WO2015174634A1 - 배터리 보호회로 패키지 - Google Patents

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WO2015174634A1
WO2015174634A1 PCT/KR2015/003486 KR2015003486W WO2015174634A1 WO 2015174634 A1 WO2015174634 A1 WO 2015174634A1 KR 2015003486 W KR2015003486 W KR 2015003486W WO 2015174634 A1 WO2015174634 A1 WO 2015174634A1
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protection circuit
battery
nfc antenna
battery protection
lead
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PCT/KR2015/003486
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나혁휘
황호석
김영석
안상훈
이현석
박성범
김선호
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주식회사 아이티엠반도체
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery protection circuit package, and more particularly, to a protection circuit package that can be miniaturized and can simplify the process.
  • NFC Near Field Communication
  • NFC Near Field Communication
  • NFC Near Field Communication
  • NFC Near Field Communication
  • NFC Near Field Communication
  • Lithium-ion batteries are the most widely used batteries in mobile terminals, but are overheated during overcharging and overcurrent, and if the heat continues and the temperature increases, the lithium ion battery has a risk of performance deterioration and explosion. Therefore, a conventional battery is equipped with a protection circuit device for detecting and blocking overcharge, overdischarge, and overcurrent, or install and use a protection circuit structure for detecting overcharge, overdischarge, and heat from outside the battery and blocking operation of the battery. do.
  • the present invention is to solve the various problems including the above problems, an object of the present invention to implement a battery protection circuit package having an NFC antenna.
  • these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.
  • a battery protection circuit package may be provided.
  • the battery protection circuit package may be electrically connected to an electrode terminal of a battery bare cell, the substrate;
  • An NFC antenna structure mounted on the substrate and having an NFC antenna embedded therein;
  • a battery protection circuit element sealedly disposed on the substrate and including a protection IC, a field effect transistor (FET), and at least one passive element.
  • FET field effect transistor
  • the substrate is a lead frame, and the lead frames are disposed at both edge portions, respectively, and leads for first internal connection terminals and second electrodes that can be electrically connected to electrode terminals of the battery bare cell.
  • an external connection terminal lead disposed between the first internal connection terminal lead and the second internal connection terminal lead and constituting a plurality of external connection terminals.
  • Any one of the plurality of external connection terminals may be an NFC external connection terminal.
  • the battery protection circuit element and the NFC antenna structure may be mounted on at least a portion of the surface of the lead frame using surface mount technology.
  • the battery protection circuit package further comprises an electrical connection member for electrically connecting any two selected from the group consisting of the NFC antenna structure, the protection IC, the field effect transistor and the plurality of leads,
  • the battery protection circuit can be configured without using a printed circuit board.
  • the substrate may include a lead frame, the lead frame is disposed at both edge portions, respectively, the lead for the first internal connection terminal electrically connected to the electrode terminal of the battery bare cell and A second internal connection terminal lead; And an external connection terminal lead disposed between the first internal connection terminal lead and the second internal connection terminal lead and constituting a plurality of external connection terminals. Any one of the plurality of external connection terminals may be an NFC external connection terminal.
  • the battery protection circuit package is disposed on the lead frame to be electrically connected to the lead frame, further comprising a device package, the printed circuit board mounted with the battery protection circuit element and the NFC antenna structure. can do.
  • a battery protection circuit package may be provided.
  • the battery protection circuit package is a package that can be electrically connected to the electrode terminal of the battery bare cell, the substrate; At least one antenna structure mounted on the substrate and including an NFC antenna; And a battery protection circuit element mounted on the substrate and including a protection IC, a field effect transistor (FET), and at least one passive element.
  • FET field effect transistor
  • the antenna structure may have a chip shape.
  • the antenna structure may include an inductor capable of resonating in the NFC frequency band.
  • the antenna structure includes a coil having a first winding direction, and when the side surface of the battery bare cell is composed of a wide surface and a narrow surface, the direction of the magnetic field induced by the inductor is the battery It may be perpendicular to the wide surface of the bare cell.
  • the at least one antenna structure includes a plurality of antenna structures spaced apart from each other, each of the plurality of antenna structures includes a coil having the same winding direction, the side of the battery bare cell
  • the direction of the magnetic field induced by the inductor may be perpendicular to the wide surface among the side surfaces of the battery bare cell.
  • the at least one antenna structure includes a plurality of antenna structures spaced apart from each other, the antenna structure of some of the plurality of antenna structures includes a coil having a first winding direction, the plurality of antenna structures The remaining antenna structure of the antenna structure of the includes a coil having a second winding direction perpendicular to the first winding direction, when the side surface of the battery bare cell is composed of a wide surface and a narrow surface, the first winding
  • the direction of the magnetic field induced in the coil having a direction is perpendicular to the wide surface in the side of the battery bare cell
  • the direction of the magnetic field induced in the coil having the second winding direction is perpendicular to the narrow surface in the side of the battery bare cell.
  • the battery protection circuit package may further include an encapsulant for sealing the antenna structure and the battery protection circuit element.
  • the substrate may be disposed at both edge portions, and each of the first internal connection terminal lead and the second internal connection terminal lead electrically connected to the electrode terminals of the battery bare cell; And an external connection terminal lead disposed between the first internal connection terminal lead and the second internal connection terminal lead and constituting a plurality of external connection terminals.
  • the battery protection circuit can be configured without using a printed circuit board.
  • At least one selected from the antenna structure, the protection IC, and the field effect transistor is not inserted into and fixed in the form of a semiconductor package on the lead frame, but the surface of the lead frame is fixed by surface mounting technology. On at least a portion of the surface, it may be mounted and fixed in the form of a chip die not sealed with a separate encapsulant.
  • the substrate may include a printed circuit board.
  • a battery protection circuit package may be provided.
  • the battery protection circuit package may be a package electrically connected to an electrode terminal of a battery bare cell, the substrate having conductive line patterns formed thereon;
  • a battery protection circuit element mounted on the substrate and including a protection IC, a field effect transistor (FET) and at least one passive element;
  • FET field effect transistor
  • NFC antenna structure mounted on the substrate.
  • the conductive line pattern forms at least a portion of an extension antenna connected to the NFC antenna structure to form a loop.
  • the substrate includes a printed circuit board (PCB), the conductive line pattern is a pattern formed on the printed circuit board and one end and the other end of the conductive line pattern are connected to the NFC antenna structure, respectively.
  • the extension antenna may be formed only with the conductive line pattern.
  • the conductive line pattern may surround an edge of the printed circuit board.
  • the substrate is composed of a lead frame composed of a plurality of leads and a printed circuit board (PCB) disposed on the lead frame, the lead frames are disposed at both edge portions, respectively, and the battery
  • a first internal connection terminal lead and a second internal connection terminal lead electrically connected to an electrode terminal of the bare cell;
  • An external connection terminal lead disposed between the first internal connection terminal lead and the second internal connection terminal lead and constituting a plurality of external connection terminals;
  • a dummy lead disposed between the first internal connection lead and the second internal connection lead, the dummy lead forming a part of the loop, wherein the conductive line pattern is formed on the printed circuit board. Both ends of the conductive line pattern and both ends of the dummy lead are connected by an electrical connection member, so that the extension antenna may include the conductive line pattern, the dummy lead, and the electrical connection member.
  • the printed circuit board may be disposed on the lead for the external connection terminal so as not to overlap with the dummy lead.
  • the battery protection circuit package may further include an encapsulant sealing at least one selected from at least a portion of the substrate, the battery protection circuit element, the NFC antenna structure, and the conductive line pattern.
  • the length of the extension antenna may be set such that a ratio of the value of the inductance generated by the extension antenna and the value of the inductance generated by the NFC antenna structure is 13% or more.
  • FIG. 1A is a circuit diagram of a battery protection circuit to be implemented by a part of a battery protection circuit package according to a comparative example of the present invention.
  • NFC near field communication
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a battery pack including a battery protection circuit package according to a comparative example of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a battery protection circuit package according to a comparative example of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a battery pack having a battery protection circuit package according to a comparative example of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of a battery pack including a battery protection circuit package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A is a perspective view of a battery protection circuit package according to an embodiment of the present invention.
  • 6B is a partial perspective view of a battery protection circuit package according to another embodiment of the present invention.
  • 6C is a perspective view of a battery protection circuit package according to a modified embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a battery pack having a battery protection circuit package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a battery pack including a battery protection circuit package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a battery protection circuit package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of a battery pack including a battery protection circuit package and an antenna package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view of a battery protection circuit package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view of an antenna package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of a battery pack including a battery protection circuit package and an antenna package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14A and 14B are perspective views of a battery protection circuit package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating a configuration according to an embodiment before forming an encapsulant in the battery protection circuit package of the present invention.
  • 16A to 16C are perspective views illustrating a configuration according to another embodiment before forming an encapsulant in the battery protection circuit package of the present invention.
  • first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, layers, and / or parts, these members, parts, regions, layers, and / or parts are defined by these terms. It is obvious that not. These terms are only used to distinguish one member, part, region, pattern, pad, layer or portion from another region, pattern, pad, layer or portion.
  • top or “above” and “bottom” or “bottom” may be used herein to describe the relationship of certain elements to other elements as illustrated in the figures. It may be understood that relative terms are intended to include other directions of the device in addition to the direction depicted in the figures. For example, if the device is turned over in the figures, elements depicted as present on the face of the top of the other elements are oriented on the face of the bottom of the other elements. Thus, the exemplary term “top” may include both “bottom” and “top” directions depending on the particular direction of the figure. If the device faces in the other direction (rotated 90 degrees relative to the other direction), the relative descriptions used herein can be interpreted accordingly.
  • the lead frame is a structure in which lead terminals are patterned on a metal frame, and may be distinguished from a printed circuit board having a metal wiring layer formed on an insulating core in its structure or thickness.
  • the battery protection circuit to be implemented by a part of the battery protection circuit package according to an embodiment of the present invention, except that there is no NFC connection terminal (PD1, PD2), the protection according to the comparative example of the present invention shown in Figure 1a It may be the same as the circuit.
  • the battery protection circuit 10 is connected to the battery cells by the first and second internal connection terminals B + and B-, and is connected to a charger when charging and operated by battery power when discharging.
  • First to third external connection terminals (P +, CF, P-) for connecting to the electronic device (eg, portable terminal, etc.) is provided.
  • the first external connection terminal P + and the third external connection terminal P- among the first to third external connection terminals P +, CF, and P- are for power supply and the other external connection terminal is
  • the second external connection terminals CF, ID for example, classify the battery and charge the battery according to the battery.
  • the second external connection terminals CF and ID may apply a thermistor, which is a component that senses the battery temperature during charging, and may be used as a terminal to which other functions are applied.
  • the battery protection circuit 10 is a connection structure of the dual FET chip 110, the protection integrated circuit 120, the resistors R1, R2, and R3, the varistor V1, and the capacitors C1 and C2.
  • the dual FET chip 110 includes a first field effect transistor FET1 and a second field effect transistor FET2 having a drain common structure.
  • the protection IC 120 is connected to the first internal connection terminal B +, which is a positive terminal of the battery, through a resistor R1, and a charge voltage or a discharge voltage is applied through the first node n1.
  • the inside of the protection IC 120 includes a reference voltage setting unit, a comparison unit for comparing the reference voltage and the charge / discharge voltage, an overcurrent detector, and a charge / discharge detector.
  • the criterion for determining the charge and discharge states can be changed to a specification required by the user, and the charge / discharge state is determined by recognizing the voltage difference of each terminal of the protection IC 120 according to the determined criterion.
  • the DO terminal goes low to turn off the first field effect transistor FET1
  • the overcharge state reaches the overcharge state
  • the CO terminal goes low.
  • the field effect transistor FET2 is turned off, and when the overcurrent flows, the second field effect transistor FET2 is charged during charging and the first field effect transistor FET1 is turned off when discharging.
  • the resistor R1 and the capacitor C1 serve to stabilize the fluctuation of the power supply of the protection IC 120.
  • the resistor R1 is connected between the first node n1, which is the power supply V1 of the battery, and the VDD terminal of the protection IC 120, and the capacitor C1 is connected between the VDD terminal and the VSS terminal of the protection IC. do.
  • the first node n1 is connected to the first internal connection terminal B + and the first external connection terminal P +.
  • the resistor R1 is made larger, the detection voltage is increased due to the current penetrating into the protection IC 120 during voltage detection. Therefore, the value of the resistor R1 is set to an appropriate value of 1 K? Or less.
  • the value of the capacitor (C1) has a suitable value of 0.01 ⁇ F or more for stable operation.
  • the resistors R1 and R2 become current limiting resistors when the high voltage charger or the charger exceeding the absolute maximum rating of the protection IC 120 is connected upside down.
  • the resistor R2 is connected between the V-terminal of the protection IC 120 and the second node n2 to which the source terminal S2 of the second field effect transistor FET2 is connected. Since the resistors R1 and R2 may cause power consumption, the sum of the resistance values of the resistors R1 and R2 is usually set to be larger than 1 K ⁇ . If the resistor R2 is too large, no recovery may occur after the overcharge cutoff, and thus the value of the resistor R2 is set to a value of 10 K? Or less.
  • the capacitor C2 is the source node S1 (or VSS terminal, the second internal connection terminal B) of the second node n2 (or the third external connection terminal P ⁇ ) and the first field effect transistor FET1. -)) Has a structure that is connected between.
  • the capacitor C2 does not significantly affect the characteristics of the battery protection circuit product, but is added for the user's request or stability.
  • the capacitor C2 is for the effect of stabilizing the system by improving resistance to voltage fluctuations or external noise.
  • the resistor R3 and the varistor V1 are elements for ESD protection and surge protection.
  • the resistor R3 and the varistor V1 are connected to each other in parallel to each other so that the second external connection terminal CF and the second node n2 ( Or it is connected between the third external connection terminal (P-).
  • the varistor (V1) is a device that lowers the resistance when an overvoltage occurs, and when the overvoltage occurs, the resistance is lowered to minimize circuit damage due to the overvoltage.
  • an NFC circuit 141 may be added in addition to the above-described battery protection circuit to support Near Field Communication (NFC).
  • the added NFC circuit 141 may include, for example, an NFC external connection terminal NFC1, NFC connection terminals PD1 and PD2, and NFC matching elements C3, C4, C5, and C6.
  • the NFC connection terminals PD1 and PD2 disclosed in the circuit diagram of FIG. 1A are implemented as terminals 60-1 and 60-2 in the package 300a shown in FIG. 3, and are located around the battery pack 600a. It may be in contact with the ends (472, 474 of FIG. 2) of the NFC antenna (470 of FIGS. 2 and 4) disposed.
  • the NFC antenna 470 may be, for example, a loop type antenna.
  • the NFC matching elements C3, C4, C5 and C6 and the NFC antenna 470 may be electrically connected to each other to close the closed loop. loops).
  • the NFC matching elements C3, C4, C5, and C6 may be, for example, capacitors for frequency matching.
  • both ends 472 and 474 of the NFC antenna 470 are connected to a capacitor which is the NFC matching element to form a closed loop, and the NFC antenna 470 and the capacitors C3, C4, C5 and C6 Using the generated resonance, a frequency region for NFC communication of 13.56 MHz can be generated to communicate with the NFC device.
  • a general short-range wireless communication (NFC) configuration includes an NFC control integrated circuit unit 142, a SIMP chip 144, and a reader 148.
  • a first inductor 146 and a second inductor 147 are provided between the U SIM chip 144 and the reader 148, and the first capacitor unit 145 between the U SIM chip 144 and the first inductor 146. May be provided.
  • the second capacitor unit 143 may be provided between the NFC control integrated circuit unit 142 and the SIM chip 144.
  • the above-described NFC antenna 470 corresponds to the first inductor 146 shown in FIG. 1B, and the above-described capacitors C3, C4, C5, and C6 correspond to the first capacitor unit 145 shown in FIG. 1B. do.
  • the first inductor 146 and the first capacitor unit 145 are connected to the NFC control integrated circuit unit 142, the second capacitor unit 143, and the SIM chip 144 through the NFC external connection terminal NFC1 described above. .
  • the NFC antenna 470 is disposed over the side of the battery bare cell 400 constituting the battery pack 600a. do. End portions 472 and 474 of the NFC antenna 470 may be bonded to the terminal pads 60-1 and 60-2 of the battery protection circuit package 300a by, for example, a soldering process.
  • the battery protection circuit package 300a since the battery protection circuit package 300a requires the configuration of the terminal pads 60-1 and 60-2 for the antenna soldering process, the battery protection circuit package 300a is disadvantageous in miniaturization of the package and entails limitations in securing the package internal space.
  • the manufacturing process of the battery pack is complicated by the antenna soldering process.
