JP2008010501A

JP2008010501A - 回路基板装置

Info

Publication number: JP2008010501A
Application number: JP2006176971A
Authority: JP
Inventors: Osamu Tajima; 修田島; Yoshiaki Miyamoto; 欣明宮本
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-17
Also published as: CN101098054B; US20070298287A1; CN101098054A

Abstract

【課題】電池パックに組み込まれる保護回路基板装置において、薄型化を図ること目的とする。
【解決手段】電子部品１２０が実装された基板１０１は、両端に四角形状の切欠部１０２，１０３を有する。ニッケル板片１４０は、切欠部１０２を跨いだ状態で基板１０１の上面１０１ａに固定してある。リード１５０は、切欠部１０２内に嵌合した状態でニッケル板片１４０のうち切欠部１０２を跨いでいる部分の裏面１４０ａにスポット溶接されている。ニッケル板片１４０は薄くてよく、樹脂部１３０は薄く形成されている。リード１５０、スポット溶接部１６０、及びバリ１６０ａは、共に、基板１０１の厚み範囲内に収まっている。
【選択図】図１

Description

本発明は回路基板装置に係り、特に、電池パックに適用され、端子板がスポット溶接される保護回路基板装置に関する。

近年、携帯電話をはじめとする携帯端末装置は、その駆動源として電池パックを搭載している。

説明の便宜上、先ず、電池パックの一般的な構成について説明する。図１２（Ａ）は電池パックの分解斜視図、同図（Ｂ）は電池パックの断面図である。電池パック１０は、リチウムイオン蓄電池である電池本体１１、保護回路基板装置１２、ケース本体１３、蓋１４から構成されている。保護回路基板装置１２は、基板２０上に電子部品２１が複数実装してあり、これらが樹脂部２２で覆われており、基板２０の両端にリード２３、２４が接続してある構成である。複数の電子部品２１は、充電電圧及び電池本体１１の出力電圧を監視して、電池本体１１の充放電を制御し、電池本体１１の保護を行なうための電池保護回路を形成している。基板２０は、電子部品２１が実装された面とは反対側の面に、複数の電極２５を有する。保護回路基板装置１２のリード２３，２４が電池本体１１の電極と接続してある。電池本体１１が保護回路基板装置１２と共に、ケース本体１３内に収容してある。保護回路基板装置１２は、樹脂部２２が電池本体１１側に向いており、電極２５がケース本体１３の切欠部１３ａより外部に露出している。

この電池パック１０においては、外形サイズは大きくしないで、高容量化を図ることが求められている。このためには、電池本体１１の容積を少しでも大きくすることが有効である。電池本体１１の容積を大きくするためには、保護回路基板装置１２の厚さｔ１を出来るだけ薄くして、電池本体１１の寸法Ａをその分長くすることが有効である。この長くなる寸法がたとえ０．１ｍｍ程度であっても、電池本体１１は上方から見るとＡ×Ｂの略正方形であるため、増加する容積は電池パックの容量の増加に寄与する。

図１３及び図１４は従来の一例の保護回路基板装置３０を示す。保護回路基板装置３０は、細長い長方形の基板３１の上面３１ａに、複数の電子部品３２が実装してあり、これらが樹脂部３３で覆われており、基板３１の下面３１ｂに、電極３１ｃを有し、基板３１の上面３１ａの両端のランド（図示せず）にニッケル板片３４，３５が半田付けしてあり、このニッケル板片３４，３５の上面にリード３６，３７の端がスポット溶接してある構成である。３８，３９はスポット溶接部、３８ａ，３９ａはスポット溶接で発生しているバリである。

樹脂部３３は、基板３１が個片化されるまえの大きい基板に対してスキージを使用して印刷することによって形成される。即ち、図１５に示すように、基板３１上に樹脂印刷マスク４０をニッケル板片３４，３５を覆うようにセットし、樹脂を開口部分４１に埋めるようにして形成される。４３、４４はざぐり部であり、樹脂印刷マスク４０の下面に、ニッケル板片３４，３５と干渉しないように形成してある。

図１６及び図１７は従来の別の例の保護回路基板装置５０を示す。保護回路基板装置５０は、細長い長方形の基板５１の上面５１ａに、複数の電子部品５２が実装してあり、これらが樹脂部５３で覆われており、基板５１の下面５１ｂに、電極５１ｃを有し、基板５１の上面５１ａの両端のランド（図示せず）に細長いニッケル細長板片５４，５５の一端が半田付けしてあり、このニッケル細長板片５４，５５の他端の上面にリード５６，５７の端がスポット溶接してある構成である。５８，５９は半田付け部、６０，６１はスポット溶接部である。ここで、スポット溶接はニッケル細長板片５４，５５のうち半田付け部から離れた箇所であり、半田付け部に影響を与えないため、その厚さｔ２３は０．１ｍｍと薄い。

