Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR101036091B1 - 이차 전지용 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지 - Google Patents

이차 전지용 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101036091B1
KR101036091B1 KR1020080116788A KR20080116788A KR101036091B1 KR 101036091 B1 KR101036091 B1 KR 101036091B1 KR 1020080116788 A KR1020080116788 A KR 1020080116788A KR 20080116788 A KR20080116788 A KR 20080116788A KR 101036091 B1 KR101036091 B1 KR 101036091B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit board
plate
secondary battery
electrode
terminal
Prior art date
Application number
KR1020080116788A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100058100A (ko
Inventor
김봉영
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020080116788A priority Critical patent/KR101036091B1/ko
Priority to US12/591,549 priority patent/US9345146B2/en
Publication of KR20100058100A publication Critical patent/KR20100058100A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101036091B1 publication Critical patent/KR101036091B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/244—Finish plating of conductors, especially of copper conductors, e.g. for pads or lands
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/328—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10037—Printed or non-printed battery
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/11—Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
    • H05K2203/1115—Resistance heating, e.g. by current through the PCB conductors or through a metallic mask
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0017—Etching of the substrate by chemical or physical means
    • H05K3/0023—Etching of the substrate by chemical or physical means by exposure and development of a photosensitive insulating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H05K3/061—Etching masks
    • H05K3/064—Photoresists
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 특히 이차 전지용 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 이차 전지의 안정성을 향상시키는 구조를 갖는 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명에 의하면, 절연체 층; 상기 절연체 층 위에 형성된 단자 패드층; 및 상기 단자 패드 위에 형성된 도금층을 포함하는 회로기판 및 그 회로기판을 구비하는 이차 전지가 제공된다. 상기 도금층의 두께는 20㎛ 이상일 수 있으며, 니켈로 이루어질 수 있다.
이차전지, 회로기판, PTC, 도금, 용접

Description

이차 전지용 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지 {CIRCUIT BOARD FOR SECONDARY BATTERY AND SECONDARY BATTERY WITH THE SAME}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 특히 이차 전지용 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지에 관한 것이다.
최근 전자, 통신 컴퓨터 산업의 급속한 발전에 따라 휴대용 전자기기의 보급이 늘어나고 있다. 휴대용 전자기기의 전원으로는 재충전이 가능한 이차 전지가 주로 사용되고 있다.
현재 팩 형태의 전지가 이차 전지로서 널리 사용되고 있다. 팩 형태의 전지는 베어셀과 보호회로모듈(PCM : Protection Circuit Module)이 하나의 유닛으로 통합된 형태이다. 이차 전지에는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자라는 안전장치가 널리 사용되고 있다. PTC 소자는 온도가 상승하면 전기저항이 급격하게 상승하는 소자이다. PTC 소자는 일반적으로 보호회로모듈과 베어셀 사이의 전류 경로 상에 설치되어, 베어셀이 과충전 등과 같은 이유로 고온의 상태가 될 경우 이를 감지하여 전류를 차단한다.
이차 전지의 안전성을 향상하기 위하여 PTC 소자의 더욱 효과적인 설치가 요 구된다.
본 발명의 목적은 이차 전지의 안정성을 향상시키는 구조를 갖는 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이차 전지를 더욱 경제적으로 제조할 수 있는 구조를 갖는 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 절연체 층; 상기 절연체 층 위에 형성된 단자 패드층; 및 상기 단자 패드 위에 형성된 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 회로기판이 제공된다.
상기 도금층의 두께는 20㎛ 이상일 수 있다.
상기 도금층은 니켈로 이루어질 수 있다.
상기 단자 패드층은 동박일 수 있으며, 상기 단자 패드층은 배선 패턴의 일부일 수 있다.
