SE521793C2 - Metod för att sätta samman ett batteripaket samt ett kretskort för användning i ett sådant batteripaket - Google Patents

Description

» n « . H 521 793 2 fliken och nickelremsan. Denna typ av svetsning kräver fri åtkomlighet från båda sidorna av ledningsfliken och nickelremsan. Den kan också vara parallellsvetsning där elektroderna är belägna vid samma sida av sammansättningen av ledningsfliken och nickelremsan. I detta fall behövs ett mothåll på motstående sida av elektrodema för att stå emot trycket från elektrodema. En strömpuls tillförs och strömmen färdas från den första elektroden genom det första skiktet till en första kontaktpunkt mellan de två skikten, fortsätter längs det andra skiktet till den andra kontaktpunkten och passerar slutligen genom det första skiktet igen till den andra elektroden. Hänned bildas två punkt-svetsfogar, en vid varje kontaktpunkt.

De beskrivna metodema för att sätta samman ett batteripaket har några nackdelar.

Först tillverkas kretskort normalt från ett kretskortsämne innefattande ett stort antal identiska kretskort. De elektroniska komponenterna som innefattar nickelremsorna är monterade medan kretskorten fortfarande är en del av kretskortsämnet. Eftersom nickelremsoma sträcker sig utanför kretskortet är en relativt stor del av kretskorts- ämnet icke användbar eftersom den måste ge plats för nickelremsorna. Detta betyder att antalet kretskort i varje kretskortsämne är begränsat och en relativt stor del av kretskortsämnet lämnas som spill.

För det andra tar fixeringen i en fixtur före punktsvetsning av ledningsflikama mot nickelremsoma tämligen mycket tid och en särskild fixtur behövs för varje typ av kretskort och battericell. Dessutom krävs det mycket arbete för att förflytta samman- sättningen av kretskort och battericell från fixturen för att placera sammansättningen i batteripaketets hölje. Det finns också en risk för att skada eller till och med förstöra punktsvetsningen under hanteringen av sammansättningen då den relativt tunga battericellen ansluts till kretskortet endast genom punktsvetsningsställena. Vidare måste sammansättningen hanteras försiktigt för att minska risken för kortslutning.

Ett syfte med uppfinningen är därför att åstadkomma en ny metod för att sätta sam- man ett batteripaket innefattande en battericell och ett kretskort som inte har nack- 10 15 20 25 c- »u u u u in. . » v | n V. .. . f f- - u - . , . v . ._ , - -- I ~ - », t . t . i .. a. o . .ut a l , , . . 1 v w o s- I a v a i . . > ~ » n U ., , , 3 delarna som nämnts ovan. Ett annat syfte är att åstadkomma ett kretskort som är sär- skilt lämpligt för användning i en sådan metod för sammansättning av ett batteri- paket.

Dessa syften åstadkoms med metoden som beskrivs i den kännetecknande delen av krav l och av kretskortet som beskrivs i den kännetecknande delen av krav 5.

Enligt den kännetecknande delen av krav l monteras åtminstone ett anslutnings- organ på kretskortet på ett sådant sätt att anslutningsorganet är beläget väsentligen innanför den yttre konturen av kretskortet. Anslutningsorganet är anslutet till kretskortets krets, och kretskortet placeras i ett batterihölj e av batteripaketet, företrädesvis genom användning av kompletterande fixeringsorgan som är anordnade på kretskortet och batterihöljet. Sedan placeras battericellen i batteri- höljet i ett läge där battericellens flik överlappar kretskortets anslutningsorgan, återigen företrädesvis genom användning av kompletterande fixeringsorgan anordnade på battericellen och batterihöljet. Därefter punktsvetsas battericellens flik mot kretskortets anslutningsorgan vid placering av två elektroder på den övre sidan av fliken, pressning av fliken medelst elektroderna så att fliken anligger mot anslutningsorganen med användning av batterihöljet och kretskortet som mothåll, och tillförsel av en pulsström till elektrodema. I den föredragna utföringsformen monteras två anslutningsorgan (plus och minus) på kretskortet och två flikar (plus och minus) monteras på battericellen.

