KR20120047542A - Protection circuit module protected from external environmental - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 외부환경으로부터 보호되는 보호회로모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기소자를 몰딩재로 감싸는 외부환경으로부터 보호되는 보호회로모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a protection circuit module that is protected from the external environment, and more particularly to a protection circuit module that is protected from the external environment surrounding the electrical element with a molding material.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 2차 전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 2차 전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.With the development of technology and increasing demand for mobile devices, the demand for secondary batteries is also rapidly increasing. Among them, lithium secondary batteries with high energy density, high operating voltage, and excellent storage and life characteristics are not only various mobile devices but also various electronic devices. It is widely used as energy source of products.
일반적으로 전지는 전지셀(battery cell)과 보호회로모듈(Protection Circuit Module)로 이루어져 있다. 상기 전지셀은 양극판, 음극판 및 분리막으로 이루어진 전극 조립체와, 이러한 전극 조립체의 전극단자가 외부로 돌출되도록 수용하고 내부에 일정량의 전해질이 주입되는 케이스로 이루어져 있다. 상기 보호회로모듈(PCM)은, 전지 본체의 외측에 마련되고 그것의 전극단자와 전기적으로 접속되는 보호회로가 마련된 기판과, 이러한 기판의 반대편에 마련되어 외부기기(예를 들어, 무선 단말기, 노트북, 전기자동차 등)와 접속되는 외부입출력단자로 이루어져 있다.In general, a battery is composed of a battery cell and a protection circuit module. The battery cell includes an electrode assembly including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator, and a case in which the electrode terminals of the electrode assembly protrude to the outside and a predetermined amount of electrolyte is injected therein. The protection circuit module PCM may include a substrate provided on the outside of the battery main body and provided with a protection circuit electrically connected to an electrode terminal thereof, and an external device (for example, a wireless terminal, a notebook computer, It consists of external I / O terminals connected to electric vehicles.
그러나 리튬 2차 전지에는 각종 가연성 물질들이 내장되어 있어서, 과충전, 과전류, 기타 물리적 외부 충격 등에 의해 발열, 폭발 등의 위험성이 있으므로, 안전성에 큰 단점을 가지고 있다. 따라서, 리튬 2차 전지에는 과충전, 과전류 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어할 수 있는 안전소자로서 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자, 보호회로모듈 등이 전지셀에 접속된 상태로 탑재하게 된다.However, since lithium secondary batteries contain various combustible materials, there is a risk of overheating, explosion, etc. due to overcharge, overcurrent, and other physical external shocks. Accordingly, a lithium secondary battery is mounted with a PTC (Positive Temperature Coefficient) element, a protection circuit module, and the like connected to the battery cell as a safety device that can effectively control abnormal conditions such as overcharge and overcurrent.
도 1은 종래의 보호회로모듈을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional protection circuit module.
보호회로모듈(10)은 전기회로기판(Printed Circuits Board, 20)에 전류를 통제하는 스위칭 소자로서의 전계 효과 능동소자(Field Effect Transistor, FET)와, 전압검출기, 저항 및 축전기 등의 수동소자로 구성되며, 이들 각각을 전기적인 회로 패턴을 통해 연결하게 된다. 또한, 전지셀과 연결하기 위한 전도성 니켈 플레이트를 매개로 하여 전지셀의 양극 단자(21) 및 음극 단자(22)와 용접 또는 솔더링 등으로 접속한다. The
이러한 종래의 보호회로모듈(10)은 소자 및 회로 패턴이 노출되어 있어, 전지셀과 조립하는 중에 발생하는 작업자의 터치(touch) 및 충격에 노출되어 있으며, 공기 중의 수분 등으로부터 보호될 수 없는 문제가 있어 왔다.
The conventional
본 발명은 외부환경으로부터 보호되는 보호회로모듈에 관한 것으로, 보호회로모듈의 전기회로기판에 결합하는 소자 및 회로패턴을 몰딩부로 감싸 외부의 충격 또는 수분으로부터 보호되는 보호회로모듈의 제공을 목적으로 한다. The present invention relates to a protection circuit module that is protected from the external environment, and to provide a protection circuit module that is protected from external shock or moisture by wrapping the elements and circuit patterns coupled to the electrical circuit board of the protection circuit module with a molding part. .