상기 이차 전지용 회로기판은 상기 단자 패드층의 적어도 일부를 제외하고 덮도록 인쇄되는 PSR 층을 더 포함할 수 있으며, 상기 도금층은 상기 PSR 층을 형성한 후에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1항에 기재된 회로기판; PTC 소자; 및 상기 PTC 소자와 전기적으로 연결된 베어셀을 포함하며, 상기 PTC 소자는 상기 회로 기판의 도금층에 전기적으로 연결되는 제1 리드 플레이트를 구비하며, 상기 회로기판의 도금층은 상기 PTC 소자의 제1 리드 플레이트와 동일한 재질인 것을 특징으로 하는 이차 전지가 제공된다.
상기 PTC 소자의 제1 리드 플레이트와 상기 회로기판의 도금층은 저항 용접에 의해 결합될 수 있다.
상기 회로기판의 도금층은 니켈로 이루어질 수 있다.
본 발명의 구성을 따르면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는 본 발명의 이차전지용 보호회로기판에 따르면, 보호회로기판의 단자 패드층에 PTC소자의 리드 플레이트를 저항 용접하는 과정에서 솔더에 의한 스패터(spatter)가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 보호회로기판은 스패터에 의한 배선 패턴 또는 소자 사이의 단락 등 손상을 방지하여 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 이차전지에 따르면, 별도의 솔더링 공정을 생략할 수 있어 이차전지를 생산공정을 단순화시켜 경제적으로 제조할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도1 내지 도3을 참조하면, 이차 전지(100)는 베어셀(bare cell)(110)과, 보호회로모듈(120)과, PTC 소자(130)를 구비한다.
베어셀(110)은 전극 조립체(140)와, 캔(150)과, 캡 조립체(160)와, 절연 케 이스(170)를 구비한다. 베어셀(110)은 전기에너지를 외부 부하에 공급하는 작용을 한다.
도2를 참조하면, 전극 조립체(140)는 제1 전극판(141)과, 제2 전극판(142)과, 두 전극판(141, 142)의 사이에 끼워진 세퍼레이터(143)를 구비한다. 전극 조립체(140)는 제1 전극판(141), 세퍼레이터(143) 및 제2 전극판(142)이 적층되어 젤리-롤 타입으로 권취되어 형성된다. 제1 전극판(141)에는 전도성인 제1 전극탭(144)이 결합되어 전극 조립체(140)의 상단부로 돌출된다. 제2 전극판(142)에는 전도성인 제2 전극탭(145)이 결합되어 전극 조립체(140)의 상단부로 돌출된다. 본 실시예에서는 제1 전극판(141)이 음극판이고, 제2 전극판(142)이 양극판인 것으로 설명한다. 그에 따라, 제1 전극탭(144)은 음극탭이 되고, 제2 전극탭(145)은 양극탭이 된다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 이와는 달리 제1 전극판(141)이 양극판이고 제2 전극판(142)이 음극판이 되며, 그에 따라, 제1 전극탭(144)이 양극탭이 되고 제2 전극탭(145)이 음극탭이 될 수도 있다. 본 실시예에서는 두 전극탭(144, 145)이 니켈금속인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 전극 조립체(140)는 캔(150)의 내부공간에 수용된다.
도1 내지 도3을 참조하면, 캔(150)은 바닥판(151)과, 바닥(151)의 가장자리로부터 위로 연장된 측벽(152)을 구비한다. 바닥판(151)은 대체로 일측으로 길게 연장된 직사각판의 형태이다. 측벽(152)은 바닥판(151)의 두 개의 긴 변과 각각 이어져 폭이 넓은 장측벽(153)과, 바닥판(151)의 두 개의 짧은 변과 각각 이어져 폭이 좁은 단측벽(155)을 구비한다. 캔(150)의 상단에는 개방된 개구부(155)가 형성 된다. 캔(150)의 내부공간에는 전극 조립체(140) 및 절연 케이스(170)가 수용된다. 캔(150)은 금속재로 형성되는데, 본 실시예에서는 가볍고 연성이 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 것으로 설명한다. 그러나, 캔(150)의 재질이 이에 제한되는 것은 아니다. 캔(120)은 바람직하게는 딥 드로잉(deep drawing) 방식에 의하여 제조된다.
