JP2011510470A - パワー制御モジュール及びこれを備えたバッテリパック - Google Patents

Abstract

本発明は、パワー制御モジュール及びこれを備えたバッテリパックに関するものである。
本発明に従うバッテリパックは、ハウジングと、上記ハウジングに収納され、電源端子を含むバッテリセルと、他側に上記電源端子に接続されたバッテリ接続端子及び一側に第１接続端子を含み、チップ部品がパッケージングされたパワー制御モジュールと、上記ハウジングの上に結合されるセルカバーと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、パワー制御モジュール及びこれを備えたバッテリパックに関するものである。

携帯端末機は、ユーザと他のユーザ、またはサービス業者の間で電気通信機能を提供する通信機器であって、音声通話、短文メッセージ、マルチメディアサービス、エンターテインメントなどの多様なサービスを提供する。

携帯端末機は外形によって、バー型端末機、フリップ型端末機、フォルダー型端末機、スライディング型端末機、ポップアップ型端末機、及びスイング型端末機などのタイプで市販され、ユーザの多様な趣向を充足させてある。

携帯端末機は、電源を供給するためにバッテリを具備し、上記バッテリは上記端末機の後面に着脱される構造で結合される。最近は、端末機のデザインを考慮してバッテリの形状が製作されている。

本発明の目的は、単一パッケージでパッケージングされたパワー制御モジュール及びこれを備えたバッテリパックを提供することである。

本発明の他の目的は、ベアダイ形態のチップ部品が単一集積回路でパッケージングされたパワー制御モジュール及びこれを備えたバッテリパックを提供することにある。

本発明に従うパワー制御モジュールは、一方の側にチップ部品が搭載された基板と、上記基板の一方の側に形成される樹脂物と、上記基板の他方の側に第１接続端子と、一端が上記基板の他方の側の両端に電気的に連結され、他端が上記樹脂物の表面に延びたバッテリ接続端子と、を含む。

本発明に従うバッテリパックは、ハウジングと、上記ハウジングに収納されて電源端子を含むバッテリセルと、他方の側に上記電源端子に接続されたバッテリ接続端子を含むとともに一方の側に第１接続端子を含み、チップ部品がパッケージングされたパワー制御モジュールと、上記ハウジングの上に結合されるセルカバーと、を含む。

本発明によれば、パワー制御モジュールの製造コストを低減することができる。

本発明によれば、バッテリパックの製造工程を改善させることができる。

本発明の第１実施形態に係るパワー制御モジュールを示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ側断面図である。 本発明の第２実施形態に係る携帯端末機の分解斜視図である。 図３のバッテリパックの分解斜視図である。 図４のバッテリパックにおけるバッテリセルとパワー制御モジュールの配置状態を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係るバッテリパックの結合状態を示す斜視図である。 図６のＢ−Ｂ側断面図である。 本発明の第３実施形態に係るバッテリパックの分解斜視図である。 図８のバッテリパックにおけるバッテリセルとパワー制御モジュールの配置状態を示す平面図である。 図８のバッテリパックの斜視図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明の説明において、各構成要素の上または下は、各図面を基準にして説明するようにし、各構成要素のサイズは一例であり、図面のサイズに限定するのではない。

図１は、本発明の第１実施形態に従うパワー制御モジュールの斜視図であり、図２は、図３のパワー制御モジュールのＡ−Ａ側断面図である。

図１及び図２を参照すれば、パワー制御モジュール１１０は、基板１１２、チップ部品１２２、１２４、及び樹脂物１２０を含む。

上記パワー制御モジュール１１０は、バッテリセルの過充電、過放電、過電流状態を感知してバッテリセルを保護するバッテリ保護回路を含み、単一パッケージで具現される。上記パワー制御モジュール１１０は、上記バッテリセルの温度を感知して保護する回路を含むことができる。

上記パワー制御モジュール１１０は、バッテリ保護回路のチップ部品１２２、１２４が集積され、単一パッケージでパッケージングされた構造である。上記基板１１２の下にベアダイ形態のチップ部品１２２、１２４が搭載され、上記チップ部品１２２、１２４は、ＦＥＴ（field effect transistor）のようなスイッチ素子、制御ＩＣ、手動素子、サーミスタ、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの電気的特性及び機械的特性を考慮して配置できる。

