KR20220168388A - 기판조립체의 제조장치 및 이를 이용한 기판조립체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판조립체의 제조장치 및 이를 이용한 기판조립체의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 하부에 배치되고, 상면에 기판조립체를 구성하는 부품들이 안착되는 하부조립프레임과, 상기 부품들을 사이에 두고 상기 하부조립프레임의 상부에 포개지고, 상기 부품들을 차폐한 상태로 상기 하부조립프레임에 고정되는 상부조립프레임을 포함한다. 그리고, 본 발명은 상기 상부조립프레임이 상기 하부조립프레임으로부터 분리된 상태에서 상기 하부조립프레임의 상부에 포개지고, 상기 부품들의 조립부위를 노출시키는 조립가이드홀이 형성되는 조립플레이트를 더 포함한다.

Description

기판조립체의 제조장치 및 이를 이용한 기판조립체의 제조방법{Flexible circuit board manufacturing device and flexible circuit board manufacturing method using this}

본 발명은 기판조립체의 제조장치와 제조방법에 관한 것이다.

전기자동차에서 사용되는 배터리는 필요한 만큼의 전력을 공급하기 위하여 다수개의 배터리모듈로 구성된다. 상기 배터리모듈은 또한 다수개의 배터리셀들로 구성되는데, 상기 배터리셀들을 직렬로 연결하게 되면 상대적으로 큰 전력을 공급할 수 있다. 이를 위해 하나의 배터리팩에서 다수개의 배터리셀의 양극과 음극을 차례로 연결하기 위한 장치가 직렬연결장치이다.

복수의 배터리셀들은 ICB(Interconnect Circuit Board)와 같은 기판조립체에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 그리고 이렇게 서로 연결된 배터리셀들의 온도 등 상태는 ICB에 의해 모니터링될 수 있다.

이때, 상기 ICB는 연성회로기판을 포함하여 제작될 수도 있다. 상기 ICB가 상기 배터리모듈을 보다 쉽게 감쌀 수 있도록 연성회로기판이 부품으로 포함되기도 하는 것인데, 구체적으로는 연성회로기판을 보호하기 위한 필름이 연성회로기판의 상부 및 하부에 각각 접착되어 기판조립체를 구성하기도 한다.

연성회로기판을 포함하는 ICB는 여러 단계를 거쳐 제작된다. 예를 들어, (i) 연성회로기판에 온도센서와 접촉핀 등이 표면실장기술(SMT)로 설치되는 단계, (ii) 연성회로기판에 버스바 등을 연결하고, 연성회로기판의 상면 및 하면에 각각 필름이 부착되는 단계, (iii) 연성회로기판과 버스바의 연결부위를 용접하는 단계가 이어질 수 있다.

그런데, 이러한 ICB의 제작단계별로 별도의 제작장치가 필요하다. 따라서 제작장치의 개수가 많아져 ICB의 제작비용이 증가하는 단점이 있고, 각 공정마다 제품을 제작장치에서 분리하여 다음 제작장치에 설치해야 하므로 제작시간도 늘어나는 단점이 있다. 특히, 제작장치에서 부품을 분리하는 과정에서 자칫 부품이 손상될 염려도 있다.

한편, 연성회로기판은 유연한 재질이므로, 연성회로기판이 제작장치에 장착되더라도 약간씩 움직이기 쉽다. 연성회로기판의 장착위치가 틀어지면 작업자가 일일이 다시 장착위치를 바로잡아야 하는 불편함이 있고, 틀어진 상태로 제작될 경우에는 회로기판조립체의 불량이 발생할 수 있는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 10-2020-0058207 대한민국 공개특허 10-2020-0071614

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기판조립체를 제작하기 위한 여러 단계의 제작공정에서 사용되는 제조장치를 공용화하여 부품수를 줄이는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 연성회로기판을 포함한 부품들이 장착장치의 정확한 위치에 고정될 수 있도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 하부에 배치되고, 상면에 기판조립체를 구성하는 부품들이 안착되는 하부조립프레임과, 상기 부품들을 사이에 두고 상기 하부조립프레임의 상부에 포개지고, 상기 부품들을 차폐한 상태로 상기 하부조립프레임에 고정되는 상부조립프레임을 포함한다. 그리고, 본 발명은 상기 상부조립프레임이 상기 하부조립프레임으로부터 분리된 상태에서 상기 하부조립프레임의 상부에 포개지고, 상기 부품들의 조립부위를 노출시키는 조립가이드홀이 형성되는 조립플레이트를 더 포함한다.

또한, 상기 하부조립프레임과 상기 상부조립프레임에는 각각 상기 부품의 형상에 대응하는 부품장착홈이 함몰될 수 있다.

그리고, 상기 하부조립프레임의 상면에는 장치정렬돌기가 돌출되고, 상기 하부조립프레임의 상면과 마주보는 상기 상부조립프레임의 저면에는 상기 장치정렬돌기가 끼워지는 프레임정렬홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 부품장착홈은 상기 부품 중 연성기판이 안착되고, 상기 하부조립프레임의 중심부를 따라 연장되는 제1장착홈과, 상기 부품 중 버스바가 안착되고, 상기 제1장착홈의 양쪽에 배치되는 제2장착홈을 포함할 수 있다. 이때, 상기 하부조립프레임 또는 상기 상부조립프레임에는 상기 기판조립체의 장착위치를 고정하기 위한 장착돌기가 돌출될 수 있다.

그리고, 상기 장착돌기는 상기 부품작창홈에서 돌출되고, 상기 부품 중 연성기판 및 버스바를 고정하는 부품장착돌기와, 상기 부품장착돌기의 바깥쪽에 배치되고, 상기 부품 중 제1필름을 고정하는 필름정렬돌기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 하부조립프레임의 가장자리에는 상기 기판조립체에서 연장되는 외부연결단이 안착되는 단부조립부가 구비되고, 상기 단부조립부는 상기 상부조립프레임이 상기 하부조립프레임에 조립된 상태에서 외부로 노출될 수 있다.

그리고, 상기 단부조립부는 상기 부품 중 연성기판에서 연장되는 기판말단부가 안착되는 제1조립부와, 상기 부품 중 버스바에서 연장되는 버스바연결부가 안착되는 제2조립부를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 조립플레이트와 상기 하부조립프레임 사이에는 상기 기판조립체가 위치하고, 상기 기판조립체를 구성하는 연결단자는 상기 조립가이드홀을 통해 상기 기판조립체의 상면에 안착될 수 있다.

또한, 상기 조립플레이트는 상기 기판조립체를 구성하는 연성기판 및 버스바 보다 넓은 면적을 갖고, 상기 부품들의 상기 조립부위를 제외한 면적을 모두 차폐할 수 있다.

그리고, 상기 하부조립프레임에는 상기 조립가이드홀이 개방되는 위치에 가이드자석이 구비될 수 있다.

또한, 상기 기판조립체는 상기 하부조립프레임의 상면에 안착되는 제1필름과, 상기 제1필름의 상면에 포개지고, 상기 상부조립프레임의 저면에 밀착되는 제2필름, 그리고 상기 제1필름 및 상기 제2필름 사이에 배치되고, 상기 제1필름과 상기 제2필름이 서로 접착되면 상기 제1필름과 상기 제2필름 사이에 고정되는 연성기판을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 상기 기판조립체는 상기 제1필름 및 상기 제2필름 사이에 배치되고, 상기 제1필름과 상기 제2필름이 서로 접착되면 상기 제1필름과 상기 제2필름 사이에 고정되는 버스바와, 상기 연성기판과 상기 버스바 사이를 전기적으로 연결하는 연결단자를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 연결단자의 적어도 일부는 상기 제1필름 또는 상기 제2필름에 형성된 웰딩부를 통해 외부로 노출될 수 있다.