도3을 참조하면, 캡 조립체(160)는 캡 플레이트(161)와, 절연 플레이트(162)와, 터미널 플레이트(163)와, 전극 단자(164)를 구비한다. 캡 조립체(160)는 터미널 플레이트(163)가 캔(150)의 내부공간에 위치하도록 캔(150)의 개구부(155)를 덮는다. 캡 조립체(160)와 캔(150)은 용접과 같은 수단에 의해 결합된다.
캡 플레이트(161)는 캔(150)의 개구부(155)와 대응되는 크기와 형상을 가지는 금속판으로 형성된다. 캡 플레이트(161)는 대체로 일측으로 길게 연장된 직사각판의 형태이다. 캡 플레이트(161)에는 전극 조립체(140)의 양극탭(145)이 용접과 같은 수단에 의해 결합되어 전기적으로 연결된다. 캡 플레이트(161)의 중앙에는 소정 크기의 단자 통공(161a)이 형성되며, 일측에는 전해액 주입공(161b)이 형성된다. 단자 통공(161a)에는 전극 단자(164)가 삽입된다. 전극 단자(164)는 캡 플레이트(161)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(165)에 삽입된 상태로 단자 통공(161a)을 지나간다. 전해액은 전해액 주입공(1631b)을 통하여 주입된 후 마개(166)가 결합되어 밀폐된다.
절연 플레이트(162)는 대체로 직사각판의 형태로서, 양면이 각각 캡 플레이트(161) 및 터미널 플레이트(163)와 접한다. 절연 플레이트(162)는 캡 플레이 트(161)와 터미널 플레이트(163)를 전기적으로 절연한다. 절연 플레이트(162)에는 통로구멍(162a)가 마련된다. 통로구멍(162a)을 통해 전극 단자(164)가 지나간다.
터미널 플레이트(163)는 대체로 직사각판의 형태로서, 일면이 절연 플레이트(162)와 접한다. 터미널 플레이트(163)는 절연 플레이트(162)에 의해 캡 플레이트(161)와 전기적으로 절연된다. 터미널 플레이트(163)에는 관통구멍(163a)이 마련된다. 관통구멍(163a)을 통해 전극단자(164)가 지나간다. 관통구멍(163a)을 지난 전극단자(164)는 끝단이 측면 방향으로 확장되어 캡 플레이트(161), 절연 플레이트(162) 및 터미널 플레이트(163)를 결합한다. 또한, 전극단자(164)는 터미널 플레이트(163)와 전기적으로 연결된다. 터미널 플레이트(163)에는 전극 조립체(140)의 음극탭(144)이 용접과 같은 수단에 의해 결합되어 전기적으로 연결된다.
전극 단자(164)는 캡 플레이트(161)의 단자 통공(161a), 절연 플레이트(162)의 통로구멍(162a), 터미널 플레이트(163)의 관통구멍(163a)을 통해 결합된다. 전극 단자(164)는 절연 가스켓(165) 및 절연 플레이트(162)에 의해 캡 플레이트(161)와는 절연되고, 터미널 플레이트(163)와는 전기적으로 연결된다. 전극 단자(164)의 상단에는 후술하는 PTC 소자(130)의 제2 리드 플레이트(133)가 전기적으로 연결된다.
절연 케이스(170)는 캔(150)의 내부공간에서 전극 조립체(140)의 상부에 위치하며 전극 조립체(140)와 캡 조립체(160)를 전기적으로 절연시킨다.
절연 케이스(170)는 본체부(171)와, 본체부(171)의 가장자리로부터 위로 연장된 지지벽(172)을 구비한다. 본체부(171)는 캔(150)의 개구부(155)와 대체로 동 일한 형상을 갖는 판상이다. 본체부(171)에는 전극 조립체(140)의 음극탭(144)이 인출되는 제1 전극탭 인출공(173)과, 전극 조립체(140)의 양극탭(145)이 인출되는 제2 전극탭 인출홈(174)과, 전해액이 전극 조립체(140) 내부로 유입되는 통로를 제공하는 전해액 유입구(175)가 형성된다.
