolyte for allowing lithium ions to move between the electrode assembly and the electrode assembly, and a cap assembly for sealing the can; And a protection circuit board electrically connected to the bare cell to control charge and discharge of the bare cell.
여기서, 상기 전극 조립체는 양극 활물질이 도포된 양극 집전체 및 상기 양극 집전체의 일측에 전기적으로 연결되는 양극탭을 포함하는 양극판, 음극 활물질이 도포된 음극 집전체 및 상기 음극 집전체의 일측에 전기적으로 연결되는 음극탭을 포함하는 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 위치하는 세퍼레이터를 포함한다.The electrode assembly may include a positive electrode plate including a positive electrode current collector coated with a positive electrode active material and a positive electrode tab electrically connected to one side of the positive electrode current collector, a negative electrode current collector coated with a negative electrode active material, and one side of the negative electrode current collector. It includes a negative electrode plate including a negative electrode tab connected to the separator and a separator located between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
상기 전해액은 충방전 시 전극 조립체의 양극판 및 음극판에서 전기화학적 반응에 의해 생성되는 리튬 이온이 이동 가능하게 하는 역할을 수행하며, 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액이거나, 고분자 전해질을 이용한 폴리머일 수 있다.The electrolyte is a non-aqueous organic electrolyte that is a mixture of lithium salts and high-purity organic solvents, and plays a role of allowing the lithium ions generated by the electrochemical reaction in the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electrode assembly during charge and discharge, or a polymer It may be a polymer using an electrolyte.
상기 보호회로기판은 상기 베어 셀과 전기적으로 연결되어 상기 베어 셀의 충방전 시 전압 또는 전류를 제어함으로써, 상기 베어 셀이 과충전 또는 과방전되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 베어 셀의 전압 또는 전류를 제어하기 위한 보호 소자 또는 커넥터 등의 실장 부품 및 상기 실장 부품이 실장될 수 있는 공간을 제공하며, 일측 또는 양측 표면에 상기 실장 부품 간의 전기적 연결을 위한 도전성 패턴이 형성되는 실장 기판을 포함한다.The protection circuit board is electrically connected to the bare cell to control voltage or current during charging and discharging of the bare cell, thereby preventing the bare cell from being overcharged or overdischarged. It provides a mounting component such as a protective element or connector for controlling and a space in which the mounting component can be mounted, and a mounting substrate having a conductive pattern for electrical connection between the mounting component on one or both surfaces thereof.
상기 보호회로기판의 실장 기판에 보호 소자 또는 커넥터 등의 실장 부품을 실장하기 위해서는 통상적으로 표면 실장법(Surface Mounting type; SMT) 또는 삽입 실장법(Pin-Insertion type; PI-type)이 사용된다.In order to mount a component such as a protective element or a connector on a mounting board of the protective circuit board, a surface mounting method (SMT) or a pin-insertion type (PI-type) is generally used.
그러나, 상기 표면 실장법(SMT)은 상기 실장 부품이 위치하는 상기 실장 기판의 표면에 도전성 패턴을 형성하고, 상기 도전성 패턴의 일측에 상기 실장 부품의 리드 핀을 접촉시킨 후, 상기 리드 핀과 도전성 패턴을 납재 등의 연결 부재를 이용한 납땜 등의 연결 방법에 의해 전기적으로 연결시키는 것이어서, 상기 도전성 패턴과 리드 핀이 접촉하기 위한 공간 및 상기 납재 등의 연결 부재를 이용하여 상기 도전성 패턴과 리드 핀을 전기적으로 연결시키기 위한 공간이 필요하므로, 각 실장 부품의 실장 면적이 증가하여, 동일 면적의 실장 기판에 상대적으로 적은 수의 실장 부품이 실장되는 문제점이 있다.However, in the surface mounting method SMT, a conductive pattern is formed on a surface of the mounting substrate on which the mounting component is located, the lead pin of the mounting component is brought into contact with one side of the conductive pattern, and then the lead pin is conductive. The pattern is electrically connected by a connection method such as soldering using a connecting member such as a brazing material, and the conductive pattern and the lead pin are connected using a space for contact between the conductive pattern and the lead pin and a connecting member such as the brazing material. Since a space for electrically connecting is required, the mounting area of each mounting component is increased, so that a relatively small number of mounting components are mounted on a mounting board having the same area.