본 발명에 의한 다른 특징에 따르면, 본 발명은 하부조립프레임의 상면에 제1필름이 안착되는 단계와, 상기 제1필름의 상부에 연성기판 및 버스바가 안착되는 단계와, 상기 제1필름, 상기 연성기판 및 상기 버스바를 사이에 두고 상기 하부조립프레임에 조립플레이트가 포개지는 단계와, 그리고 상기 조립플레이트에 형성된 조립가이드홀을 통해 상기 버스바와 상기 연성기판 사이에 연결단자가 안착되는 단계를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 본 발명은 상기 조립플레이트가 제거된 후 상기 연성기판 및 상기 버스바를 사이에 두고 상기 제1필름의 상부에 제2필름이 접착되는 단계와, 상기 제1필름과 상기 제2필름을 사이에 두고 상기 하부조립프레임에 상부조립프레임이 포개지고 프레스되는 단계와, 상기 상부조립프레임이 제거되고, 상기 연결단자가 상기 연성기판 또는 상기 버스바 중 적어도 어느 한쪽에 용접되는 단계를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 하부조립프레임에 조립플레이트가 포개지기 전에 상기 연성기판에는 솔더페이스트가 도포되고, 상기 조립가이드홀을 통해 상기 연결단자가 안착된 후에는 상기 솔더페이스트가 용융되는 단계가 더 포함될 수 있다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 기판조립체의 제조장치 및 이를 이용한 기판조립체의 제조방법에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 의한 기판조립체의 제조장치는 기판조립체를 제조하는 공정 중에서, (i) 부품의 표면실장공정, (ii) 필름의 부착공정 및 (iii) 부품의 솔더링공정에 모두 활용될 수 있다. 이처럼 하나의 제조장치가 여러 단계의 공정에 모두 활용될 수 있으므로 제품의 제조비용이 감소하는 효과가 있다.

또한, 기판조립체를 제조하기 위한 여러 제조공정에 하나의 제조장치가 사용되기 때문에, 부품들이 서로 다른 제조장치 사이를 이동할 필요가 없다. 따라서 기판조립체의 제조가 용이해지고 제조시간도 줄어드는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 의하면, 부품들이 제조장치에서 탈거된 후에 다른 제조장치로 이동할 필요가 없으므로, 제조장치를 옮기면서 발생할 수 있는 부품의 손상이 방지되는 효과도 있다.

그리고, 본 발명에서 비교적 크기가 큰 부품들(필름, 연성기판, 버스바 등)은 하부조립프레임의 부품장착돌기에 의해 조립위치가 고정될 수 있고, 크기가 작은 부품들(연결단자, 서미스터 등)은 조립플레이트의 조립가이드홀을 통해 정확한 위치를 잡을 수 있다. 따라서 기판조립체의 조립정확도가 높아질 뿐 아니라 조립성도 개선되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 제조장치에는 가이드자석이 내장되고, 가이드자석은 금속재질의 부품들(연결단자 등)을 당겨 부품의 위치를 정확하게 설정해줄 수 있다. 작업자가 작은 크기의 부품들을 일일이 정확한 위치에 놓기 어려운 경우가 많은데, 본 발명의 제조장치는 가이드자석을 이용하여 부품들의 위치를 정확하게 안내할 수 있는 것이다. 이를 통해 기판조립체의 제조편의성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 기판조립체의 제조장치에 의해 기판조립체가 제작되는 모습을 보인 예시도.
도 2는 본 발명에 의한 기판조립체의 제조장치의 일실시례를 구성하는 부품들을 분하하여 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 기판조립체의 제조장치를 이용하여 제조되는 기판조립체의 부품들을 분해하여 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 기판조립체의 제조장치를 이용하여 제조되는 기판조립체의 일부 구성을 확대하여 보인 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 기판조립체를 구성하는 제2필름과 연성기판의 구조를 보인 사시도.
도 6은 도 4에 도시된 기판조립체를 구성하는 연성기판, 버스바 및 연결단자의 구성을 보인 사시도.
도 7은 도 4에 도시된 기판조립체를 구성하는 제1필름 및 제2필름과, 그 사이에 배치된 버스바의 구성을 보인 단면도.
도 8은 도 4에 도시된 기판조립체를 구성하는 제1필름 상부에 놓인 버스바의 구성을 보인 평면도.
도 9는 본 발명에 의한 기판조립체의 제조장치의 일부 구성을 확대하여 보인 사시도.
도 10 내지 도 14는 본 발명에 의한 기판조립체의 제조장치를 이용하여 기판조립체를 제조하는 과정을 순차적으로 보인 작업순서도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명은 기판조립체(C)를 제작하기 위한 기판조립체(C)의 제조장치(100)에 관한 것이다. 여기서 기판조립체(C)는 연성기판(30)을 포함하는 유연한 성질의 기판조립체(C)를 의미하고, 상기 기판조립체(C)는 전기자동차용 배터리 등 다양한 전장품에 사용될 수 있다. 또한, 상기 기판조립체(C)는 전기자동차용 배터리 이외에도 유연한 성질이 필요한 다양한 기판조립체(C)에 적용될 수도 있다.

본 발명에 의한 기판조립체(C)의 제조장치(100, 이하 '제조장치'라 함)의 설명에 앞서, 편의를 위해 기판조립체(C)를 먼저 설명하기로 한다. 도 1에는 기판조립체(C)가 제조장치(100)에 설치되어, 기판조립체(C)의 일부분만 노출되어 있고, 도 2에는 제조장치(100)가 분해되어 기판조립체(C)가 완전히 노출된 상태이다.

참고로, 도 2에는 연결단자(50)를 제외하고 제2필름(20) 등 기판조립체(C)의 모든 부품이 조립된 상태로 도시되어 있으나, 실제로는 제2필름(20)은 상부에서 연결단자(50)를 덮는 부품이다. 도 2에서는 연결단자(50)의 형태와 이하에서 설명될 조립플레이트(150)의 구조를 보이기 위해 분리된 상태로 표현되어 있다.

도 2에서 보듯이, 상기 기판조립체(C)는 얇은 판상 구조이다. 상기 기판조립체(C)는 여러방향으로 휘어질 수 있는 유연한 성질을 갖는다. 상기 기판조립체(C)에는 연성기판(30)이 포함되고, 상기 연성기판(30)에는 버스바(40) 등 다양한 부품이 연결된다. 그리고, 상기 연성기판(30)과 버스바(40) 등의 부품의 하부와 상부에는 각각 제1필름(10)과 제2필름(20)이 적층되어 기판조립체(C)의 상부면과 하부면을 구성하게 된다.

상기 기판조립체(C)는 부품들 사이를 전기적으로 연결하고, 배터리와 같은 다른 부품의 온도 등 상태를 측정하는 기능을 할 수도 있다. 상기 기판조립체(C)의 말단에는 연성기판(30)의 한쪽 끝에 배치된 기판말단부(33)와, 버스바(40)에서 연장된 버스바연결부(42)가 배치될 수 있다. 상기 기판말단부(33)와 상기 버스바연결부(42)는 각각 외부와의 전기적 연결을 위한 부분이다. 여기서 상기 기판말단부(33)에는 커넥터(35, 도 3참조)가 결합될 수 있고, 버스바연결부(42)에는 외부 전원단자(미도시)가 연결될 수 있다.

도 3을 보면, 상기 기판조립체(C)를 구성하는 부품들이 분해된 상태로 도시되어 있다. 상기 기판조립체(C)의 하부에는 얇은 필름형태인 제1필름(10)이 배치되고, 그 반대편인 상부에는 역시 얇은 필름형태인 제2필름(20)이 배치된다. 그리고 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20) 사이에는 상기 연성기판(30), 상기 버스바(40), 연결단자(50) 및 서미스터 등이 설치된다.