  • the junction portion of the NFC antenna 470 and the battery protection circuit package 300a is weak in structure, the shear strength may be low in terms of the overall structure.
  • the battery protection circuit package according to the embodiments of the present invention overcomes the above-mentioned problems by providing an NFC antenna structure including an NFC antenna.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of a battery pack including a battery protection circuit package according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6a is a perspective view of a battery protection circuit package according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6b is a view of the present invention
  • 6 is a perspective view of a battery protection circuit package according to another embodiment
  • FIG. 6C is a perspective view of a battery protection circuit package according to a modified embodiment of the present invention
  • FIG. 7 shows a battery protection circuit package according to an embodiment of the present invention. It is a combined perspective view of the battery pack provided.
  • the battery protection circuit package 300b is a package that can be electrically connected to the electrode terminals 410 and 430 of the battery bare cell 400.
  • the NFC antenna embedded in the NFC antenna structure 140 may include an inductor that may resonate in the NFC frequency band.
  • the battery protection circuit package 300b is a package that can be electrically connected to the electrode terminals 410 and 430 of the battery bare cell 400.
  • the battery protection circuit device is disposed on the substrates 50 and 60, and includes a protection IC 120, a field effect transistor 110, and at least one passive device 130.
  • the first substrate 50 is a lead frame composed of a plurality of leads 50-1 to 50-6 spaced apart from each other, and the second substrate 60 is electrically connected to the lead frame.
  • the battery protection circuit package 300b may further include an encapsulant 250.
  • the encapsulant 250 may seal at least one selected from the battery protection circuit device and the NFC antenna structure 140.
  • the encapsulant 250 may seal the battery protection circuit element and the NFC antenna structure 140 integrally.
  • the encapsulant 250 may be spaced apart from each other and seal the battery protection circuit device and the NFC antenna structure 140, respectively.
  • the battery protection circuit package 300b is a package that can be electrically connected to the electrode terminals 410 and 430 of the battery bare cell 400.
  • the battery protection circuit device is disposed on the substrate 60 and includes a protection IC 120, a field effect transistor 110, and at least one passive device 130.
  • the substrate 60 is a printed circuit board
  • the NFC antenna structure 140 and the battery protection circuit element may be mounted on the printed circuit board. Both ends of the substrate 60, which is a printed circuit board, may be bonded to the leads 55, which may be electrically connected to the battery bare cell.
  • the substrate on which the battery protection circuit element and the NFC antenna structure may be mounted may be made of only a lead frame composed of a plurality of leads spaced apart from each other. Detailed description thereof will be described later.
  • the battery protection circuit package includes at least one NFC antenna structure including an NFC antenna.
  • NFC antenna structure including an NFC antenna.
  • NFC antenna structure 140 constituting the battery protection circuit package according to some embodiments of the present invention may have a chip form.
  • the NFC antenna structure 140 constituting the battery protection circuit package may include an inductor that may resonate in the NFC frequency band, where the NFC antenna structure 140 is configured.
  • the inductor corresponds to the first inductor 146 shown in FIG. 1B, and may replace the NFC antenna 470 constituting the battery protection circuit package 300a according to the comparative example of FIG. 2. .
  • the NFC antenna structure 140 constituting the battery protection circuit package according to the modified embodiments of the present invention is the first capacitor unit 145, the second capacitor unit 143 and NFC control integrated shown in FIG. At least one selected from the circuit unit 142 may be further included.
  • Terminal pads for the antenna soldering process by introducing the NFC antenna structure 140 including the NFC antenna in the battery protection circuit package 300b according to some embodiments of the present invention (60-1, 60-2 of Figure 3) Since the configuration of the present invention is unnecessary, the package can be miniaturized and it is advantageous to secure a space inside the package. In addition, the antenna soldering process can be omitted, thereby simplifying the manufacturing process of the battery pack. Furthermore, the shear strength can be improved in terms of the overall structure by mounting and sealing the NFC antenna in the form of a chip inside the battery protection circuit package without disposing the film-shaped NFC antenna outside the battery protection circuit package.
  • the NFC antenna structure 140 including an inductor capable of resonating in the NFC frequency band may have various winding structures.
  • the winding structure shown in Figs. 6B and 6C includes a coil having a first winding direction.
  • the winding structure may include a nickel ferrite core 146a; And a coil 146c having a first winding direction wound in a direction parallel to the x-axis direction and the z-axis direction to surround the bobbin 146b.
  • the direction of the induced magnetic field generated in conjunction with the NFC reader 148 is parallel to the y-axis direction.
  • the side surface of the battery bare cell 400 is composed of a wide surface (vertical to the y-axis) and a narrow surface (vertical to the x-axis), induced in the NFC antenna structure 140 including the inductor
  • the direction of the magnetic field may be perpendicular to the wide surface of the battery bare cell 400.
  • near field communication may be implemented when the wide surfaces of the NFC reader and the side surface of the battery bare cell 400 are located next to each other.
  • the NFC antenna structure 140 including the winding structure shown in (a) of FIGS. 6A and 6B may be disposed in a plurality of spaced apart from each other. If the NFC antenna structure 140 has a chip shape, the battery protection circuit package may include a plurality of chips including an NFC antenna.
  • the description of each winding structure is the same as described above in the first example. That is, each of the plurality of NFC antenna structures 140 includes a coil 146c having the same first winding direction, as shown in FIGS. 6A and 6B (a), and the battery bare cell 400.
  • the direction of the magnetic fields induced by the NFC antenna structures 140 is the battery bare cell 400. May be perpendicular to the wide surface.
  • the battery protection circuit package is provided with a single chip including an NFC antenna, in the single chip of Figure 6a and 6b ( A plurality of winding structures shown in a) may be disposed.
  • near field communication may be implemented when the wide surfaces of the NFC reader and the battery bare cell 400 are located next to each other, than in the case of the NFC antenna structure 140 of the first example.
  • the effect of improving the sensitivity of near field communication can be expected.
  • the battery protection circuit package includes a plurality of NFC antenna structures 140 spaced apart from each other, and the NFC antenna structures of some of the plurality of NFC antenna structures are illustrated in FIGS. 6A and 6B (a). As shown, a coil 146c having a first winding direction, and the remaining NFC antenna structure of the plurality of NFC antenna structures, as shown in (b) of FIGS. 6A and 6B, the first It may include a coil 146c having a second winding direction perpendicular to the winding direction.
  • the winding structure having the first winding direction may include a nickel ferrite core 146a; And a coil 146c wound in a direction parallel to the x-axis direction and the z-axis direction to surround the bobbin 146b, wherein the winding structure having the second winding direction includes a core 146a of nickel ferrite material; And a coil 146c wound in a direction parallel to the y-axis direction and the z-axis direction to surround the bobbin 146b.
  • the direction of the magnetic field induced in the coil having the first winding direction is The direction of the magnetic field induced in the coil having the second winding direction and perpendicular to the wide surface of the battery bare cell 400 may be perpendicular to the narrow surface of the side of the battery bare cell 400.
  • the battery protection circuit package has a chip structure having a first NFC antenna structure having a chip shape having a winding structure in the first winding direction and a winding structure having a second winding direction. All of the second NFC antenna structure of the form may be provided.
  • the battery protection circuit package includes a winding structure including a coil 146c having the first winding direction and a coil 146c having the second winding direction in a single chip including an NFC antenna. Both winding structures can be provided.
  • the near field communication can be implemented even if the wide width of the NFC reader and the side of the battery bare cell 400 is not located in parallel with each other and forming an arbitrary angle, the sensitivity of the near field communication An improved effect can be expected.
  • the winding wire structure constituting the NFC antenna structure 140 has been described as a winding structure wound the coil around the core.
  • the NFC antenna structure according to the technical idea of the present invention is not limited to this winding structure, and may be implemented by, for example, patterning a conductive material.
  • the battery protection circuit package 300b and the battery pack 600b including the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
  • the battery bare cell 400 includes an electrode assembly and a cap assembly.
  • the electrode assembly is interposed between a positive electrode plate formed by applying a positive electrode active material to a positive electrode current collector, a negative electrode plate formed by applying a negative electrode active material to a negative electrode current collector, and between the positive electrode plate and the negative electrode plate to prevent short circuit between the two electrode plates and to move lithium ions.
  • the separator can be made.
  • the positive electrode tab attached to the positive electrode plate and the negative electrode tab attached to the negative electrode plate may be withdrawn from the electrode assembly.
  • the cap assembly includes a negative electrode terminal 410, a gasket (not shown), a cap plate 430, and the like.
  • the cap plate 430 may serve as a positive electrode terminal.
  • the negative electrode terminal 410 may be referred to as a negative electrode cell or an electrode cell.
  • the gasket may be formed of an insulating material to insulate the negative electrode terminal 410 from the cap plate 430. Accordingly, the electrode terminal of the battery bare cell may include the negative electrode terminal 410 and the cap plate 430.
  • the holder 480 includes a body part formed of resin and at least one through hole formed in the body part.
  • the holder 480 serves as a guide for aligning and mounting the battery protection circuit package 300b on the top surface 430 of the battery bare cell 400, and furthermore, the battery protection circuit package 300b is a battery bare cell. It may serve as a support to be fixed on the upper surface 430 of the (400). Furthermore, the holder 480 may be combined with the case 600 to serve to fix the case 600.
  • the battery protection circuit package 300b is disposed at both edge portions, respectively, and includes a first internal connection terminal lead 50-1 and a second electrode electrically connected to the electrode terminals 410 and 430 of the battery bare cell 400.
  • an external connection terminal lead 50-2 disposed between the first internal connection terminal lead 50-1 and the second internal connection terminal lead 50-6, constituting a plurality of external connection terminals. 50-3, 50-4, and 50-5); may include a lead frame 50.
  • the lead 50-1 for the first internal connection terminal corresponds to the first internal connection terminal (B + in FIG. 1A).
  • the second internal connection lead 50-6 corresponds to the second internal connection terminal B- of FIG. 1A
  • the external connection terminal lead 50-2 corresponds to the first external connection terminal (FIG. 1A).
  • the lead 50-3 for the external connection terminal corresponds to the second external connection terminal (CF in Fig. 1a)
  • the lead 50-4 for the external connection terminal is the third external connection terminal
  • the lead 50-5 for an external connection terminal may correspond to an NFC external connection terminal (NFC1 of FIG. 1A).
  • the battery protection circuit package 300b may further include a device package.
  • the device package is disposed on the lead frame 50 to be electrically connected to the lead frame 50, and the printed circuit board 60 on which the battery protection circuit elements 110, 120, 130 and the NFC antenna structure 140 are mounted. ) May be included.
  • the configuration, number, arrangement, etc. of the protection IC 120, the field effect transistor 110, and the at least one passive element 130 constituting the battery protection circuit element may be appropriately modified according to the additional function of the protection circuit.
  • the arrangement of the dual FET chip 110 and the protection IC 120 has a structure in which the dual FET chip 110 and the protection IC 120 are stacked up and down. As a modified embodiment, it may have a structure disposed adjacent to each other. For example, the protection IC 120 may be stacked on the upper surface of the dual FET chip 110.
  • the dual FET chip 110 includes a first field effect transistor having a common drain structure and a second field effect transistor, that is, two field effect transistors (FETs), and an external terminal thereof has a first gate terminal of the first field effect transistor.
  • the upper surface of the dual FET chip 110 includes the first and second source terminals G1 and S1, and the second gate terminal G2 and the second source terminal S2 of the second field effect transistor.
  • the common drain terminal D may have a structure provided on the lower surface of the dual FET chip 110.
  • the protection IC 120 may have a structure in which the protection IC 120 is stacked on the upper surface of the dual FET chip 110.
  • the protection IC 120 is stacked in a region (eg, a central portion) except for a portion where external terminals on the dual FET chip 110 are disposed.
  • an insulating film for insulation may be disposed between the protection IC 120 and the dual FET chip 110, and the protection IC 120 and the dual FET chip 110 may be bonded with an adhesive of an insulating material.
  • the DO terminal DO of the protection IC 120 is electrically connected to the first gate terminal G1 through a wire or a wire.
  • the CO terminal CO of the protection IC 120 is electrically connected to the second gate terminal G2 through a wire or a wiring.
  • the area mounted on the substrate can be reduced, thereby miniaturizing or increasing the capacity of the battery.
  • the encapsulant 250 may seal the battery protection circuit elements 110, 120, and 130 and the NFC antenna structure 140 mounted on the substrates 50 and 60 from the outside.
  • the encapsulant 250 may include, for example, an epoxy molding compound (EMC).
  • EMC epoxy molding compound
  • an encapsulant for sealing the battery protection circuit elements 110, 120, and 130 and an encapsulant for sealing the NFC antenna structure 140 may be integrally formed without being distinguished.
  • the first encapsulant sealing the battery protection circuit elements 110, 120, 130 and the second encapsulant sealing the NFC antenna structure 140 may be formed to be spaced apart from each other. Even in this case, the first encapsulation material and the second encapsulation material may be simultaneously formed by a single process.
  • the upper case 500 may include a through hole 550 formed to expose the leads 50-2, 50-3, 50-4, and 50-5 for external connection terminals of the battery protection circuit package 300b. .
  • the upper case 500 may be coupled to the fastening member configured in the holder 480 to be fixed on the upper surface of the battery bare cell 400.
  • a substrate on which the battery protection circuit elements 110, 120, 130 and the NFC antenna structure 140 are mounted is a printed circuit board 60. It may be composed of only the lead frame 50, not. In this case, the battery protection circuit elements 110, 120, 130 and the NFC antenna structure 140 may be mounted on at least a portion of the surface of the lead frame 50 using surface mount technology. Furthermore, an electrical circuit electrically connecting any two selected from the group consisting of the protection IC 120, the field effect transistor 110, and the plurality of leads 50-2, 50-3, 50-4, and 50-5. By further providing a connection member, the battery protection circuit can be configured without using a separate printed circuit board.
  • the electrical connection member may include a bonding wire or a bonding ribbon.
  • the modified embodiment of the present invention constituting the substrate by only the lead frame 50, NFC antenna structure 140, protection IC 120 and / or field effect transistor 110 on the lead frame 50.
  • a chip die is implemented by performing a sawing process without sealing a separate encapsulant on a wafer on which a plurality of array-type structures (eg, a protection IC and a field effect transistor) are formed.
  • the PTC structure 350 may be connected to one end of the battery protection circuit package 300b according to some embodiments of the present invention.
  • the PTC structure 350 may include the PTC device 310, the metal layer 320 attached to the first surface, which is one of the top and bottom surfaces of the PTC device 310, and the other of the top and bottom surfaces of the PTC device 310. It includes a conductive connecting member 340 attached to the second surface of the surface.
  • the metal layer 320 is bonded to one of the leads selected from the first internal connection lead (B +) and the second internal connection lead (B-), and the connection member 340 is connected to the electrode terminals of the battery bare cell. Can be bonded.
  • the metal layer 320, the connection member 340, and / or the lead frame 50 may be made of nickel, copper, nickel plated copper, or other metal.
  • the metal layer 320 may be formed of any one of the first internal terminal lead (B +) and the second internal terminal lead (B-) and laser welding, resistance welding, soldering, and a conductive adhesive (eg, For example, it may be bonded in any one manner selected from the group consisting of a conductive epoxy), a conductive tape.
  • a conductive adhesive eg, For example, it may be bonded in any one manner selected from the group consisting of a conductive epoxy), a conductive tape.
  • the PTC (Positive Temperature Coefficient) element 310 can be formed by, for example, dispersing conductive particles in a crystalline polymer. Accordingly, the PTC element 310 becomes a passage through which a current flows between the metal layer 320 and the conductive connecting member 340 below the set temperature. However, when the temperature rises above the set temperature due to overcurrent, the crystalline polymer expands and the connection between the conductive particles dispersed in the crystalline polymer is separated, thereby rapidly increasing the resistance. Therefore, the flow of current between the metal layer 320 and the conductive connecting member 340 is blocked or the flow of current is reduced.
  • the PTC device 310 serves as a safety device for preventing the battery from being ruptured.
  • the PTC device 310 shrinks the crystalline polymer and restores the connection between the conductive particles, thereby smoothly flowing the current.
  • the lead frame 50 constituting the battery protection circuit package 300b is electrically connected to an electrode terminal of the battery bare cell via a PTC structure.
  • the second internal connection lead 50-6 of the terminal lead frame 50 may be electrically connected to the negative electrode terminal 410 of the battery bare cell through the PTC structure 350. That is, the lead 50-6 for the second internal connection terminal of the lead frame 50 is bonded to the metal layer 320, through the PTC element 310, and through the conductive connection member 340, to the negative electrode terminal of the battery bare cell. And electrically connected to 410.