또한, 상기 삽입 실장법(PI-type)은 상기 실장 기판에 홀을 뚫고, 상기 실장 기판의 일측에 위치하는 실장 부품의 리드 핀을 상기 홀에 삽입한 후, 상기 홀을 통과한 상기 리드 핀과 상기 실장 기판의 타측에 형성된 도전성 패턴을 납재 등의 연결 부재를 이용하여 전기적으로 연결시키는 것이어서, 상기 홀을 통과한 리드 핀과 도전성 패턴을 용이하게 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 리드 핀은 상기 실장 기판의 타측 방향으로 일정 길이만큼 돌출되고, 상기 돌출된 리드 핀은 상기 연결 부재로 감싸지게 되므로, 상기 보호회로기판의 실질적인 두께가 증가하게 되며, 실장 부품과 도전성 패턴 사이의 간격으로 인하여 동작성이 저하되는 문제점이 있다.In addition, the insertion type (PI-type) is a hole in the mounting substrate, the lead pin of the mounting component located on one side of the mounting substrate is inserted into the hole, and then through the hole and the lead pin The conductive pattern formed on the other side of the mounting substrate is electrically connected by using a connecting member such as a brazing material, so that the lead pin may be electrically connected to the lead pin passing through the hole and the conductive pattern. Protruding by a certain length in the other direction, the protruding lead pin is wrapped with the connecting member, the substantial thickness of the protective circuit board increases, the operability is reduced due to the gap between the mounting component and the conductive pattern There is a problem.
또한, 상기 표면 실장법(SMT) 및 삽입 실장법(PI-type)은 상기 실장 기판의 도전성 패턴과 실장 부품의 리드 핀 사이를 전기적으로 연결시키는 납재 등의 연결 부재가 외부로 노출되어 있어, 외부 충격 등에 의해 상기 연결 부재가 실장 기판으로부터 이탈될 수 있으며, 이로 인하여 상기 도전성 패턴과 리드 핀 사이의 전기적 연결이 차단되거나, 원치 않는 전기적 연결이 이루어질 수 있어, 상기 보호회로기판의 오동작을 유발하는 문제점이 있다.In addition, in the surface mount method SMT and the insert-mount method PI-type, a connecting member such as a solder material that electrically connects the conductive pattern of the mounting substrate and the lead pin of the mounting component is exposed to the outside. The connection member may be separated from the mounting substrate by an impact, and thus, the electrical connection between the conductive pattern and the lead pin may be interrupted, or an unwanted electrical connection may be made, causing a malfunction of the protective circuit board. There is this.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보호회로기판의 실장 부품을 실장 구조 및 상기 실장 부품과 실장 기판 사이의 전기적 연결 구조를 변경하여, 각 실장 부품의 실장 면적을 최소화하고, 실장 공정에 의해 상기 보호회로기판의 실질적인 두께가 증가하는 것을 방지할 수 있는 보호회로기판 및 이를 구비한 배터리 팩을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by changing the mounting structure of the mounting component of the protective circuit board and the electrical connection structure between the mounting component and the mounting board, thereby reducing the mounting area of each mounting component. It is an object of the present invention to provide a protective circuit board and a battery pack having the same, which can minimize and prevent the substantial thickness of the protective circuit board from being increased by a mounting process.
본 발명의 상기 목적은 하나 또는 다수의 리드 핀을 포함하는 실장 부품; 및 상기 리드 핀에 대응되는 하나 또는 다수의 관통홀 또는 연결홈이 형성되는 실장 기판을 포함하며, 상기 리드 핀의 종단은 상기 관통홀 또는 연결홈의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 보호회로기판에 의해 달성된다.The object of the present invention is a mounting component including one or more lead pins; And a mounting substrate having one or more through holes or connection grooves corresponding to the lead pins, wherein the ends of the lead pins are located inside the through holes or connection grooves. Is achieved by
또한, 본 발명의 상기 목적은 베어 셀; 및 상기 베어 셀과 전기적으로 연결되며, 하나 또는 다수의 리드 핀을 포함하는 실장 부품 및 상기 리드 핀에 대응하 는 하나 또는 다수의 관통홀 또는 연결홈이 형성된 실장 기판을 포함하는 보호회로기판을 포함하며, 상기 리드 핀의 종단은 상기 관통홀 또는 연결홈의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩에 의해 달성된다.In addition, the object of the present invention is a bare cell; And a protective circuit board electrically connected to the bare cell and including a mounting component including one or more lead pins and a mounting substrate having one or more through holes or connection grooves corresponding to the lead pins. And, the end of the lead pin is achieved by a battery pack, characterized in that located in the through hole or the connecting groove.