Vid användning av denna metod finns det inget behov av en fixtur för att fixera läget mellan kretskortet och battericellen fore det att battericellens flikar punktsvet- sas mot kretskortets anslutningsorgan, eftersom battericellen och kretskortet båda är fixerade av batterihöljet. Eftersom batterihöljet och kretskortet används som mothåll fór trycket som orsakas av elektrodema, behövs ingen fixering annat än batterihölj et för punktsvetsningsprocessen. Dessutom kommer det inte att bli någon hantering av 10 15 20 25 30 I u -H n o n» nu ». -fvn f' v . t- » q | 1 , n v u v -. »1 | g , _ . < . .. -. e . fr, u z u f I »s o .n » | s . r 1 1 . f. m »I . battericellen och kretskortet efter svetsningen eftersom battericellen och kretskortet redan är monterade i batterihöljet innan svetsningen.

I en föredragen utföringsforrn åstadkoms placeringen av kretskortet i batterihöljet med hjälp av tappar som är anordnade i höljet och samarbetar med kompletterande hål som är försedda i kretskortet. På detta sätt uppnås mycket enkla fixeringsorgan.

Den kännetecknande delen av krav 5 anger att anslutningsorganet som är monterat på kretskortet i sitt monterade läge har en utsträckning som är belägen väsentligen innanför den yttre konturen av kretskortet. Detta betyder att antalet kretskort per kretskortsämne kan ökas eftersom det inte finns något behov för att lämna en väsen- tlig del av material tomt för att ge plats åt de utstickande anslutningsorganen. Vidare gör det kretskorten lämpliga för punktsvetsning direkt på anslutningsorganen genom användning av kretskortet som mothåll.

Företrädesvis är anslutningsorganet ytmonterat och lött mot kretskortets krets på samma sätt som vilken annan standardkomponent som helst. Detta gör monteringen av anslutningsorganet lätt att automatisera.

Anslutningsorganet är företrädesvis gjort av nickel, vilket gör det mycket lämpligt för punktsvetsning mot ledningsflikarna på battericellen.

Den minimerade storleken och lätta monteringen av kretskortet gör det lämpligt för användning i ett batteripaket för en elektronisk anordning enligt krav 8.

Vidare är kretskortet mycket lämpligt för användning i den ovan beskrivna metoden för sammansättning av ett batteripaket.

Uppfïnningen kommer att beskrivas i detalj i det följande med hänvisning till rit- ningama, där 10 15 20 25 30 v i u» ~ n .v i. « » » | t. . , , w f f: a « . . ; 1 u . .. , _ _. ~ i . 1 . , .> ,. . i .=; n - . .

V . I -| n .. . . n u y f - ß n ~ m i t. n 1 . fig. 1 visar ett kretskortsämne (PCB-ämne) enligt tidigare teknik, fig. 2 visar ett kretskortsämne med kretskort enligt uppfinningen, fig. 3 visar ett hölj e av ett batteripaket, ett kretskort och en battericell innan sam- mansättningen av detsamma, och fig. 4 visar detsamma som fig. 3 i ett sammansatt tillstånd.

Fig. l visar ett kretskortsärnne l för kretskort med tryckta kretsar (PCB) enligt tidi- gare teknik. Kretskortsämnet 1 har en storlek som passar in i en automatisk maskin för montering av komponenter och, i den visade utföringsformen, innefattar tolv identiska kretskort 2. Kretskortsämnet 1 är försett med ett antal öppningar 3 som har stansats ut. Dessa öppningar 3 är anordnade på ett sådant sätt att varje kretskort 2 endast är anslutet till kretskortsämnet 1 genom smala remsor 5.

Varje kretskort 2 är försett med ett antal elektroniska komponenter såsom inte- grerade kretsar 6, resistorer 7, transistorer eller dioder. Vidare är varje kretskort 2 försett med två nickelremsor 8, 9 som sträcker sig utanför den yttre konturen av kretskortet 2. De elektroniska komponentema och nickelremsoma 8, 9 är föret- rädesvis ytmonterade på kretskortet 2 på ett allmänt känt sätt.

För att ge plats för nickelremsorna 8, 9 lämnas en stor del 4 av kretskortsämnet 1 tOInt.