  • the metal layer 320 is configured to be limited to the upper surface on one surface of the PTC device 310
  • the connection member 340 extends to the negative terminal 410 of the battery bare cell on the other surface of the PTC device 310. It may be configured to.
  • the connection member 340 is any one selected from the group consisting of a negative electrode terminal 410 of the battery bare cell, laser welding, resistance welding, soldering and conductive adhesive (for example, conductive epoxy), conductive tape Can be bonded.
  • the length of the lead frame 50 is the center of the upper surface of the battery bare cell 400 (eg, the negative terminal 410). It can be configured to be arranged on one side relative to). Furthermore, the battery protection circuit package 300b to which the PTC structure 350 is coupled may be configured to be disposed on one side with respect to the center of the upper surface of the battery bare cell 400 (eg, the negative electrode terminal 410). have. For example, the length of the battery protection circuit package 300b to which the PTC structure 350 is coupled may be approximately half (L / 2) of the total length L of the cap plate 430.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a battery pack including a battery protection circuit package according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a perspective view of a battery protection circuit package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A is a perspective view illustrating the structure 200c before the encapsulant 250 is formed
  • FIG. 9B shows a battery protection circuit package 300c in which the encapsulant 250 is formed. It is a perspective view shown.
  • the battery protection circuit package 300c by introducing the NFC antenna structure 140 including the NFC antenna of the terminal pad (60-1, 60-2 of Figure 3) for the antenna soldering process Since no configuration is necessary, the package can be miniaturized and it is advantageous to secure space inside the package. In addition, the antenna soldering process can be omitted, thereby simplifying the manufacturing process of the battery pack. Furthermore, the shear strength can be improved in terms of the overall structure by mounting and sealing the NFC antenna in the form of a chip inside the battery protection circuit package without disposing and bonding a film-shaped NFC antenna to the outside of the battery protection circuit package.
  • the battery protection circuit package 300c Lead frame 50 constituting the is not to be disposed on one side based on the center of the upper surface of the battery bare cell 400 (for example, the negative electrode terminal 410) to be configured to be disposed across both sides of the center Can be.
  • the NFC antenna structure 140 is disposed at one side of the negative electrode terminal 410 of the battery bare cell 400, and the battery protection circuit device is located at the other side of the negative electrode terminal 410 of the battery bare cell 400. Can be deployed.
  • the NFC antenna structure 140 and the battery protection circuit device may be disposed on one side with respect to the negative terminal 410 of the battery bare cell 400.
  • the battery protection circuit package 300c to which the PTC structure 350 is coupled may be configured to be disposed at both sides of the center of the upper surface of the battery bare cell 400 (for example, the negative electrode terminal 410). have.
  • the length of the battery protection circuit package 300c to which the PTC structure 350 is coupled may be approximately greater than half L / 2 of the total length L of the cap plate 430.
  • FIGS. 5 to 7 the description of the battery protection circuit package 300c and the battery pack 600c having the same according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 8 and 9 are illustrated in FIGS. 5 to 7. Since the descriptions of the battery protection circuit package 300b and the battery pack 600b including the same overlap with those of the exemplary embodiment, the description thereof will be omitted herein.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of a battery pack including a battery protection circuit package and an antenna package according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a perspective view of a battery protection circuit package according to another embodiment of the present invention
  • 12 is a perspective view of an antenna package according to another embodiment of the present invention
  • Figure 13 is a combined perspective view of a battery pack having a battery protection circuit package and an antenna package according to another embodiment of the present invention.
  • the battery pack 600d according to another embodiment of the present invention includes a battery bare cell 400, a battery protection circuit package 300d, an antenna package 300e, and an upper case 500. It is provided.
  • the battery protection circuit package 300d is disposed at one side of the upper surface 430 around the negative terminal 410 of the battery bare cell 400.
  • the battery protection circuit package 300d includes a substrate 50 and a protection IC 120, a field effect transistor 110, and at least one passive element 130 mounted on the substrate 50. 120, an encapsulant 250 for sealing the field effect transistor 110 and at least one passive element 130 is further included.
  • the antenna package 300e includes a lead frame 50; And an NFC antenna structure 140 mounted on the lead frame 50 and including an NFC antenna.
  • the NFC antenna constituting the NFC antenna structure 140 may include an inductor capable of resonating in the NFC frequency band. Since the description of the NFC antenna structure 140 is the same as that described with reference to FIGS. 5 to 7, it will be omitted here.
  • the antenna package 300e is disposed on the other side opposite to one side where the battery protection circuit package 300d is disposed around the negative terminal 410 of the battery bare cell 400.
  • the lead frame 50 constituting the antenna package 300e is bonded to the battery bare cell 400, so that the antenna package 300e may be fixed on the battery bare cell 400.
  • Some of the leads 50-8 of the plurality of leads constituting the lead frame 50 constituting the antenna package 300e may configure an NFC external connection terminal.
  • the upper case 500 is fixed on the upper surface 430 of the battery bare cell 400 via the battery protection circuit package 300d and the antenna package 300e, and an external connection terminal of the battery protection circuit package 300d. 50-2, 50-3, and 50-4, and a through hole 550 formed to expose the NFC external connection terminal 50-8 of the antenna package 300e.
  • the battery protection circuit package 300d and the antenna package 300e may be spaced apart from each other with respect to the negative electrode terminal 410 of the battery bare cell 400. Electrical connection between the battery protection circuit package 300d and the antenna package 300e may be implemented by additionally providing a separate wiring (not shown). Meanwhile, at least a portion of the battery protection circuit package 300d and at least a portion of the antenna package 300e may be bonded and fixed to the upper surface 430 of the battery bare cell 400 having approximately the same level.
  • the battery protection circuit package 300d is disposed at one side of the negative electrode terminal 410 of the battery bare cell 400, so that the other side of the battery is properly used. It is desirable to.
  • the antenna package 300e including the NFC antenna is disposed on the other side of the battery bare cell 400 with respect to the negative terminal 410, so that the compact battery pack 600d may be efficiently utilized by utilizing space. have.
  • the terminal pad for the antenna soldering process by introducing the antenna package 300e sealed the NFC antenna structure 140 including the NFC antenna separately from the battery protection circuit package 300b (60-1, 60 of FIG. 3). Since the configuration of -2) is unnecessary, the battery protection circuit package 300b can be miniaturized and it is advantageous to secure the internal space with the battery protection circuit package 300b. In addition, the antenna soldering process can be omitted, thereby simplifying the manufacturing process of the battery pack. Furthermore, in the overall structure point of view, by mounting and sealing the NFC antenna in the form of a chip inside the antenna package 300e separately from the battery protection circuit package, without arranging and bonding the film-shaped NFC antenna outside the battery protection circuit package. Shear strength can be improved.
  • the insert injection method can be applied, it will be described.
  • the battery pack 600b further includes a holder 480 interposed between the top surface of the battery bare cell 400 and the battery protection circuit package 300b.
  • the holder 480 may be formed by joining the battery protection circuit package 300b by disposing at least a portion of the battery protection circuit package 300b inside the first injection mold and injecting a resin melt into insert injection molding.
  • the upper case 500 may include at least a portion of the battery bare circuit 400 and the battery protection circuit package 300b disposed on the top surface of the battery bare cell 400 in the second injection mold. By placing and injecting a resin melt to insert injection molding, it may be formed by bonding to at least one selected from the battery bare cell 400 and the battery protection circuit package 300b.
  • the insert injection method may be applied to the battery pack 600c according to some embodiments of the present invention illustrated in FIG. 8 in the same manner as described with reference to FIG. 5.
  • a battery pack 600d may include a holder 480 interposed between an upper surface of a battery bare cell 400, a battery protection circuit package 300d, and an antenna package 300e. ) Is further provided.
  • the holder 480 may be formed by joining the antenna package 300e by disposing at least a part of the antenna package 300e inside the third injection mold and injecting a resin melt to insert injection molding. Since the area in which the antenna package 300e is bonded to the battery bare cell 400 is relatively small, the bonding strength of the antenna package 300e may be low, and thus, the antenna package 300e in the battery pack 600d by such injection molding. The bonding strength of can be secured.
  • At least a portion of the battery protection circuit package 300d and at least a portion of the antenna package 300e disposed on the top surface of the battery bare cell 400 and the battery bare cell 400 may be provided with a fourth injection mold.
  • the upper case 500 is implemented by inserting and molding injection molding by disposing the inside of the resin melt.
  • the upper case 500 may be formed by bonding the battery bare cell 400, the battery protection circuit package 300d, and the antenna package 300e.
  • 14A and 14B are perspective views of a battery protection circuit package according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a perspective view illustrating a configuration according to an embodiment before forming an encapsulant in the battery protection circuit package of the present invention.
  • the battery protection circuit package 300b may be electrically connected to the electrode terminals 410 and 430 of the battery bare cell 400.
  • a package comprising: a substrate 60 having conductive line patterns 246 formed thereon; A battery protection circuit element mounted on the substrate 60 and including a protection IC 120, a field effect transistor (FET) 110, and at least one passive element 130; NFC antenna structure 140 mounted on the substrate 60; And at least a portion of the substrate 60, and battery protection circuit elements 110, 120, and 130.
  • FET field effect transistor
  • the substrate 60 includes a printed circuit board (PCB).
  • a battery protection circuit element including a protection IC 120, a field effect transistor (FET) 110 and at least one passive element 130, is mounted directly on a substrate 60 comprised of a printed circuit board.
  • FET field effect transistor
  • the battery protection circuit package 300b illustrated in FIGS. 8, 14A, and 14B may be implemented by forming an encapsulant 250 that seals at least one selected from the antenna structure 140 and the conductive line pattern 246. .
  • Both ends of the substrate 60 which is a printed circuit board, may be bonded to the leads 50-1 and 50-7 which may be electrically connected to the battery bare cell.
  • the external connection terminals 50-2, 50-3, 50-4, and 50-5 shown in the battery protection circuit package 300b shown in FIGS. 8 and 14B are formed on the other surface of the printed circuit board. It can be understood as a pad.
  • the other surface of the printed circuit board is a surface opposite to one surface of the printed circuit board on which the battery protection circuit elements 110, 120, and 130 are mounted.
  • the conductive line pattern 246 may form at least a portion of the extension antenna connected to the NFC antenna structure 140 to form a loop.
  • the loop has any shape that can generate inductance.
  • the loop is not necessarily limited to a closed loop.
  • the extension antenna may be formed only of the conductive line pattern 145.
  • the conductive line pattern 246 is a pattern formed on a printed circuit board, but a wiring pattern for electrical connection between a winding wire protection IC 120, a field effect transistor (FET) 110, and at least one passive element 130. Rather, it may be a pattern formed separately to form at least a part of the first inductor 146 illustrated in FIG. 1B.
  • the conductive line pattern 145 may be a pattern covering the edge of the printed circuit board.
  • the antenna sensitivity may be relatively low, and the NFC antenna structure 140 may be compensated for such sensitivity.
  • the conductive line pattern 246 connected with may be understood as an extension antenna or an auxiliary antenna of the NFC antenna structure 140.
  • the conductive line pattern 246 illustrated in FIG. 15 may have a shape capable of generating inductance, and may have, for example, at least a part of a loop capable of generating inductance.
  • Inductance is a quantity that represents the ratio of back EMF generated by electromagnetic induction by a change of current flowing through a circuit, and the unit is H (Henry).
  • the inductance value generated in the conductive line pattern 246 is determined by the inductance value generated in the NFC antenna structure 140. It was confirmed that it should be more than the predetermined ratio.
  • Table 1 shows the results of experimenting whether the NFC auxiliary antenna functions according to the magnitude of the inductance value generated in the conductive line pattern 246 when the inductance value generated in the NFC antenna structure 140 is 0.56 ⁇ H.
  • the inductance value generated in the conductive line pattern 246 is 0.04 ⁇ H, but the conductive line pattern 246 functions as an NFC auxiliary antenna. It could not be done. That is, when the inductance value generated in the conductive line pattern 246 is only 6% of the inductance value generated in the NFC antenna structure 140, an extension antenna composed of the conductive line pattern 246 is introduced, but the NFC recognition distance is improved. Did not appear.
  • FIG. 16A is a perspective view illustrating a configuration according to another embodiment before forming an encapsulant in the battery protection circuit package of the present invention
  • FIG. 16B is an enlarged perspective view of a portion A of the structure of FIG. 16A
  • FIG. 16C Is a perspective view illustrating a configuration in which the NFC antenna structure 140 is mounted in the structure of FIG. 16A.
  • the battery protection circuit package 300b may be electrically connected to the electrode terminals 410 and 430 of the battery bare cell 400.
  • the substrate 50, 60 the conductive line pattern 246 is formed; A battery protection circuit element mounted on the substrates 50 and 60 and including a protection IC 120, a field effect transistor (FET) 110, and at least one passive element 130; NFC antenna structure 140 mounted on the substrate (50, 60); And at least a portion of the substrates 50 and 60 and the battery protection circuit elements 110, 120, and 130.
  • the conductive line pattern 246 may form at least a portion of the extension antenna connected to the NFC antenna structure 140 to form a loop.
  • the substrates 50 and 60 may include a lead frame 50 including a plurality of leads 50-1, 50-2, 50-3, 50-4, 50-5, 50-6, and 50-7. And a printed circuit board 60 disposed on the lead frame 50.
  • the lead frame 50 is disposed at both edge portions, respectively, and the lead 50-1 for the first internal connection terminal and the lead 50-2 for the second internal connection terminal are electrically connected to the electrode terminals of the battery bare cell. ); Arranged between the first internal connection lead 50-1 and the second internal connection lead 50-2, the external connection lead 50-2 and 50- constituting a plurality of external connection terminals. 3, 50-4, 50-5); And a dummy lead 50-6 disposed between the first internal connection lead 50-1 and the second internal connection lead 50-2 and forming a part of the loop.
  • the external connection terminals shown in the battery protection circuit package 300b shown in FIGS. 8 and 14B are the leads 50-2, 50-3, and 50-4 for the external connection terminals constituting the lead frame 50. , 50-5).
  • the dummy lead 50-6 is configured to form part of a loop, and the battery protection circuit elements 110, 120, and 130 are not mounted on the dummy lead 50-6.
  • the printed circuit board 60 may be disposed on the external connection terminal leads 50-2, 50-3, 50-4, and 50-5 so as not to overlap the dummy leads 50-6. have.
  • the conductive line pattern 246 may be, for example, a pattern covering a part of the edge of the printed circuit board 60.
  • the conductive line pattern 246 is a pattern formed on the printed circuit board 60, but is not a wiring pattern for electrical connection between the protection IC 120, the field effect transistor (FET) 110, and the at least one passive element 130. It may be a pattern formed separately to form at least a part of the first inductor 146 shown in FIG. 1B.
  • the conductive line pattern 246 may be configured of, for example, a first conductive line pattern 246-1 and a second conductive line pattern 246-2 spaced apart from each other.
  • One end of the first conductive line pattern 246-1 is connected to the first mounting pad 52-4 formed on the printed circuit board 60, and the other end of the first conductive line pattern 246-1 is a printed circuit. It may be connected to a bonding pad 244 formed on the substrate 60.
  • One end of the second conductive line pattern 246-2 is connected to the second mounting pad 52-5 formed on the printed circuit board 60, and the other end of the second conductive line pattern 246-2 is a printed circuit. It may be connected to a bonding pad 244 formed on the substrate 60.
  • the NFC antenna structure 140 is mounted on the first mounting pad 52-4 and the second mounting pad 52-5 formed on the printed circuit board 60. Description of the NFC antenna structure 140 is omitted because it overlaps with the contents described with reference to FIG.
  • the bonding pad 244 is electrically connected to the dummy lead 50-6 by an electrical connection member 244.
  • Electrical connection member 244 may include, for example, a bonding wire. Accordingly, both ends of the conductive line pattern 246 and both ends of the dummy lead 50-6 are connected by the electrical connection member 244, thereby forming a loop of the antenna.
  • the antenna sensitivity may be relatively low, so that the NFC antenna structure 140 may compensate for the sensitivity.
  • the conductive line pattern 246, the electrical connection member 244, and the dummy lead 50-6 connected to each other and having a loop shape may be understood as an extension antenna or an auxiliary antenna of the NFC antenna structure 140.
  • the length of the extension antenna secures the predetermined length or more, such that the ratio of the value of the inductance generated in the extension antenna and the value of the inductance generated in the NFC antenna structure 140 is a predetermined ratio (eg, For example, when more than 13%), it was confirmed that the improvement of the NFC recognition distance by the extension antenna bar, according to Figure 16a to 16c, the length of the extension antenna introduced to improve the NFC recognition distance is a conductive line pattern
  • the length 246, the length of the electrical connection member 244, and the length of the dummy lead 50-6 correspond to the sum of the lengths.