본 발명에 따른 보호회로기판 및 이를 구비한 배터리 팩은 보호회로기판의 실장 기판에 실장 부품의 리드 핀에 대응하는 관통홀 또는 연결홈을 형성하고, 상기 리드 핀의 종단이 상기 관통홀 또는 연결홈의 내측에 위치하도록 하여, 각 실장 부품의 실장 면적을 최소화함으로써, 동일 면적의 보호회로기판에 상대적으로 많은 수의 보호 소자 또는 커넥터가 실장될 수 있도록 하여 배터리 팩의 안정성을 향상시키는 효과가 있다.The protective circuit board and the battery pack having the same according to the present invention form a through hole or a connection groove corresponding to the lead pin of the mounting component in the mounting board of the protection circuit board, and the end of the lead pin is connected to the through hole or the connection groove. Since the mounting area of each mounting component is minimized so that a large number of protection elements or connectors can be mounted on the protection circuit board of the same area, the stability of the battery pack can be improved.
또한, 상기 관통홀 또는 연결홈을 납재 등의 연결 부재로 채워, 상기 리드 핀과 실장 기판의 도전성 패턴이 상기 관통홀 또는 연결홈의 내측을 통해 전기적으로 연결되도록 하여, 실장 공정에 의해 보호회로기판의 실질적인 두께가 증가하는 것을 방지하고, 외부 충격 등에 의해 리드 핀과 도전성 패턴 사이의 전기적 연결 구조가 변경되어 보호회로기판이 오동작하는 것을 방지함으로써, 배터리 팩의 두께를 최소화하며, 상기 배터리 팩의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the through hole or the connection groove is filled with a connection member such as a brazing filler material so that the conductive pattern of the lead pin and the mounting substrate is electrically connected through the inside of the through hole or the connection groove, thereby protecting the circuit board by a mounting process. The thickness of the battery pack is minimized by preventing a substantial increase in the thickness of the circuit board and preventing a malfunction of the protection circuit board by changing the electrical connection structure between the lead pin and the conductive pattern due to an external impact. Has the effect of improving.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참 조번호들은 동일한 구성 요소들을 나타내는 것이며, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 두고 "전기적으로 연결"되는 경우도 포함한다. 덧붙여, 도면에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다.Details of the above objects and technical configurations and effects according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention. In addition, throughout the specification, the same reference numbers refer to the same components, and when a portion is said to be "connected" with another portion, it is not only "directly connected" but also with other elements in between. It also includes the case of "electrically connecting". In addition, in the drawings, the length, thickness, etc. of the layers and regions may be exaggerated for convenience.
(제 1 실시 예)(First embodiment)