상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)은 접착성분에 의해 서로 접착된다. 이에 따라 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20) 사이에 위치한 상기 연성기판(30) 등의 부품들은 상기 제1필름(10)과 제2필름(20)에 사이에 고정될 수 있다. 여기서 접착성분은 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20) 중 적어도 어느 한쪽의 표면에 도포된 접착제이거나 별도의 접착테잎 등일 수도 있다.

상기 제1필름(10)의 표면(11)에는 접착제가 도포되어 있다. 상기 제1필름(10)의 표면(11)은 이형지(미도시)가 부착되고, 상기 이형지가 제거되면 접착제가 도포된 상기 표면(11)이 노출된다. 상기 접착제는 표면(11) 중에서 상기 제2필름(20)을 향하는 표면에 도포되어 상기 제1필름(10)과 제2필름(20)이 서로 접착될 수 있다.

상기 제1필름(10)에는 다수개의 구멍들이 형성된다. 상기 구멍 중 일부는 상기 버스바(40)를 노출시키기 위한 버스바노출홀(12)이고, 나머지 일부는 상기 연결단자(50)를 노출시키기 위한 단자노출홀(15)이다. 상기 버스바노출홀(12)은 다수개로 구성되고, 다수개의 버스바노출홀(12)들은 상기 제1필름(10)의 양쪽에 각각 나란하게 배열될 수 있다. 본 실시례에서 상기 단자노출홀(15)은 상기 버스바노출홀(12) 보다 상기 제1필름(10)의 안쪽에 배치된다.

도시되지는 않았으나, 상기 제1필름(10)에는 제1필름정렬홀이 형성된다. 상기 제1필름정렬홀은 상기 제1필름(10)을 관통하여 형성된 것이고, 상기 제1필름정렬홀에는 상기 하부조립프레임(110)의 필름정렬돌기(117)가 끼워진다. 도 9를 참조하면, 상기 필름정렬돌기(117)가 상기 제1필름정렬홀과, 상기 제2필름(20)의 제2필름정렬홀(27)을 각각 통과하여 상부로 노출된 모습이 도시되어 있다. 도 9에서 상기 제1필름정렬홀은 상기 제2필름정렬홀(27)의 하부에 제2필름정렬홀(27)과 동일한 위치에 형성되어 있다.

상기 제2필름(20)의 표면(21)에도 접착제가 도포될 수 있다. 보다 정확하게는 상기 제2필름(20)의 표면(21) 중에서 상기 제1필름(10)을 향하는 표면에 접착자가 도포되고, 여기에는 이형지(미도시)가 부착된다.

상기 제2필름(20)에도 다수개의 구멍들이 형성된다. 상기 구멍 중 일부는 상기 버스바(40)를 노출시키기 위한 버스바노출홀(22)이고, 나머지 일부는 상기 연결단자(50)를 노출시키기 위한 단자노출홀(25)이다. 상기 버스바노출홀(22)과 상기 단자노출홀(25)은 상기 제1필름(10)의 상기 버스바노출홀(12)과 상기 단자노출홀(15)과 유사하게 제2필름(20)에 형성될 수 있다.

도 9를 보면, 상기 제2필름(20)에는 제2필름정렬홀(27)이 형성된다. 상기 제2필름정렬홀(27)은 상기 제2필름(20)을 관통하여 형성된 것이고, 상기 제2필름정렬홀(27)에는 상기 하부조립프레임(110)의 필름정렬돌기(117)가 끼워진다. 상기 필름정렬돌기(117)가 상기 제1필름정렬홀과, 상기 제2필름정렬홀(27)을 각각 통과하여 상부로 노출될 수 있다.

상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20) 사이에는 연성기판(30)이 배치된다. 상기 연성기판(30, FPCB, Flexible Printed Circuit Board)은 전기회로기판으로, 유연한 특성을 갖는다. 상기 연성기판(30)은 통상 소정의 수지로 형성된 베이스필름 상에 소정의 회로가 라미네이팅된 기판을 의미한다.

상기 연성기판(30)은 얇은 필름 형태의 기판몸체(31)를 포함한다. 상기 기판몸체(31)의 한쪽에는 기판말단부(33)가 구비되고, 여기에는 커넥터(35)가 결합될 수 있다. 상기 기판말단부(33)는 상기 연성기판(30)과 외부의 부품을 전기적으로 연결하기 위한 것이고, 상기 기판말단부(33)는 상기 연성기판(30)의 한쪽 끝에서 휘어진 형태로 만들어진다. 상기 기판말단부(33)는 생략되거나, 다른 형상을 가질 수도 있다.

상기 연성기판(30)은 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)의 사이에 배치되어, 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)이 접착되면 그 사이에 고정된다. 상기 연성기판(30)은 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)의 중심을 따라 배치되고, 그 양쪽으로는 다수개의 상기 버스바(40)들이 배치된다.

도 4에는 기판조립체(C)가 완성된 모습이 도시되어 있다. 도 4를 보면, 상기 연성기판(30)에는 퓨즈패턴(F)이 형성된다. 상기 퓨즈패턴(F)은 구리 등 금속재질이고, 연성기판(30)에 형성된 다른 패턴과 전기적으로 연결된다. 상기 퓨즈패턴(F)의 적어도 일부의 폭은 연성기판(30)의 다른 회로패턴의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 퓨즈패턴(F)은 과도한 전류가 발생 시 끊어질 수 있다. 상기 퓨즈패턴(F)은 기판조립체(C)를 이용하여 배터리모듈을 구성하는 각 배터리셀들의 전압을 센싱하기 위한 센싱 경로 중 안전성 확보를 위한 것으로, 각 배터리셀 마다 퓨즈패턴(F)이 할당될 수 있다.

본 실시례에서 상기 퓨즈패턴(F)이 형성된 연성기판(30)의 일부는 제2필름(20)의 일부가 박리된 개방부(26)를 통해서 노출될 수 있다. 도 4를 보면, 상기 기판조립체(C)의 상면을 구성하는 제2필름(20)의 일부가 개방되어 개방부(26)를 형성하고, 상기 개방부(26)를 통해서 퓨즈패턴(F)이 형성된 연성기판(30)의 일부가 노출될 수 있는 것이다. 물론 상기 퓨즈패턴(F)은 코팅액 등에 의해 덮혀있지만, 코팅액 등이 투명한 재질이라면 퓨즈패턴(F)이 육안으로 관찰될 수 있다.

상기 개방부(26)는 상기 퓨즈패턴(F)에 설정된 기준값 이상의 전류가 인가되면 상기 퓨즈패턴(F)이 단락될 수 있도록 한다. 만약 개방부(26)가 없이 상기 제2필름(20)이 상기 퓨즈패턴(F)이 형성된 연성기판(30)의 상부를 덮는다면, 상기 제2필름(20)이 일종의 단열재로 기능을 하여 기준값 이상의 전류에서도 퓨즈패턴(F)이 끊어지지 않거나, 끊어지는데 오랜 시간이 걸릴 수 있다. 상기 개방부(26)는 상기 퓨즈패턴(F) 중에서 단락을 위해 폭이 좁아지는 병목부의 상부에 형성될 수 있다.

도 5를 보면, 상기 연성기판(30)에는 접착홀(37)이 형성된다. 상기 접착홀(37)은 상기 연성기판(30)을 관통해서 만들어지는 구멍으로, 상기 접착홀(37)을 통해 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)이 서로 접착될 수 있다. 물론, 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)은 상기 연성기판(30) 보다 면적이 넓기 때문에 상기 접착홀(37) 이외의 다른 부분에서도 접착되지만, 상기 접착홀(37)을 통해서도 접촉되는 것이다. 상기 연성기판(30) 중에서 상기 접착홀(37)에 인접한 부분은 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)의 서로 접착되므로 보다 강하게 고정될 수 있다.