  • NFC antenna structure 140 is embedded in the battery protection circuit package 300b, the conductive line pattern 246 is provided in connection with the NFC antenna structure 140, NFC antenna structure It may be understood as an extension antenna or an auxiliary antenna of 140.
  • the NFC antenna structure 140 may be mounted on a predetermined component disposed outside the battery protection circuit package 300b without being embedded in the battery protection circuit package 300b.
  • the conductive line pattern 246 constituting the battery protection circuit package 300b is connected to the NFC antenna structure 140 through an additional connection pattern to perform the function of an extension antenna or an auxiliary antenna of the NFC antenna structure 140.
  • the NFC antenna structure 140 may not be introduced, but the NFC antenna may be configured using only the conductive line pattern 246 described above.
  • the encapsulant 250 is illustrated as a single encapsulation material integrally formed, but according to a modified embodiment, at least a part of the substrates 50 and 60 and a battery protection circuit element A plurality of encapsulation materials sealing each other and at least one selected from among the 110, 120, and 130, the NFC antenna structure 140, and the conductive line pattern 246 may be introduced.

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Abstract

본 발명은 집적화 및 소형화에 유리한 배터리 보호회로 패키지에 관한 것으로서, 배터리 보호회로 패키지는 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결될 수 있으며, 기판; 상기 기판 상에 실장되며, NFC 안테나가 내장된, NFC 안테나구조체; 및 상기 기판 상에 배치되며, 프로텍션 IC, 전계효과 트랜지스터(FET) 및 적어도 하나 이상의 수동소자를 포함하는, 배터리 보호회로 소자;를 구비하는 배터리 보호회로 패키지를 제공한다.

Description

배터리 보호회로 패키지
본 발명은 배터리 보호회로 패키지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 소형화가 가능하고, 공정을 단순화할 수 있는 보호회로 패키지에 관한 것이다.
근거리 무선 통신 또는 근거리 자기장 통신(NFC, Near Field Communication)은 13.56MHz 주파수를 사용하여 10cm 이내의 짧은 거리에서 낮은 전력으로 전자 기기들 간의 무선통신을 가능하게 하는 비접촉 근거리 무선 통신 규격으로, 2002년 네덜란드 NXP 반도체와 일본 소니에 의해 공동 개발되었다. NFC의 초당 전송 속도는 106 Kbps, 212 Kbps, 424 Kbps 또는 848 Kbps 등이 있으며, 근접성의 특성과 암호화 기술로 보안성이 뛰어나고, 디바이스들끼리 인식하는데 복잡한 페어링 절차가 필요없이 1/10초 이하로 인식할 수 있다는 장점이 있다. 특히, NFC는 RFID 기술을 활용한 스마트카드식 비접촉 무선 통신 기술로, 스마트카드에 비하여 양방향성을 갖고, 저장 메모리 공간이 상대적으로 크며, 적용 가능한 서비스의 폭이 넒은 특징이 있다. 이에 따라 최근 상용화되고 있는 스마트폰, 태블릿PC 등과 같은 전자 기기들에는 이 기술이 채택되어 출시되고 있는 상황이다.
한편, 스마트폰, 태블릿PC 등의 휴대단말기 등에는 배터리가 사용되고 있다. 리튬이온 배터리는 휴대단말기 등에 가장 널리 사용되는 배터리이나, 과충전, 과전류 시에 발열하고, 발열이 지속되어 온도가 상승하게 되면 성능열화는 물론 폭발의 위험성까지 갖는다. 따라서, 통상의 배터리에는 과충전, 과방전 및 과전류를 감지하고 차단하는 보호회로 장치가 실장되어 있거나, 배터리 외부에서 과충전, 과방전, 발열을 감지하고 배터리의 동작을 차단하는 보호회로 구조체를 설치하여 사용한다.
최근에는 NFC 안테나를 상술한 휴대단말기의 배터리와 결합한 제품들이 출시되고 있으나, 이 경우 NFC 안테나를 배터리와 별도로 결합하는 공정이 추가적으로 필요하여 제조비용이 증가하며, 결합공정을 위하여 추가적인 패드가 필요하여 충전 외의 목적으로 배터리가 대형화되는 문제점을 수반한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, NFC 안테나를 구비한 배터리 보호회로 패키지를 구현하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 의한 배터리 보호회로 패키지가 제공될 수 있다. 상기 배터리 보호회로 패키지는 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결될 수 있으며, 기판; 상기 기판 상에 실장되며, NFC 안테나가 내장된, NFC 안테나구조체; 및 상기 기판 상에 밀봉되어 배치되며, 프로텍션 IC, 전계효과 트랜지스터(FET) 및 적어도 하나 이상의 수동소자를 포함하는, 배터리 보호회로 소자;를 구비한다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 기판은 리드프레임이되, 상기 리드프레임은 양쪽가장자리부분에 각각 배치되며, 상기 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결될 수 있는 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드; 및 상기 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드 사이에 배치되며, 복수의 외부연결단자들을 구성하는 외부연결단자용 리드;를 구비할 수 있다. 상기 복수의 외부연결단자들 중 어느 하나는 NFC 외부연결단자일 수 있다. 이 경우, 상기 배터리 보호회로 소자 및 상기 NFC 안테나구조체는 상기 리드프레임의 표면의 적어도 일부 상에 표면실장기술을 사용하여 실장될 수 있다. 나아가, 상기 배터리 보호회로 패키지는 상기 NFC 안테나구조체, 상기 프로텍션 IC, 상기 전계효과 트랜지스터 및 복수의 상기 리드들로 이루어진 군에서 선택된 어느 두 개를 전기적으로 연결하는 전기적 연결부재를 더 구비함으로써, 별도의 인쇄회로기판을 사용하지 않고 배터리 보호회로를 구성할 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 기판은 리드프레임을 포함할 수 있는바, 상기 리드프레임은 양쪽가장자리부분에 각각 배치되며, 베터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드; 및 상기 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드 사이에 배치되며, 복수의 외부연결단자들을 구성하는 외부연결단자용 리드;를 구비할 수 있다. 상기 복수의 외부연결단자들 중 어느 하나는 NFC 외부연결단자일 수 있다. 이 경우, 상기 배터리 보호회로 패키지는 상기 리드프레임과 전기적으로 연결되도록 상기 리드프레임 상에 배치되며, 상기 배터리 보호회로 소자 및 상기 NFC 안테나구조체가 실장된 인쇄회로기판을 포함하는, 소자 패키지를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 의한 배터리 보호회로 패키지가 제공될 수 있다. 상기 배터리 보호회로 패키지는 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결될 수 있는 패키지로서, 기판; 상기 기판 상에 실장되며, NFC 안테나를 포함하는, 적어도 하나의 안테나구조체; 및 상기 기판 상에 실장되며, 프로텍션 IC, 전계효과 트랜지스터(FET) 및 적어도 하나 이상의 수동소자를 포함하는, 배터리 보호회로 소자;를 구비할 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 안테나구조체는 칩 형태를 가질 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 안테나구조체는 NFC 주파수 대역에서 공진할 수 있는 인덕터를 포함할 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 안테나구조체는 제 1 권선방향을 가지는 코일을 포함하며, 상기 배터리 베어셀의 측면이 광폭면과 협폭면으로 구성되는 경우, 상기 인덕터에서 유도된 자기장의 방향은 상기 배터리 베어셀의 광폭면과 수직일 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 적어도 하나의 안테나구조체는 서로 이격된 복수의 안테나구조체들을 포함하며, 상기 복수의 안테나구조체들의 각각은 모두 동일한 권선방향을 가지는 코일을 포함하며, 상기 배터리 베어셀의 측면이 광폭면과 협폭면으로 구성되는 경우, 상기 인덕터에서 유도된 자기장의 방향은 상기 배터리 베어셀의 측면 중에서 광폭면과 수직일 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 적어도 하나의 안테나구조체는 서로 이격된 복수의 안테나구조체들을 포함하며, 상기 복수의 안테나구조체들 중 일부의 안테나구조체는 제 1 권선방향을 가지는 코일을 포함하며, 상기 복수의 안테나구조체들 중 나머지의 안테나구조체는 상기 제 1 권선방향과 수직인 제 2 권선방향을 가지는 코일을 포함하며, 상기 배터리 베어셀의 측면이 광폭면과 협폭면으로 구성되는 경우, 상기 제 1 권선방향을 가지는 코일에서 유도된 자기장의 방향은 상기 배터리 베어셀의 측면 중에서 광폭면과 수직이고, 상기 제 2 권선방향을 가지는 코일에서 유도된 자기장의 방향은 상기 배터리 베어셀의 측면 중에서 협폭면과 수직일 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 안테나구조체와 상기 배터리 보호회로 소자를 밀봉하는 봉지재;를 더 구비할 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 기판은, 양쪽가장자리부분에 각각 배치되며, 상기 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드; 및 상기 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드 사이에 배치되며, 복수의 외부연결단자들을 구성하는 외부연결단자용 리드;를 구비하는 리드프레임이며, 상기 복수의 외부연결단자들 중 어느 하나는 NFC 외부연결단자이며, 상기 안테나구조체, 상기 프로텍션 IC, 상기 전계효과 트랜지스터 및 복수의 상기 리드들로 이루어진 군에서 선택된 어느 두 개를 전기적으로 연결하는 전기적 연결부재를 더 구비함으로써, 별도의 인쇄회로기판을 사용하지 않고 배터리 보호회로를 구성할 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 안테나구조체, 상기 프로텍션 IC 및 상기 전계효과 트랜지스터 중에서 선택된 적어도 하나는, 상기 리드프레임 상에 반도체 패키지 형태로 삽입되어 고정되는 것이 아니라, 표면실장기술에 의하여 상기 리드프레임의 표면의 적어도 일부 상에, 별도의 봉지재로 밀봉되지 않은 칩 다이(chip die) 형태로, 실장되어 고정될 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 기판은 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 의한 배터리 보호회로 패키지가 제공될 수 있다. 상기 배터리 보호회로 패키지는 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결될 수 있는 패키지로서, 도전성 라인 패턴이 형성된 기판; 상기 기판 상에 실장되며, 프로텍션 IC, 전계효과 트랜지스터(FET) 및 적어도 하나 이상의 수동소자를 포함하는, 배터리 보호회로 소자; 및 상기 기판 상에 실장되는 NFC 안테나구조체;를 포함한다. 상기 도전성 라인 패턴은, 상기 NFC 안테나구조체와 연결되어 루프(loop)를 형성하는 연장 안테나의 적어도 일부를 구성한다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 기판은 인쇄회로기판(PCB)을 포함하고, 상기 도전성 라인 패턴은 상기 인쇄회로기판 상에 형성된 패턴이며 상기 도전성 라인 패턴의 일단 및 타단은 상기 NFC 안테나구조체와 각각 연결되며, 상기 연장 안테나는 상기 도전성 라인 패턴으로만 이루어질 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 도전성 라인 패턴은 상기 인쇄회로기판의 가장자리를 두를 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 기판은 복수의 리드들로 이루어진 리드프레임 및 상기 리드프레임 상에 배치된 인쇄회로기판(PCB)으로 이루어지고, 상기 리드프레임은 양쪽가장자리부분에 각각 배치되며, 상기 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드; 상기 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드 사이에 배치되며, 복수의 외부연결단자들을 구성하는 외부연결단자용 리드; 및 상기 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드 사이에 배치되며, 상기 루프의 일부를 구성하는 더미 리드;를 포함하며, 상기 도전성 라인 패턴은 상기 인쇄회로기판 상에 형성되며, 상기 도전성 라인 패턴의 양단과 상기 더미 리드의 양단은 전기적 연결 부재에 의하여 연결됨으로써, 상기 연장 안테나는 상기 도전성 라인 패턴, 상기 더미 리드 및 상기 전기적 연결 부재로 이루어질 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 인쇄회로기판은 상기 더미 리드와 오버랩 되지 않도록 상기 외부연결단자용 리드 상에 배치될 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지는 상기 기판의 적어도 일부, 상기 배터리 보호회로 소자, 상기 NFC 안테나구조체 및 상기 도전성 라인 패턴 중 선택된 적어도 어느 하나를 밀봉하는 봉지재;를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 보호회로 패키지에서, 상기 연장 안테나의 길이는 상기 연장 안테나에서 발생하는 인덕턴스의 값과 상기 NFC 안테나 구조체에서 발생하는 인덕턴스의 값의 비율이 13%이상이 되도록 설정될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 집적화 및 소형화에 유리한 배터리 보호회로 패키지 및 이를 구비하는 배터리 보호회로 패키지를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1a는 본 발명의 비교예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 일부가 구현하고자 하는 배터리 보호회로의 회로도이다.
도 1b는 일반적인 근거리 무선 통신(NFC)의 구성을 도해하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 배터리 보호회로 패키지를 구비하는 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 배터리 보호회로 패키지를 구비하는 배터리 팩의 결합 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지를 구비하는 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 사시도이다.
도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 부분사시도이다.
도 6c는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지를 구비하는 배터리 팩의 결합 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지를 구비하는 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지 및 안테나 패키지를 구비하는 배터리 팩의 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 패키지의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지 및 안테나 패키지를 구비하는 배터리 팩의 결합 사시도이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 배터리 보호회로 패키지에서 봉지재를 형성하기 이전의 일 실시예에 따른 구성을 도해하는 사시도이다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 배터리 보호회로 패키지에서 봉지재를 형성하기 이전의 다른 실시예에 따른 구성을 도해하는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접합하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 패턴, 패드, 층 또는 부분을 다른 영역, 패턴, 패드, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
본 발명의 실시예들에서, 리드프레임은 금속 프레임에 리드 단자들이 패터닝된 구성으로서, 절연코어 상에 금속 배선층이 형성된 인쇄회로기판과는 그 구조나 두께 등에서 구분될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 일부가 구현하고자 하는 배터리 보호회로는, NFC 접속단자(PD1, PD2)가 없다는 점 외에는, 도 1a에 도시된 본 발명의 비교예에 따른 보호회로와 동일할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 배터리 보호회로(10)는 배터리 셀에 연결되기 위한 제 1 및 제 2 내부연결단자(B+, B-), 충전시에는 충전기에 연결되고, 방전시에는 배터리 전원에 의하여 동작되는 전자기기(예, 휴대단말기 등)와 연결되기 위한 제 1 내지 제 3 외부연결단자들(P+, CF, P-)을 구비한다. 여기서 제 1 내지 제 3 외부연결단자들(P+, CF, P-) 중 제 1 외부연결단자(P+) 및 제 3 외부연결단자(P-)는 전원공급을 위한 것이고 나머지 하나의 외부연결단자인 제 2 외부연결단자(CF, ID)는, 예를 들어, 배터리를 구분하여 배터리에 맞게 충전을 하도록 한다. 또한, 제 2 외부연결단자(CF, ID)는 충전시 배터리 온도로 감지하는 부품인 써미스터(Thermistor)를 적용할 수 있으며, 기타 기능이 적용되는 단자로서 활용될 수 있다.
그리고, 배터리 보호회로(10)는 듀얼 FET칩(110), 프로텍션 집적회로(120), 저항(R1, R2, R3), 배리스터(varistor)(V1), 및 커패시터(C1, C2)의 연결구조를 가진다. 듀얼 FET칩(110)은 드레인 공통 구조를 가지는 제 1 전계효과 트랜지스터(FET1)와 제 2 전계효과 트랜지스터(FET2)로 구성된다. 프로텍션 집적회로(Protection IC, 120)는 저항(R1)을 통하여 배터리의 (+)단자인 제 1 내부연결단자(B+)와 연결되고 제 1 노드(n1)를 통해 충전전압 또는 방전전압이 인가되는 전압인가와 배터리 전압을 감지하는 단자(VDD단자), 프로텍션 IC(110) 내부의 동작전압에 대한 기준이 되는 기준단자(VSS단자), 충방전 및 과전류 상태를 감지하기 위한 감지단자(V-단자), 과방전 상태에서 제 1 전계효과 트랜지스터(FET1)를 오프시키기 위한 방전차단신호 출력단자(DO단자), 과충전 상태에서 제 2 전계효과 트랜지스터(FET2)를 오프시키기 위한 충전차단신호 출력단자(C0단자)를 갖는다.
이때, 프로텍션 IC(120)의 내부는 기준전압 설정부, 기준전압과 충방전 전압을 비교하기 위한 비교부, 과전류 검출부, 충방전 검출부를 구비하고 있다. 여기서 충전 및 방전상태의 판단 기준은 유저가 요구하는 스펙(SPEC)으로 변경이 가능하며 그 정해진 기준에 따라 프로텍션 IC(120)의 각 단자별 전압차를 인지하여 충ㆍ방전상태를 판정한다.
