WO2021096062A1 - 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치 및 이를 이용한 벤딩방법 - Google Patents

배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치 및 이를 이용한 벤딩방법 Download PDF

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WO2021096062A1
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bending
circuit board
flexible printed
battery cell
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김민찬
백주환
박흥근
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery cell flexible printed circuit board bending apparatus and a bending method using the same, and more particularly, to a bending apparatus capable of accurately and quickly bending a flexible printed circuit board of a battery cell, and a bending method using the same. will be.
  • These lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively, and a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively, are provided with an electrode assembly and an electrode assembly disposed with a separator therebetween. It includes an exterior material that is sealed and accommodated together with an electrolyte, that is, a battery case.
  • secondary batteries can be classified into cylindrical and prismatic batteries in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can, and pouch-type batteries in which the electrode assembly is embedded in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet. I can.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a battery cell before bending a flexible printed circuit board.
  • FPCB Flexible Printed Circuit Board
  • a combustible film is formed as an outer layer on a flexible metal foil (especially copper foil), and is mounted together on a battery cell to exchange power and signals. It is common to be.
  • the flexible printed circuit board (FPCB) is mounted on the battery cell, so that the shape of the connection terminal can be changed more freely, thereby enhancing the use and space utilization.
  • the flexible printed circuit board (FPCB) needs to be bent at various angles depending on the type of device or the environment in which it is mounted.
  • a jig body in which a seating portion is formed on which a battery cell is seated while the printed circuit board (PCB) is exposed to the other side is provided on one side of the jig body, and fixes the battery cell seated in the seating portion.
  • a jig device for a battery cell includes a fixing member and a folding member that is rotatably provided on the other side of the jig body and presses the PCB exposed from the seating portion during rotation to fold to be positioned on the battery cell.
  • Patent Document 1 there is an advantage in that the fastening force between the system and the battery can be secured by folding the printed circuit board (PCB), but the flexibility of the printed circuit board (PCB) is not insufficient compared to the flexible printed circuit board (FPCB). There is a problem in that there is a limitation in folding, inefficient in terms of space utilization, and additional energy costs required for folding are incurred.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 2015-0141810
  • An object of the present invention is to provide a bending apparatus capable of accurately bending a flexible printed circuit board of a battery cell and a bending method using the same in order to solve the above problems.
  • Another object of the present invention is to provide a bending device capable of bending a flexible printed circuit board of a battery cell at low cost and a bending method using the same.
  • an object of the present invention is to provide a bending device capable of securing an accurate fastening force between a system and a battery, and a bending method using the same.
  • the battery cell flexible printed circuit board bending apparatus for solving the above problems is a horizontal body 310 for accommodating the battery cell 100 in which the flexible printed circuit board 110 is exposed to the outside of one side. And a die 300 including a support wall 320; A bending guide part 400 positioned on one side of the die 300; And a bending part 500 positioned on one side of the die 300, wherein the bending part 500 includes a fixed body 510, a rotating body that can rotate at a predetermined angle while being connected to the fixed body 510 530, and a substrate seating portion 520 connected to the rotating body 530 and having a substrate seating groove 521 for receiving the flexible printed circuit board 110 formed therein.
  • the bending guide part 400 includes a first support 410 having one side inclined at a predetermined angle, and a first auxiliary support fixed to one side of the first support 410 420, and a first moving part 430 that is movable along an inclined surface of the first support 410, and a predetermined flexible printed circuit board 110 is provided on one side of the first moving part 430. It is characterized in that the first pressing portion 431 for supporting the region is further provided.
  • the bending guide part 400 is further provided with a first elastic member 440 connecting the first auxiliary support 420 and the first moving part 430. do.
  • a press part 600 is located on one side of the die 300, and the press part 600 is fixed to one side of the second support 610 and the second support 610. It includes a second auxiliary support 620, and a second moving part 630 that can be moved in a vertical direction, and the second moving part 630 is for pressing the bent part of the flexible printed circuit board 110 It characterized in that the second pressing portion 631 is further provided.
  • a jaw portion 631 ′ is formed at one end of the second pressing portion 631.
  • the die 300 is provided with a third space portion S3 cut into a predetermined shape to facilitate mounting and detachment of the battery cell 100.
  • a second space portion S2 cut into a predetermined shape is provided on one side of the die 300.
  • the substrate mounting portion 520 is located in the second space portion S2.
  • a pedestal 200 for separating the die 300 from the floor by a predetermined height and fixing the bending guide part 400 and the bending part 500 is under the die 300 It characterized in that it is located in.
  • a first space part S1 cut into a predetermined shape is formed in the pedestal 200 to facilitate mounting and detachment of the battery cell 100.
  • the horizontal cut surface of the first pressing portion 431 is a square, and the cut surface is parallel to the flexible printed circuit board 110.
  • the above-described bending method using the flexible printed circuit board bending apparatus of the battery cell includes a first step of seating the battery cell 100 on the die 300, and one side of the first pressing unit 431 of the bending guide unit 400
  • the second step of bringing the end into close contact with the flexible printed circuit board 110, and a second step of rotating the substrate mounting part 520 of the bending part 500 at a predetermined angle to make close contact with one side of the first pressing part 431 It characterized in that it includes three steps.