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 배터리 팩을 나타낸 분리 사시도이며, 도 2a는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 배터리 팩의 보호회로기판을 나타낸 단면도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a battery pack according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a protection circuit board of the battery pack according to the first embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 배터리 팩은 베어 셀(40) 및 상기 베어 셀(40)과 전기적으로 연결되는 보호회로기판(100)을 포함한다. 상기 베어 셀(40)은 전극 조립체(10)와 상기 전극 조립체(10) 사이에 리튬 이온이 이동될 수 있도록 하는 전해액(미도시)을 수납하는 캔(20) 및 상기 캔(20)을 밀폐하는 캡 조립체(30)을 포함한다. 여기서, 본 발명의 도 1에서는 베어 셀(40)이 각형 리튬 이차 전지인 배터리 팩을 도시하고 있으나, 상기 베어 셀(40)은 원통형 또는 파우치형일 수 있다.1 and 2A, a battery pack according to a first embodiment of the present invention includes a bare cell 40 and a
상기 전극 조립체(10)는 양극 활물질(미도시)이 도포된 양극 집전체(미도시) 및 상기 양극 집전체의 일측에 전기적으로 연결된 양극탭(15)을 포함하는 양극판(12), 음극 활물질(미도시)이 도포된 음극 집전체(미도시) 및 상기 음극 집전체의 일측에 전기적으로 연결된 음극탭(14)를 포함하는 음극판(11) 및 상기 양극판(12)과 음극판(11) 사이에 위치하는 세퍼레이터(13)을 포함한다. 여기서, 본 발 명의 도 1에서는 상기 음극탭(14)이 상기 전극 조립체(10)의 중심부에 위치하며, 상기 양극탭(15)이 상기 전극 조립체(10)의 가장자리 부에 위치하는 것으로 도시하였으나, 상기 음극탭(14)과 양극탭(15)의 위치는 바뀔 수 있으며, 상기 음극탭(14) 또는 양극탭(15) 중 어느 하나가 상기 캡 조립체(30)의 반대 방향으로 돌출될 수도 있다.The
상기 양극 활물질은 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4 또는 LiNi1 -x-yCoxMyO2(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1, M은 Al, Sr, Mg, La 등의 금속) 등의 금속 산화물로 대표되는 리튬함유 전이금속 산화물 또는 리튬 칼코게나이드 화합물을 모두 사용할 수 있으며, 상기 음극 활물질은 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소 재료, 리튬 금속 또는 리튬 합금일 수 있다.The positive electrode active material is LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 or LiNi 1- xy Co x M y O 2 (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1 , M may be any of a lithium-containing transition metal oxide or a lithium chalcogenide compound represented by a metal oxide, such as metals such as Al, Sr, Mg, La, etc., the negative electrode active material is crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite , Carbon material such as carbon fiber, lithium metal or lithium alloy.
상기 양극 집전체 및 음극 집전체는 스테인레스 강, 니켈, 구리, 알루미늄 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 양극 집전체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성하고, 음극 집전체는 구리 또는 구리 합금으로 형성하여 효율을 극대화한다.The positive electrode current collector and the negative electrode current collector may be formed of one selected from the group consisting of stainless steel, nickel, copper, aluminum, and alloys thereof. Preferably, the positive electrode current collector is formed of aluminum or an aluminum alloy, and the negative electrode current collector Is formed of copper or copper alloy to maximize efficiency.
상기 세퍼레이터(13)는 상기 양극판(12)과 음극판(11) 사이에 위치하도록 하여 전기적 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 한다. 상기 세퍼레이터(13)는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀계 고분자막 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.The
상기 캔(20)은 도시된 바와 같이, 상단부가 개구된 각형의 금속재로 형성할 수 있으며, 이와는 달리 원통형 또는 파우치형으로 형성할 수 있다. 상기 캔(20)은 가볍고 연성이 있는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 스테인레스 강 등의 금속재로 형성하여, 상기 양극탭(15) 또는 음극탭(14)이 상기 캔(20)과 전기적으로 연결되어, 상기 캔(20)이 단자 역할을 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.As shown in the drawing, the