프로텍션 IC(120)는 방전시에 과방전상태에 이르게 되면, DO단자는 로우(LOW)로 되어 제 1 전계효과 트랜지스터(FET1)를 오프시키고, 과충전 상태에 이르게 되면 CO단자가 로우로 되어 제 2 전계효과 트랜지스터(FET2)를 오프시키고, 과전류가 흐르는 경우에는 충전시에는 제 2 전계효과 트랜지스터(FET2), 방전시에는 제 1 전계효과 트랜지스터(FET1)를 오프시키도록 구성되어 있다.
저항(R1)과 커패시터(C1)는 프로텍션 IC(120)의 공급전원의 변동을 안정시키는 역할을 한다. 저항(R1)은 배터리의 전원(V1) 공급노드인 제 1 노드(n1)와 프로텍션 IC(120)의 VDD 단자 사이에 연결되고, 커패시터(C1)는 프로텍션 IC의 VDD단자와 VSS단자 사이에 연결된다. 여기서 제 1 노드(n1)는 제 1 내부연결단자(B+)와 제 1 외부연결단자(P+)에 연결되어 있다. 저항(R1)을 크게 하면 전압 검출시 프로텍션 IC(120) 내부에 침투되는 전류에 의해서 검출전압이 높아지기 때문에 저항(R1)의 값은 1KΩ 이하의 적당한 값으로 설정된다. 또한 안정된 동작을 위해서 상기 커패시터(C1)의 값은 0.01μF 이상의 적당한 값을 가진다.
그리고 저항(R1)과 저항(R2)은 프로텍션 IC(120)의 절대 최대정격을 초과하는 고전압 충전기 또는 충전기가 거꾸로 연결되는 경우 전류 제한 저항이 된다. 저항(R2)은 프로텍션 IC(120)의 V-단자와 제 2 전계효과 트랜지스터(FET2)의 소오스 단자(S2)가 연결된 제 2 노드(n2) 사이에 연결된다. 저항(R1)과 저항(R2)은 전원소비의 원인이 될 수 있으므로 통상 저항(R1)과 저항(R2)의 저항값의 합은 1KΩ 보다 크게 설정된다. 그리고 저항(R2)이 너무 크다면 과충전 차단후에 복귀가 일어나지 않을 수 있으므로, 저항(R2)의 값은 10KΩ 또는 그 이하의 값으로 설정된다.
커패시터(C2)는 제 2 노드(n2)(또는 제 3 외부연결단자(P-))와 제 1 전계효과 트랜지스터(FET1)의 소오스 단자(S1)(또는 VSS 단자, 제 2 내부연결단자(B-)) 사이에 연결되는 구조를 가진다. 커패시터(C2)는 상기 배터리 보호회로 제품의 특성에 크게 영향을 끼치지는 않지만, 유저의 요청이나 안정성을 위해 추가되고 있다. 상기 커패시터(C2)는 전압변동이나 외부 노이즈에 대한 내성을 향상시켜 시스템을 안정화시키는 효과를 위한 것이다.
그리고 저항(R3) 및 배리스터(V1)는 ESD(Electrostatic Discharge), 서지(surge) 보호를 위한 소자들로써, 서로 병렬연결되는 구조로 제 2 외부연결단자(CF)와 상기 제 2 노드(n2)(또는 제 3 외부연결단자(P-)) 사이에 연결 배치된다. 상기 배리스터(V1)는 과전압 발생시 저항이 낮아지는 소자로, 과전압이 발생되는 경우 저항이 낮아져 과전압으로 인한 회로손상 등을 최소화할 수 있다.
한편, 상술한 배터리 보호회로의 구성에 추가로 NFC 회로(141)가 부가되어, 근거리 자기장 통신(NFC, Near Field Communication)을 지원할 수 있다. 부가되는 NFC 회로(141)는, 예를 들어, NFC 외부연결단자(NFC1), NFC 접속단자(PD1, PD2) 및 NFC 매칭 소자(C3, C4, C5, C6)를 포함할 수 있다. 참고로, 도 1a의 회로도에서 개시된 NFC 접속단자(PD1, PD2)는 도 3에 도시된 패키지(300a)에서 단자(60-1, 60-2)로 구현되며, 배터리 팩(600a)의 주변에 배치되는 NFC 안테나(도 2 및 도 4의 470)의 단부(도 2의 472, 474)와 접촉될 수 있다. NFC 안테나(470)는, 예를 들어, 루프 형태의 안테나일 수 있다. 상기 NFC 안테나의 단부(472, 474)가 NFC 접속단자(PD1, PD2)와 접촉되면, NFC 매칭 소자(C3, C4, C5, C6)와 NFC 안테나(470)가 전기적으로 연결되어 폐루프(closed loop)를 형성할 수 있다. NFC 매칭 소자(C3, C4, C5, C6)는, 예를 들어, 주파수 매칭용 커패시터일 수 있다. 예를 들어, NFC 안테나(470)의 양 끝단(472, 474)이 상기 NFC 매칭 소자인 커패시터와 연결되어 폐루프를 형성하고, NFC 안테나(470)와 커패시터(C3, C4, C5, C6)에서 발생하는 공진을 이용하여 13.56MHz의 NFC 통신용 주파수 영역을 생성하여 NFC 디바이스와 통신할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 일반적인 근거리 무선 통신(NFC)의 구성은 NFC 제어 집적회로부(142), 유심칩(144) 및 리더기(148)를 포함한다. 유심칩(144)과 리더기(148) 사이에서 제 1 인덕터(146)와 제 2 인덕터(147)가 제공되며, 유심칩(144)과 제 1 인덕터(146) 사이에 제 1 커패시터부(145)가 제공될 수 있다. NFC 제어 집적회로부(142)와 유심칩(144) 사이에 제 2 커패시터부(143)가 제공될 수 있다.
상술한 NFC 안테나(470)는 도 1b에 도시된 제 1 인덕터(146)에 해당하고, 상술한 커패시터(C3, C4, C5, C6)는 도 1b에 도시된 제 1 커패시터부(145)에 해당한다. 제 1 인덕터(146) 및 제 1 커패시터부(145)는 상술한 NFC 외부연결단자(NFC1)를 통하여 NFC 제어 집적회로부(142), 제 2 커패시터부(143) 및 유심칩(144)과 연결된다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 비교예에 의한 배터리 보호회로 패키지 및 배터리 팩에서는, NFC 안테나(470)가 배터리 팩(600a)을 구성하는 배터리 베어셀(400)의 측면에 걸쳐 배치된다. NFC 안테나(470)의 단부(472, 474)는 배터리 보호회로 패키지(300a)의 단자패드(60-1, 60-2)와, 예를 들어, 솔더링 공정에 의하여, 접합될 수 있다. 그러나, 안테나 솔더링 공정을 위하여 배터리 보호회로 패키지(300a)는 단자패드(60-1, 60-2)의 구성이 필요하므로, 패키지의 소형화에 불리하고 패키지 내부공간을 확보하는 것에 한계를 수반한다. 한편, 안테나 솔더링 공정에 의하여 배터리 팩의 제조공정이 복잡해지는 문제점을 수반할 수 있다. 또한, NFC 안테나(470)와 배터리 보호회로 패키지(300a)의 접합 부분이 구조상 취약하여 전체적인 구조 관점에서 전단 강도가 낮을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의한 배터리 보호회로 패키지는 NFC 안테나를 포함하는 NFC 안테나구조체를 구비함으로써 상술한 문제점들을 극복하였다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지를 구비하는 배터리 팩의 분해 사시도이고, 도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 사시도이고, 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 부분사시도이고, 도 6c는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지를 구비하는 배터리 팩의 결합 사시도이다.
도 5, 도 6a 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300b)는 배터리 베어셀(400)의 전극단자(410, 430)와 전기적으로 연결될 수 있는 패키지로서, 기판(50, 60); 기판(50, 60) 상에 실장되며, NFC 안테나가 내장된, NFC 안테나구조체(140); NFC 안테나구조체(140)을 밀봉하는 봉지재(250); 및 기판(50, 60) 상에 밀봉되어 배치되며, 프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(110) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(130)를 포함하는, 배터리 보호회로 소자;를 구비한다.
NFC 안테나구조체(140)에 내장된 NFC 안테나는 NFC 주파수 대역에서 공진할 수 있는 인덕터를 포함할 수 있다.
도 5, 도 6b 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300b)는 배터리 베어셀(400)의 전극단자(410, 430)와 전기적으로 연결될 수 있는 패키지로서, 기판(50, 60); 기판(50, 60) 상에 실장되며, NFC 안테나를 포함하는, NFC 안테나구조체(140); 및 배터리 보호회로 소자;를 구비한다. 상기 배터리 보호회로 소자는 기판(50, 60) 상에 배치되며, 프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(110) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(130)를 포함한다. 여기에서, 제 1 기판(50)은 서로 이격된 복수의 리드들(50-1 내지 50-6)로 구성된 리드프레임이며, 제 2 기판(60)은 상기 리드프레임과 전기적으로 연결되도록 상기 리드프레임 상에 배치되는 인쇄회로기판이며, 제 2 기판(60) 상에 NFC 안테나구조체(140) 및 상기 배터리 보호회로 소자가 실장될 수 있다. 필요한 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300b)는 봉지재(250)를 더 포함할 수 있다. 봉지재(250)는 상기 배터리 보호회로 소자 및 NFC 안테나구조체(140) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 밀봉할 수 있다. 예를 들어, 봉지재(250)는 상기 배터리 보호회로 소자 및 NFC 안테나구조체(140)를 일체(一體)로 밀봉할 수 있다. 다른 예로서, 봉지재(250)는 서로 이격되어 구성되며 상기 배터리 보호회로 소자와 NFC 안테나구조체(140)를 각각 밀봉할 수 있다.
도 5, 도 6c 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300b)는 배터리 베어셀(400)의 전극단자(410, 430)와 전기적으로 연결될 수 있는 패키지로서, 기판(60); 기판(60) 상에 실장되며, NFC 안테나를 포함하는, NFC 안테나구조체(140); 및 배터리 보호회로 소자;를 구비한다. 상기 배터리 보호회로 소자는 기판(60) 상에 배치되며, 프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(110) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(130)를 포함한다. 여기에서, 기판(60)은 인쇄회로기판이며, 상기 인쇄회로기판 상에 NFC 안테나구조체(140) 및 상기 배터리 보호회로 소자가 실장될 수 있다. 인쇄회로기판인 기판(60)의 양단은 배터리 베어셀과 전기적으로 연결될 수 있는 리드(55)와 접합될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지에서는, 상기 배터리 보호회로 소자 및 상기 NFC 안테나구조체가 실장될 수 있는 기판이 서로 이격된 복수의 리드들로 구성된 리드프레임으로만 이루어질 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
본 발명의 주요한 기술적 사상 중의 하나는 배터리 보호회로 패키지가 NFC 안테나를 포함하는 적어도 하나의 NFC 안테나구조체를 구비한다는 것이며, 이하에서, 이러한 NFC 안테나구조체를 상술한다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리 보호회로 패키지를 구성하는 NFC 안테나구조체(140)는, 예를 들어, 칩 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리 보호회로 패키지를 구성하는 NFC 안테나구조체(140)는 NFC 주파수 대역에서 공진할 수 있는 인덕터를 포함할 수 있는 바, 여기에서, NFC 안테나구조체(140)를 구성하는 인덕터는 도 1b에서 도시된 제 1 인덕터(146)에 대응되며, 도 2에 도시된 본 발명의 비교예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300a)를 구성하는 NFC 안테나(470)를 대체할 수 있다.
나아가, 본 발명의 변형된 실시예들에 따른 배터리 보호회로 패키지를 구성하는 NFC 안테나구조체(140)는 도 1b에서 도시된 제 1 커패시터부(145), 제 2 커패시터부(143) 및 NFC 제어 집적회로부(142) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리 보호회로 패키지(300b)에서 NFC 안테나를 포함하는 NFC 안테나구조체(140)를 도입함으로써 안테나 솔더링 공정을 위한 단자패드(도 3의 60-1, 60-2)의 구성이 불필요하므로, 패키지를 소형화할 수 있고 패키지 내부공간을 확보함에 유리할 수 있다. 또한, 안테나 솔더링 공정을 생략할 수 있어 배터리 팩의 제조공정을 단순화시킬 수 있다. 나아가, 배터리 보호회로 패키지의 외부에 필름 형상의 NFC 안테나를 배치하여 접합하지 않고, 배터리 보호회로 패키지의 내부에 칩 형태로 NFC 안테나를 실장하고 밀봉함으로써 전체적인 구조 관점에서 전단 강도를 향상시킬 수 있다.
도 5, 도 6b, 도 6c 및 도 7을 참조하면, NFC 주파수 대역에서 공진할 수 있는 인덕터를 포함하는 NFC 안테나구조체(140)는 다양한 권선 구조를 가질 수 있다.
첫 번째 예로서, 도 6b 및 도 6c의 (a)에 도시된 권선 구조는 제 1 권선방향을 가지는 코일을 포함한다. 예를 들어, 상기 권선 구조는 니켈 페라이트 재질의 코어(146a); 및 보빈(146b)을 감싸도록 x축 방향 및 z축 방향과 나란한 방향으로 감는 제 1 권선방향을 가지는 코일(146c)을 포함한다. 이 경우, NFC 리더기(148)와 연동되어 발생되는 유도 자기장의 방향은 y축 방향과 나란하다. 즉, 배터리 베어셀(400)의 측면이 광폭면(y축에 수직인 면)과 협폭면(x축에 수직인 면)으로 구성되는 경우, 상기 인덕터를 포함하는 NFC 안테나구조체(140)에서 유도된 자기장의 방향은 배터리 베어셀(400)의 상기 광폭면과 수직일 수 있다. 이러한 권선 구조를 가지는 경우, NFC 리더기와 배터리 베어셀(400)의 측면 중 광폭면이 서로 나란하게 위치할 때 근거리 자기장 통신이 구현될 수 있다.
두 번째 예로서, 배터리 보호회로 패키지에서, 도 6a 및 도 6b의 (a)에 도시된 권선 구조를 포함하는 NFC 안테나구조체(140)는 서로 이격된 복수개로 배치될 수 있다. 만약, NFC 안테나구조체(140)가 칩 형태를 가진다면, 상기 배터리 보호회로 패키지는 NFC 안테나를 포함하는 칩을 복수개 구비할 수 있다. 각각의 권선 구조에 대한 설명은 첫 번째 예에서 상술한 내용과 동일하다. 즉, 복수의 NFC 안테나구조체(140)들의 각각은, 도 6a 및 도 6b의 (a)에 도시된 것처럼, 모두 동일한 상기 제 1 권선방향을 가지는 코일(146c)을 포함하며, 배터리 베어셀(400)의 측면이 광폭면(y축에 수직인 면)과 협폭면(x축에 수직인 면)으로 구성되는 경우, 상기 NFC 안테나구조체(140)들에서 유도된 자기장의 방향은 배터리 베어셀(400)의 상기 광폭면과 수직일 수 있다. 한편, 변형된 실시예로서, NFC 안테나구조체(140)가 칩 형태를 가지는 경우, 배터리 보호회로 패키지는 NFC 안테나를 포함하는 칩을 단수개 구비하되, 상기 단수의 칩 내에 도 6a 및 도 6b의 (a)에 도시된 권선 구조체가 복수개 배치될 수 있다. 이러한 권선 구조를 가지는 경우, NFC 리더기와 배터리 베어셀(400)의 측면 중 광폭면이 서로 나란하게 위치할 때 근거리 자기장 통신이 구현될 수 있으며, 첫 번째 예의 NFC 안테나구조체(140)인 경우보다, 근거리 자기장 통신의 감도가 개선되는 효과를 기대할 수 있다.
세 번째 예로서, 배터리 보호회로 패키지는 서로 이격된 복수의 NFC 안테나구조체(140)들을 포함하며, 상기 복수의 NFC 안테나구조체들 중 일부의 NFC 안테나구조체는, 도 6a 및 도 6b의 (a)에 도시된 것처럼, 제 1 권선방향을 가지는 코일(146c)을 포함하며, 상기 복수의 NFC 안테나구조체들 중 나머지의 NFC 안테나구조체는, 도 6a 및 도 6b의 (b)에 도시된 것처럼, 상기 제 1 권선방향과 수직인 제 2 권선방향을 가지는 코일(146c)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 권선방향을 가지는 권선 구조는 니켈 페라이트 재질의 코어(146a); 및 보빈(146b)을 감싸도록 x축 방향 및 z축 방향과 나란한 방향으로 감는 코일(146c)을 포함하며, 상기 제 2 권선방향을 가지는 권선 구조는 니켈 페라이트 재질의 코어(146a); 및 보빈(146b)을 감싸도록 y축 방향 및 z축 방향과 나란한 방향으로 감는 코일(146c)을 포함한다. 배터리 베어셀(400)의 측면이 광폭면(y축에 수직인 면)과 협폭면(x축에 수직인 면)으로 구성되는 경우, 상기 제 1 권선방향을 가지는 코일에서 유도된 자기장의 방향은 배터리 베어셀(400)의 측면 중에서 광폭면과 수직이고, 상기 제 2 권선방향을 가지는 코일에서 유도된 자기장의 방향은 배터리 베어셀(400)의 측면 중에서 협폭면과 수직일 수 있다.