樹脂部５３は、基板３１が個片化されるまえの大きい基板に対してスキージを使用して印刷することによって形成される。即ち、図１８に示すように、基板３１上に樹脂印刷マスク７０をセットし、樹脂を開口部分７１に埋めるようにして形成される。
特開２００２−２０８６６９号公報

図１３及び図１４に示す保護回路基板装置３０の場合は、（１）スポット溶接のときにニッケル板片３４をランドに取り付けている半田が溶けないようにするために、ニッケル板片３４の厚さｔ１５は０．４ｍｍ程度が必要であること、（２）樹脂印刷マスク４０とニッケル板片３４との間に０．１ｍｍのクリアランスｇが必要であることによって、樹脂印刷マスク４０の肉厚ｔ２を０．２ｍｍとした場合には、樹脂印刷マスク４０の厚さｔ１６は（ｔ１５＋ｇ＋ｔ２）となって、０．７ｍｍとなり、樹脂部３３の厚さｔ１２は樹脂印刷マスク４０の厚さｔ１６に対応する厚さとなり、０．７ｍｍとなってしまう。よって、保護回路基板装置３０の最大厚さ部の厚さｔｍａｘは、基板３１の厚さｔ１１（０．６ｍｍ）に樹脂部３３の厚さｔ１２（０．７ｍｍ）を加算した値であり、１．３ｍｍ程度となってしまっていた。

また、スポット溶接で発生しているバリ３８ａ、３９ａも、保護回路基板装置３０のニッケル板片３４，３５の部分の厚さを増やす要因ともなっていた。

図１６及び図１７に示す保護回路基板装置５０の場合は、樹脂印刷マスク６０にはニッケル細長板片５４，５５との干渉を避ける必要がないため、図１８に示すように、樹脂印刷マスク７０は薄くでき、樹脂部５３の厚さは実装してある電子部品５２との関係で決まり、０．６ｍｍに出来る。しかし、ニッケル細長板片５４，５５は手半田付けで実装するため、半田盛り高さのコントロールが出来ず、半田盛り高さｈが０．６ｍｍとなってしまうこともある。よって、保護回路基板装置５０の最大厚さ部は、ニッケル細長板片５４，５５の半田付け部となって、その厚さｔｍａｘは、基板５１の厚さｔ２１（０．６ｍｍ）に、ニッケル細長板片５４の厚さｔ２３（０．１ｍｍ）と、半田付け部５８の盛り高さｈ（０．６ｍｍ）とを加算した値であり、前記の保護回路基板装置５０と同じく、１．３ｍｍ程度となってしまっていた。

本発明は上記の点に鑑みてなされた回路基板装置を提供することを目的とする。

本発明は、基板の上面に電子部品が実装してあり、該電子部品が樹脂部で覆われており、且つ、該基板の端よりリードが延在している構成の回路基板装置において、
前記基板（１０１）は、前記リードが接続される予定の端に、切欠部（１０２，１０３）を有し、
金属板片（１４０、１４１）が、前記切欠部を跨いで前記基板の上面に固定してあり、
前記リードの端部は、前記金属板片のうち前記切欠部（１０２，１０３）を跨いでいる部分の裏面（１４０ａ、１４１ａ）に溶接してあり、前記切欠部内に収まっている構成としたことを特徴とする。

なお、上記参照符号はあくまでも参考であり、これによって、特許請求の範囲が限定されるものではない。

リードが溶接してある箇所は金属板片のうち切欠部を跨いでいる部分であるため、溶接の熱の影響が金属板片の基板への固定部には及ばず、よって、金属板片として従来よりも薄いものを使用出来、これによって、樹脂部を電子部品の限界である薄さにまで薄く出来、よって、回路基板装置の最大厚さを、従来のものに比較して薄くすることが出来る。

次に本発明の実施の形態について説明する。

［保護回路基板装置１００の構成］
図１（Ａ）、（Ｂ）及び図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例１になる保護回路基板装置１００を示す。図２（Ｂ）は断面して示す。保護回路基板装置１００は、基板１０１と、複数の電子部品１２０と、樹脂部１３０と、ニッケル板片１４０、１４１と、リード１５０，１５１とを有する。