상기 캔(20)의 개구된 상부에 결합되는 캡 조립체(30)는 캡 플레이트(35), 절연 플레이트(34), 터미널 플레이트(33), 절연 케이스(32) 및 전극 단자(31)을 포함한다. 상기 캡 플레이트(35)는 상기 캔(20)의 상단 개구부에 대응되는 크기와 형상을 가지는 금속판으로, 일정 크기의 단자 통공(39), 전해액 주입공(38) 및 안전 벤트(미도시)를 포함한다. 상기 안전 벤트는 상기 단자 통공(39) 및 전해액 주입공(38)에 간섭되지 않는 영역이라면 어떠한 영역에도 형성될 수 있으며, 상기 캔(20)의 일측에 형성될 수도 있다.The
상기 전해액 주입공(38)은 상기 전극 조립체(10)를 수납한 상기 캔(20)에 리튬 이온의 이동을 원활하게 하는 전해액을 주입시키기 위한 것으로, 상기 캔(20)을 상기 캡 조립체(30)으로 밀봉한 후, 상기 전해액 주입공(38)을 통해 상기 전해액을 주입하고, 상기 전해액 주입공 마개(37)로 상기 전해액 주입공(38)을 밀봉함으로써, 상기 캔(20)을 완전히 밀봉한다.The
상기 단자 통공(39)은 상기 전극 단자(31)를 삽입시키기 위한 것으로, 상기 전극 단자(31)는 상기 단자 통공(39)을 통해 상기 캡 플레이트(35) 하부에 위치하는 터미널 플레이트(33)와 전기적으로 연결되며, 상기 전극 단자(31)와 캡 플레이트(35)를 절연시키기 위하여 상기 전극 단자(31)의 외측에 절연성이 좋은 고무 또 는 비전도성 물질로 형성된 가스켓(Gasket, 36)이 위치한다.The terminal through
상기 캡 플레이트(35)의 하부에는 절연 플레이트(34) 및 터미널 플레이트(33)가 순차적으로 위치하며, 상기 터미널 플레이트(33)는 상기 전극 조립체(10)의 음극탭(14)과 전기적으로 연결되어, 상기 전극 단자(31)와 음극탭(14)이 전기적으로 연결되도록 하고, 상기 절연 플레이트(34)는 상기 터미널 플레이트(33)와 상기 캡 플레이트(35)를 전기적으로 절연시킴으로써, 상기 캡 플레이트(35)가 상기 전극 조립체(10)의 양극탭(15)과 전기적으로 연결되더라도 단락(Shot)되지 않도록 한다.An
상기 절연 케이스(32)는 상기 전극 조립체(10)의 사측에 위치하여, 상기 전극 조립체(10)의 양극탭(15) 및 음극탭(14)을 고정하기 위한 것으로, 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌설파이트(PPS), 폴리에테르술폰(PES) 또는 변성 폴리페닐렌옥사이드(PPO) 등의 절연성 수지로 형성할 수 있으며, 상기 터미널 플레이트(33) 및 절연 플레이트(34)를 안착시키기 위한 공간을 제공하기 위하여 가장자리 부에 지지대가 형성될 수 있다.The insulating
상기 보호회로기판(100)은 제 1 리드 단자(41) 및 제 2 리드 단자(42)를 통해 상기 베어 셀(40)과 전기적으로 연결되며, 하나 또는 다수의 리드 핀(125)을 포함하고, 상기 베어 셀(40)의 충방전 시 전압 또는 전류를 제어하기 위한 실장 부품(120), 외부 부하(미도시)와 전기적으로 연결되는 외부 단자(150) 및 상기 베어 셀(40), 실장 부품(120) 및 외부 단자(150) 사이를 전기적으로 연결하기 위한 도전성 패턴(140)이 형성된 실장 기판(110)을 포함한다.The
여기서, 상기 실장 부품(120)은 상기 베어 셀(40)의 충방전 시 흐르는 전압 또는 전류를 측정하고, 상기 측정된 전압 또는 전류에 따라 상기 베어 셀(40)에 인가되는 전압 및 전류를 제어하기 위한 다수의 보호 소자이거나 상기 보호회로기판(100)과 베어 셀(40) 또는 보호회로기판(100)과 별도의 인쇄회로기판(미도시) 사이를 전기적으로 연결시키기 위한 커넥터일 수 있다.Here, the mounting
상기 실장 기판(110)은 하나의 단층 기판으로, 상기 실장 부품(120)의 리드 핀(125)에 대응하는 하나 또는 다수의 관통홀(115)이 형성되며, 상기 리드 핀(125)의 종단은 상기 관통홀(115)의 내측에 위치한다. The mounting
상기 관통홀(115)은 납재 등의 연결 부재(130)로 채워지며, 상기 연결 부재(130)는 상기 실장 기판(110)의 양측 표면에 형성된 도전성 패턴(140)과 접촉하여, 상기 리드 핀(125)과 도전성 패턴(140)을 전기적으로 연결시킨다. 여기서, 본 발명의 제 1 실시 예에서는 상기 도전성 패턴(140)이 상기 실장 기판(110)의 양측 표면에 형성되는 것으로 도시하였으나, 상기 도전성 패턴(140)은 상기 실장 기판(110)의 일측 표면에 형성될 수 있다.The through
또한, 도 2a에 도시된 A 영역의 다른 실시 예인 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 실장 기판(110)의 양측 표면 중 상기 실장 부품(120)의 반대편 표면에 형성된 도전성 패턴(140)이 상기 관통홀(115) 상에 위치하여, 상기 관통홀(115)을 채우는 납재 등의 연결 부재(130)와 상기 도전성 패턴(140)을 접촉시킴으로써, 상기 보호회로기판(100)의 실질적인 두께가 증가하는 것을 더욱 방지할 수 있으며, 도시되지는 않았지만, 상기 리드 핀(125)의 종단이 상기 도전성 패턴(140)과 접촉하도록 하 여, 상기 리드 핀(125)과 도전성 패턴(140) 사이의 전기적 연결이 더욱 원활하도록 할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 2B, which is another embodiment of the region A illustrated in FIG. 2A,