만약, NFC 안테나구조체(140)가 칩 형태를 가진다면, 배터리 보호회로 패키지는 상기 제 1 권선방향의 권선 구조를 가지는 칩 형태의 제 1 NFC 안테나구조체와 상기 제 2 권선방향의 권선 구조를 가지는 칩 형태의 제 2 NFC 안테나구조체를 모두 구비할 수 있다. 다른 예로서, 상기 배터리 보호회로 패키지는 NFC 안테나를 포함하는 단수의 칩 내에 상기 제 1 권선방향을 가지는 코일(146c)을 포함하는 권선 구조와 상기 제 2 권선방향을 가지는 코일(146c)을 포함하는 권선 구조를 모두 구비할 수 있다. 이러한 권선 구조를 가지는 경우, NFC 리더기와 배터리 베어셀(400)의 측면 중 광폭면이 비교적 서로 나란하게 위치하지 않고 임의의 각도를 형성하더라도 근거리 자기장 통신이 구현될 수 있으며, 근거리 자기장 통신의 감도가 개선되는 효과를 기대할 수 있다.
한편, NFC 안테나구조체(140)를 구성하는 권선(widing wire) 구조는, 예시적으로, 코어에 코일을 감는 권취(捲取) 구조로 설명하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 의한 NFC 안테나구조체는 이러한 권취 구조에 한정되지 않으며, 예를 들어, 도전성 물질을 패터닝함으로써 구현할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300b) 및 이를 구비하는 배터리 팩(600b)을 구체적으로 설명한다.
배터리 베어셀(400)은 전극 조립체와 캡 조립체를 포함하여 구성된다. 상기 전극 조립체는 양극 집전체에 양극 활물질을 도포해서 형성된 양극판, 음극 집전체에 음극 활물질을 도포해서 형성된 음극판 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재되어 두 극판의 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 세퍼레이터로 이루어질 수 있다. 상기 전극 조립체에는 상기 양극판에 부착된 양극탭과 상기 음극판에 부착된 음극탭이 인출될 수 있다.
상기 캡 조립체는 음극단자(410), 가스켓(미도시), 캡 플레이트(430) 등을 포함한다. 캡 플레이트(430)는 양극단자의 역할을 할 수 있다. 음극단자(410)는 음극셀 또는 전극셀로 명명될 수도 있다. 가스켓은 음극단자(410)와 캡 플레이트(430)를 절연시키기 위하여 절연성 물질로 형성될 수 있다. 따라서, 배터리 베어셀의 전극단자는 음극단자(410)와 캡 플레이트(430)를 포함할 수 있다.
홀더(480)는 수지로 형성된 바디부와 상기 바디부 내에 형성된 적어도 하나 이상의 관통홀을 포함한다. 홀더(480)는 배터리 보호회로 패키지(300b)를 배터리 베어셀(400)의 상부면(430)에 얼라인하여 실장할 수 있는 가이드 역할을 하며, 나아가, 배터리 보호회로 패키지(300b)가 배터리 베어셀(400)의 상부면(430) 상에 고정될 수 있도록 지지부 역할을 할 수 있다. 나아가, 홀더(480)는 케이스(600)와 결합되어 케이스(600)를 고정하는 역할을 할 수도 있다.
배터리 보호회로 패키지(300b)는 양쪽가장자리부분에 각각 배치되며, 베터리 베어셀(400)의 전극단자(410, 430)와 전기적으로 연결되는 제 1 내부연결단자용 리드(50-1) 및 제 2 내부연결단자용 리드(50-6); 및 상기 제 1 내부연결단자용 리드(50-1) 및 제 2 내부연결단자용 리드(50-6) 사이에 배치되며, 복수의 외부연결단자들을 구성하는 외부연결단자용 리드(50-2, 50-3, 50-4, 50-5);를 구비하는 리드프레임(50)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 1a에 도시된 회로도와 함께 배터리 보호회로 패키지(300b)를 살펴보면, 제 1 내부연결단자용 리드(50-1)는 제 1 내부연결단자(도 1a의 B+)에 해당하며, 제 2 내부연결단자용 리드(50-6)는 제 2 내부연결단자(도 1a의 B-)에 해당하며, 외부연결단자용 리드(50-2)는 제 1 외부연결단자들(도 1a의 P+)에 해당하며, 외부연결단자용 리드(50-3)는 제 2 외부연결단자들(도 1a의 CF)에 해당하며, 외부연결단자용 리드(50-4)는 제 3 외부연결단자들(도 1a의 P-)에 해당하며, 외부연결단자용 리드(50-5)는 NFC 외부연결단자(도 1a의 NFC1)에 해당할 수 있다.
나아가, 배터리 보호회로 패키지(300b)는 소자패키지를 더 구비할 수 있다. 상기 소자패키지는 리드프레임(50)과 전기적으로 연결되도록 리드프레임(50) 상에 배치되며, 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130) 및 NFC 안테나구조체(140)이 실장된 인쇄회로기판(60)을 포함할 수 있다.
상기 배터리 보호회로 소자를 구성하는 프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(110) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(130)의 구성이나 수, 배치 등은 보호회로의 부가 기능에 따라서 적절하게 변형될 수 있는 바, 이하에서 예시적인 구성을 설명한다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 듀얼 FET칩(110)과 프로텍션(protection) IC(120)의 배치는 듀얼 FET칩(110)과 프로텍션 IC(120)가 상하 적층된 구조를 가질 수 있으며, 변형된 실시예로서, 서로 인접 배치되는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 듀얼 FET칩(110)의 상부면에 프로텍션 IC(120)가 적층된 구조를 가질 수 있다.
듀얼 FET 칩(110)은 공통드레인 구조의 제 1 전계효과 트랜지스터 및 제 2 전계효과 트랜지스터, 즉 2개의 전계효과 트랜지스터(FET)를 내장하고 있으며, 외부단자는 제 1 전계효과 트랜지스터의 제 1 게이트단자(G1) 및 제 1 소오스 단자(S1)와 제 2 전계효과 트랜지스터의 제 2 게이트 단자(G2) 및 제 2 소오스 단자(S2)를 듀얼 FET칩(110)의 상부면에 구비하는 구조를 가진다. 또한, 공통드레인 단자(D)가 듀얼 FET 칩(110)의 하부면에 구비되는 구조를 가질 수 있다.
프로텍션 IC(120)는 듀얼 FET칩(110)의 상부면에 적층 배치되는 구조를 가질 수 있다. 프로텍션 IC(120)는 듀얼 FET 칩(110) 상의 외부단자들이 배치된 부분을 제외한 영역(예를 들면, 중앙부위)에 적층 배치된다. 이때 프로텍션 IC(120)와 듀얼 FET칩(110)의 사이에는 절연을 위한 절연막이 배치될 수 있고, 프로텍션 IC(120)와 듀얼 FET칩(110)은 절연성 재질의 접착제로 접착될 수 있다.
프로텍션 IC(120)가 듀얼 FET칩(110)의 상부면에 적층 배치된 이후에 프로텍션 IC(120)의 DO 단자(DO)는, 제 1 게이트 단자(G1)와 와이어 또는 배선을 통해 전기적으로 연결되고, 프로텍션 IC(120)의 CO단자(CO)는, 제 2 게이트 단자(G2)와 와이어 또는 배선을 통해 전기적으로 연결되게 된다.
이와 같은 적층구조를 가지는 프로텍션 IC(120)와 듀얼 FET칩(110)을 도입함으로써, 기판 상에 실장하는 면적을 줄일 수 있으며 이에 따라 배터리의 소형화 또는 고용량화를 구현할 수 있다.
봉지재(250)는 기판(50, 60) 상에 실장된 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130) 및 NFC 안테나구조체(140)를 외부로부터 보호하도록 밀봉할 수 있다. 봉지재(250)는, 예를 들어, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)를 포함할 수 있다. 도 6을 참조하면 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130)를 밀봉하는 봉지재와 NFC 안테나구조체(140)를 밀봉하는 봉지재는 구분되지 않고 일체로 형성될 수 있다.
변형된 실시예에서는, 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130)를 밀봉하는 제 1 봉지재와 NFC 안테나구조체(140)를 밀봉하는 제 2 봉지재는 서로 이격되어 구분되도록 형성될 수 있다. 이 경우에도, 상기 제 1 봉지재와 상기 제 2 봉지재는 단일 공정에 의하여 동시에 형성될 수 있다.
상부 케이스(500)는 배터리 보호회로 패키지(300b)의 외부연결단자용 리드(50-2, 50-3, 50-4, 50-5)가 노출되도록 형성된 관통홀(550)을 포함할 수 있다. 상부 케이스(500)는 홀더(480)에 구성된 체결부재와 결합되어 배터리 베어셀(400)의 상부면 상에 고정될 수 있다.
한편, 본 발명의 변형된 일 실시예에 의한 배터리 보호회로 패키지(300b)에서 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130)와 NFC 안테나구조체(140)이 실장되는 기판은 인쇄회로기판(60)이 아닌 리드프레임(50)만으로 구성될 수 있다. 이 경우, 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130) 및 NFC 안테나구조체(140)은 리드프레임(50)의 표면의 적어도 일부 상에 표면실장기술을 사용하여 실장될 수 있다. 나아가, 프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(110) 및 복수의 리드들(50-2, 50-3, 50-4, 50-5)로 이루어진 군에서 선택된 어느 두 개를 전기적으로 연결하는 전기적 연결부재를 더 구비함으로써, 별도의 인쇄회로기판을 사용하지 않고 배터리 보호회로를 구성할 수 있다. 상기 전기적 연결부재는 본딩 와이어 또는 본딩 리본 등을 포함할 수 있다.
본딩 와이어나 본딩 리본과 같은 전기적 연결부재를 리드프레임(50) 상에 배치하여 회로를 구성하므로, 배터리 보호회로를 구성하기 위한 리드프레임(50)을 설계하고 제조하는 과정이 단순화할 수 있다는 중요한 이점을 가진다. 만약, 본 발명의 변형된 실시예에서 상기 전기적 연결부재를 배터리 보호회로를 구성함에 있어서 도입하지 않는다면 리드프레임(50)을 구성하는 복수의 리드들의 구성이 매우 복잡하게 되므로 적절한 리드프레임(50)을 효과적으로 제공하는 것이 용이하지 않을 수 있다.
그리고, 리드프레임(50)만으로 기판을 구성하는 본 발명의 변형된 실시예에서는, NFC 안테나구조체(140), 프로텍션 IC(120) 및/또는 전계효과 트랜지스터(110)가 리드프레임(50) 상에 반도체 패키지의 형태로 삽입되어 고정되는 것이 아니라 표면실장기술(Surface Mounting Technology)에 의하여 리드프레임(50)의 표면의 적어도 일부 상에, 별도의 봉지재로 밀봉되지 않은 웨이퍼에서 소잉(sawing)된 칩 다이(chip die) 형태로, 실장되어 고정될 수 있다. 여기에서, 칩 다이(chip die)라 함은 어레이 형태의 복수의 구조체(예를 들어, 프로텍션 IC, 및 전계효과 트랜지스터)가 형성된 웨이퍼 상에 별도의 봉지재로 밀봉하지 않고 소잉 공정을 수행하여 구현된 개별적인 구조체를 의미한다. 즉, 리드프레임(50) 상에 NFC 안테나구조체(140), 프로텍션 IC(120) 및/또는 전계효과 트랜지스터(110)를 실장할 때에는 별도의 봉지재로 밀봉하지 않은 상태에서 실장한 이후에, 후속의 봉지재(250)에 의하여 NFC 안테나구조체(140), 프로텍션 IC(120) 및/또는 전계효과 트랜지스터(110)를 밀봉하므로, 배터리 보호회로 패키지(300b)를 구현함에 있어서 봉지재를 형성하는 공정을 한 번만 수행할 수 있다. 이에 반하여, 수동소자(130), NFC 안테나구조체(140), 프로텍션 IC(120) 및/또는 전계효과 트랜지스터(110)를 인쇄회로기판(PCB)에 별도로 삽입하여 고정하거나 실장하는 경우는, 각 부품에 대하여 한 번의 몰딩 공정이 먼저 필요하고, 인쇄회로기판 상에 고정하거나 실장한 이후에 실장된 각 부품에 대하여 또 한 번의 몰딩 공정이 추가로 필요하므로, 제조공정이 복잡하고 제조비용이 높아질 수 있다.
한편, 선택적으로, 본 발명의 일부 실시예들에 의한 배터리 보호회로 패키지(300b)의 일단에 PTC 구조체(350)가 연결될 수 있다.
PTC 구조체(350)는 PTC 소자(310), PTC 소자(310)의 상면 및 하면 중 어느 하나의 면인 제 1 면에 부착된 금속층(320), 및 PTC 소자(310)의 상면 및 하면 중 나머지 하나의 면인 제 2 면에 부착된 도전성의 연결부재(340)를 포함한다. 금속층(320)은 제 1 내부연결단자용 리드(B+) 및 제 2 내부연결단자용 리드(B-) 중에서 선택된 어느 하나의 리드와 접합되고, 연결부재(340)는 배터리 베어셀의 전극단자와 접합될 수 있다. 예를 들어, 금속층(320), 연결부재(340) 및/또는 리드프레임(50)은 니켈, 구리, 니켈 도금된 구리 또는 기타 금속으로 이루어질 수도 있다. 금속층(320)은 제 1 내부연결단자용 리드(B+) 및 제 2 내부연결단자용 리드(B-) 중에서 선택된 어느 하나의 리드와 레이저 용접, 저항용접, 납땜(soldering) 및 도전성 접착제(예를 들어, 도전성 에폭시), 도전성 테이프로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 방식으로 접합될 수 있다.
PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자(310)는, 예를 들어, 도전성 입자를 결정성 고분자에 분산시켜 형성할 수 있다. 따라서 설정된 온도 이하에서 PTC 소자(310)는 금속층(320)과 도전성의 연결부재(340) 사이에서 전류가 흐르는 통로가 된다. 그러나 과전류 발생으로 인해 설정 온도 이상이 되면 결정성 고분자가 팽창되어 결정성 고분자에 분산되어 있는 상기 도전성 입자 사이의 연결이 분리되면서 저항이 급격하게 증가된다. 따라서 금속층(320)과 도전성의 연결부재(340) 사이의 전류의 흐름이 차단되거나 전류의 흐름이 감소된다. 이와 같이 PTC 소자(310)에 의해 전류의 흐름이 차단될 수 있으므로, PTC 소자(310)는 배터리의 파열을 방지하는 안전장치의 역할을 수행한다. 그리고 다시 설정 온도 이하로 냉각되면 PTC 소자(310)는 결정성 고분자가 수축하여 도전성 입자 사이의 연결이 복원되므로 전류의 흐름이 원활하게 이루어진다.