상기 접착홀(37)은 상기 연성기판(30)의 길이를 따라 다수개가 형성될 수 있다. 상기 접착홀(37)은 도 5에서와 같이 원형으로 형성될 수도 있지만, 다른 다양한 형상으로 형성될 수도 있다. 참고로 도 5에서는 상기 제2필름(20)이 벗겨져 상기 접착홀(37)이 노출된 상태이지만, 상기 제2필름(20)이 상기 연성기판(30)을 덮으면 상기 접착홀(37)은 상기 제1필름(10) 및 제2필름(20)에 의해 가려지게 된다.

한편, 다시 도 3을 보면, 상기 버스바(40)는 전기전도성이 높은 금속재질로 만들어진다. 상기 버스바(40)는 얇은 판상이고, 상기 연성기판(30)에 전기적으로 연결된다. 상기 버스바(40)는 배터리모듈을 구성하는 각각의 배터리셀(미도시)들과 결합하여 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 연성기판(30)은 상기 버스바(40)와 전기적으로 연결되어 있으므로, 상기 버스바(40)에 연결된 배터리셀들을 제어할 수 있다.

상기 기판조립체(C)에는 다수개의 버스바(40)들이 포함될 수 있다. 각각의 개별버스바(41)들은 서로 분리되거나, 또는 브릿지(45)를 통해 서로 연속적으로 연결될 수도 있다. 본 실시례에서는, 도 3에서 보듯이, 다수개의 개별버스바(41)들이 서로 연속적으로 연결되고, 총 2개의 긴 버스바스트립을 구성하게 된다. 2개의 긴 버스바스트립은 상기 연성기판(30)의 양쪽에 각각 배치될 수 있다.

상기 버스바(40)의 끝에는 버스바연결부(42)가 있다. 상기 버스바연결부(42)는 외부와의 연결을 위한 것으로, 여기에는 전원부(미도시)가 연결될 수 있다. 상기 버스바연결부(42)를 통해서 배터리모듈의 전원이 외부로 공급되거나, 반대로 외부의 전원이 배터리모듈에 공급될 수 있다.

상기 버스바(40)에는 셀연결단(43)이 있다. 상기 셀연결단(43)은 상기 버스바(40)에서 연장된 부분이고, 대략 사각판상이다. 상기 셀연결단(43)은 배터리셀에 연결되는 부분으로, 상기 셀연결단(43)에는 버스바홀(46)이 형성된다. 상기 버스바홀(46)은 상기 셀연결단(43)을 관통해서 만들어지고, 셀연결단(43)의 중심부에 형성된다. 상기 버스바홀(46)에는 아래에서 설명될 제1하부조립프레임(110)의 부품장착돌기(116)가 끼워진다. 상기 부품장착돌기(116)가 상기 버스바홀(46)에 끼워지면, 상기 버스바(40)는 상기 제1하부조립프레임(110) 상의 정확한 장착위치에 고정될 수 있다.

도 7을 보면, 상기 버스바(40)에는 경사엣지부(43a)가 형성된다. 상기 경사엣지부(43a)는 상기 버스바(40)의 가장자리면에 형성되고, 끝부분으로 갈수록 버스바(40)의 두께(상하폭)이 좁아지도록 형성된다. 상기 경사엣지부(43a)는 상기 버스가의 가장자리를 따라 연속적으로 형성될 수 있다.

상기 경사엣지부(43a)는 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20) 사이 존재하는 접착제의 흐름성을 향상시킨다. 만약 상기 경사엣지부(43a)가 생략되고 상기 버스바(40)의 가장자리가 직교하게 형성된다면, 가장자리의 급한 경사로 인해 버스바(40)의 가장자리 근처에서 접착제의 흐름이 끊겨 접착제가 충진되지 못하는 공극이 형성될 수 있다.

본 실시례에서 상기 경사엣지부(43a)는 상기 버스바(40)의 가장자리에서 상부 및 하부가 대칭된 경사면 형상으로 구성되지만, 이와 달리 상기 경사엣지부(43a)는 곡면으로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 경사엣지부(43a)는 상기 버스바(40)의 상면 및 하면 중 어느 한면에만 형성될 수도 있다.

도 8을 보면, 상기 버스바(40)에는 라운드부(43b)가 형성된다. 상기 라운드부(43b)는 상기 버스바(40)의 가장자리가 둥근 형태로 만들어진 부분이다. 상기 라운드부(43b)는 버스바(40)의 가장자리에 경사가 급한 모서리가 형성되지 않도록 해준다. 본 실시례에서 상기 라운드부(43b)는 연속된 곡선면형태가 된다.

상기 라운드부(43b)는 기판조립체(C)가 진공퀵프레스(Vacuum Quick Press) 장치에 장착되어 일정 온도와 압력으로 성형되는 과정에서 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)에 주름이 발생하는 것을 방지해준다. 고온 고압 환경에서 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)이 압축되면 각진 모서리 부분에 외력이 집중되어 모서리 부분에 주름이 발생할 수 있다. 하지만 본 실시례에서는 상기 라운드부(43b)가 외력을 분산시켜 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)에 특정 방향으로 주름이 생기는 것을 방지해 줄 수 있다.

상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40) 사이에는 연결단자(50)가 배치된다. 상기 연결단자(50)는 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40)에 각각 그 양단이 결합되어, 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40) 사이를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 상기 연결단자(50)는 전기전도성이 높은 금속재질로 만들어진다. 상기 연결단자(50)는 얇은 판상이고, 폭 보다 길이가 길게 형성된다.

도 3에는 상기 연결단자(50)가 상기 연성기판(30)에 연결된 모습으로 도시되어 있지만, 실제로는 상기 제1필름(10) 위에 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40)가 안착되고, 아래에서 설명될 조립플레이트(150)가 상기 연성기판(30)과 버스바(40)의 상부에 포개진 후에 조립플레이트(150)의 조립가이드홀(155)을 통해서 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40) 사이에 배치된다. 도 2에는 조립플레이트(150)와 연결단자(50)가 분리된 상태로 도시되어 있다.

상기 연결단자(50)는 상기 연성기판(30)이나 상기 버스바(40) 보다는 폭이 좁고 작기 때문에 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40) 사이의 정확한 위치에 안착시키기 어렵다. 이를 해결하기 위해서 상기 조립플레이트(150)를 사용하면 상기 조립가이드홀(155)을 통해서 상기 연결단자(50)가 정확한 위치에 안착될 수 있다.

도 4를 보면, 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)이 서로 겹쳐지더라도, 부품들의 일부는 노출될 수 있다. 구체적으로 보면, 상기 버스바(40)의 셀연결단(43)과 연결단자(50)의 웰딩부(53)는 외부로 노출될 수 있다. 상기 셀연결단(43)은 배터리셀과 연결되어야 하므로 외부로 노출될 필요가 있고, 웰딩부(53)는 상기 버스바(40)-상기 연결단자(50)의 사이 또는 상기 연성기판(30)-상기 연결단자(50) 사이의 결합을 위해 레이저웰딩 하기 위한 작업포인트이므로 역시 외부로 노출될 필요가 있다. 상기 웰딩부(53)는 상기 연결단자(50)가 상기 연성기판(30)에 표면실장되면 상기 연성기판(30)의 바깥쪽으로 돌출된 부분이고, 상기 웰딩부(53)는 상기 버스바(40)의 표면에 겹쳐진다. 참고로 도 6을 보면 상기 웰딩부(53)들이 보다 잘 표현되어 있다. 도 6에서는 웰등부(53)들을 잘 보이기 위해 필름(10,20)이 생략된 상태로 부품들이 도시되어 있다.