  • the bending method according to the present invention includes a fourth step of moving the first pressing unit 431 of the bending guide unit 400 in close contact with the flexible printed circuit board 110 to its original position, and the bending unit 500 It characterized in that it further comprises a fifth step of rotating the substrate mounting portion 520 at a predetermined angle, and in close contact with the upper side of the die 300.
  • the bending method according to the present invention further comprises a sixth step of pressing the bent portion of the flexible printed circuit board 110 by moving the second pressing portion 631 of the second moving portion 630 It is characterized.
  • the battery cell flexible printed circuit board bending apparatus has an advantage that bending can be performed at an accurate position because a bending guide unit and a bending unit are provided.
  • the battery cell flexible printed circuit board bending apparatus further includes a press unit, thereby preventing a spring back phenomenon.
  • the battery cell flexible printed circuit board bending apparatus has an advantage in that the defect rate can be remarkably reduced because bending is performed in a die fixing the battery cell.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a battery cell before bending a flexible printed circuit board.
  • FIG. 2 is a perspective view of a battery cell flexible printed circuit board bending apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a bending guide part in the bending apparatus shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of a bending unit in the bending apparatus shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a press part in the bending apparatus shown in FIG. 2.
  • 6 to 11 are flowcharts illustrating a method of bending a flexible printed circuit board using a bending device according to the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of an inspection jig for confirming a bent battery cell.
  • the battery cell flexible printed circuit board bending apparatus includes a pedestal 200, a die 300 on which the battery cell 100 is mounted, and a bending position of the flexible printed circuit board 110.
  • the die 300 is to be spaced a predetermined height from the floor and to fix the bending guide portion 400, the bending portion 500, and the press portion 600, the die 300 ) Is located below.
  • the first space S1 When viewed from above (in the Z-axis direction), the first space S1 is formed in a substantially rectangular shape, and a first space S1 is formed on one side thereof, and a protrusion 210 is formed toward the fixed body 510 to be described later. Located. In addition, a second space S2 is formed in the vicinity of the protrusion 210 due to the second cutout 230.
  • the first space part S1 is for allowing the operator's hand to easily grip the battery cell 100 when the battery cell 100 is mounted on or detached from the die 300
  • the second space part (S2) is for securing a rotation space of the substrate mounting portion 520 to be described later.
  • the die 300 providing a space in which the battery cell 100 is seated is positioned above the pedestal 200, more specifically along the second space S2 of the pedestal 200.
  • the die 300 includes a horizontal body 310 on a plane, and a support wall that rises above a predetermined height along the edge of the horizontal body 310 so as to limit the shaking from side to side after the battery cell 100 is seated. 320).
  • one side of the horizontal body 310 specifically, the upper part of the first space (S1) of the pedestal 200 by a third cutout 311, and a pair of fourth cutouts 312 facing each other.
  • a third space part S3 is formed, and the third space part S3 is to facilitate attachment and detachment of the battery cell 100, similar to the above-described first space part S1.
  • the support wall 320 is a first support wall 321, a second support wall 322, a third support wall 323, and a fourth support wall ( 324).
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a bending guide part in the bending apparatus shown in FIG. 2.
  • the bending guide part 400 when describing the bending guide part 400, includes a first support 410, a first auxiliary support 420, a first moving part 430, It may include a first elastic member 440 and a first moving means 450.
  • the first support 410 has a substantially triangular shape in which one side thereof is inclined so that the first moving part 430 can move inclined at a predetermined angle, and the first auxiliary support 420 is a first It is fixed to one side of the support 410 and extends long.
  • the first moving part 430 moves along the inclined surface of the first support 410, at this time, the first moving part 430 deviates from a path determined by the first moving means 450 such as a sliding structure. You can move smoothly without doing it
  • a first pressing part 431 in the shape of a'L' is connected in an inclined state, and the lower end of the first pressing part 431 has an acute angle so that the lower end is horizontal with the ground. It has a sharp blade shape, which is for supporting a predetermined area of the flexible printed circuit board 110 to be described later.
  • the reason that the first support 410 is inclined at a predetermined angle is because it is advantageous for the operation to move the first moving part 430 that presses a predetermined area of the flexible printed circuit board 110 in an inclined state. to be.
  • the first elastic member 440 connecting the first moving part 430 and the first auxiliary support 420 is for helping the movement of the first moving part 430 and applied to the first pressing part 431. When the force is released, it returns to its original position by the elastic force of the first elastic member 440.
  • the first elastic member 440 is preferably a spring, but is not limited thereto as long as it has sufficient force to return the first moving part 430 to its original position.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of a bending unit in the bending apparatus shown in FIG. 2.
  • the bending unit will be described with reference to FIGS. 2 and 4 together.
  • the bending part 500 is for bending the flexible printed circuit board 110 exposed from the battery cell 100, and the fixed body 510, the substrate mounting part 520, the rotating body 530, the handle 540 And a rotation shaft 550.
  • the fixed body 510 serves to support the substrate mounting portion 520, the rotating body 530, the handle 540, and the rotating shaft 550 to operate in a state in which they are organically connected to each other.