결과적으로, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 보호회로기판 및 배터리 팩은 단층 기판인 실장 기판에 실장 부품의 리드 핀에 대응되는 관통홀을 형성하고, 상기 리드 핀의 종단이 상기 관통홀의 내측에 위치하도록 하여, 상기 실장 부품의 실장 면적을 최소화할 수 있으며, 납재 등의 연결 부재를 통해 상기 관통홀을 채워, 상기 실장 기판의 표면에 형성된 도전성 패턴과 리드 핀을 전기적으로 연결시킴으로써, 상기 리드 핀과 도전성 패턴 사이의 전기적 연결이 외부 충격 등에 의해 단락되는 것을 방지한다.As a result, the protection circuit board and the battery pack according to the first embodiment of the present invention form a through hole corresponding to the lead pin of the mounting component in the mounting board which is a single layer substrate, and the end of the lead pin is formed inside the through hole. The lead pin may be minimized, and the mounting area of the mounting component may be minimized, and the lead pin may be electrically connected to a conductive pattern formed on a surface of the mounting substrate by filling the through hole through a connection member such as a solder material. Electrical connection between the conductive pattern and the conductive pattern is prevented from being shorted by an external impact or the like.
(제 2 실시 예)(Second embodiment)
도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 배터리 팩의 보호회로기판을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a protection circuit board of a battery pack according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 배터리 팩의 보호회로기판(200)은 하나 또는 다수의 리드 핀(225)를 포함하며, 베어 셀(미도시)의 충방전 시 전압 또는 전류를 제어하기 위한 실장 부품(220), 외부 부하(미도시)와 전기적으로 연결되는 외부 단자(미도시) 및 상기 베어 셀, 실장 부품(220) 및 외부 단자 사이를 전기적으로 연결하기 위한 도전성 패턴(240)이 형성된 실장 기판(210)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the
여기서, 상기 실장 부품(220)은 상기 베어 셀(40)의 충방전 시 흐르는 전압 또는 전류를 측정하고, 상기 측정된 전압 또는 전류에 따라 상기 베어 셀에 인가되 는 전압 및 전류를 제어하기 위한 다수의 보호 소자일 수 있으며, 상기 보호회로기판(200)과 베어 셀 또는 보호회로기판(200)과 별도의 인쇄회로기판(미도시) 사이를 전기적으로 연결시키기 위한 커넥터일 수 있다.Here, the mounting
상기 실장 기판(210)은 제 1 단층 기판(212), 제 2 단층 기판(214) 및 상기 두 단층 기판(212, 214) 사이에 위치하는 절연층(216)을 포함하는 다층 기판으로, 상기 실장 부품(220)의 리드 핀(225)에 대응하는 하나 또는 다수의 관통홀(215)이 형성되며, 상기 리드 핀(225)의 종단은 상기 관통홀(215)의 내측에 위치한다. 여기서, 본 발명의 제 2 실시 예에서는 상기 실장 기판(210)이 두 개의 단층 기판(212, 214)이 적층된 것으로 설명하고 있으나, 상기 실장 기판(210)은 다수의 단층 기판이 적층된 다층 기판일 수 있다.The mounting
상기 제 1 단층 기판(212) 및 제 2 단층 기판(214)의 양측 표면에는 도전성 패턴(240)이 형성되며, 상기 도전성 패턴(240)의 일부는 상기 관통홀(215)과 접촉한다. 상기 관통홀(215)은 납재 등의 연결 부재(230)로 채워지므로, 상기 제 1 단층 기판(212) 및 제 2 단층 기판(214)의 양측 표면에 형성된 도전성 패턴(240)은 상기 관통홀(215)의 내측에서 상기 관통홀(215)을 채우는 연결 부재(230)와 접촉하게 되어, 상기 실장 부품(220)의 리드 핀(225)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 본 발명의 제 2 실시 예에서는 상기 도전성 패턴(240)이 상기 제 1 단층 기판(212) 및 제 2 단층 기판(214)의 양측 표면에 형성되는 것으로 도시하였으나, 상기 도전성 패턴(240)은 상기 제 1 단층 기판(212) 및 제 2 단층 기판(214)의 일측 표면에 형성될 수 있으며, 상기 제 1 단층 기판(212) 또는 제 2 단층 기판(214) 중 어느 하 나에는 양측 표면에 형성되고, 나머지 하나에서는 일측 표면에만 형성될 수도 있다.A