본 발명은, 제1 인쇄회로기판에 양극 배터리 통전 단자, 음극 배터리 통전 단자 및 회로 소자가 전기적인 패턴에 의해 실장 되는 보호회로모듈; 보호회로모듈로부터 연장하여, 전지셀의 출력을 전달하는 제2 인쇄회로기판; 그리고 외부의 전자기기에 전원을 공급하는 이형 부품인 출력 터미날을 포함하며, 보호회로모듈의 일부분이 몰딩부에 의해 감싸지는 것을 특징으로 한다.The present invention includes a protective circuit module mounted on the first printed circuit board, the positive electrode battery terminal, the negative electrode battery terminal and the circuit element by an electrical pattern; A second printed circuit board extending from the protection circuit module to transfer an output of the battery cell; And an output terminal that is a release component for supplying power to an external electronic device, wherein a part of the protection circuit module is wrapped by the molding part.
또한, 본 발명은, 몰딩부는 양극 배터리 통전 단자 및 음극 배터리 통전 단자를 제외한 보호회로모듈의 회로소자를 감싸는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the molding unit wraps the circuit elements of the protection circuit module except for the positive electrode battery terminal and the negative electrode battery terminal.
또한, 본 발명은, 몰딩부는 보호회로모듈의 테스트 포인트를 제외하여 감싸는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the molding unit wraps off the test point of the protection circuit module.
아울러, 본 발명은, 제2 인쇄회로기판은 회전할 수 있는 연성인쇄회로기판인 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the second printed circuit board is a flexible printed circuit board that can rotate.
또한, 본 발명은, 몰딩부는 보호회로모듈의 회로소자를 감싸는 형상을 이용하여, 전지셀과의 조립성 및 안전성을 향상시키는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the molding part improves the assembly and safety with the battery cell by using a shape surrounding the circuit element of the protection circuit module.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 외부환경으로부터 보호되는 보호회로모듈은, 보호회로모듈의 전면 및 배면의 일부분을 몰딩재로 감싸므로 외부의 환경으로부터 보호되는 이점이 있다. The protection circuit module protected from the external environment according to the present invention configured as described above has the advantage of being protected from the external environment because a portion of the front and rear of the protection circuit module is wrapped with a molding material.
또한, 보호회로모듈을 전지셀에 용접 또는 솔더링 등으로 연결시 작업자의 터치 및 충격 등으로부터 보호할 수 있어, 고장률을 줄일 수 있는 효과가 있다. In addition, when the protection circuit module is connected to the battery cell by welding or soldering, it can protect the operator from touch and impact, etc., thereby reducing the failure rate.
또한, 몰딩부에 감싸 여진 보호회로모듈은 외부의 수분과 직접 접촉하지 않게 되어 고장률을 줄이고, 수명을 연장할 수 있는 이점이 있다. In addition, the protection circuit module wrapped in the molding portion is not in direct contact with the external moisture has the advantage of reducing the failure rate and extend the life.
아울러, 보호회로모듈의 외측을 몰딩부로 감싸 안착위치 및 평탄도를 가지게 됨으로써 전지셀과 결합을 용이하게 하며, 안전도를 높이는 이점이 있다. In addition, by having a seating position and flatness wrapped around the outer side of the protective circuit module with a molding portion, it is easy to combine with the battery cell, there is an advantage to increase the safety.
도 1은 종래 기술에 따른 보호회로모듈을 나타낸 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 보호회로모듈의 상면 및 저면을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 보호회로모듈과 전지셀이 결합한 모습을 나타낸 도면. 1 is a view showing a protection circuit module according to the prior art.
2A and 2B show top and bottom surfaces of a protection circuit module according to the present invention.
3 is a view showing a state in which the protection circuit module and the battery cell in accordance with the present invention.
이하 본 발명의 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 보호회로모듈을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 2차 전지용 보호회로모듈이 2차 전지에 연결된 모습을 나타낸 도면이다. 2 is a view showing a protection circuit module according to the present invention, Figure 3 is a view showing a state in which the protection circuit module for a secondary battery according to the present invention is connected to a secondary battery.
보호회로모듈은 전지셀에 과충전, 과방전 및 과전류 등의 비정상적인 상태를 제어하도록, 인쇄회로기판상에 보호회로소자들이 전기적으로 연결하게 된다. 또한, 외부의 장치(충전기 등)에서 입력되는 전원으로부터 2차 전지를 보호하는 역할을 하며, 2차 전지를 맥동전류로부터 보호하게 된다. The protection circuit module electrically connects the protection circuit elements on the printed circuit board to control abnormal conditions such as overcharge, overdischarge, and overcurrent in the battery cell. In addition, it serves to protect the secondary battery from power input from an external device (charger, etc.), and protect the secondary battery from pulsating current.