도시되지는 않았으나, 상기 연성기판(30)에는 서미스터가 더 구비될 수도 있다. 상기 서미스터는 배터리셀의 온도를 측정하기 위한 온도센서이다. 상기 서미스터는 상기 연결단자(50)와 함께 표면실장공정을 통해서 상기 연성기판(30)에 설치될 수 있다.

다음으로 본 발명에 의한 제조장치(100)를 설명하기로 한다. 도 2를 참조하면, 상기 제조장치(100)는 크게 하부조립프레임(110), 상부조립프레임(130) 및 조립플레이트(150)를 포함한다. 상기 하부조립프레임(110)과 상기 상부조립프레임(130)은 상기 기판조립체(C)를 구성하는 부품들을 사이에 두고 결합할 수 있고, 상기 조립플레이트(150)는 상기 하부조립프레임(110)에 포개질 수 있다.

상기 하부조립프레임(110)은 (i) 상기 연결단자(50) 및 상기 서미스터가 상기 연성기판(30)의 표면에 실장되는 표면실장공정, (ii) 제1필름(10) 및 제2필름(20)의 부착공정, (iii) 상기 연결단자(50)와 상기 버스바(40) 사이의 웰딩공정에 모두 사용될 수 있다.

그리고, 상기 상부조립프레임(130)은 제1필름(10) 및 제2필름(20)의 부착공정에 사용될수 있다. 상기 제2필름(20)이 상기 제1필름(10)에 접착되면, 상기 하부조립프레임(110)에 상기 상부조립프레임(130)이 포개진 상태로 진공퀵프레스(Vacuum Quick Press) 장치에 장착되어 일정 온도와 압력으로 성형할 수 있다.

마지막으로 상기 조립플레이트(150)는 상기 연결단자(50) 및 상기 서미스터가 상기 연성기판(30)의 표면에 실장되는 표면실장공정에 사용될 수 있다. 상기 조립플레이트(150)가 상기 하부조립프레임(110)에 고정되면, 상기 조립플레이트(150)의 조립가이드홀(155)을 통해 연결단자(50)를 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40) 사이의 정확한 위치에 안착시킬 수 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 하부조립프레임(110)은 제조장치(100)의 하부에 배치된다. 상기 하부조립프레임(110)은 대략 얇은 육면체형상이고, 상면은 평면으로 구성된다. 상기 하부조립프레임(110)의 상부에는 기판조립체(C)를 구성하는 부품들이 안착될 수 있다.

도 2를 보면, 상기 하부조립프레임(110)의 골격을 형성하는 하부몸체(111)의 상면에는 음각 및 양각 형태의 다양한 설치부들이 형성된다. 상기 설치부는 아래에서 설명될 부품장착홈(113), 장치정렬돌기(112), 부품장착돌기(116) 등을 포함하는 것이다.

상기 하부몸체(111)의 상면에는 장치정렬돌기(112)가 돌출된다. 상기 장치정렬돌기(112)는 상기 하부몸체(111)의 상면가장자리에서 상부로 돌출된다. 상기 장치정렬돌기(112)는 상기 상부조립프레임(130)에 형성된 프레임정렬홈(132)에 끼워진다. 상기 장치정렬돌기(112)가 상기 프레임정렬홈(132)에 끼워지면 상기 하부조립프레임(110)과 상기 상부조립프레임(130)이 정확한 위치로 포개질 수 있다. 본 실시례에서 상기 장치정렬돌기(112)는 상기 하부몸체(111)의 상면의 네 모서리에 가까운 위치에 각각 구비된다.

한편, 상기 하부조립프레임(110)의 장치정렬돌기(112)는 상기 조립플레이트(150)가 상기 하부조립프레임(110)에 정확하게 정렬되도록 안내할 수 있다. 상기 장치정렬돌기(112)가 상기 조립플레이트(150)의 플레이트홀(152)에 끼워지면 상기 조립플레이트(150)가 정렬될 수 있다. 즉, 상기 장치정렬돌기(112)는 상기 플레이트홀(152)을 통과하여 상기 상부조립프레임(130)의 프레임정렬홀(132)에 끼워질 수 있는 것이다.

상기 하부몸체(111)의 상면에는 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40)의 형상에 대응하는 부품장착홈(113)이 함몰되어 있다. 상기 부품장착홈(113)의 표면에는 상기 연성기판(30)과 버스바(40)가 직접 안착되지 않고, 제1필름(10)이 상기 부품장착홈(113)에 안착된다. 하지만 제1필름(10)은 매우 얇고 쉽게 휘어지는 재질이므로 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40)가 상기 부품장착홈(113)의 형태에 맞게 안착될 수 있다.

상기 부품장착홈(113)은 상기 연성기판(30)의 형상대로 함몰되는 제1장착홈(113a)과, 상기 버스바(40)의 형상대로 함몰되는 제2장착홈(113b)을 포함한다. 상기 제1장착홈(113a)은 상기 하부조립프레임(110)의 중심을 따라 길게 연장되고, 상기 제2장착홈(113b)은 상기 제1장착홈(113a)의 양쪽에 각각 배치된다.

상기 하부조립프레임(110)에는 장착돌기들(116,117)이 돌출된다. 여기서 장착돌기들(116,117)은 아래에서 설명될 부품장착돌기(116)와, 필름장착돌기(117)를 포함한다. 상기 장착돌기들(116,117)은 연성기판(30), 버스바(40), 필름들(10,20)이 상기 하부조립프레임(110)의 상면에 정확하게 고정될 수 있도록 해준다.

상기 하부조립프레임(110)의 상면에는 부품장착돌기(116)가 돌출된다. 상기 부품장착돌기(116)는 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40)가 상기 하부조립프레임(110)의 부품장착홈(113)에 정확하게 정렬될 수 있게 한다. 도 9를 보면, 상기 부품장착돌기(116)는 상기 제1장착홈(113a)에 구비된 기판장착돌기(116a)와, 상기 제2장착홈(113b)에 구비된 버스바장착돌기(116b)를 포함한다.

상기 기판장착돌기(116a)는 상기 제1장착홈(113a)의 양쪽 가장자리를 따라 번갈아 배치되어 연성기판(30)의 위치를 고정해줄 수 있다. 그리고 상기 버스바장착돌기(116b)는 상기 제2장착홈(113b)에서 돌출되어 상기 버스바(40)의 셀연결단(43)에 형성된 버스바홀(46)을 통과할 수있다. 상기 버스바장착돌기(116b)가 상기 버스바홀(46)에 끼워지면, 상기 버스바(40)는 상기 제2장착홈(113b) 상의 정확한 장착위치에 고정될 수 있다.

도 1 및 도 9를 보면, 상기 하부조립프레임(110)에는 필름정렬돌기(117)가 돌출된다. 상기 필름정렬돌기(117)는 상기 제1필름(10)과 제2필름(20)이 상기 하부조립프레임(110)에 정렬되도록 한다. 상기 필름정렬돌기(117)는 상기 하부조립프레임(110)의 상면에서 돌출되고, 상기 필름정렬돌기(117)에는 상기 제1필름(10)의 제1필름정렬홀과, 상기 제2필름(20)의 제2필름정렬홀(27)이 각각 끼워진다. 이에 따라 상기 기판조립체(C)를 구성하는 제1필름(10)과 제2필름(20)의 위치가 정렬될 수 있다.

도 11를 참조하면, 상기 하부조립프레임(110)에는 가이드자석(118)이 구비된다. 상기 가이드자석(118)은 상기 하부조립프레임(110)에서 상기 조립플레이트(150)의 상기 조립가이드홀(155)이 개방되는 위치에 구비된다. 상기 가이드자석(118)은 금속재질의 부품들(연결단자(50) 등)을 당겨 부품의 위치를 정확하게 설정해줄 수 있다. 작업자가 작은 크기의 부품들을 일일이 정확한 위치에 놓기 어려운 경우가 많은데, 본 발명의 제조장치(100)는 가이드자석(118)을 이용하여 부품들의 위치를 정확하게 안내할 수 있는 것이다.