  • a passage is provided so that the coaxial 550 can pass.
  • the substrate mounting portion 520 rotatably coupled to the fixed body 510 while the rotation shaft 550 is connected is a second space portion S2 between the protrusion 210 of the pedestal 200 and the die 300. ), and a substrate mounting groove 521 recessed a predetermined depth so that the flexible printed circuit board 110 connected to the battery cell 100 can be seated is formed.
  • the rotating body 530 is for rotating the substrate mounting portion 520 at a predetermined angle, and the other side of the rotating shaft 550 is connected to one side, and a handle 540 that can be held by hand to facilitate rotation Is attached.
  • the rotation shaft 550 passes through the fixed body 510.
  • the press part 600 includes a second support 610, a second auxiliary support 620, a second moving part 630, a second elastic member 640, and a second It may be made including a moving means (650).
  • the second support 610 is fixed to one side of the pedestal 200 and may be a vertical bar type or a “b” bar.
  • the second auxiliary support 620 is extended long while being fixed to one side of the second support 610 by a fastening means (not shown), and the second moving part 630 is moved vertically with respect to the ground. It is located vertically.
  • a second moving means 650 such as a sliding structure is positioned, through which the second moving part 630 does not deviate from a predetermined path. It can move smoothly up and down.
  • a second pressing part 631 in the shape of a'b' is connected, and the end facing down (in the Z-axis direction) has a jaw portion 631' in the shape of'a'
  • the chin portion 631 ′ is formed to more reliably bend the folded portion of the flexible printed circuit board 110, and a more detailed description will be provided later.
  • the second elastic member 640 connecting the second moving part 630 and the second auxiliary support 620 is for helping the movement of the second moving part 630 and applied to the second pressing part 631.
  • the second elastic member 640 returns to its original position by the elastic force.
  • the first elastic member 440 is preferably a spring, but is not limited thereto as long as it has sufficient force to return the first moving part 430 to its original position.
  • 6 to 11 are flowcharts illustrating a method of bending a flexible printed circuit board using a bending device according to the present invention.
  • a first step of mounting the battery cell 100 on the die 300, and one end of the first pressing part 431 of the bending guide part 400 is attached to the flexible printed circuit board 110.
  • a second step of making close contact, a third step of rotating the substrate mounting part 520 of the bending part 500 at a predetermined angle to make close contact with one side of the first pressing part 431, and the flexible printed circuit board 110 The fourth step of moving the first pressing part 431 of the bending guide part 400 in close contact with the original position, the substrate mounting part 520 of the bending part 500 is rotated at a predetermined angle, and the die 300 )
  • the battery cell 100 is mounted on the horizontal body 310 of the die 300, and the flexible printed circuit board 110 is seated in the substrate mounting groove 521. As a step of doing so, the battery cell 100 can be easily seated due to the first space portion S1 of the pedestal 200 and the third space portion S3 of the die 300.
  • the first moving part 430 of the bending guide part 400 is moved obliquely downward, so that the blade-shaped end of the first pressing part 431 is moved to the flexible printed circuit board ( 110), and this is to allow the flexible printed circuit board 110 to be folded at an accurate position.
  • FIG. 8 is a view for explaining the third step, and in the third step, while the flexible printed circuit board 110 is pressed toward the end of the first pressing part 431, the substrate mounting part 520 is The handle 540 of the bending part 500 is rotated until it contacts the pressing part 431. Then, the flexible printed circuit board 110 is primarily folded by a predetermined angle.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a fourth step, and in the fourth step, the first moving part 430 of the bending guide part 400 is moved to its original position, and the first moving part 430 or the first moving part 430 When the force applied to the pressing part 431 is released, the first moving part 430 returns to its original position by the first elastic member 440.
  • the fifth step will be described with reference to FIG. 10, until the substrate mounting portion 520 is no longer rotated, that is, until the flexible printed circuit board 110 is completely folded and in contact with each other, the handle of the bending unit 500 ( 540) is additionally rotated.
  • FIG. 11 is a view for explaining the sixth step, a step for minimizing a spring back phenomenon, that is, a property to return, by pressing the bent portion in which the flexible printed circuit board 110 is folded again, and the press unit 600 While moving the second pressing part 631 of the flexible printed circuit board 110 downward, the bent part in which the flexible printed circuit board 110 is folded is pressed, and at this time, the bent part can be accurately pressed due to the'a'-shaped jaw part 631'.
  • a spring back phenomenon that is, a property to return
  • the battery cells 100 mounted on the die 300 are recovered.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of an inspection jig for confirming a bent battery cell.
  • the battery cell 100 on which the bending of the flexible printed circuit board 110 is completed can be re-placed in the inspection jig 700 provided with the flexible printed circuit board receiving groove 710 as shown in FIG. 9 to check whether the bending is defective. have.