Fig. 2 visar ett kretskortsämne ll med ett antal identiska kretskort 12 enligt upp- finningen. Varje kretskort 12 är försett med ett antal elektroniska komponenter såsom integrerade kretsar 6, resistorer 7, transistorer eller dioder. Vidare är varje kretskort 12 försett med två nickelanslutningsorgan 18, 19 som är helt belägna innanför den yttre konturen av kretskortet 12. Återigen är de elektroniska kom- ponentema och nickelanslutningsorganen 18, 19 företrädesvis ytmonterade på kretskortet 12 på ett allmänt känt sätt. 10 15 20 25 av n; ~ o t. . vv w . ,= . . . , v 1 « f - 1 i ~ I, r t.. r l _ - x. 4 .f . - . a , . i z. _ ,, Kretskortsärnrret 11 har samma storlek som kretskortsämnet l som visas i fig. 1, men eftersom nickelanslutningsorganen 18, 19 inte sträcker sig utanför den yttre konturen av varje kretskort 12, kan antalet kretskort ökas. I den visade utförings- formen är antalet kretskort 12 sexton jämfört med tolv kretskort i den visade utföringsformen i fig. 1.

De elektroniska komponentema och nickelanslutningsorganen 18, 19 är monterade på varje kretskort 12 medan det fortfarande är fastsatt på kretskortsämnet 11. Efteråt bryts varje kretskort 12 av kretskortsämnet 11 och är redo att monteras i ett batteri- paket.

Detta visas i fig. 3, vilken visar ett kretskort 12 enligt uppfinningen, en battericell 20 och ett batterihölje 30. Kretskortet 12 är av den typ som visas i fig. 2 och är försedd med nickelanslutningsorgan 18, 19. Battericellen 20, vilken företrädesvis är av en allmänt känd typ, är försedd med en plus-ledningsflik 21 och en minus-ledningsflik 22 som är punktsvetsade mot battericellen 20. Var och en av ledningsflikama 21, 22 har en flik 23, 24 som sträcker sig utåt från battericellen 20.

Batterihöljet 30 är företrädesvis gjort av plast men kan likaväl göras av metall.

Endast botten av hölj et visas i fig. 3, men en ovandel måste vara anordnad för att försluta batteripaketet. Denna är emellertid inte visad eftersom den inte är en del av uppfinningen.

Batterihölj et 30 är försett med tappar 31 som används för att fixera kretskortet 12 i läge i batterihöljet 30. Kretskortet 12 är försett med hål 13 för samverkan med tap- pama 31 då kretskortet 12 monteras i batterihöljet 30. Motsvarande flxeringsorgan 32 är också anordnade för battericellen 20.

Vid sammansättning av batteripaketet utförs de följande stegen: 10 15 20 25 30 u» i» . . f. n, , .,_, ,, _, , - =~ 1- ; 1 f v . . ; . 1 I . =-\ . . - . = , . , , , f ß - --- i v . v a e = s 1 1 .v n i i 4 , _ , , ' ^' ' ' i~ -i rn I ~..~ . a - placering av kretskortet 12 i batterihöljet 30 genom användning av tappama 31 och hålen 13 för att fixera läget, - placering av battericellen 20 i batterihölj et 30 så att flikama 23, 24 av plus- och minus-ledningsflikama 2 l, 22 överlappar nickelanslutningsorganen 18, 19 hos kretskortet 12, - punktsvetsning av varje flik 23 och 24 mot varje nickelanslutningsorgan 18 respektive 19.

Ett sammansatt batteripaket (förutom en ovandel) visas i ñg. 4. Två punkter 40 ses på den övre sidan av varje flik 23, 24. Dessa flikar 40 är märken gjorda i punktsvets- ningsprocessen vid användning av två elektroder på den övre sidan (parallel1-svets- ning). Företrädesvis är nickelanslutningsorganens 18, 19 tjocklek på kretskortet 12 större än tjockleken på flikama 23, 24 som är anslutna till battericellen 20.

Härigenom har nickelanslutningsorganen 18, 19 bättre ledningsfönnåga än flikarna 23, 24, vilket säkerställer att svetsströmmen går från den första elektroden genom flikarna 23, 24 in i nickelanslutningsorganen 18, 19 och tillbaka genom flikarna 23, 24 igen till den andra elektroden. Punktsvetsningen är anbringad i kontaktytan mellan flikarna 23, 24 och nickelanslutningsorganen 18, 19, precis nedanför elekt- rodema; därför de två punktema 40.