상기 가이드자석(118)은 상기 하부조립프레임(110)의 상부에 노출될 수도 있지만, 상기 하부조립프레임(110)의 표면 아래쪽에 내장될 수도 있다.

상기 하부조립프레임(110)의 가장자리에는 단부조립부(120)가 구비된다. 상기 단부조립부(120)는 상기 기판조립체(C)에서 연장되는 외부연결단(33,42)이 안착되는 부분으로, 상기 외부연결단(33,42)이 고정되는 장소를 제공한다. 여기서 외부연결단(33,42)이란 상기 연성기판(30)의 한쪽 끝에 배치된 기판말단부(33)와, 상기 버스바(40)에서 연장된 버스바연결부(42)를 포함한 것이다.

상기 단부조립부(120)는 상기 하부조립프레임(110)의 측면에 단차진 형태로 돌출된다. 상기 단부조립부(120)는 상기 하부조립프레임(110)의 측면에서 돌출되고, 상기 단부조립부(120)는 상기 상부조립프레임(130)이 상기 하부조립프레임(110)에 조립된 상태에서도 외부로 노출된다. 상기 단부조립부(120)는 상기 하부조립프레임(110)의 상면 보다는 낮은 높이를 갖는다. 이에 따라 상기 기판말단부(33)와 버스바연결부(42)는 각각 상기 하부조립프레임(110)의 상면 보다는 낮은 위치에 안착될 수 있다.

도 9에서 보듯이, 상기 단부조립부(120)는 상기 부품 중 연성기판(30)에서 연장되는 기판말단부(33)가 안착되는 제1조립부(122)와, 상기 부품 중 버스바(40)에서 연장되는 버스바연결부(42)가 안착되는 제2조립부(126)를 포함한다. 본 실시례에서 상기 연성기판(30)에 각각 버스바스트랩이 배치되므로, 상기 제1조립부(122)의 양쪽에 각각 제2조립부(126)가 배치된다. 상기 제1조립부(122)는 상기 제2조립부(126) 보다 상대적으로 높이가 높지만, 같은 높이이거나 제2조립부(126)가 더 높을 수도 있다.

상기 제1조립부(122)는 상기 단부조립부(120)에서 돌출되어 상기 기판말단부(33)의 가장자리를 둘러싸고, 그 안쪽에는 제1조립홈(121)이 함몰되어 있어서 상기 기판말단부(33)가 끼워질 수 있다. 그리고 상기 제2조립부(126) 역시 상기 버스바연결부(42)의 가장자리를 둘러싸고, 그 안쪽에는 제2조립홈(125)이 함몰되어 상기 버스바연결부(42)가 끼워질 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 하부조립프레임(110)의 상부에는 상부조립프레임(130)이 배치된다. 상기 상부조립프레임(130)은 상기 하부조립프레임(110)과 마찬가지로 대략 얇은 육면체형상이고, 저면은 평면으로 구성된다. 상기 상부조립프레임(130)의 하부에는 기판조립체(C)를 구성하는 부품들이 안착될 수 있다.

도 2를 보면, 상기 상부조립프레임(130)의 골격은 상부몸체(131)가 형성한다. 도시되지는 않았지만 상기 상부조립프레임(130)의 저면에는 음각 및 양각 형태의 다양한 설치부들이 형성된다. 상기 설치부는 상기 하부조립프레임(110)의 설치부와 마찬가지로 상기 기판조립체(C)를 구성하는 부품들을 고정하기 위한 것이다. 상기 상부조립프레임(130)의 설치부는 상기 하부조립프레임(110)의 설치부의 구조와 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 상부조립프레임(130)에는 프레임정렬홈(132)이 형성된다. 상기 프레임정렬홈(132)은 상기 상부조립프레임(130)의 저면에서 함몰되거나, 상기 상부조립프레임(130)을 관통해서 만들어지는 부분이다. 상기 프레임정렬홈(132)에는 상기 하부조립프레임(110)의 장치정렬돌기(112)가 끼워져 상기 하부조립프레임(110)과 상부조립프레임(130) 사이가 정확하게 정렬될 수 있다.

상기 상부조립프레임(130)에는 부품장착돌기(116)가 끼워지는 상대장착홈(136)이 형성된다. 상기 상대장착홈(136)은 상기 상부조립프레임(130)의 저면에서 함몰되거나, 상기 상부조립프레임(130)을 관통해서 만들어지는 부분이다. 상기 상대장착홈(136)에는 상기 부품장착돌기(116)를 구성하는 기판장착돌기(116a)와 버스바장착돌기(116b)가 끼워질 수 있다. 상기 부품장착돌기(116)가 상기 상대장착홈(136)에 끼워지면 상기 상부조립프레임(130)과 하부조립프레임(110)이 서로 포개졌을 때 그 사이에 위치한 기판조립체(C)가 틀어지지 않고 정확한 위치에 고정된 상태를 유지할 수 있다.

다음으로 상기 조립플레이트(150)를 살펴보면, 상기 조립플레이트(150)는 상기 상부조립프레임(130)이 상기 하부조립프레임(110)으로부터 분리된 상태에서 상기 하부조립프레임(110)의 상부에 포개진다. 상기 조립플레이트(150)에는 상기 부품들의 조립부위를 노출시키는 조립가이드홀(155)이 형성되어 부품의 조립을 쉽게 할 수 있다.

상기 조립플레이트(150)는 상기 하부조립프레임(110) 및 상기 상부조립프레임(130)과 마찬가지로 사각 판상인데, 상기 하부조립프레임(110) 및 상부조립프레임(130) 보다는 얇다. 상기 조립플레이트(150)에는 플레이트홀(152)이 관통된다. 상기 플레이트홀(152)에는 상기 하부조립프레임(110)의 장치정렬돌기(112)가 삽입되어 상기 조립플레이트(150)가 정렬될 수 있다. 상기 플레이트홀(152)은 상기 조립플레이트(150)의 네 모서리에 가까운 가장자리에 각각 형성된다.

상기 조립플레이트(150)에는 조립가이드홀(155)이 형성된다. 상기 조립가이드홀(155)은 상기 조립플레이트(150)를 관통해서 만들어지는 것이다. 상기 조립가이드홀(155)을 통해서 부품, 보다 정확하게는 상기 연결단자(50)가 상기 연성기판(30)과 버스바(40) 사이에 안착될 수 있다. 상기 조립가이드홀(155)을 통해 연결단자(50)가 장착되므로 연결단자(50)가 정확한 위치에 장착될 수 있다. 이처럼 상기 조립플레이트(150)는 상기 연결단자(50)가 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40)의 사이에 실장되는 표면실장공정에서 사용되고, 표면실장공정이 끝나면 제거된다.

다음으로, 도 10 내지 도 14를 참조하여 본 발명에 의한 제조장치를 이용하여 기판조립체를 제작하는 과정을 순차적으로 살펴보기로 한다.

도 10에는 상기 하부조립프레임(110)이 도시되어 있다. 상기 하부프레임의 부품장착홈(113) 상부에 제1필름(10)이 안착된다. 이때 상기 제1필름(10)은 이형지가 제거되고, 상면의 점착면이 노출된 상태로 상기 부품장착홈(113)에 안착된다. 상기 제1필름(10)에는 제1필름정렬홀이 형성되는데, 상기 제1필름정렬홀이 상기 하부조립프레임(110)의 필름정렬돌기(117)에 끼워지면 상기 제1필름(10)이 상기 하부조립프레임(110)의 정확한 위치에 고정될 수 있다.