  • protrusion 220 first incision
  • first supporting wall 322 second supporting wall
  • first support 411 first guide rail
  • first moving part 431 first pressing part
  • first elastic member 450 first moving means
  • rotating body 540 handle

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Abstract

본 발명은 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치 및 이를 이용한 벤딩방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일측 외측으로 연성인쇄회로기판(110)이 노출되어 있는 배터리 셀(100)을 수용하기 위한 수평몸체(310)와 지지벽(320)을 포함하여 이루어진 다이(300); 상기 다이(300) 일측에 위치하는 벤딩가이드부(400); 및 상기 다이(300) 일측에 위치하는 벤딩부(500);를 포함하며, 상기 벤딩부(500)는, 고정 몸체(510), 상기 고정 몸체(510)와 연결된 채 소정 각도로 회동 가능한 회동 몸체(530), 및 상기 회동 몸체(530)와 연결되며 연성인쇄회로기판(110)을 수용하기 위한 기판 안착홈(521)이 형성된 기판 안착부(520)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치 및 이를 이용한 벤딩방법에 관한 것이다.

Description

배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치 및 이를 이용한 벤딩방법
본 출원은 2019년 11월 13일자 한국 특허 출원 제2019-0144758호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치 및 이를 이용한 벤딩방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판을 정확하면서도 신속하게 벤딩할 수 있는 벤딩장치 및 이를 이용한 벤딩방법에에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지에 관한 기술이 활발해지고 있다. 또한, 이차 전지는 대기오염 물질을 유발하는 화석 연료의 대체 에너지원으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등에 적용되고 있어, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 갈수록 높아지고 있는 상황이다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용하며, 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 포함하여 이루어진다.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류될 수 있다.
한편, 도 1은 연성인쇄회로기판을 벤딩하기 전의 배터리 셀 모식도이다. 연성회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)은 유연하게 구부러지는 금속박(특히, 구리박)에 가연성필름을 외층으로 형성한 회로기판을 의미하며, 전원과 신호를 주고받을 수 있도록 배터리 셀에 함께 장착되는 것이 일반적이다.
이렇게 배터리 셀에 연성인쇄회로기판(FPCB)이 장착됨으로써 연결단자의 모양을 보다 자유롭게 변경할 수 있어 용도와 공간 활용성을 높일 수 있다. 하지만, 디바이스의 종류나 장착되는 환경에 따라 연성인쇄회로기판(FPCB)은 다양한 각도로 벤딩될 필요가 있다.
이와 관련하여, 특허문헌 1에서는 인쇄회로기판(PCB)가 타측으로 노출된 상태로 전지셀이 안착되는 안착부가 형성된 지그본체, 지그본체의 일측에 구비되고, 안착부에 안착된 전지셀을 고정하는 고정부재, 및 지그본체의 타측에 회전 가능하게 구비되고, 회전 시 안착부로부터 노출된 PCB를 가압하여 전지셀에 위치하도록 폴딩하는 폴딩부재를 포함하는 전지셀용 지그장치가 개시되어 있다.
상기 특허문헌 1에 의하면 인쇄회로기판(PCB)를 폴딩함으로서 시스템 및 배터리 간의 체결력을 확보할 수 있다는 이점은 있지만, 인쇄회로기판(PCB)의 유연성은 연성인쇄회로기판(FPCB)에 비해 부족하지 때문에 폴딩에 한계가 있고 또 공간활용도 측면에서 비효율적일 뿐만 아니라 폴딩에 필요한 에너지비용이 추가적으로 발생한다는 문제점이 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1)한국공개특허 제2015-0141810호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 배터리 셀의 연성인쇄회로기판을 정확하게 벤딩할 수 있는 벤딩장치 및 이를 이용한 벤딩방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 저렴한 비용으로 배터리 셀의 연성인쇄회로기판을 벤딩할 수 있는 벤딩장치 및 이를 이용한 벤딩방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
게다가, 본 발명에서는 시스템과 배터리 간의 정확한 체결력을 확보할 수 있는 벤딩장치 및 이를 이용한 벤딩방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치는, 일측 외측으로 연성인쇄회로기판(110)이 노출되어 있는 배터리 셀(100)을 수용하기 위한 수평몸체(310)와 지지벽(320)을 포함하여 이루어진 다이(300); 상기 다이(300) 일측에 위치하는 벤딩가이드부(400); 및 상기 다이(300) 일측에 위치하는 벤딩부(500);를 포함하며, 상기 벤딩부(500)는, 고정 몸체(510), 상기 고정 몸체(510)와 연결된 채 소정 각도로 회동 가능한 회동 몸체(530), 및 상기 회동 몸체(530)와 연결되며 연성인쇄회로기판(110)을 수용하기 위한 기판 안착홈(521)이 형성된 기판 안착부(520)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩장치에서, 상기 벤딩가이드부(400)는, 일측면이 소정 각도로 경사져 있는 제1 지지대(410), 상기 제1 지지대(410) 일측면에 고정되어 있는 제1 보조지지대(420), 및 상기 제1 지지대(410)의 경사면을 따라 이동이 가능한 제1 이동부(430)를 포함하며, 상기 제1 이동부(430) 일측면에는 연성인쇄회로기판(110)의 소정 영역을 지지하기 위한 제1 누름부(431)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩장치에서, 상기 벤딩가이드부(400)는, 제1 보조지지대(420)와 제1 이동부(430)를 연결하는 제1 탄성부재(440)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩장치에서, 상기 다이(300) 일측에는 프레스부(600)가 위치하며, 상기 프레스부(600)는 제2 지지대(610), 상기 제2 지지대(610) 일측에 고정되어 있는 제2 보조지지대(620), 및 수직방향으로 이동이 가능한 제2 이동부(630)를 포함하며, 상기 제2 이동부(630)는, 연성인쇄회로기판(110)의 절곡부를 가압하기 위한 제2 누름부(631)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩장치에서, 상기 제2 누름부(631) 일측 단부에는 턱부(631')가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩장치에서, 배터리 셀(100)의 안착 및 탈착이 용이하도록 상기 다이(300)에는 소정 모양으로 절개된 제3 공간부(S3)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩장치에서, 상기 다이(300) 일측에는 소정 모양으로 절개된 제2 공간부(S2)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩장치에서, 상기 기판 안착부(520)는 상기 제2 공간부(S2)에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩장치에서, 상기 다이(300)를 바닥으로부터 소정 높이 이격시키고, 상기 벤딩가이드부(400)와 벤딩부(500)를 고정하기 위한 받침대(200)가 상기 다이(300) 아래에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩장치에서, 배터리 셀(100)의 안착 및 탈착이 용이하도록 상기 받침대(200)에는 소정 모양으로 절개된 제1 공간부(S1)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩장치에서, 상기 제1 누름부(431)의 수평 절단면은 사각형이며, 상기 절단면은 연성인쇄회로기판(110)과 평행한 것을 특징으로 한다.