배터리 보호회로 패키지(300b)를 구성하는 리드프레임(50)은 PTC 구조체를 개재하여 상기 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 단자 리드프레임(50)의 제 2 내부연결단자용 리드(50-6)는 PTC 구조체(350)를 개재하여 배터리 베어셀의 음극단자(410)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 리드프레임(50)의 제 2 내부연결단자용 리드(50-6)는 금속층(320)과 접합되고 PTC 소자(310)를 거쳐 도전성의 연결부재(340)를 거쳐 배터리 베어셀의 음극단자(410)에 전기적으로 연결된다. 이 경우, 금속층(320)은 PTC 소자(310)의 일면 상에서 상기 상면 내에 한정되어 구성되고, 연결부재(340)는 PTC 소자(310)의 타면 상에서 상기 배터리 베어셀의 음극단자(410)까지 신장되도록 구성될 수 있다. 연결부재(340)는 상기 배터리 베어셀의 음극단자(410)와 레이저 용접, 저항용접, 납땜(soldering) 및 도전성 접착제(예를 들어, 도전성 에폭시), 도전성 테이프로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 방식으로 접합될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조를 가지는 배터리 보호회로 패키지(300b)에서 리드프레임(50)의 길이는 리드프레임(50)이 배터리 베어셀(400)의 상부면의 중심(예를 들어, 음극단자(410))을 기준으로 편측에 배치하도록 구성될 수 있다. 나아가, PTC 구조체(350)가 결합된 배터리 보호회로 패키지(300b)가 배터리 베어셀(400)의 상부면의 중심(예를 들어, 음극단자(410))을 기준으로 편측에 배치하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, PTC 구조체(350)가 결합된 배터리 보호회로 패키지(300b)의 길이는 대략 캡 플레이트(430)의 전체 길이(L)의 절반(L/2)일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지를 구비하는 배터리 팩의 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 사시도이다. 특히, 도 9의 (a)는 봉지재(250)가 형성되기 전의 구조체(200c)를 도시하는 사시도이고, 도 9의 (b)는 봉지재(250)가 형성된 배터리 보호회로 패키지(300c)를 도시하는 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300c)에서 NFC 안테나를 포함하는 NFC 안테나구조체(140)를 도입함으로써 안테나 솔더링 공정을 위한 단자패드(도 3의 60-1, 60-2)의 구성이 불필요하므로, 패키지를 소형화할 수 있고 패키지 내부공간을 확보함에 유리할 수 있다. 또한, 안테나 솔더링 공정을 생략할 수 있어 배터리 팩의 제조공정을 단순화시킬 수 있다. 나아가, 배터리 보호회로 패키지의 외부에 필름 형상의 NFC 안테나를 배치하고 접합하지 않고, 배터리 보호회로 패키지의 내부에 칩 형태로 NFC 안테나를 실장하고 밀봉함으로써 전체적인 구조 관점에서 전단 강도를 향상시킬 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300c) 및 이를 구비하는 배터리 팩(600c)에서는, 도 5 내지 도 7과 달리, 배터리 보호회로 패키지(300c)를 구성하는 리드프레임(50)이 배터리 베어셀(400)의 상부면의 중심(예를 들어, 음극단자(410))을 기준으로 편측에 배치되지 않고 중심을 기준으로 양측에 걸쳐 배치되도록 구성될 수 있다. NFC 안테나구조체(140)는 배터리 베어셀(400)의 음극단자(410)를 중심으로 일측에 배치되며, 상기 배터리 보호회로 소자는 배터리 베어셀(400)의 음극단자(410)를 중심으로 타측에 배치될 수 있다. 이에 반하여, 도 5에 도시된 구성에서는, NFC 안테나구조체(140) 및 상기 배터리 보호회로 소자는 배터리 베어셀(400)의 음극단자(410)를 중심으로 일측에 모두 배치될 수 있다. 나아가, PTC 구조체(350)가 결합된 배터리 보호회로 패키지(300c)가 배터리 베어셀(400)의 상부면의 중심(예를 들어, 음극단자(410))을 기준으로 양측에 배치하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, PTC 구조체(350)가 결합된 배터리 보호회로 패키지(300c)의 길이는 대략 캡 플레이트(430)의 전체 길이(L)의 절반(L/2)보다 클 수 있다.
그 외에, 도 8 및 도 9에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300c) 및 이를 구비하는 배터리 팩(600c)에 대한 설명은, 도 5 내지 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300b) 및 이를 구비하는 배터리 팩(600b)에 대한 설명과 중복되므로 여기에서는 생략한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지 및 안테나 패키지를 구비하는 배터리 팩의 분해 사시도이며, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 사시도이고, 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 패키지의 사시도이고, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지 및 안테나 패키지를 구비하는 배터리 팩의 결합 사시도이다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩(600d)은 배터리 베어셀(400), 배터리 보호회로 패키지(300d), 안테나 패키지(300e) 및 상부 케이스(500)를 구비한다.
배터리 보호회로 패키지(300d)는 배터리 베어셀(400)의 음극단자(410)를 중심으로 상부면(430)의 일측에 배치된다. 배터리 보호회로 패키지(300d)는 기판(50) 및 기판(50) 상에 실장된 프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(110) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(130)를 포함하며, 나아가, 프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(110) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(130)를 밀봉하는 봉지재(250)를 더 포함한다.
안테나 패키지(300e)는 리드프레임(50); 및 리드프레임(50) 상에 실장되며, NFC 안테나를 포함하는, NFC 안테나구조체(140);를 포함한다. NFC 안테나구조체(140)를 구성하는 NFC 안테나는 NFC 주파수 대역에서 공진할 수 있는 인덕터를 포함할 수 있다. NFC 안테나구조체(140)에 대한 설명은 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한 내용과 동일하므로, 여기에서는 생략한다.
안테나 패키지(300e)는 배터리 베어셀(400)의 음극단자(410)를 중심으로 배터리 보호회로 패키지(300d)가 배치되는 일측과 반대방향인 타측에 배치된다. 안테나 패키지(300e)를 구성하는 리드프레임(50)은 배터리 베어셀(400)과 접합됨으로써, 안테나 패키지(300e)가 배터리 베어셀(400) 상에 고정될 수 있다. 안테나 패키지(300e)를 구성하는 리드프레임(50)을 구성하는 복수의 리드들 중에서 어느 하나의 리드(50-8)의 일부는 NFC 외부연결단자를 구성할 수 있다.
상부 케이스(500)는 배터리 보호회로 패키지(300d) 및 안테나 패키지(300e)를 개재하면서 배터리 베어셀(400)의 상부면(430) 상에 고정되며, 배터리 보호회로 패키지(300d)의 외부연결단자(50-2, 50-3, 50-4) 및 안테나 패키지(300e)의 NFC 외부연결단자(50-8)가 노출되도록 형성된 관통홀(550)을 구비한다.
배터리 보호회로 패키지(300d)와 안테나 패키지(300e)는 배터리 베어셀(400)의 음극단자(410)를 중심으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 배터리 보호회로 패키지(300d)와 안테나 패키지(300e) 사이의 전기적 연결은 별도의 배선(미도시)을 추가로 제공하여 구현할 수 있다. 한편, 배터리 보호회로 패키지(300d)의 적어도 일부와 안테나 패키지(300e)의 적어도 일부는 대략 동일한 레벨(level)을 가지는 배터리 베어셀(400)의 상부면(430)에 접합되어 고정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩(600d)에서 배터리 보호회로 패키지(300d)는 배터리 베어셀(400)의 음극단자(410)를 중심으로 일측에 배치되므로 나머지 타측의 공간을 적절하게 활용하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 NFC 안테나를 포함하는 안테나 패키지(300e)를 배터리 베어셀(400)의 음극단자(410)를 중심으로 타측에 배치함으로써 효율적으로 공간을 활용하여 컴팩트한 배터리 팩(600d)을 구현할 수 있다.
또한, 배터리 보호회로 패키지(300b)와 별개로 NFC 안테나를 포함하는 NFC 안테나구조체(140)를 밀봉한 안테나 패키지(300e)를 도입함으로써 안테나 솔더링 공정을 위한 단자패드(도 3의 60-1, 60-2)의 구성이 불필요하므로, 배터리 보호회로 패키지(300b)를 소형화할 수 있고 배터리 보호회로 패키지(300b)와 내부공간을 확보함에 유리할 수 있다. 또한, 안테나 솔더링 공정을 생략할 수 있어 배터리 팩의 제조공정을 단순화시킬 수 있다. 나아가, 배터리 보호회로 패키지의 외부에 필름 형상의 NFC 안테나를 배치하고 접합하지 않고, 배터리 보호회로 패키지와 별개로 안테나 패키지(300e)의 내부에 칩 형태로 NFC 안테나를 실장하고 밀봉함으로써 전체적인 구조 관점에서 전단 강도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리 팩을 구현함에 있어서, 인서트 사출공법을 적용할 수 있는바, 이에 대하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리 팩(600b)은 베터리 베어셀(400)의 상면과 배터리 보호회로 패키지(300b) 사이에 개재된 홀더(480)를 더 구비한다. 홀더(480)는 배터리 보호회로 패키지(300b)의 적어도 일부를 제 1 사출금형 내부에 배치하고 수지 용융물을 주입하여 인서트 사출 성형함으로써 배터리 보호회로 패키지(300b)와 접합하여 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상부 케이스(500)는, 베터리 베어셀(400) 및 베터리 베어셀(400)의 상면 상에 배치된 배터리 보호회로 패키지(300b)의 적어도 일부를, 제 2 사출금형 내부에 배치하고 수지 용융물을 주입하여 인서트 사출 성형함으로써, 베터리 베어셀(400) 및 배터리 보호회로 패키지(300b) 중에서 선택된 적어도 어느 하나와 접합하여 형성될 수 있다.
도 8에 도시된 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리 팩(600c)에 대해서도 도 5을 참조하여 설명한 것과 동일한 방식으로 인서트 사출 공법을 적용할 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배터리 팩(600d)은 베터리 베어셀(400)의 상면과 배터리 보호회로 패키지(300d) 및 안테나 패키지(300e) 사이에 개재된 홀더(480)를 더 구비한다. 홀더(480)는 안테나 패키지(300e)의 적어도 일부를 제 3 사출금형 내부에 배치하고 수지 용융물을 주입하여 인서트 사출 성형함으로써 안테나 패키지(300e)와 접합하여 형성될 수 있다. 안테나 패키지(300e)가 베터리 베어셀(400)과 접합하는 면적이 상대적으로 작아 안테나 패키지(300e)의 접합 강도가 낮을 수 있으므로, 이러한 사출 성형에 의하여 배터리 팩(600d) 내에서 안테나 패키지(300e)의 접합 강도를 확보할 수 있다.
도 10을 참조하면, 베터리 베어셀(400) 및 베터리 베어셀(400)의 상면 상에 배치된 배터리 보호회로 패키지(300d)의 적어도 일부와 안테나 패키지(300e)의 적어도 일부를, 제 4 사출금형 내부에 배치하고 수지 용융물을 주입하여 인서트 사출 성형함으로써 상부 케이스(500)가 구현된다. 이러한 상부 케이스(500)는 베터리 베어셀(400), 배터리 보호회로 패키지(300d) 및 안테나 패키지(300e)와 접합하여 형성될 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 사시도이다. 도 15는 본 발명의 배터리 보호회로 패키지에서 봉지재를 형성하기 이전의 일 실시예에 따른 구성을 도해하는 사시도이다.
도 8, 도 14a, 도 14b 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300b)는 배터리 베어셀(400)의 전극단자(410, 430)와 전기적으로 연결될 수 있는 패키지로서, 도전성 라인 패턴(246)이 형성된 기판(60); 기판(60) 상에 실장되며, 프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(FET, 110) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(130)를 포함하는, 배터리 보호회로 소자; 기판(60) 상에 실장되는 NFC 안테나구조체(140); 및 기판(60)의 적어도 일부, 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130)를 포함한다.
여기에서, 기판(60)은 인쇄회로기판(PCB)을 포함한다. 프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(FET, 110) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(130)를 포함하는, 배터리 보호회로 소자는 인쇄회로기판으로 구성된 기판(60)의 직접 상에 실장된다.
도 15에 도시된 구조체에서 인쇄회로기판(60) 양단에 리드(50-1, 50-7)를 배치한 후에 기판(60)의 적어도 일부, 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130), NFC 안테나구조체(140) 및 도전성 라인 패턴(246) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 밀봉하는 봉지재(250)를 형성함으로써 도 8, 도 14a 및 도 14b에 도시된 배터리 보호회로 패키지(300b)를 구현할 수 있다.
인쇄회로기판인 기판(60)의 양단은 배터리 베어셀과 전기적으로 연결될 수 있는 리드(50-1, 50-7)와 접합될 수 있다. 이 경우, 도 8 및 도 14b에 도시된 배터리 보호회로 패키지(300b)에 도시된 외부연결단자(50-2, 50-3, 50-4, 50-5)는 인쇄회로기판의 타면에 형성된 도전성 패드로 이해될 수 있다. 상기 인쇄회로기판의 타면은 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130)가 실장되는 인쇄회로기판의 일면과 대향되는 면이다.
도전성 라인 패턴(246)은, NFC 안테나구조체(140)와 연결되어 루프(loop)를 형성하는 연장 안테나의 적어도 일부를 구성할 수 있다. 여기에서, 루프는 인덕턴스(inductance)를 발생시킬 수 있는 임의의 형상을 가진다. 또한 상기 루프는 반드시 폐루프(closed loop)에 한정되는 것은 아니다.
도전성 라인 패턴(145)의 일단 및 타단은 NFC 안테나구조체(140)와 각각 연결될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 상기 연장 안테나는 도전성 라인 패턴(145)으로만 이루어질 수 있다. 도전성 라인 패턴(246)은 인쇄회로기판에 형성된 패턴이지만, 권선(winding wire)프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(FET, 110) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(130) 간의 전기적 연결을 위한 배선 패턴이 아니라 도 1b에 도시된 제 1 인덕터(146)의 적어도 일부를 구성하기 위하여 별도로 형성된 패턴일 수 있다. 도전성 라인 패턴(145)은 상기 인쇄회로기판의 가장자리를 두르는 패턴일 수 있다.
도 15에 도시된 NFC 안테나구조체(140)는 도 2에 도시된 안테나(470)보다 크기가 상대적으로 작기 때문에 안테나 감도가 상대적으로 낮을 수 있는바, 이러한 감도의 보상을 위하여 NFC 안테나구조체(140)와 연결된 도전성 라인 패턴(246)은 NFC 안테나구조체(140)의 연장 안테나 또는 보조 안테나로서 이해될 수 있다.
도 15에 도시된 도전성 라인 패턴(246)은 인덕턴스를 발생시킬 수 있는 형상을 가지며, 예를 들어, 인덕턴스를 발생시킬 수 있는 루프의 적어도 일부 형상을 가질 수 있다. 인덕턴스는 회로를 흐르는 전류의 변화에 의해 전자기유도로 생기는 역기전력의 비율을 나타내는 양으로서, 단위는 H(헨리)이다.
본 발명자는 도전성 라인 패턴(246)이 단순한 도전 패턴에 머물지 않고 실질적으로 보조 안테나의 역할을 하기 위해서는, 도전성 라인 패턴(246)에서 발생하는 인덕턴스 값이 NFC 안테나 구조체(140)에서 발생하는 인덕턴스 값의 소정의 비율 이상이 되어야 함을 확인하였다.
표 1은 NFC 안테나 구조체(140)에서 발생하는 인덕턴스 값이 0.56μH인 경우, 도전성 라인 패턴(246)에서 발생하는 인덕턴스 값의 크기에 따라 NFC 보조 안테나의 기능 여부를 실험한 결과를 나타낸 것이다.
표 1
실험예 연장 안테나 인덕턴스값(μH) 연장 안테나 길이(mm) 인덕턴스 비율 NFC 보조 안테나 기능 여부
실험예1 0.04 34 6% x
실험예2 0.05 37 8% x
실험예3 0.07 43 11% x
실험예4 0.08 47 13% o
실험예5 0.09 50 14% o
실험예1을 참조하면, 루프를 형성하는 도전성 라인 패턴(246)의 길이가 34mm인 경우 도전성 라인 패턴(246)에서 발생하는 인덕턴스 값은 0.04μH이지만 도전성 라인 패턴(246)은 NFC 보조 안테나 기능을 수행하지 못하였다. 즉, 도전성 라인 패턴(246)에서 발생하는 인덕턴스 값이 NFC 안테나 구조체(140)에서 발생하는 인덕턴스 값의 6%에 불과한 경우에는 도전성 라인 패턴(246)으로 구성된 연장 안테나를 도입하였으나 NFC 인식거리의 개선이 나타나지 않았다.
이에 반하여, 실험예4를 참조하면, 루프를 형성하는 도전성 라인 패턴(246)의 길이가 47mm인 경우 도전성 라인 패턴(246)에서 발생하는 인덕턴스 값은 0.08μH이었으며 도전성 라인 패턴(246)은 NFC 보조 안테나 기능을 수행하였다. 즉, 도전성 라인 패턴(246)에서 발생하는 인덕턴스 값이 NFC 안테나 구조체(140)에서 발생하는 인덕턴스 값의 13%에 도달한 경우에는 도전성 라인 패턴(246)으로 구성된 연장 안테나에 의하여 NFC 인식거리의 개선이 나타났다.
실험예1 내지 실험예5를 종합하면, 연장 안테나를 구성하는 도전성 라인 패턴(246)의 길이가 소정의 길이 이상을 확보함으로써, 도전성 라인 패턴(246)에서 발생하는 인덕턴스의 값과 NFC 안테나 구조체(140)에서 발생하는 인덕턴스의 값의 비율이 소정 비율(예를 들어, 13%) 이상인 경우, 도전성 라인 패턴(246)으로 구성된 연장 안테나에 의하여 NFC 인식거리의 개선이 나타남을 확인하였다.