도1 내지 도4를 참조하면, 보호회로모듈(PCM)(120)은 회로기판(121)과, 제1 지지부재(123)와 제2 지지부재(124)를 구비한다. PCM(120)은 이차 전지(100)의 충방전을 포함하는 제반 작동을 제어한다. 회로기판(121)은 배선 패턴이 인쇄된 인쇄회로기판(PCB)이다. 회로기판(121)은 일측방향을 따라 길게 연장된 대체로 직사각판의 형태이다. 회로기판(121)은 제1 면(121c)과, 제1 면(121c)의 반대면인 제2 면(121d)을 구비한다. 회로기판(121)의 제1 면(121c)에는 PTC 소자(130)의 제1 리드 플레이트(132)가 전기적으로 연결되는 도금층(125)이 마련된다.
도5를 참조하면, 회로기판(121)은 절연체 층(126)과, 단자 패드층(127)과, PSR(Photo Solder Resist) 층(128)과, 도금층(125)을 구비한다. 절연체 층(126)은 보통 종이와 페놀수지로 이루어지는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 단자 패드층(127)은 동박과 같은 전도체로 이루어져 회로기판(121)의 배선 패턴의 일부가 된다. 상세히 도시되지는 않았으나, 단자 패드층(127)는 회로기판(121)에 형성된 배선패턴과 이어진다. 배선패턴이 좁게 형성되는 경우에는 별도의 단자 패드층(127)이 형성되며, 배선패턴이 넓게 형성되는 경우에는 배선패턴의 일부가 단자 패드층(127)을 형성할 수 있다. PSR 층(128)은 단자 패드층(127)이 노출되도록 절연체 층(126) 위에 인쇄되어 있다. 도금층(125)은 단자 패드층(127)을 덮는다. 도 금층(125)은 저항용접을 위하여 PTC 소자(130)의 후술하는 제1 리드 플레이트(132)와 동일한 재질로 이루어진다. 본 실시예에서는 도금층(125)이 니켈로 이루어진다. 도금층(125)은 PTC 소자(130)의 제1 리드 플레이트(132)와의 저항 용접이 가능하도록 20㎛ 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 도금층(125)의 두께가 20㎛ 보다 작으면 저항용접이 정상적으로 이루어지지 않는다.
도5에 도시한 바와 같은 구조의 회로기판(121)을 제조하는 과정은 다음과 같다. 먼저, 동박이 절연체(126) 위에 형성된다. 다음, 동박면 위에 포토레지스트의 패턴이 원하는 배선 패턴대로 형성된다. 다음, 포토레지스트 패턴에 따라 동박이 에칭된 후, 동박 위에 남아 있는 포토레지스트가 제거되어, 배선 패턴을 형성한다. 이때, 단자 패드층(127)이 함께 형성된다. 다음, 그 위에 단자 패드층(127) 등 원하는 부분을 제외한 나머지 부분에 PSR을 인쇄하여 PSR 층(128)을 형성한다. 이때, 단자 패드층(127)은 PSR 층(128)에 의해 덮이지 않고 노출된다. 이 상태에서 노출된 단자 패드층(127) 위에 도금층(125)이 형성된다.
도3 및 도4를 참조하면, 회로기판(121)의 제1 면(121c)에는 전기회로소자(122)가 실장되어 있다. 전기회로소자(122)는 콘트롤 IC, 충방전 스위치 및 기타 저항, 콘덴서 등의 수동소자로 이루어진다. 제1 면(121c)의 길이방향 양 끝단부에는 각각 제1 지지부재(123)와 제2 지지부재(124)가 결합되어 있다. 제1 면(121c)은 베어셀(110)의 캡 플레이트상면(161)과 이격된 거리를 두고 서로 마주본다.