이 상태에서 상기 제1필름(10)의 상면, 즉 접착면에는 연성기판(30)과 버스바(40)가 안착된다. 상기 제1필름(10)의 하부에는 상기 연성기판(30)의 형상대로 함몰되는 제1장착홈(113a)과, 상기 버스바(40)의 형상대로 함몰되는 제2장착홈(113b)이 존재하므로, 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40)는 장착위치가 안내될 수 있다. 참고로 상기 제1필름(10)은 매우 얇기 때문에 상기 제1장착홈(113a)과 상기 제2장착홈(113b)의 위치가 상부로 노출될 수 있다.

특히, 상기 하부조립프레임(110)에는 상기 연성기판(30) 및 버스바(40)를 고정하는 부품장착돌기(116)가 상기 제1필름(10)의 상부로 돌출되기 때문에 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40)는 정확한 장착위치를 가질 수 있다. 이때, 상기 부품장착돌기(116)는 상기 제1장착홈(113a)에 구비된 기판장착돌기(116a)와, 상기 제2장착홈(113b)에 구비된 버스바장착돌기(116b)를 포함하므로 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40)는 각각 정확하게 고정될 수 있다.

그리고, 상기 연성기판(30)에는 솔더페이스트가 도포될 수 있다. 상기 하부조립프레임(110)의 상부에 별도의 메탈마스크(미도시)가 포개지고, 메탈마스크의 구멍을 통해서 솔더페이스트가 상기 연성기판(30) 상부의 정확한 위치에 도포될 수 있는 것이다. 메탈마스크를 이용한 솔더페이스트의 도포는 일반적으로 널리 알려진 공정이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이어서 상기 하부조립프레임(110)의 상부에는 상기 조립플레이트(150)가 포개진다. 상기 조립플레이트(150)는 상기 제1필름(10), 상기 연성기판(30) 및 상기 버스바(40)를 사이에 두고 상기 하부조립프레임(110)의 상부에 겹쳐지는 것이다. 이때, 상기 하부조립프레임(110)의 장치정렬돌기(112)는 상기 조립플레이트(150)가 상기 하부조립프레임(110)에 정확하게 정렬되도록 안내할 수 있다. 이러한 상태가 도 11에 도시되어 있다.

상기 조립플레이트(150)가 상기 하부조립프레임(110)에 포개지면 상기 제1필름(10), 상기 연성기판(30) 및 상기 버스바(40)의 대부분은 차폐된다. 단지 상기 조립플레이트(150)의 조립가이드홀(155)을 통해서 상기 부품들의 조립부위만 상부로 노출될 수 있다. 여기서 조립부위는 상기 연결단자(50)가 배치될 상기 연성기판(30)과 상기 버스바(40) 사이의 위치(도 10의 K 참조)를 의미한다.

그리고 상기 조립플레이트(150)에 형성된 조립가이드홀(155)을 통해 상기 버스바(40)와 상기 연성기판(30) 사이에 연결단자(50)가 안착된다. 상기 연결단자(50)는 상기 조립가이드홀(155)을 통해서 실장되므로 정확한 위치에 안착될 수 있다. 특히, 상기 하부조립프레임(110)에는 가이드자석(118)이 구비되어 있기 때문에, 작업자가 수작업으로 상기 연결단자(50)를 실장하더라도 상기 연결단자(50)가 정확한 위치에 자동으로 정렬될 수 있다. 상기 서미스터도 이 단계에서 함께 실장되거나, 이 단계에 앞서 미리 상기 연성기판(30)에 실장될 수도 있다. 이와 같은 모습이 도 12에 도시되어 있다.

이처럼, 본 발명에서 비교적 크기가 큰 부품들(필름, 연성기판(30), 버스바(40) 등)은 하부조립프레임(110)의 부품장착돌기(116)에 의해 조립위치가 고정될 수 있고, 크기가 작은 부품들(연결단자(50), 서미스터 등)은 조립플레이트(150)의 조립가이드홀(155)을 통해 정확한 위치를 잡을 수 있다.

상기 연결단자(50)가 실장되면, 상기 하부조립프레임(110)가 제거된 후 상기 하부조립프레임(110) 및 상기 하부조립프레임(110)에 배치된 제1필름(10), 연성기판(30), 버스바(40), 연결단자(50) 및 서미스터가 리플로우(Reflow) 장비를 통과한다. 상기 리플로우(Reflow) 장비는 표면실장기술(surface mounting technology : SMT)에 이용되는 것으로 솔더페이스트를 녹여 납땜이 되도록 하는 것이다. 이렇게 하면 표면실장공정이 완료된다.

이어서 상기 연성기판(30) 및 상기 버스바(40)를 사이에 두고 상기 제1필름(10)의 상부에 제2필름(20)이 포개진다. 상기 제2필름(20)은 이형지가 제거된 상태로 상기 제1필름(10)에 포개지므로 접착면끼리 접착되어 강하게 고정될 수 있다.

특히, 상기 연성기판(30)에는 접착홀(37, 도 5참조)이 형성되므로, 상기 접착홀(37)을 통해 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)이 보다 강하게 접착될 수 있다. 이때, 상기 연성기판(30) 중에서 상기 접착홀(37)에 인접한 부분은 상기 제1기판과 상기 제2기판의 서로 접착되므로 보다 강하게 고정될 수 있다.

그리고, 상기 제1필름(10)의 상부에 제2필름(20)이 접착된 후에, 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)은 프레스공정을 통해 압착되는 단계가 이어진다. 보다 정확하게는 상기 하부조립프레임(110)에 상기 상부조립프레임(130)이 포개진 상태로 제조장치(100)가 진공퀵프레스(Vacuum Quick Press) 장치에 장착되어 일정 온도와 압력으로 성형할 수 있다. 도 13에는 상기 하부조립프레임(110)에 상기 상부조립프레임(130)이 포개진 모습이 도시되어 있다.

이 과정에서 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)의 접착제가 녹으면서 부품 사이사이에 채워질 수 있다. 이때, 본 발명에서 상기 버스바(40)에 형성된 경사엣지부(43a)가 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20) 사이 존재하는 접착제의 흐름성을 향상시킨다. 즉, 접착제의 흐름이 끊겨 접착제가 충진되지 못하고 공극이 형성되는 현상이 방지될 수 있다.

또한, 상기 버스바(40)에는 형성된 상기 라운드부(43b)는 기판조립체(C)가 진공퀵프레스(Vacuum Quick Press) 장치에 장착되어 일정 온도와 압력으로 성형되는 과정에서 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)에 주름이 발생하는 것을 방지해준다. 본 실시례에서는 상기 라운드부(43b)가 외력을 분산시켜 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)에 특정 방향으로 주름이 생기는 것을 방지해 줄 수 있는 것이다. 이렇게 되면 필름의 부착공정이 완료된다.

이어서, 상기 상부조립프레임(130)이 다시 제거되면 도 14와 같이 상기 기판조립체(C)가 노출된다. 그리고 상기 기판조립체(C)의 웰딩부(53)에 용접공정이 이루어질 수 있다. 즉, 상기 연결단자(50)가 상기 연성기판(30) 또는 상기 버스바(40) 중 적어도 어느 한쪽에 용접되는 것이다. 본 실시례에서 상기 용접공정은 레이저웰딩으로 이루어질 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 제1필름(10)과 상기 제2필름(20)이 서로 겹쳐지더라도, 상기 버스바노출홀(12)과 단자노출홀(15)을 통해서 웰딩부(53)가 노출될 수 있다. 상기 웰딩부(53)는 상기 버스바(40)-상기 연결단자(50)의 사이 또는 상기 연성기판(30)-상기 연결단자(50) 사이의 결합을 위해 레이저웰딩 하기 위한 작업포인트가 된다.