上記チップ部品１２２、１２４は、ベアウエハ上で製造された後、ベアダイ形態で上記基板１１２に搭載される。ここで、第１チップ部品１２２は、制御ＩＣのような能動素子であり、上記基板１１２の下に付着され、ワイヤーにより連結される。上記制御ＩＣには、ＯＰアンプ、オシレーター、カウンター、ロジック回路、レベルシフト回路、ショットディテクター、ディレイ、トランジスタ、抵抗などで必要とされる部品を集積化して具現される。また、上記制御ＩＣの周辺には、ＦＥＴのようなスイッチ素子を配置することができるが、これに限定されない。上記第１チップ部品１２２が複数個の場合、多層構造で積層されてマルチチップ形態で具現できる。第２チップ部品１２４は、ベアダイ形態の受動素子を含み、上記受動素子は、抵抗、キャパシタなどを含む。

また、上記パワー制御モジュール１１０は、単一チップまたは／及びマルチチップ形態で具現することができ、他のチップ部品をさらに含むことができるが、これに限定されない。

上記第１チップ部品１２２及び第２チップ部品１２４は、上記基板１１０の配線パターンにより電気的に接続されて、集積回路（ＩＣ）チップで具現できる。

上記基板１１２の下には樹脂物１２０が形成される。上記樹脂物１２０は、上記基板１１２の下に所定の厚さで形成され、上記チップ部品１２２、１２４をカプセル化して保護する。上記樹脂物１２０は、シリコンまたはエポキシのような樹脂材料で射出成形することができるが、これに限定されない。

上記基板１１２の上には、第１接続端子１１４及び第２接続端子１１６、１１８を含み、上記第１接続端子１１４は、上記基板１１２の上の中央に配置され、上記第２接続端子１１６、１１８は、上記第１接続端子１１４の両側に配置される。

上記第１接続端子１１４は、バッテリ電源を出力する端子であって、例えば３個の端子からなることができる。上記第１接続端子１１４は、正極（＋）端子、基準端子、及び負極（−）端子を含み、上記正極（＋）端子及び上記負極（−）端子は携帯端末機に接続される端子であり、上記基準端子は上記バッテリセルを保護するための端子であって、例えばバッテリセルの異常な動作により温度が上昇することをセンシングして遮断する機能に使われる。

また、上記第１接続端子１１４の個数は、３〜５個の端子で具現することができ、これに限定されない。

上記第２接続端子１１６、１１８には、バッテリ接続端子１３２、１３４の一端が電気的に接続され、上記バッテリ接続端子１３２、１３４は、上記基板１１２の外側に折り曲げられ、その他端１３３、１３５は、上記樹脂物１２０の下面まで延びる。上記バッテリ接続端子１３２、１３４は、Ｎｉプレートで具現することができるが、これに限定されない。

上記バッテリ接続端子１３２、１３４の他端１３３、１３５を、上記樹脂物１２０の一方の側面に配置することができるが、これに限定されない。

また、上記パワー制御モジュール１１０の他方の側には、上記バッテリ接続端子１３２、１３４の他端１３３、１３５が配置され、一方の側に上記第１接続端子１１４を配置できる。即ち、上記バッテリ接続端子１３２、１３４と上記第１接続端子１１４とは互いに反対方向に配置できる。

上記バッテリ接続端子１３２、１３４は、上記パワー制御モジュール１１０とバッテリセルとを互いに接続させるようになる。

図３は、本発明の第２実施形態に係る携帯端末機の分解斜視図である。

図３を参照すると、携帯端末機１００は、本体１０１、バッテリパック１５０、及びバッテリパックカバー１０５を含む。

上記携帯端末機１００は、電源供給源としてバッテリパック１５０が取り付けられ、上記バッテリパック１５０は、上記本体１０１のパック収納部１０３に取付及び分離される。ここで、上記バッテリパック１５０は、上記本体１０１のパック収納部１０３に設けられたロッキング部（図示せず）によりロッキング及びアンロッキングすることができ、このようなロッキング構造は本発明の技術的範囲内で変更することができ、これに限定されない。

上記本体１０１のパック収納部１０３には、上側１０８にパック接続端子１０７が配置される。上記パック接続端子１０７は、図１に開示された上記パワー制御モジュール１１０の第１接続端子１１４に対応する。