基板１０１は、図３（Ａ）、（Ｂ）に併せて示すように、多層構造の細長い長方形であり、両端に四角形状の切欠部１０２，１０３を有する。基板１０１は、切欠部１０２，１０３の両側に、対向する腕部１０４〜１０７を有する。各腕部１０４〜１０７にはランド１０８〜１１１が形成してある。

切欠部１０２，１０３の大きさは、リード１５０，１５１の端部が収まって、且つ、ニッケル板片１４０．１４１が跨がる大きさである。即ち、切欠部１０２，１０３の幅Ｗ１は、リード１５０，１５１の幅Ｗ２より少し広く、ニッケル板片１４０．１４１の幅Ｗ３より短い。

基板１０１の下面１０１ｂには，電極１１５が並んで形成してある。

複数の電子部品１２０は、基板１０１の上面１０１ａに実装してあり、保護回路を構成している。

樹脂部１３０は、基板１０１の上面１０１ａに形成してあり、実装してある電子部品１２０を覆っている。

ニッケル板片１４０は、図４（Ａ）、（Ｂ）に併せて示すように、その両端部をランド１０８，１０９と半田付けされて、腕部１０４、１０５の間に、切欠部１０３を跨いだ状態で基板１０１の上面１０１ａに固定してある。ニッケル板片１４１は、その両端部をランド１１０，１１１と半田付けされて、腕部１０６、１０７の間に、切欠部１０２を跨いだ状態で基板１０１の上面１０１ａに固定してある。

リード１５０は、図１（Ａ）、（Ｂ）及び図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、その端部の部分が切欠部１０２内に嵌合した状態でニッケル板片１４０のうち切欠部１０２を跨いでいる部分の裏面１４０ａにスポット溶接されており、基板１０１より突き出て延びている。リード１５１は、その端部の部分が切欠部１０３内に嵌合した状態でニッケル板片１４１のうち切欠部１０３を跨いでいる部分の裏面１４１ａにスポット溶接されており、基板１０１より突き出て延びている。１６０，１６１はスポット溶接部である。１６０ａ，１６１ａはスポット溶接で発生しているバリである。

保護回路基板装置１００において、ニッケル板片１４０，１４１は中継部材として機能する。即ち、リード１４０，１４１の接続には強度を得るためにスポット溶接が必要である。しかし、スポット溶接を基板上のランドに対して直接に行うことは出来ないため、中継部材としてニッケル板片１４０，１４１が使用されている。

［保護回路基板装置１００の製造］
次に上記構成の保護回路基板装置１００の製造工程について、図５を参照して説明する。

保護回路基板装置１００は、（基板１０１の集合体である）集合基板の基板１０１に対応する部分に電子部品１２０及びニッケル板片１４０，１４１を表面実装し、ワイヤボンディングを行い、次いで、印刷によって樹脂部１３０を一括して形成し、その後に、集合基板をダイシングして基板１０１の大きさに個片化する。リード１４０，１４１は個片化された個々のものに対して接続する。

（１）集合基板製造工程１６０
図６は集合基板１７０の一部を示す。集合基板１７０は、基板１０１に対応する部分が整列している構成であり、最終的に切欠部１０２となる開口１７２と、最終的に切欠部１０３となる開口１７３とが夫々並んでいる。

（２）表面実装工程１６１
図７に示すように、集合基板１７０の各基板１０１に対応する部分に、電子部品１２０及びニッケル板片１４０，１４１を表面実装する。これにより集合基板１７０はCOB(Chip On Board)となる。ここで、ニッケル板片１４０，１４１は表面実装されているため、ニッケル板片１４０，１４１の実装公差は抑えられており、且つ、半田の盛り上がりも無い。

（３）樹脂印刷工程１６２
図８及び図９に示すように、集合基板１７０上に樹脂印刷マスク１８０をニッケル板片１４０、１４１を覆うようにセットし、スキージを使用して樹脂を開口部分１８１に埋める。これによって、図１０に示すように、全部の基板１０１に対応する部分に、樹脂部１３０を一括して形成される。１８２、１８３はざぐり部であり、樹脂印刷マスク１８０の下面に、ニッケル板片１４１，１４２と干渉しないように形成してある。

（４）ダイシング工程１６３
樹脂部１３０が形成されている集合基板１７０をダイシングして、個片化する。これによって、図４（Ａ），（Ｂ）に示すものが製造される。

（５）スポット溶接工程１６４
個片化されたものを表裏反転し、リード１５０の端部を切欠部１０２内に嵌合させ、この部分をニッケル板片１４０の裏面１４０ａにスポット溶接し、同じく、リード１５１の端部を切欠部１０３内に嵌合させ、この部分をニッケル板片１４１の裏面１４１ａにスポット溶接する。