또한, 본 발명의 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 단층 기판(212)의 표면 중 상기 실장 부품(220)의 반대측 표면에 형성된 도전성 패턴(240)이 상기 관통홀(215) 상에 위치하여, 상기 관통홀(215)을 채우는 납재 등의 연결 부재(230)와 상기 도전성 패턴(240)을 접촉시킴으로써, 상기 보호회로기판(200)의 실질적인 두께가 증가하는 것을 더욱 방지할 수 있으며, 도시되지는 않았지만, 상기 리드 핀(225)의 종단이 상기 도전성 패턴(240)과 접촉하도록 하여, 상기 리드 핀(225)과 도전성 패턴(240) 사이의 전기적 연결이 더욱 원활하도록 할 수도 있다.In addition, as illustrated in FIG. 2B, a
결과적으로, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 보호회로기판 및 배터리 팩은 다수의 단층 기판이 적층된 실장 기판에 실장 부품의 리드 핀에 대응되는 관통홀을 형성하고, 상기 리드 핀의 종단이 상기 관통홀의 내측에 위치하도록 하고, 상기 실장 기판의 각 단층 기판의 일측 또는 양측 표면에 형성된 도전성 패턴의 일부가 상기 관통홀에 접촉하도록 하여, 상기 관통홀을 채우는 납재 등의 연결 부재와 접촉하도록 함으로써, 상기 각 실장 부품의 실장 면적을 최소화하며, 외부 충격에 의해 상기 도전성 패턴과 리드 핀 사이의 전기적 연결이 단락되는 것을 더욱 방지할 수 있다.As a result, the protection circuit board and the battery pack according to the second embodiment of the present invention form a through hole corresponding to the lead pin of the mounting component on the mounting board on which a plurality of single layer substrates are stacked, and the end of the lead pin is By positioning the inside of the through-holes, a portion of the conductive pattern formed on one side or both surfaces of each single-layer substrate of the mounting substrate to contact the through-holes, so as to be in contact with the connecting member such as a brazing filler material filling the through-holes, The mounting area of each mounting component may be minimized, and an electrical shock between the conductive pattern and the lead pin may be further prevented from being shorted by an external impact.
(제 3 실시 예)(Third embodiment)
도 4는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 배터리 팩의 보호회로기판을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a protection circuit board of a battery pack according to a third embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 배터리 팩의 보호회로기판(300)은 하나 또는 다수의 리드 핀(325)를 포함하며, 베어 셀(미도시)의 충방전 시 전압 또는 전류를 제어하기 위한 실장 부품(320), 외부 부하(미도시)와 전기적으로 연결되는 외부 단자(미도시) 및 상기 베어 셀, 실장 부품(320) 및 외부 단자 사이를 전기적으로 연결하기 위한 도전성 패턴(340)이 형성된 실장 기판(310)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the
여기서, 상기 실장 부품(320)은 상기 베어 셀의 충방전 시 흐르는 전압 또는 전류를 측정하고, 상기 측정된 전압 또는 전류에 따라 상기 베어 셀에 인가되는 전압 및 전류를 제어하기 위한 다수의 보호 소자일 수 있으며, 상기 보호회로기판(300)과 베어 셀 또는 보호회로기판(300)과 별도의 인쇄회로기판(미도시) 사이를 전기적으로 연결시키기 위한 커넥터일 수도 있다.Here, the mounting
상기 실장 기판(310)은 제 1 단층 기판(312), 제 2 단층 기판(314) 및 상기 두 단층 기판(312, 314) 사이에 위치하는 절연층(316)을 포함하는 다층 기판으로, 상기 실장 부품(320)의 리드 핀(325)에 대응하는 하나 또는 다수의 연결홈(315)이 형성되며, 상기 리드 핀(325)의 종단은 상기 연결홈(315)의 내측에 위치한다. 여기서, 본 발명의 제 3 실시 예에서는 상기 실장 기판(310)이 두 개의 단층 기판(312, 314)가 적층된 것으로 설명하고 있으나, 상기 실장 기판(310)은 다수의 단층 기판이 적층된 다층 기판일 수 있다.The mounting
상기 제 1 단층 기판(312) 및 제 2 단층 기판(314)의 양측 표면에는 도전성 패턴(340)이 형성되며, 상기 두 개의 단층 기판(312, 314) 중 상기 실장 부품(320) 으로부터 상대적으로 멀리 떨어진 제 1 단층 기판(312)의 표면에 형성된 도전성 패턴(340)의 일부는 상기 실장 기판(310)의 연결홈(315)에 의해 노출되고, 상기 제 2 단층 기판(314)의 양측 표면에 형성된 도전성 패턴(340)의 일부는 상기 연결홈(315)과 접촉한다.