도 2a 및 도 2b는 보호회로모듈의 상면 및 저면을 나타낸 것으로 이를 참조하여 설명하면, 보호회로모듈(100)은 인쇄회로기판(110) 상에 제어부, 스위치부, 저항 및 커패시터 등이 연결되며, 전지셀(150)의 양극 단자(151) 및 음극 단자(152)와 연결되는 양극 배터리 통전 단자(121)와 음극 배터리 통전 단자(122)가 상면에 구성된다. 또한, 전지셀(150)의 출력을, 예를 들어 휴대용 전화기에 공급할 수 있는, 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuits Board)을 통해 연결되는 전원 출력 터미날(140)을 구비한다. 2A and 2B illustrate the top and bottom surfaces of the protection circuit module. Referring to this description, the
여기서 2차 전지(150)는 통상 리튬-이온(Li-ion)전지가 많이 쓰이고 있으며, 양극 단자(151) 및 음극 단자(152)와 양극 배터리 통전 단자(121) 및 음극 배터리 통전 단자(122)가 서로 전기적 연결을 하기 위해서, 연결 단자(111, 121)를 통해 스팟 용접 또는 솔더링 등을 통해 연결하게 된다. 양극 배터리 통전 단자(121) 및 음극 배터리 통전 단자(122)는 보호회로모듈(100) 패키지의 상면 좌, 우측에 위치하게 된다. Here, the
인쇄회로기판(110)은 페놀 또는 에폭시그라스 재질을 소정의 두께로 압축한 판 위에 동박을 입혀서 만든 것으로 동박을 부식해서 회로선을 만들고 그 위에 전자 부품을 솔더링하여 사용한다. 또한, 인쇄회로기판(110)에는 PTC 및 회로소자들이 위치하며, 이러한 회로소자들을 외부의 충격 및 수분 등으로부터 보호할 수 있도록 이들을 에워싸는 몰딩부(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)가 형성된다. 몰딩부(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)는 인서트 사출에 의해서 인쇄회로기판(110)과 결합할 수 있으며, 별도의 유리 또는 세라믹 부재를 제작한 후에 인쇄회로기판(110)과 결합할 수 있음은 물론이다. 보호회로모듈(100)의 인쇄회로기판(110)에 실장 되는 보호회로소자들을 살펴보면, 제어부, 스위치부, 저항 및 커패시터 등이 실장 되는 구성을 가진다. 상기 보호회로소자의 배치 설계 구조는 각 소자의 전기적 특성, 기계적 특성 및 결선 방식을 고려한 것이다. The printed
몰딩부(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)는 인쇄회로기판(100)의 상면 및 저면의 회로 및 회로소자들을 보호할 수 있도록, 인쇄회로기판(100)의 상면 및 저면의 일부를 에워싸도록 형성되며, 양극 및 음극 배터리 통전 단자(121, 122)는 노출하도록 형성된다. 또한, 보호회로모듈(100)의 제조 후 작동 여부를 검사할 수 있는 테스트 포인트(113a, 113b)가 보호회로모듈(100)의 상면 및 저면에 위치하는데, 이 역시 외부로 노출할 수 있도록 몰딩부(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)를 형성한다. 이렇게 몰딩부(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)가 인쇄회로기판(110)에 실장된 회로소자 등의 외부를 감싸므로, 보호회로모듈(100)과 전지셀(150)의 결합 작업 중 외부의 충격 및 터치로부터 보호할 수 있으며, 사용 중 수분 등이 회로소자에 응결할 수 있는 문제를 해결하게 된다. The
연성인쇄회로기판(FPCB)은 인쇄회로기판(110)과 전원 출력 터미날(140) 사이를 연결하는 커넥터로서 기능을 하며, 일단은 인쇄회로기판(110)의 저면에 솔더링 등을 통해 결합하고, 타단은 접지 단자(earth)와, 출력 터미날(140)이 위치하게 된다. 연성인쇄회로기판(120)에 의해서 2차 전지의 연결에 구조적, 장소적인 제약이 있어도 해결할 수 있게 된다. 즉, 연성인쇄회로기판(120)은 소형화, 복잡화되고 있는 전자제품의 추세에 상응할 수 있도록 개발된 전자부품으로 내굴곡성이 좋고 설계의 자유도가 좋아 3차원의 배선이 가능하며, 납땜을 생략할 수 있고, 고밀도 배선 및 조립이 용이하고 신뢰성이 높다는 장점이 있다.The flexible printed circuit board (FPCB) functions as a connector connecting the
인쇄회로기판(110)의 저면에 연성인쇄회로기판(130)이 연결되며, 연성인쇄회로기판(130)은 인쇄회로기판(110)의 반대편 일단에 출력 터미날(140)이 위치하여 외부 전자기기(휴대용 전화기) 등과 연결하게 된다. 또한, 출력 터미날 단자(140)는 연성인쇄회로기판(130)의 상면에, 어스단자(141)는 저면에 위치하며 고정될 수 있도록 체결홀(142)이 형성된다. The flexible printed
도 3은 본 발명의 보호회로모듈과 전지셀이 결합 한 모습을 나타낸 도면이다. 3 is a view showing a state in which the protection circuit module and the battery cell of the present invention combined.