또한 전술한 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치를 이용한 벤딩 방법은, 배터리 셀(100)을 다이(300)에 안착시키는 제1 단계, 벤딩가이드부(400)의 제1 누름부(431) 일측 단부를 연성인쇄회로기판(110)에 밀착시키는 제2 단계, 및 벤딩부(500)의 기판 안착부(520)를 소정 각도로 회동시켜, 상기 제1 누름부(431) 일측면과 밀착시키는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩 방법은, 연성인쇄회로기판(110)과 밀착하고 있던 벤딩가이드부(400)의 제1 누름부(431)를 원래 위치로 이동시키는 제4 단계, 및 벤딩부(500)의 기판 안착부(520)를 소정 각도로 회동시켜, 상기 다이(300) 상측면과 밀착시키는 제5 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 벤딩 방법은, 상기 제2 이동부(630)의 제2 누름부(631)를 이동시켜, 상기 연성인쇄회로기판(110)의 절곡부를 가압하는 제6단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치는, 벤딩가이드부와 벤딩부가 구비되어 있어, 정확한 위치에서 벤딩이 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치는, 프레스부를 더 포함하고 있어, 스프링 백 현상을 방지할 수 있다는 이점이 있다.
게다가 본 발명에 따른 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치는, 배터리 셀을 고정하는 다이에서 벤딩이 이루어지기 때문에 불량율을 현저하게 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 연성인쇄회로기판을 벤딩하기 전의 배터리 셀 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 벤딩장치에서 벤딩가이드부를 확대한 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시한 벤딩장치에서 벤딩부를 확대한 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시한 벤딩장치에서 프레스부의 확대사이도이다.
도 6 내지 11은 본 발명에 따른 벤딩장치를 사용하여 연성인쇄회로기판을 벤딩하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 벤딩된 배터리 셀을 확인하기 위한 검사용 지그의 모식도이다.
본 출원에서 "포함한다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치에 관하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치의 사시도이다. 도 2을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 배터리 셀 연성인쇄회로기판 벤딩장치는, 받침대(200), 배터리 셀(100)이 안착되는 다이(300), 연성인쇄회로기판(110)의 벤딩 위치를 잡아주는 벤딩가이드부(400), 연성인쇄회로기판(110)을 벤딩 위치로 회전시키는 벤딩부(500) 및 연성인쇄회로기판(110)의 절곡부를 가압하는 프레스부(600)를 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 받침대(200)에 관해 설명하면, 다이(300)를 바닥으로부터 소정 높이 이격시키고 또 상기 벤딩가이드부(400), 벤딩부(500) 및 프레스부(600)를 고정하기 위한 것으로 다이(300) 아래에 위치한다.
위에서(Z축 방향) 바라볼 때 대략 사각형으로, 일측에는 제1 절개부(220)에 의해 제1 공간부(S1)가 형성되며, 후술할 고정몸체(510)를 향해서는 돌출부(210)가 위치한다. 그리고 돌출부(210) 인근에는 제2 절개부(230)로 인해 제2 공간부(S2)가 형성된다.
여기서, 제1 공간부(S1)는 배터리 셀(100)을 다이(300)에 안착시키거나 탈착시킬 때 작업자의 손이 배터리 셀(100)을 쉽게 파지할 수 있도록 하기 위한 것이고, 제2 공간부(S2)는 후술할 기판 안착부(520)의 회전 공간을 확보하기 위한 것이다.
배터리 셀(100)이 안착되는 공간을 제공하는 다이(300)는, 받침대(200) 상부, 보다 상세하게는 받침대(200)의 제2 공간부(S2)를 따라 위치한다. 다이(300)는 평면상의 수평몸체(310), 그리고 배터리 셀(100)이 안착된 이후 좌우로의 흔들림을 제한할 수 있도록 수평몸체(310)의 가장자리를 따라 소정 높이 상부로 올라와 있는 지지벽(320)을 포함하여 이루어진다.