上記バッテリパック１５０は、バッテリセル及びパワー制御モジュール（図１の１１０）を有するハウジング１４１と、上記ハウジング１４１の上に結合されたセルカバー１６１と、を含む。このようなバッテリパック１５０の詳細構造に対しては、後述する図４を参照することにする。

上記本体１０１のパック収納部１０３にバッテリパック１５０が結合されれば、上記バッテリパックカバー１０５は、上記本体１０１に結合されて上記バッテリパック１５０を保護するようになる。上記バッテリパックカバー１０５または上記本体１０１には、充電器と接続される充電端子（図示せず）を露出することができるが、このような充電端子の位置に限定されない。

上記携帯端末機１００は、フォルダー型端末機を一例として説明したが、バー型端末機、フリップ型端末機、スライディング型端末機、ポップアップ型端末機、及びスイング型端末機などを適用することができる。また、上記バッテリパック１５０は、ＰＭＰ（Portable Multimedia Player）、エムペグ（Mpeg）プレーヤーなどの多様な携帯端末機に適用することができ、これに限定されない。

また、上記バッテリパック１５０は、上記バッテリパックカバー１０５と分離される形態で製造されるか、一体の形態で製造されることができ、これに限定されない。

図４乃至図６は、図３のバッテリパックを示す図である。図４は、図３のバッテリパックの分解斜視図であり、図５は、図４のパワー制御モジュールとバッテリセルの配置状態を示す平面図であり、図６は、図４のバッテリパックの結合状態を示す斜視図であり、図７は、図６のＢ−Ｂ側断面図である。

図３及び図４を参照すると、上記バッテリパック１５０は、上記ハウジング１４１、バッテリセル１５１、上記パワー制御モジュール１１０、及び上記セルカバー１６１を含む。

上記ハウジング１４１は、上側が開放され、所定の深さの溝１４３で形成できる。上記ハウジング１４１の前面の上側には、端子溝１４５が形成され、上記端子溝１４５は、開放された側面部分と連通するように形成できる。

上記ハウジング１４１は、上記バッテリセル１５１が収納できる形状、例えば多角形状の溝を持つ形状、または、上記バッテリセル１５１の一部（例：下面及び両側面）に接触される形状、例えば３面カバー用形状で形成することができ、上記ハウジング１４１の形状は、本発明の技術的範囲内で変更可能である。

上記バッテリセル１５１は、例えばリチウムイオン（Lithium Ion；Ｌｉ−ｉｏｎ）バッテリの種類で具現することができ、上記リチウムイオンバッテリは、エネルギー密度が高く、動作電圧が高く、放電時に極板の損失が殆どないので保存に優れ、充電用量が増加して寿命が長く、重さが軽くて携帯が容易であるという長所がある。本実施形態のバッテリセルの種類には、鉛酸バッテリ（Lead Acid）、ニッケル−カドミウム（Nickel Cadmium；Ｎｉ−Ｃｄ）バッテリ、ニッケル−水素（Nickel Hydride；Ｎｉ−ＭＨ）バッテリなどを適用することができ、これに限定されない。

上記バッテリセル１５１の上側の後端には、モジュール接続部１５２が突出し、上記モジュール接続部１５２の前面には、複数個の電源端子１５３、１５５が配置される。上記電源端子１５３、１５５は、Ｎｉプレートで具現することができ、正極（＋）端子及び負極（−）端子として機能する。

上記パワー制御モジュール１１０は、上記バッテリセル１５１の充電及び放電経路を提供し、上記バッテリセル１５１の過充電、過放電、過電流などの状態を感知して誤動作を防止し、上記バッテリセル１５１の発熱及び爆発などの要素から保護する。

上記パワー制御モジュール１１０は、ＦＥＴ（field effect transistor）のようなスイッチング素子、制御ＩＣ、手動素子、サーミスタ、ＲＯＭ（Read Only Memory）などがベアダイチップ部品として集積されて単一パッケージで具現される。上記パワー制御モジュール１１０に対しては、上記図１及び図２を参照することにする。

上記パワー制御モジュール１１０は、バッテリ保護回路を含み、一方の側（即ち、前面）に第１接続端子１１４が配置され、他方の側（即ち、後面）にバッテリ接続端子１３２、１３４が配置される。