회로기판(121)의 제2 면(121b)에는 외부 부하 또는 충전기와 전기적으로 연결되는 외부단자(121b)가 마련된다. 회로기판(121)의 중앙에는 통로구멍(121a)이 마련된다. 통로구멍(121a)을 통해 PTC 소자(130)의 제2 리드 플레이트(133)와 베어셀(110)의 전극 단자(164)가 용접되어, PTC 소자(130)의 제2 리드 플레이트(133)와 베어셀(110)의 전극 단자(164)가 전기적으로 연결된다.
제1 지지부재(123)와 제2 지지부재(124)는 각각 회로기판(121)의 제1 면(121c)의 양단부에 위치한다. 제1 지지부재(123)는 판상의 부재로서, 제1 연결부(123a)와, 지지부(123b)와, 제2 연결부(123c)를 구비한다. 제1 연결부(123a)는 회로기판(121)의 제1 면(121c)과 접하며 결합된다. 지지부(123b)는 제1 연결부(123a)와 대체로 직각을 이루며 제1 연결부(123a)로부터 연장된다. 제2 연결부(123c)는 지지부(123b)와 대체로 직각을 이루며 베어셀(110)의 캡 플레이트(161)와 접하며 결합된다. 지지부(123b)를 기준으로 제1 연결부(123a)와 제2 연결부(123c)는 서로 반대 방향으로 연장된다. 지지부(123b)에 의해 베어셀(110)과 회로기판(121)이 이격된 상태를 유지하며 서로 결합된다. 제2 지지부재(124)는 제1 지지부재(123)와 동일한 구성이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 두 지지부재(123, 124) 중 적어도 하나는 니켈과 같은 전도성 재질로 이루어져 회로기판(121)을 베어셀(110)의 양극인 캡 플레이트(161)와 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.
PTC 소자(130)는 PTC 본체(131)와, 제1 리드 플레이트(132)와, 제2 리드 플레이트(133)를 구비한다. PTC 본체(131)의 일면에는 제1 리드 플레이트(132)가 전기적으로 연결되고, 다른 면에는 제2 리드 플레이트(133)가 전기적으로 연결된다. PTC 본체(131)는 베어셀(110)의 캡 플레이트(161)의 위에 위치하여 베어셀(110)에 서 발생하는 열을 직접적으로 감지하여 동작하게 된다. 따라서 과충전에 대한 안전성이 향상된다. 제1 리드 플레이트(132)는 니켈과 같은 전도성 재질로 이루어진다. 제1 리드 플레이트(132)는 PCM(120)의 회로기판(121)에 마련된 도금층(125)에 저항 용접에 의해 결합되어 전기적으로 연결된다. 제2 리드 플레이트(133)는 니켈과 같은 전도성 재질로 이루어진다. 제2 리드 플레이트(133)는 베어셀(110)의 전극 단자(164)에 저항 용접과 같은 수단에 의해 결합되어 전기적으로 연결된다.
이제, 도1 내지 도5를 참조하여 상기 실시예의 따른 이차 전지가 제조되는 과정을 상세히 설명한다.
먼저, 도1에 도시된 전극 조립체(140)와, 캔(150)과, 캡 조립체(160)를 이용하여 베어셀(110)을 조립한다. 먼저, 캔(150)의 내부에 전극 조립체(140)가 수납된다. 이때, 전극 조립체(140)의 음극탭(144) 및 양극탭(145)은 캔(150)의 개구부(155)를 통해 돌출된다. 다음, 캔(150)의 상단 개구부(155)를 통해 절연 케이스(170)가 캔(150)의 내부로 삽입된다. 이때, 전극 조립체(140)의 음극탭(144)은 절연 케이스(170)의 제1 전극탭 인출공(173)을 통해 외부로 돌출되고, 전극 조립체(140)의 양극탭(145)은 절연 케이스(170)의 제2 전극탭 인출홈(174)을 통해 돌출된다. 다음, 전극 조립체(140)의 음극탭(144)은 캡 조립체(160)의 터미널 플레이트(163)에 전기적으로 연결되고, 전극 조립체(140)의 양극탭(145)은 캡 조립체(160)의 캡 플레이트(161)에 전기적으로 연결된다. 전극 조립체(110)의 음극탭(115)은 캡 조립체(130)의 터미널 플레이트(133)의 탭 접속부(139)에 도4에 도시된 바와 같이 저항 용접 또는 레이저 용접에 의해 결합된다. 다음, 캔(150)의 개구 부(155)에 캡 플레이트(161)가 용접 등에 의하여 결합된다.