도 16a는 본 발명의 배터리 보호회로 패키지에서 봉지재를 형성하기 이전의 다른 실시예에 따른 구성을 도해하는 사시도이며, 도 16b는 도 16a의 구조체에서 A부분을 확대하여 도시한 사시도이며, 도 16c는 도 16a의 구조체에서 NFC 안테나구조체(140)를 실장한 구성을 도해하는 사시도이다.
도 8, 도 14a, 도 14b 및 도 16a 내지 도 16c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지(300b)는 배터리 베어셀(400)의 전극단자(410, 430)와 전기적으로 연결될 수 있는 패키지로서, 도전성 라인 패턴(246)이 형성된 기판(50, 60); 기판(50, 60) 상에 실장되며, 프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(FET, 110) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(130)를 포함하는, 배터리 보호회로 소자; 기판(50, 60) 상에 실장되는 NFC 안테나구조체(140); 및 기판(50, 60)의 적어도 일부, 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130)를 포함한다. 도전성 라인 패턴(246)은, NFC 안테나구조체(140)와 연결되어 루프(loop)를 형성하는 연장 안테나의 적어도 일부를 구성할 수 있다.
여기에서, 기판(50, 60)은 복수의 리드들(50-1, 50-2, 50-3, 50-4, 50-5, 50-6, 50-7)로 이루어진 리드프레임(50) 및 리드프레임(50) 상에 배치된 인쇄회로기판(60)으로 이루어진다.
리드프레임(50)은 양쪽가장자리부분에 각각 배치되며, 상기 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 내부연결단자용 리드(50-1) 및 제 2 내부연결단자용 리드(50-2); 제 1 내부연결단자용 리드(50-1) 및 제 2 내부연결단자용 리드(50-2) 사이에 배치되며, 복수의 외부연결단자들을 구성하는 외부연결단자용 리드(50-2, 50-3, 50-4, 50-5); 및 제 1 내부연결단자용 리드(50-1) 및 제 2 내부연결단자용 리드(50-2) 사이에 배치되며, 상기 루프의 일부를 구성하는 더미 리드(50-6);를 포함한다. 이 경우, 도 8 및 도 14b에 도시된 배터리 보호회로 패키지(300b)에 도시된 외부연결단자는 리드프레임(50)를 구성하는 외부연결단자용 리드(50-2, 50-3, 50-4, 50-5)로 이해될 수 있다. 더미 리드(50-6)는 루프의 일부를 형성할 수 있도록 구성되며, 더미 리드(50-6) 상에는 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130)가 실장되지 않는다.
인쇄회로기판(60)은 더미 리드(50-6)와 중첩되어 오버랩(overlap) 되지 않도록 외부연결단자용 리드(50-2, 50-3, 50-4, 50-5) 상에 배치될 수 있다.
도전성 라인 패턴(246)은, 예를 들어, 인쇄회로기판(60) 가장자리의 일부를 두르는 패턴일 수 있다. 도전성 라인 패턴(246)은 인쇄회로기판(60)에 형성된 패턴이지만, 프로텍션 IC(120), 전계효과 트랜지스터(FET, 110) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(130) 간의 전기적 연결을 위한 배선 패턴이 아니라 도 1b에 도시된 제 1 인덕터(146)의 적어도 일부를 구성하기 위하여 별도로 형성된 패턴일 수 있다.
도전성 라인 패턴(246)은, 예를 들어, 서로 이격된 제 1 도전성 라인 패턴(246-1) 및 제 2 도전성 라인 패턴(246-2)으로 구성될 수 있다. 제 1 도전성 라인 패턴(246-1)의 일단은 인쇄회로기판(60) 상에 형성된 제 1 실장패드(52-4)에 연결되고, 제 1 도전성 라인 패턴(246-1)의 타단은 인쇄회로기판(60) 상에 형성된 본딩패드(244)에 연결될 수 있다. 제 2 도전성 라인 패턴(246-2)의 일단은 인쇄회로기판(60) 상에 형성된 제 2 실장패드(52-5)에 연결되고, 제 2 도전성 라인 패턴(246-2)의 타단은 인쇄회로기판(60) 상에 형성된 본딩패드(244)에 연결될 수 있다. NFC 안테나구조체(140)는 인쇄회로기판(60)에 형성된 제 1 실장패드(52-4) 및 제 2 실장패드(52-5) 상에 실장된다. NFC 안테나구조체(140)에 대한 설명은 도 15를 참조하여 설명한 내용과 중복되므로 생략한다.
한편, 본딩패드(244)는 전기적 연결 부재(244)에 의하여 더미 리드(50-6)와 전기적으로 연결된다. 전기적 연결 부재(244)는, 예를 들어, 본딩 와이어를 포함할 수 있다. 따라서, 도전성 라인 패턴(246)의 양단과 더미 리드(50-6)의 양단은 전기적 연결 부재(244)에 의하여 연결됨으로써, 안테나의 루프를 구성한다.
도 16c에 도시된 NFC 안테나구조체(140)는 도 2에 도시된 안테나(470)보다 크기가 상대적으로 작기 때문에 안테나 감도가 상대적으로 낮을 수 있는바, 이러한 감도의 보상을 위하여 NFC 안테나구조체(140)와 연결되어 루프 형상을 가지는 도전성 라인 패턴(246), 전기적 연결 부재(244) 및 더미 리드(50-6)는 NFC 안테나구조체(140)의 연장 안테나 또는 보조 안테나로서 이해될 수 있다.
표 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 연장 안테나의 길이가 소정의 길이 이상을 확보함으로써, 연장 안테나에서 발생하는 인덕턴스의 값과 NFC 안테나 구조체(140)에서 발생하는 인덕턴스의 값의 비율이 소정 비율(예를 들어, 13%) 이상인 경우, 연장 안테나에 의하여 NFC 인식거리의 개선이 나타남을 확인하였는바, 도 16a 내지 도 16c에 따르면, NFC 인식거리의 개선을 위하여 도입되는 연장 안테나의 길이는 도전성 라인 패턴(246)의 길이, 전기적 연결 부재(244)의 길이 및 더미 리드(50-6)의 길이를 모두 더한 값에 해당한다.
지금까지 설명한 본 발명의 실시예에서는, NFC 안테나구조체(140)가 배터리 보호회로 패키지(300b)에 내장되어 있으며, 도전성 라인 패턴(246)은 NFC 안테나구조체(140)와 연결되어 제공되면서 NFC 안테나구조체(140)의 연장 안테나 또는 보조 안테나로 이해될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에서는, NFC 안테나구조체(140)는 배터리 보호회로 패키지(300b)에 내장되지 않고 배터리 보호회로 패키지(300b)의 외부에 배치된 소정의 부품 상에 실장될 수 있으며, 이 경우, 배터리 보호회로 패키지(300b)를 구성하는 도전성 라인 패턴(246)은 추가적인 연결 패턴을 통하여 NFC 안테나구조체(140)와 연결됨으로써 NFC 안테나구조체(140)의 연장 안테나 또는 보조 안테나의 기능을 수행할 수 있다. 한편, 본 발명의 변형된 다른 실시예에서는, NFC 안테나구조체(140)를 도입하지 않고, 상술한 도전성 라인 패턴(246)만으로 NFC 안테나를 구성할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예들을 도해하는 도면에서, 봉지재(250)는 일체로 형성된 단일 봉지재로 도시되었으나, 변형된 실시예에 의하면, 기판(50, 60)의 적어도 일부, 배터리 보호회로 소자(110, 120, 130), NFC 안테나구조체(140) 및 도전성 라인 패턴(246) 중에서 선택된 적어도 어느 하나와 다른 적어도 어느 하나를 각각 밀봉하며 서로 이격된 복수의 봉지재가 도입될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결될 수 있는 패키지로서,
    기판;
    상기 기판 상에 실장되며, NFC 안테나가 내장된, NFC 안테나구조체; 및
    상기 기판 상에 배치되며, 프로텍션 IC, 전계효과 트랜지스터(FET) 및 적어도 하나 이상의 수동소자를 포함하는, 배터리 보호회로 소자;
    를 구비하는, NFC 안테나가 내장된 배터리 보호회로 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 양쪽가장자리부분에 각각 배치되며, 상기 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드; 및 상기 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드 사이에 배치되며, 복수의 외부연결단자들을 구성하는 외부연결단자용 리드;를 구비하는 리드프레임이며,
    상기 복수의 외부연결단자들 중 어느 하나는 NFC 외부연결단자이며,
    상기 배터리 보호회로 소자 및 상기 NFC 안테나구조체는 상기 리드프레임의 표면의 적어도 일부 상에 표면실장기술을 사용하여 실장되며,
    상기 NFC 안테나구조체, 상기 프로텍션 IC, 상기 전계효과 트랜지스터 및 복수의 상기 리드들로 이루어진 군에서 선택된 어느 두 개를 전기적으로 연결하는 전기적 연결부재를 더 구비함으로써, 별도의 인쇄회로기판을 사용하지 않고 배터리 보호회로를 구성하는,
    NFC 안테나가 내장된 배터리 보호회로 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 양쪽가장자리부분에 각각 배치되며, 베터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드; 및 상기 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드 사이에 배치되며, 복수의 외부연결단자들을 구성하는 외부연결단자용 리드;를 구비하는 리드프레임을 포함하고,
    상기 복수의 외부연결단자들 중 어느 하나는 NFC 외부연결단자이며,
    상기 리드프레임과 전기적으로 연결되도록 상기 리드프레임 상에 배치되며, 상기 배터리 보호회로 소자 및 상기 NFC 안테나구조체가 실장된 인쇄회로기판을 포함하는, 소자 패키지;를 더 구비하는,
    NFC 안테나가 내장된 배터리 보호회로 패키지.
  4. 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결될 수 있는 패키지로서,
    기판;
    상기 기판 상에 실장되며, NFC 안테나를 포함하는, 적어도 하나의 NFC 안테나구조체; 및
    상기 기판 상에 실장되며, 프로텍션 IC, 전계효과 트랜지스터(FET) 및 적어도 하나 이상의 수동소자를 포함하는, 배터리 보호회로 소자;
    를 구비하는, NFC 안테나를 포함하는 배터리 보호회로 패키지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 NFC 안테나구조체는 칩 형태를 가지는, NFC 안테나를 포함하는 배터리 보호회로 패키지.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 NFC 안테나구조체는 NFC 주파수 대역에서 공진할 수 있는 인덕터를 포함하는, NFC 안테나를 포함하는 배터리 보호회로 패키지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 NFC 안테나구조체는 제 1 권선방향을 가지는 코일을 포함하며,
    상기 배터리 베어셀의 측면이 광폭면과 협폭면으로 구성되는 경우, 상기 인덕터에서 유도된 자기장의 방향은 상기 배터리 베어셀의 광폭면과 수직인,
    NFC 안테나를 포함하는 배터리 보호회로 패키지.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 NFC 안테나구조체는 서로 이격된 복수의 안테나구조체들을 포함하며,
    상기 복수의 NFC 안테나구조체들의 각각은 모두 동일한 권선방향을 가지는 코일을 포함하며,
    상기 배터리 베어셀의 측면이 광폭면과 협폭면으로 구성되는 경우, 상기 인덕터에서 유도된 자기장의 방향은 상기 배터리 베어셀의 측면 중에서 광폭면과 수직인,
    NFC 안테나를 포함하는 배터리 보호회로 패키지.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 NFC 안테나구조체는 서로 이격된 복수의 안테나구조체들을 포함하며,
    상기 복수의 NFC 안테나구조체들 중 일부의 안테나구조체는 제 1 권선방향을 가지는 코일을 포함하며,
    상기 복수의 NFC 안테나구조체들 중 나머지의 NFC 안테나구조체는 상기 제 1 권선방향과 수직인 제 2 권선방향을 가지는 코일을 포함하며,
    상기 배터리 베어셀의 측면이 광폭면과 협폭면으로 구성되는 경우, 상기 제 1 권선방향을 가지는 코일에서 유도된 자기장의 방향은 상기 배터리 베어셀의 측면 중에서 광폭면과 수직이고, 상기 제 2 권선방향을 가지는 코일에서 유도된 자기장의 방향은 상기 배터리 베어셀의 측면 중에서 협폭면과 수직인,
    NFC 안테나를 포함하는 배터리 보호회로 패키지.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 NFC 안테나구조체와 상기 배터리 보호회로 소자를 밀봉하는 봉지재;를 더 구비하는, NFC 안테나를 포함하는 배터리 보호회로 패키지.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판은, 양쪽가장자리부분에 각각 배치되며, 상기 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드; 및 상기 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드 사이에 배치되며, 복수의 외부연결단자들을 구성하는 외부연결단자용 리드;를 구비하는 리드프레임이며,
    상기 복수의 외부연결단자들 중 어느 하나는 NFC 외부연결단자이며,
    상기 NFC 안테나구조체, 상기 프로텍션 IC, 상기 전계효과 트랜지스터 및 복수의 상기 리드들로 이루어진 군에서 선택된 어느 두 개를 전기적으로 연결하는 전기적 연결부재를 더 구비함으로써, 별도의 인쇄회로기판을 사용하지 않고 배터리 보호회로를 구성하는,
    NFC 안테나를 포함하는 배터리 보호회로 패키지.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 안테나구조체, 상기 프로텍션 IC 및 상기 전계효과 트랜지스터 중에서 선택된 적어도 하나는, 상기 리드프레임 상에 반도체 패키지 형태로 삽입되어 고정되는 것이 아니라, 표면실장기술에 의하여 상기 리드프레임의 표면의 적어도 일부 상에, 별도의 봉지재로 밀봉되지 않은 칩 다이(chip die) 형태로, 실장되어 고정되는,
    NFC 안테나를 포함하는 배터리 보호회로 패키지.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판은 인쇄회로기판을 포함하는, NFC 안테나를 포함하는 배터리 보호회로 패키지.
  14. 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결될 수 있는 패키지로서,
    도전성 라인 패턴이 형성된 기판;
    상기 기판 상에 실장되며, 프로텍션 IC, 전계효과 트랜지스터(FET) 및 적어도 하나 이상의 수동소자를 포함하는, 배터리 보호회로 소자; 및
    상기 기판 상에 실장되는 NFC 안테나구조체;
    를 포함하고,
    상기 도전성 라인 패턴은, 상기 NFC 안테나구조체와 연결되어 루프(loop)를 형성하는 연장 안테나의 적어도 일부를 구성하는,
    배터리 보호회로 패키지.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판은 인쇄회로기판(PCB)을 포함하고,
    상기 도전성 라인 패턴은 상기 인쇄회로기판 상에 형성된 패턴이며 상기 도전성 라인 패턴의 일단 및 타단은 상기 NFC 안테나구조체와 각각 연결되며,
    상기 연장 안테나는 상기 도전성 라인 패턴으로만 이루어진,
    배터리 보호회로 패키지.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 도전성 라인 패턴은 상기 인쇄회로기판의 가장자리를 두르는, 배터리 보호회로 패키지.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판은 복수의 리드들로 이루어진 리드프레임 및 상기 리드프레임 상에 배치된 인쇄회로기판(PCB)으로 이루어지고,
    상기 리드프레임은 양쪽가장자리부분에 각각 배치되며, 상기 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결되는 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드; 상기 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드 사이에 배치되며, 복수의 외부연결단자들을 구성하는 외부연결단자용 리드; 및 상기 제 1 내부연결단자용 리드 및 제 2 내부연결단자용 리드 사이에 배치되며, 상기 루프의 일부를 구성하는 더미 리드;를 포함하며,
    상기 도전성 라인 패턴은 상기 인쇄회로기판 상에 형성되며,
    상기 도전성 라인 패턴의 양단과 상기 더미 리드의 양단은 전기적 연결 부재에 의하여 연결됨으로써, 상기 연장 안테나는 상기 도전성 라인 패턴, 상기 더미 리드 및 상기 전기적 연결 부재로 이루어진,
    배터리 보호회로 패키지.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 상기 더미 리드와 오버랩 되지 않도록 상기 외부연결단자용 리드 상에 배치된, 배터리 보호회로 패키지.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판의 적어도 일부, 상기 배터리 보호회로 소자, 상기 NFC 안테나구조체 및 상기 도전성 라인 패턴 중 선택된 적어도 어느 하나를 밀봉하는 봉지재;를 더 포함하는, 배터리 보호회로 패키지.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 연장 안테나의 길이는 상기 연장 안테나에서 발생하는 인덕턴스의 값과 상기 NFC 안테나 구조체에서 발생하는 인덕턴스의 값의 비율이 13%이상이 되도록 설정된, 배터리 보호회로 패키지.
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