上記パワー制御モジュール１１０は、上記バッテリセル１５１の上側の前端に配置され、上記パワー制御モジュール１１０のバッテリ接続端子１３２、１３４は、上記バッテリセル１５１の電源端子１５３、１５５に接触される。この場合、上記バッテリ接続端子１３２、１３４と上記電源端子１５３、１５５は、導電性接着剤により互いに接着されるか、ボンディング工程により電気的に接続することができるが、これに限定されない。

上記パワー制御モジュール１１０の第１接続端子１１４は、上記ハウジング１４５の前面に備えられた上記端子溝１４５に露出できる。この際、上記パワー制御モジュール１１０は、上記バッテリセル１５１のモジュール接続部１５２とハウジング１４１との間に密着する。

図５を参照すると、上記ハウジング１４１に上記バッテリセル１５１が収納され、上記バッテリセル１５１の上に上記パワー制御モジュール１１０が結合される。この場合、上記バッテリセル１５１のモジュール接続部１５２の前端中央には、上記パワー制御モジュール１１０が配置される。この際、上記パワー制御モジュール１１０のバッテリ接続端子１３２、１３４は、上記バッテリセル１５１の電源端子１５３、１５５に接触され、第１接続端子１１４は、上記ハウジング１４１の端子溝１４５に露出される。

上記セルカバー１６１は、下部両側にモジュールガイド突起１６３、１６５が形成され、上記モジュールガイド突起１６３、１６５は、上記バッテリセル１５１の前端の両側に配置されて、上記パワー制御モジュール１１０の両側を支持する。

上記ハウジング１４１の上部には、セルカバー１６１が結合され、図６のようなバッテリパック１５０が完成される。上記バッテリパック１５０の前面上側には、上記パワー制御モジュール１１０の第１接続端子１１４が露出される。

上記パワー制御モジュール１１０の第１接続端子１１４は、図３の本体１０１の接続端子１０７に接続することによって、上記本体１０１のシステムに上記バッテリセルの電源が供給できる。

図７を参照すると、上記セルカバー１６１のモジュールガイド突起１６３、１６５は、上記パワー制御モジュール１１０の両側を支持して、上記パワー制御モジュール１１０が左／右方向に流動するのを遮断する。

図８乃至図１０は、本発明の第３実施形態に係るバッテリパックを示す図である。図８は、バッテリパックの分解斜視図であり、図９は、パワー制御モジュールの結合状態を示す平面図であり、図１０は、バッテリパックの斜視図である。上記第３実施形態を説明するに当たって、第１及び第２実施形態と同一な部分に対しては同一符号を付し、重複説明は省略する。

図８乃至図１０を参照すると、バッテリパック２５０は、ハウジング２４３、バッテリセル２５１、パワー制御モジュール１１０、及びセルカバー２６１を含む。

上記ハウジング２４３の内部には、上記バッテリセル２５１が収納され、上記バッテリセル２５１の上面には、複数個の電源端子２５３、２５５が配置される。上記電源端子２５３、２５５は、Ｎｉプレートで具現できる。

上記バッテリセル２５１の上面は平坦であり、複数個の電源端子２５３、２５５は互いに離間する。

上記パワー制御モジュール１１０は、第１実施形態と同一構造であり、詳細な説明は図１及び図２を参照することにする。

上記パワー制御モジュール１１０のバッテリ接続端子１３２、１３４は、下部に配置され、上記バッテリセル２５１の電源端子２５３、２５５に対応する。上記パワー制御モジュール１１０の第１接続端子１１４は、上部に配置され、上記バッテリパック２５０の上に露出できる。

上記セルカバー２６１は、下部の両側にモジュールガイド突起２６３、２６５が形成され、内部に端子溝２６７が形成される。上記端子溝２６７は、上記パワー制御モジュール１１０の第１接続端子１１４に対応するように形成される。

図８及び図９を参照すると、上記ハウジング２５１の内部溝２４３には、上記バッテリセル２５１が収納され、上記バッテリセル２５１の上には、上記パワー制御モジュール１１０が配置される。この際、上記パワー制御モジュール１１０のバッテリ接続端子１３２、１３４は、上記バッテリセル２５１の電源端子２５３、２５５に電気的に接続される。