상기 연결홈(315)은 납재 등의 연결 부재(330)로 채워지므로, 상기 제 1 단층 기판(312)의 양측 표면에 형성된 도전성 패턴(340)은 상기 연결홈(315)의 내측에서 상기 연결홈(315)을 채우는 연결 부재(330)와 접촉하게 되어, 상기 실장 부품(320)의 리드 핀(325)과 전기적으로 연결된다. Since the
여기서, 본 발명의 제 3 실시 예에서는 상기 도전성 패턴(340)이 상기 제 1 단층 기판(312) 및 제 2 단층 기판(314)의 양측 표면에 형성되는 것으로 도시하였으나, 상기 도전성 패턴(340)은 상기 제 1 단층 기판(312) 및 제 2 단층 기판(314)의 일측 표면에 형성될 수 있으며, 상기 제 1 단층 기판(312) 또는 제 2 단층 기판(314) 중 어느 하나에는 양측 표면에 형성되고, 나머지 하나에서는 일측 표면에만 형성될 수도 있다.Here, in the third embodiment of the present invention, although the
또한, 본 발명의 도 4는 상기 연결홈(315)이 상기 제 1 단층 기판(312)의 표면 중 상기 실장 부품(320)이 위치한 측 표면에 형성된 도전성 패턴(340)의 일부가 노출시키는 것으로 도시하고 있으나, 상기 연결홈(315)이 상기 제 2 단층 기판(314)의 표면 중 상기 실장 부품(320)의 반대측 표면에 형성된 도전성 패턴(340)의 일부를 노출시킬 수도 있다.In addition, FIG. 4 of the present invention shows that the
결과적으로, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 보호회로기판 및 배터리 팩은 다수의 단층 기판이 적층된 실장 기판의 모든 단층 기판에 실장 부품의 리드 핀에 대응되는 연결홈을 형성하고, 상기 리드 핀의 종단이 상기 연결홈의 내측에 위치하도록 하여, 상기 실장 부품의 실장 면적을 최소화할 수 있으며, 상기 연결홈에 의해 상기 실장 부품이 위치하는 표면을 제외한 표면에 형성된 도전성 패턴의 일부를 노출시키고, 납재 등의 연결 부재를 통해 상기 연결홈을 채움으로써, 상기 실장 기판의 표면에 형성된 도전성 패턴과 리드 핀을 전기적 연결을 더욱 견고히 하여, 상기 리드 핀과 도전성 패턴 사이의 전기적 연결이 외부 충격 등에 의해 단락되는 것을 방지한다.As a result, the protection circuit board and the battery pack according to the third embodiment of the present invention form connection grooves corresponding to the lead pins of the mounting parts on all the single-layer boards of the mounting board on which the plurality of single-layer boards are stacked. End of the is located in the interior of the connection groove, it is possible to minimize the mounting area of the mounting component, and expose a portion of the conductive pattern formed on the surface other than the surface on which the mounting component is located by the connection groove, By filling the connecting groove through a connecting member such as a brazing material, the electrical connection between the lead pin and the conductive pattern formed on the surface of the mounting board is further strengthened, and the electrical connection between the lead pin and the conductive pattern is short-circuited by an external impact or the like. Prevent it.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 배터리 팩을 나타낸 분리 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a battery pack according to a first embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 배터리 팩의 보호회로기판을 나타낸 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views illustrating a protection circuit board of a battery pack according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 배터리 팩의 보호회로기판을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a protection circuit board of a battery pack according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 배터리 팩의 보호회로기판을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a protection circuit board of a battery pack according to a third embodiment of the present invention.
Claims (16)
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- 2008-02-21 KR KR1020080015822A patent/KR20090090546A/en not_active Application Discontinuation
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