이때, 상기 하부조립프레임(110)은 여전히 부품의 솔더링공정에 사용된다. 상기 하부조립프레임(110)의 상부에는 상기 조립플레이트(150)가 포개져 솔더링공정에 활용되거나, 또는 별도의 웰딩플레이트(미도시)가 상기 하부조립프레임(110)에 포개져 솔더링공정에 사용될 수도 있다. 이렇게 되면 용접공정이 완료되고, 상기 기판조립체(C)가 완성된다.

이처럼, 본 발명의 제조장치(100)는 기판조립체(C)를 제조하는 공정 중에서, (i) 부품의 표면실장공정, (ii) 필름의 부착공정 및 (iii) 부품의 솔더링공정에 모두 활용될 수 있다. 또한, 기판조립체(C)를 제조하기 위한 여러 제조공정에 하나의 제조장치(100)가 사용되기 때문에, 부품들이 서로 다른 제조장치(100) 사이를 이동할 필요가 없게 된다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

10: 제1필름 20: 제2필름
30: 연성기판 40: 버스바
100: 제조장치 110: 하부조립프레임
112: 장치정렬돌기 113: 부품장착홈
116: 부품장착돌기 117: 필름정렬돌기
130: 상부조립프레임 132: 프레임정렬홈
136: 상대장착홈 150: 조립플레이트
155: 조립가이드홀 C: 기판조립체
F: 퓨즈패턴

Claims (16)

1. 하부에 배치되고, 상면에 기판조립체를 구성하는 부품들이 안착되는 하부조립프레임;
   상기 부품들을 사이에 두고 상기 하부조립프레임의 상부에 포개지고, 상기 부품들을 차폐한 상태로 상기 하부조립프레임에 고정되는 상부조립프레임;과
   상기 상부조립프레임이 상기 하부조립프레임으로부터 분리된 상태에서 상기 하부조립프레임의 상부에 포개지고, 상기 부품들의 조립부위를 노출시키는 조립가이드홀이 형성되는 조립플레이트;를 포함하는 기판조립체의 제조장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 하부조립프레임과 상기 상부조립프레임에는 각각 상기 부품의 형상에 대응하는 부품장착홈이 함몰되는 기판조립체의 제조장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 하부조립프레임의 상면에는 장치정렬돌기가 돌출되고, 상기 하부조립프레임의 상면과 마주보는 상기 상부조립프레임의 저면에는 상기 장치정렬돌기가 끼워지는 프레임정렬홈이 형성되는 기판조립체의 제조장치.
   
4. 청구항 2에 있어서, 상기 부품장착홈은
   상기 부품 중 연성기판이 안착되고, 상기 하부조립프레임의 중심부를 따라 연장되는 제1장착홈;과
   상기 부품 중 버스바가 안착되고, 상기 제1장착홈의 양쪽에 배치되는 제2장착홈;을 포함하는 기판조립체의 제조장치.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 하부조립프레임 또는 상기 상부조립프레임에는 상기 기판조립체의 장착위치를 고정하기 위한 장착돌기가 돌출되는 기판조립체의 제조장치.
   
6. 청구항 5에 있어서, 상기 장착돌기는
   상기 부품작창홈에서 돌출되고, 상기 부품 중 연성기판 및 버스바를 고정하는 부품장착돌기;와
   상기 부품장착돌기의 바깥쪽에 배치되고, 상기 부품 중 제1필름을 고정하는 필름정렬돌기;를 포함하는 기판조립체의 제조장치.
   
7. 청구항 1에 있어서, 상기 하부조립프레임의 가장자리에는 상기 기판조립체에서 연장되는 외부연결단이 안착되는 단부조립부가 구비되고, 상기 단부조립부는 상기 상부조립프레임이 상기 하부조립프레임에 조립된 상태에서 외부로 노출되는 기판조립체의 제조장치.
   
8. 청구항 7에 있어서, 상기 단부조립부는
   상기 부품 중 연성기판에서 연장되는 기판말단부가 안착되는 제1조립부;와
   상기 부품 중 버스바에서 연장되는 버스바연결부가 안착되는 제2조립부;를 포함하는 기판조립체의 제조장치.
   
9. 청구항 1에 있어서, 상기 하부조립프레임의 상면에서 돌출된 장치정렬돌기는 상기 조립플레이트의 플레이트홀을 통과하여 상기 상부조립프레임의 프레임정렬홈에 끼워지는 기판조립체의 제조장치.
   
10. 청구항 1에 있어서, 상기 조립플레이트와 상기 하부조립프레임 사이에는 상기 기판조립체가 위치하고, 상기 기판조립체를 구성하는 연결단자는 상기 조립가이드홀을 통해 상기 기판조립체의 상면에 안착되는 기판조립체의 제조장치.
    
11. 청구항 1에 있어서, 상기 조립플레이트는 상기 기판조립체를 구성하는 연성기판 및 버스바 보다 넓은 면적을 갖고, 상기 부품들의 상기 조립부위를 제외한 면적을 모두 차폐하는 기판조립체의 제조장치.
    
12. 청구항 1에 있어서, 상기 하부조립프레임에는 상기 조립가이드홀이 개방되는 위치에 가이드자석이 구비되는 기판조립체의 제조장치.
    
13. 청구항 1에 있어서, 상기 기판조립체는
    상기 하부조립프레임의 상면에 안착되는 제1필름;
    상기 제1필름의 상면에 포개지고, 상기 상부조립프레임의 저면에 밀착되는 제2필름;
    상기 제1필름 및 상기 제2필름 사이에 배치되고, 상기 제1필름과 상기 제2필름이 서로 접착되면 상기 제1필름과 상기 제2필름 사이에 고정되는 연성기판;
    상기 제1필름 및 상기 제2필름 사이에 배치되고, 상기 제1필름과 상기 제2필름이 서로 접착되면 상기 제1필름과 상기 제2필름 사이에 고정되는 버스바;와
    상기 연성기판과 상기 버스바 사이를 전기적으로 연결하는 연결단자;를 포함하는 기판조립체의 제조장치.
    
14. 청구항 13에 있어서, 상기 연결단자의 적어도 일부는 상기 제1필름 또는 상기 제2필름의 외부로 노출되어 웰딩부를 형성하는 기판조립체의 제조장치.
    
15. 하부조립프레임의 상면에 제1필름이 안착되는 단계;
    상기 제1필름의 상부에 연성기판 및 버스바가 안착되는 단계;
    상기 제1필름, 상기 연성기판 및 상기 버스바를 사이에 두고 상기 하부조립프레임에 조립플레이트가 포개지는 단계;
    상기 조립플레이트에 형성된 조립가이드홀을 통해 상기 버스바와 상기 연성기판 사이에 연결단자가 안착되는 단계;
    상기 조립플레이트가 제거된 후 상기 연성기판 및 상기 버스바를 사이에 두고 상기 제1필름의 상부에 제2필름이 접착되는 단계;
    상기 제1필름과 상기 제2필름을 사이에 두고 상기 하부조립프레임에 상부조립프레임이 포개지고 프레스되는 단계;와
    상기 상부조립프레임이 제거되고, 상기 연결단자가 상기 연성기판 또는 상기 버스바 중 적어도 어느 한쪽에 용접되는 단계;를 포함하는 기판조립체의 제조방법.
    
16. 청구항 15에 있어서, 상기 하부조립프레임에 조립플레이트가 포개지기 전에 상기 연성기판에는 솔더페이스트가 도포되고, 상기 조립가이드홀을 통해 상기 연결단자가 안착된 후에는 상기 솔더페이스트가 용융되는 단계가 더 포함되는 기판조립체의 제조방법.
    

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