한편, 수평몸체(310)의 일측, 구체적으로 받침대(200)의 제1 공간부(S1) 상부에는 제3 절개부(311), 및 서로 마주보는 한 쌍의 제4 절개부(312)에 의해 제3 공간부(S3)가 형성되며, 이 제3 공간부(S3)는 전술한 제1 공간부(S1)와 마찬가지로 배터리 셀(100)의 탈부착을 용이하도록 하기 위함이다.
지지벽(320)은 배터리 셀(100)의 4개 변을 지지할 수 있도록, 제1 지지벽(321), 제2 지지벽(322), 제3 지지벽(323) 및 제4 지지벽(324)으로 이루어질 수 있다.
계속해서, 벤딩가이드부에 관해 설명하기로 한다. 도 3은 도 2에 도시한 벤딩장치에서 벤딩가이드부를 확대한 사시도이다.
도 2 및 3을 함께 참조하면서, 벤딩가이드부(400)에 관해 설명하면, 벤딩가이드부(400)는 제1 지지대(410), 제1 보조지지대(420), 제1 이동부(430), 제1 탄성부재(440) 및 제1 이동수단(450)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 지지대(410)는 제1 이동부(430)가 소정 각도로 경사지게 이동할 수 있도록 일측면이 경사진 대략 삼각형 모양이고, 제1 보조지지대(420)는 체결수단(미도시)에 의해 제1 지지대(410) 일측면에 고정된 채 길게 연장되어 있다.
그리고 제1 이동부(430)는 제1 지지대(410)의 경사진 면을 따라 이동하며, 이때 제1 이동부(430)는 슬라이딩 구조와 같은 제1 이동수단(450)에 의해 정해진 경로를 이탈하지 않으면서 부드럽게 이동할 수 있다.
제1 이동부(430) 일측면에는 'ㄱ'자 모양의 제1 누름부(431)가 경사진 상태로 연결되어 있으며, 제1 누름부(431) 하측 단부는 지면과 수평하도록 끝이 예각을 이루는 뾰족한 칼날형상으로, 이는 후술할 연성인쇄회로기판(110)의 소정 영역을 지지하기 위한 것이다.
여기서, 상기 제1 지지대(410)가 소정 각도로 경사진 이유는 연성인쇄회로기판(110)의 소정 영역을 눌러주는 제1 이동부(430)가 경사진 상태로 이동하는 것이 작업에 유리하기 때문이다.
제1 이동부(430)와 제1 보조지지대(420)를 연결하는 제1 탄성부재(440)는 제1 이동부(430)의 움직임을 도와주기 위한 것으로, 제1 누름부(431)에 가한 힘을 해제하면 제1 탄성부재(440)의 탄성력에 의해 원래의 위치로 되돌아간다.
여기서, 제1 탄성부재(440)는 용수철인 것이 바람직하나 제1 이동부(430)를 원위치 시키는 충분한 힘을 가졌다면 이에 제한하지 않는다.
도 4는 도 2에 도시한 벤딩장치에서 벤딩부를 확대한 사시도이다. 도 2 및 도 4를 함께 참조하면서 벤딩부에 관해 설명하기로 한다.
벤딩부(500)는 배터리 셀(100)에서 노출된 연성인쇄회로기판(110)을 벤딩하기 위한 것으로, 고정몸체(510), 기판 안착부(520), 회동몸체(530), 손잡이(540) 및 회동축(550)을 포함하여 이루어져 있다.
고정몸체(510)는 기판 안착부(520), 회동몸체(530), 손잡이(540) 그리고 회동축(550)이 서로 유기적으로 연결된 상태에서 작동할 수 있도록 지지하는 역할을 하며, 소정 위치에는 회동축(550)이 통과할 수 있도록 통로가 구비되어 있다.
일측에는 회동축(550)이 연결된 채 고정몸체(510)에 대해 회동가능하게 결합된 기판 안착부(520)는 받침대(200)의 돌출부(210)과 다이(300) 사이 제2 공간부(S2)에 위치하며, 배터리 셀(100)과 연결된 연성인쇄회로기판(110)이 안착될 수 있도록 소정 깊이 패여 있는 기판 안착홈(521)이 형성되어 있다.
회동몸체(530)는 기판 안착부(520)를 소정각도로 회전시키기 위한 것으로, 일측에는 회동축(550)의 타측이 연결되어 있고, 또 회전이 용이하도록 손으로 파지할 수 있는 손잡이(540)이 부착되어 있다. 물론 전술한 바와 같이, 회동축(550)은 고정몸체(510)을 관통하고 있다.
도 5는 도 2에 도시한 벤딩장치에서 프레스부의 확대사시도이다. 도 2 및 5를 함께 참조하면서 설명하면, 프레스부(600)는 제2 지지대(610), 제2 보조지지대(620), 제2 이동부(630), 제2 탄성부재(640) 및 제2 이동수단(650)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 지지대(610)는 받침대(200) 일측에 고정되어 있으며 수직 막대형 또는 'ㄴ'자 막대일 수 있다.