케이스(151)에 안착 된 전지셀(150)의 일단에는 전지셀(150)의 양극 단자(151) 및 음극 단자(152)와 보호회로모듈(100)의 양극 배터리 통전 단자(121) 및 음극 배터리 통전 단자(122)가 연결 단자(111, 112)를 통해 전기적으로 연결하게 되며, 보호회로모듈(100)에서 연장하는 연성인쇄회로기판(130)은 자유롭게 회전 가능하여 연성인쇄회로기판(130)의 일단에 위치하는 전원 출력 터미널(140)이 전자제품의 입력단자와 연결하게 된다. 보호회로모듈(100)의 상면 및 저면에 형성되는 몰딩부(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)는 전지셀(150)과 보호회로모듈(100)의 결합시 작업자의 터치 및 충격으로부터 보호하며, 외부의 수분의 칩입시 회로소자가 쇼트 되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이러한 몰딩부(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)는 인서트 사출에 의해 성형 될 수 있을 뿐만 아니라 별도의 세라믹 부재 등을 통해 결합할 수도 있다.
One end of the
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시 예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나 이상의 실시 예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다. In the above, the present invention has been described in detail based on the embodiments of the present invention and the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the contents described in the claims below.
100 : 보호회로모듈 110 : 인쇄회로기판
120a, 120b, 120c, 120d, 120e : 몰딩부
130 : 연성인쇄회로기판 150 : 전지셀100: protection circuit module 110: printed circuit board
120a, 120b, 120c, 120d, 120e: molding part
130: flexible printed circuit board 150: battery cell
Claims (5)
보호회로모듈로부터 연장하여, 전지셀의 출력을 전달하는 제2 인쇄회로기판; 그리고
외부의 전자기기에 전원을 공급하는 이형 부품인 출력 터미날을 포함하며, 보호회로모듈의 일부분이 몰딩부에 의해 감싸지는 것을 특징으로 하는 외부환경으로부터 보호되는 보호회로모듈.
A protective circuit module mounted on the first printed circuit board by mounting an anode battery conduction terminal, an anode battery conduction terminal, and a circuit element by an electrical pattern;
A second printed circuit board extending from the protection circuit module to transfer an output of the battery cell; And
And an output terminal that is a release component for supplying power to an external electronic device, wherein the protection circuit module is protected from the external environment, wherein a part of the protection circuit module is wrapped by the molding unit.
몰딩부는 양극 배터리 통전 단자 및 음극 배터리 통전 단자를 제외한 보호회로모듈의 회로소자를 감싸는 것을 특징으로 하는 외부환경으로부터 보호되는 보호회로모듈.
The method of claim 1,
The molding part protects the circuit module from the external environment, wherein the molding part surrounds the circuit elements of the protection circuit module except for the positive battery current terminal and the negative battery current terminal.
몰딩부는 보호회로모듈의 테스트 포인트를 제외하여 감싸는 것을 특징으로 하는 외부 환경으로부터 보호되는 보호회로모듈.The method of claim 2,
The protection circuit module protected from the external environment, characterized in that the molding unit wraps off the test point of the protection circuit module.
제2 인쇄회로기판은 회전할 수 있는 연성인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 외부 환경으로부터 보호되는 보호회로모듈.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The second printed circuit board is a protection circuit module protected from the external environment, characterized in that the flexible printed circuit board that can rotate.
몰딩부는 보호회로모듈의 회로소자를 감싸는 형상을 이용하여, 전지셀과의 조립성 및 안전성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 외부 환경으로부터 보호되는 보호회로모듈.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The molding part protects from the external environment by using a shape surrounding the circuit elements of the protection circuit module, thereby improving assembling and safety with the battery cell.
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