Var och en av flikarna 23, 24 kan också ha en slits som delar fliken i två halvor (inte visat). I detta fall placeras elektrodema på var halva, och på grund av slitsen säker- ställs det att svetsströmmen leds genom flikama 23, 24 in i nickelanslutningsor- ganen 18, 19.

Det skall betonas att termen "innefattar/innefattande" då den används i denna beskrivning används för att specificera närvaron av angivna egenskaper, enheter, steg eller komponenter, men utesluter inte närvaron eller tillägg av ytterligare en eller flera andra egenskaper, enheter, steg, komponenter eller grupper därav.

Claims (9)

'UÖ Uö/LSU lUIäl FAÅ 4D 40 läHHUiU 10 15 20 25 IFK DMI' lüjulu 521 793 8 Patentkrav

1. l. En metod för att sätta samman ett batteripaket för användning i en elektronisk anordning, där batteripaketet innefattar en batteiicell (20) och ett kretskort (12) med tryckta kretsar som är försett med elektroniska komponenter, varvid metoden innefattar stegen: - anslutning av åtminstone en flik (23, 24) till battericellen (20), kännetecknad av de följande stegen: - montering av åtminstone ett anslutningsorgan ( 18, 19) på kretskortet ( 12) på ett sådant sätt att anslutningsorganet (18, 19) är beläget väsentligen innanför den yttre konturen av kretskortet (12), och - anslutning av anslutningsorganet (18, 19) till kretskortets (12) krets, - placering av kretskortet (12) i ett batterihölje (30) av batteripaketet, - placering av battericellen (20) i batterihöljet (30) i ett läge där battericellens (20) flik (23, 24) överlappar kretskortets (12) anslutningsorgan (18, 19), - punktsvetsning av battericellens (20) flik (23, 24) mot kretskortets (12) anslutningsorgan (18, 19) vid - placering av två elektroder på den övre sidan av fliken (23, 24), - pressning av fliken (23, 24) medelst elektroderna så att fliken anligger mot anslutningsorganen (18, 19) med användning av batterihöljet (30) och kretskortet (12) som mothåll, och - tillförsel av en pulsström till elektroderna.

2. En metod enligt krav 1, kännetecknad av att placering av kretskortet (12) och battericellen (20) i batterihöljet (3 0) åstadkoms med hjälp av fixeringsorgan anord- nade på batterihöljet (3 O), kretskortet (12) respektive battericellen (20).

3. , En metod enligt krav 2, kännetecknad av att nxermgsorganet som är anordnat på batterihöljet (3 O) är ett komplement till fixeringsorganen anordnade på kretskortet (12) respektive på battericellen (20). '03 UÜ/ÃSU 101-152 FAÅ 45 40 184440 10 15 20 25 lffi 111111” IQIJULI 521 793 9

4. En metod enligt krav 3, kännetecknad av att ñxeringsorganet för kretskortet (12) innefattar tappar (31) anordnade i batterihöljet (30) och kompletterande hål (13) anordnade i kretskortet (12).

5. Ett kretskort (12) till användning i metoden enligt något av kraven 1-4, där kretskortet (12) innefattar tryckta kretsar för ett batteripaket, elektroniska komponenter och åtminstone ett anslutningsorgan (18, 19) som är monterat på kretskortet (12) som en elektronikkornponent av standardtyp och anslutet till kretskortets ( 12) krets, kännetecknat av att anslutningsorganet (18, 19) i sitt monterade läge har en utsträckning som är belägen väsentligen inom den yttre konturen av lcretskortet (12).

6. Ett kretskort enligt krav 5, kännetecknat av att anslutningsorganet (18, 19) är ytmonterat och lött till kretskortets (12) krets.

7. Ett kretskort enligt krav 5 eller 6, kännetecknat av att anslutningsorganet (18, 19) är gjort av nickel

8. Användning av ett kretskort med tryckta kretsar enligt något av kraven 5-7 i ett batteripaket för en elektronisk anordning, såsom en mobil terminal.

9. Användning av ett kretskort enligt krav 8, kännetecknad av att kretskortet (12) är anslutet till en battericell (20) och monterat i ett batteripaket enligt metoden i något av kraven 1-6.