この際、上記パワー制御モジュール１１０の第１接続端子１１４は、上部に露出される。

上記ハウジング２５１の上にはセルカバー２６１が結合される。上記セルカバー２６１のモジュールガイド突起２６３、２６５は、上記バッテリセル２５１の上面の両側を支持する。

図１０を参照すると、上記セルカバー２６１の端子溝２６７は、上記パワー制御モジュール１１０の第１接続端子１１４を露出させる。これによって、バッテリパック２５０は上部に第１接続端子１１４を配置し、上記携帯端末機の本体に上部接触型で結合できる。

以上、好ましい実施形態を中心として説明したが、これは単に例示であり、本発明を限定するのでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない種々の変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、本発明に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形及び応用に関連した差異点は添付された請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

本発明は、携帯端末機のバッテリパックを提供することができる。

本発明は、単一パッケージのパワー制御モジュールを備えたバッテリパックを提供することができる。

Claims (15)

1. 一方の側にチップ部品が搭載された基板と、
   前記基板の一方の側に形成される樹脂物と、
   前記基板の他方の側に第１接続端子と、
   一端が前記基板の他方の側の両端に電気的に接続され、他端が前記樹脂物の表面に延びたバッテリ接続端子と、
   を含むことを特徴とするパワー制御モジュール。
2. 前記第１接続端子は、正極端子、負極端子、及び前記正極端子と前記負極端子との間にバッテリセルを保護する基準端子を含むことを特徴とする請求項１に記載のパワー制御モジュール。
3. 前記チップ部品は、バッテリ保護回路を含むことを特徴とする請求項１に記載のパワー制御モジュール。
4. 前記基板の上で前記第１接続端子の少なくとも一方の側に第２接続端子を含み、
   前記第２接続端子は、前記バッテリ接続端子の一端が電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のパワー制御モジュール。
5. 前記バッテリ接続端子の他端は、前記第１接続端子の反対側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のパワー制御モジュール。
6. ハウジングと、
   前記ハウジングに収納され、電源端子を含むバッテリセルと、
   他方の側に前記電源端子に接続されたバッテリ接続端子を含むとともに一方の側に第１接続端子を含み、チップ部品がパッケージングされたパワー制御モジュールと、
   前記ハウジングの上に結合されるセルカバーと、
   を含むことを特徴とするバッテリパック。
7. 前記バッテリセルの電源端子は、上面または上部の側面に配置されることを特徴とする請求項６に記載のバッテリパック。
8. 前記ハウジングは、上側に前記パワー制御モジュールの第１接続端子を露出する端子溝を含むことを特徴とする請求項６に記載のバッテリパック。
9. 前記セルカバーは、下部の両側に前記パワー制御モジュールの両側を支持するモジュールガイド突起を含むことを特徴とする請求項６に記載のバッテリパック。
10. 前記セルカバーは、前記パワー制御モジュールの第１接続端子が露出される端子溝を含むことを特徴とする請求項６に記載のバッテリパック。
11. 前記パワー制御モジュールの第１接続端子は、前記バッテリパックの上方または側方に露出されることを特徴とする請求項６に記載のバッテリパック。
12. 前記パワー制御モジュールは、
    一方の側にバッテリ保護回路のチップ部品が搭載された基板と、
    前記チップ部品をモールディングする樹脂物と、
    前記基板の他方の側に配置された複数個の第１接続端子と、
    前記第１接続端子の両側に配置された第２接続端子と、
    一端が前記第２接続端子に連結され、他端が前記基板の一側に延びたバッテリ接続端子と、
    を含むことを特徴とするバッテリパック。
13. 前記第１接続端子は、負極端子、正極端子、及び前記負極端子と前記正極端子との間に配置された基準端子を含むことを特徴とする請求項１２に記載のバッテリパック。
14. 前記バッテリセルの上部に突出したモジュール接続部を含み、
    前記パワー制御モジュールは、前記モジュール接続部と電気的に接続され、前記ハウジングと前記モジュール接続部との間に収納されることを特徴とする請求項１２に記載のバッテリパック。
15. 前記チップ部品は単一チップ形態とマルチチップ形態のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１２に記載のバッテリパック。

Images