なお、前記の表面実装工程１６１で電子部品１２０だけを実装し、ニッケル板片１４０，１４１は実装しないようにしてもよい。この場合には、集合基板１７０をダイシングして、個片化した場合に、図３（Ａ），（Ｂ）に示すものが製造される。

［保護回路基板装置１００の最大厚さｔｍａｘ］
図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、スポット溶接はニッケル板片１４０，１４１のうち半田付け部から離れている箇所になされており、スポット溶接による熱の影響は半田付け部には及ばず、ニッケル板片１４０，１４１の厚さｔ３５は、図１３のニッケル板片３４の厚さｔ１５よりも薄くて足り、約０．１ｍｍである。このため、図９に示すように、樹脂印刷マスク１８０とニッケル板片１４０，１４１との間に寸法ｇ（０．１ｍｍ）のクリアランスを設ける状態で、樹脂印刷マスク１８０の厚さｔ３６は、０．５５ｍｍであり、図１５に示す樹脂印刷マスク４０の厚さよりも薄くなり、樹脂部１３０は電子部品１２０を覆うに必要である最小の厚さｔ３２、例えば０．５５ｍｍに形成される。

また、リード１４０，１４１、スポット溶接部１５０，１５１、及びバリ１５０ａ，１５１ａは、共に、基板１０１の厚さ内に収まっている。

よって、図１（Ａ）に示すように、保護回路基板装置１００の最大厚さｔｍａｘは、基板１０１の厚さｔ３１（０．６ｍｍ）に樹脂部１３０の厚さｔ３２（０．５５ｍｍ）を加算した値、１．１５ｍｍに留まり、これは、図１３及び図１６の従来の保護回路基板装置３０、５０の最大厚さよりも０．１５ｍｍ程度薄くなっている。

［電池パック１０Ａ］
図１１は、上記の保護回路基板装置１００を備えた電池パック１０Ａを示す。保護回路基板装置１００の最大厚さが薄くなった分、電池本体１１Ａは、図１１中、縦方向の寸法Ａ１が長くなっており、電池パック１０Ａは従来の電池パック１０とサイズは同じで、容量は高くなっている。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明の実施例１になる保護回路基板装置を示す斜視図である。本発明の実施例１になる保護回路基板装置を示す正投象図である。ニッケル板片は実装しない状態で個片化されたものを示す斜視図である。個片化されたものを示す斜視図である。保護回路基板装置の製造工程図である。集合基板の一部を示す斜視図である。表面実装工程を終了したときの状態を示す図である。樹脂印刷マスクを集合基板上にセットした状態を示す斜視図である。樹脂印刷マスクを集合基板上にセットした状態の断面図である。樹脂印刷工程を終了したときの状態を示す図である。図１の保護回路基板装置を備えた電池パックを示す図である。一般的な電池パックを示す図である。従来の１例の保護回路基板装置を示す斜視図である。図１３の保護回路基板装置を示す正投象図である。樹脂印刷を説明する図である。従来の別の例の保護回路基板装置を示す斜視図である。図１６の保護回路基板装置を示す正投象図である。樹脂印刷を説明する図である。

符号の説明

１０Ａ電池パック
１００保護回路基板装置
１０１基板
１２０電子部品
１３０樹脂部
１４０、１４１ニッケル板片
１５０、１５１リード
１６０，１６１スポット溶接部
１６０ａ、１６ａバリ
１７０集合基板
１８０樹脂印刷マスク

Claims

基板の上面に電子部品が実装してあり、該電子部品が樹脂部で覆われており、且つ、該基板の端よりリードが延在している構成の回路基板装置において、
前記基板は、前記リードが接続される予定の端に、切欠部を有し、
金属板片が、前記切欠部を跨いで前記基板の上面に固定してあり、
前記リードの端部は、前記金属板片のうち前記切欠部を跨いでいる部分の裏面に溶接してあり、前記切欠部内に収まっている構成としたことを特徴とする回路基板装置。
基板の上面に電子部品が実装してあり、且つ、該電子部品が樹脂部で覆われており、
前記基板は、その端に、金属板片が跨いで固定され、該金属板片に接続される前記リードの端部が収まるための切欠部を有する構成としたことを特徴とする回路基板装置。
基板の上面に電子部品が実装してあり、且つ、該電子部品が樹脂部で覆われており、
前記基板は、その端に、金属板片が跨いで固定され、該金属板片に接続される前記リードの端部が収まるための切欠部を有し、
前記金属板片が、前記切欠部を跨いで前記基板の上面に固定してある構成としたことを特徴とする回路基板装置。