제2 보조지지대(620)는 체결수단(미도시)에 의해 제2 지지대(610) 일측면에 고정된 채 길게 연장되어 있으며, 제2 이동부(630)가 수직방향으로 이동할 수 있도록 지면에 대해 수직하게 위치하고 있다.
한편, 제2 지지대(610)와 제2 이동부(630) 사이에는 슬라이딩 구조와 같은 제2 이동수단(650)이 위치하며, 이를 통해 제2 이동부(630)는 정해진 경로를 이탈하지 않으면서 상하로 부드럽게 이동할 수 있다.
제2 이동부(630) 일측면에는 'ㄱ'자 모양의 제2 누름부(631)가 연결되어 있으며, 또 아래(Z축 방향)를 향하는 단부는'ㄱ' 모양의 턱부(631`)가 형성되어 있고, 상기 턱부(631`)는 연성인쇄회로기판(110)의 접혀진 부분을 보다 확실하게 절곡시키기 위한 것으로 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제2 이동부(630)와 제2 보조지지대(620)를 연결하는 제2 탄성부재(640)는 제2 이동부(630)의 움직임을 도와주기 위한 것으로, 제2 누름부(631)에 가한 힘을 해제하면 제2 탄성부재(640)의 탄성력에 의해 원래의 위치로 되돌아간다.
여기서, 제1 탄성부재(440)는 용수철인 것이 바람직하나 제1 이동부(430)를 원위치 시키는 충분한 힘을 가졌다면 이에 제한하지 않는다.
도 6 내지 도 11은 본 발명에 따른 벤딩장치를 사용하여 연성인쇄회로기판을 벤딩하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6 내지 도 11을 참조하면서, 배터리 셀 연성인쇄회로기판을 벤딩하는 방법에 관하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 벤딩방법은, 배터리 셀(100)을 다이(300)에 안착시키는 제1단계, 벤딩가이드부(400)의 제1 누름부(431) 일측 단부를 연성인쇄회로기판(110)에 밀착시키는 제2 단계, 벤딩부(500)의 기판 안착부(520)를 소정 각도로 회동시켜, 상기 제1 누름부(431) 일측면과 밀착시키는 제3 단계, 연성인쇄회로기판(110)과 밀착하고 있던 벤딩가이드부(400)의 제1 누름부(431)를 원래 위치로 이동시키는 제4 단계, 벤딩부(500)의 기판 안착부(520)를 소정 각도로 회동시켜, 상기 다이(300) 상측면과 밀착시키는 제5 단계, 및 제2 이동부(630)의 제2 누름부(631)를 이동시켜, 상기 연성인쇄회로기판(110)의 절곡부를 가압하는 제6단계를 포함하여 이루어진다.
먼저, 도 6을 참조하면서 제1 단계를 보다 상세히 설명하면, 배터리 셀(100)은 다이(300)의 수평몸체(310), 그리고 연성인쇄회로기판(110)은 기판 안착홈(521)에 안착시키는 단계로서, 받침대(200)의 제1 공간부(S1)와 다이(300)의 제3 공간부(S3)로 인해 배터리 셀(100)을 손쉽게 안착시킬 수 있다.
도 7를 참조하면서 제2 단계를 설명하면, 벤딩가이드부(400)의 제1이동부(430)를 경사지게 아래로 이동시켜, 제1 누름부(431)의 칼날 형상 단부를 연성인쇄회로기판(110)에 밀착시키며, 이는 연성인쇄회로기판(110)이 정확한 위치에서 접혀질 수 있도록 하기 위함이다.
계속해서, 도 8은 제3 단계를 설명하기 위한 도면이며, 제3 단계에서는 제1 누름부(431) 단부로 연성인쇄회로기판(110)을 누른 상태에서, 기판 안착부(520)가 제1 누름부(431)와 접할 때까지 벤딩부(500)의 손잡이(540)을 돌린다. 그러면 연성인쇄회로기판(110)은 1차적으로 소정 각도만큼 접혀진다.
도 9는 제4 단계를 설명하는 도면이며, 제4 단계에서는 벤딩가이드부(400)의 제1이동부(430)를 원래의 위치로 이동시키는 단계로서, 제1이동부(430) 또는 제1 누름부(431)에 가하고 있던 힘을 해제하면 제1 탄성부재(440)에 의해 제1 이동부(430)는 원래로 위치로 돌아간다.
도 10을 참조하면서 제5 단계를 설명하면, 기판 안착부(520)가 더 이상 회전하지 않을 때까지, 즉 연성인쇄회로기판(110)이 완전히 접혀져 서로 접할 때까지 벤딩부(500)의 손잡이(540)을 추가적으로 회전시킨다.
도 11은 제6 단계를 설명하는 도면으로, 연성인쇄회로기판(110)이 접혀진 굴곡부를 다시 가압하여 스프링 백(Sping back)현상, 즉 되돌아가려는 성질을 최소화하기 위한 단계로서, 프레스부(600)의 제2 누름부(631)를 아래로 이동시키면서 연성인쇄회로기판(110)이 접혀진 굴곡부를 가압하며, 이때 'ㄱ'자 모양의 턱부(631')로 인해 굴곡부가 정확하게 가압될 수 있다.
상기와 같은 단계가 끝나면 다이(300)에 장착되어 있던 배터리 셀(100)을 회수한다.
도 12는 벤딩된 배터리 셀을 확인하기 위한 검사용 지그의 모식도이다. 연성인쇄회로기판(110)의 벤딩이 완료된 배터리 셀(100)은 도 9와 같은 연성인쇄회로기판 수용홈(710)이 구비된 검사용 지그(700)에 다시 안착시켜 벤딩의 불량여부를 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
(부호의 설명)
100 : 배터리 셀
110: 연성인쇄회로기판
200 : 받침대
210 : 돌출부 220: 제1 절개부
230 : 제2 절개부
300 : 다이
310 : 수평몸체
311 : 제3 절개부 312 : 제4 절개부
320 : 지지벽
321 : 제1 지지벽 322 : 제2 지지벽
323 : 제3 지지벽 324 : 제4 지지벽
400 : 벤딩가이드부
410 : 제1 지지대 411: 제1 가이드레일
420 : 제1 보조지지대
430 : 제1 이동부 431 : 제1 누름부
440 : 제1 탄성부재 450 : 제1 이동수단
500 : 벤딩부
510 : 고정몸체
520 : 기판 안착부 521 : 기판 안착홈
530 : 회동몸체 540 : 손잡이
550 : 회동축
600: 프레스부
610: 제2 지지대 611: 제2 가이드레일
620: 제2 보조지지대
630: 제2 이동부
631: 제2 누름부 631': 턱부
632 : 제2 고정프레임
640: 제2 탄성부재 650 : 제2 이동수단
700: 검사용 지그
710 : 연성인쇄회로기판 수용홈
S1 : 제1 공간부 S2 : 제2 공간부
S3 : 제3 공간부

Claims (14)

  1. 일측 외측으로 연성인쇄회로기판이 노출되어 있는 배터리 셀을 수용하기 위한 수평몸체와 지지벽을 포함하여 이루어진 다이;
    상기 다이 일측에 위치하는 벤딩가이드부; 및
    상기 다이 일측에 위치하는 벤딩부;를 포함하며,
    상기 벤딩부는, 고정 몸체, 상기 고정 몸체와 연결된 채 소정 각도로 회동 가능한 회동 몸체, 및 상기 회동 몸체와 연결되며 연성인쇄회로기판을 수용하기 위한 기판 안착홈이 형성된 기판 안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벤딩가이드부는, 일측면이 소정 각도로 경사져 있는 제1 지지대, 상기 제1 지지대 일측면에 고정되어 있는 제1 보조지지대, 및 상기 제1 지지대의 경사면을 따라 이동이 가능한 제1 이동부를 포함하며,
    상기 제1 이동부 일측면에는 연성인쇄회로기판의 소정 영역을 지지하기 위한 제1 누름부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 벤딩가이드부는, 제1 보조지지대와 제1 이동부를 연결하는 제1 탄성부재가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다이 일측에는 프레스부가 위치하며, 상기 프레스부는 제2 지지대, 상기 제2 지지대 일측에 고정되어 있는 제2 보조지지대, 및 수직방향으로 이동이 가능한 제2 이동부를 포함하며,
    상기 제2 이동부는, 연성인쇄회로기판의 절곡부를 가압하기 위한 제2 누름부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 누름부 일측 단부에는 턱부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치.
  6. 제1항에 있어서,
    배터리 셀의 안착 및 탈착이 용이하도록 상기 다이에는 소정 모양으로 절개된 제3 공간부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다이 일측에는 소정 모양으로 절개된 제2 공간부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판 안착부는 상기 제2 공간부에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다이를 바닥으로부터 소정 높이 이격시키고, 상기 벤딩가이드부와 벤딩부를 고정하기 위한 받침대가 상기 다이 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치.
  10. 제9항에 있어서,
    배터리 셀의 안착 및 탈착이 용이하도록 상기 받침대에는 소정 모양으로 절개된 제1 공간부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1 누름부의 수평 절단면은 사각형이며, 상기 절단면은 연성인쇄회로기판과 평행한 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩장치를 이용한 벤딩 방법으로서,
    배터리 셀을 다이에 안착시키는 제1 단계;
    벤딩가이드부의 제1 누름부 일측 단부를 연성인쇄회로기판에 밀착시키는 제2 단계; 및
    벤딩부의 기판 안착부를 소정 각도로 회동시켜, 상기 제1 누름부 일측면과 밀착시키는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩 방법.
  13. 제12에 있어서,
    연성인쇄회로기판과 밀착하고 있던 벤딩가이드부의 제1 누름부를 원래 위치로 이동시키는 제4 단계; 및
    벤딩부의 기판 안착부를 소정 각도로 회동시켜, 상기 다이 상측면과 밀착시키는 제5 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩 방법.
  14. 제13에 있어서,
    상기 제2 이동부의 제2 누름부를 이동시켜, 상기 연성인쇄회로기판의 절곡부를 가압하는 제6단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 연성인쇄회로기판 벤딩 방법.
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