다음, 상기 과정을 통해 완성된 베어셀(110)과, 보호회로모듈(120)과, PTC 소자(130)를 결합한다. 먼저, PTC 소자(130)의 제1 리드 플레이트(132)를 보호회로모듈(120)의 회로기판(121)에 형성된 도금층(125)에 저항 용접하여 PTC 소자(130)를 회로기판(121)에 결합시킨다. 도금층(125)에 PTC 소자(130)의 제1 리드 플레이트(132)가 저항 용접되므로, 이차 전지의 안전성을 향상 시킬 수 있다. 즉, 종래에는 저항 용접을 위하여 니켈 플레이트가 솔더링에 의해 단자 패드층에 결합되었는데, 니켈 플레이트와 PTC 소자의 리드 플레이트를 저항 용접하는 과정에서 솔더에 의한 스패터가 발생하여 회로기판이 손상되는 경우가 있었다. 그러나 본원 발명과 같이 도금층에 PTC 소자의 리드 플레이트가 저항 용접되므로 종래와 같이 솔더에 의한 스패터가 발생할 우려가 없다. 또한, 종래에 비해 별도의 솔더링 공정을 생략할 수 있어 이차전지를 생산공정을 단순화시켜 경제적으로 제조할 수 있다.
다음, 회로보호모듈(120)의 제1 지지부재(123) 및 제2 지지부재(124)를 베어셀(110)의 캡 플레이트(161)에 저항 용접하여 회로보호모듈(120)과 베어셀(110)를 결합한다. 또한, 회로보호모듈(120)의 회로기판(121)에 형성된 관통구멍(121a)을 통해 PTC 소자(130)의 제2 리드 플레이트(133)를 베어셀(110)의 전극 단자(164)에 저항용접하여 제2 리드 플레이트(133)와 베어셀(110)의 전극 단자(164)를 전기적으로 연결한다.
다음, 보호회로모듈(120)의 주변에 베어셀(110)과 결합되는 수지 몰딩부(180)를 형성하여 이차 전지(100)를 최종적으로 완성한다.
이상 본 발명을 상기 실시예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 회로기판을 구비하는 이차 전지의 사시도이다.
도2는 도1에 도시한 이차 전지의 분해 사시도이다.
도3은 도1에 도시한 이차 전지의 정면도이다.
도4는 도2에 도시한 보호회로모듈 및 PTC 소자의 사시도이다.
도5는 도3에서 PTC 소자가 부착된 부분의 보호회로모듈을 단면으로 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 이차 전지 110 : 베어셀
120 : 보호회로모듈 121 : 회로기판
125 : 도금층 126 : 절연체 층
127 : 단자 패드층 128 : PSR 층
130 : PTC 소자 131 : PTC 본체
132 : 제1 리드 플레이트 133 : 제2 리드 플레이트
140 : 전극 조립체 150 : 캔
160 : 캡 조립체 170 : 절연 케이스

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 절연체 층, 상기 절연체 층에 형성된 배선 패턴의 일부인 단자 패드층 및 상기 단자 패드층에 형성된 도금층을 포함하는 회로기판;
    PTC 소자; 및
    상기 PTC 소자와 전기적으로 연결된 베어셀을 포함하며,
    상기 PTC 소자는 상기 회로기판의 도금층에 전기적으로 연결되는 제1 리드 플레이트를 구비하며, 상기 회로기판의 도금층은 상기 PTC 소자의 제1 리드 플레이트와 동일한 재질인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제8항에 있어서, 상기 PTC 소자의 제1 리드 플레이트와 상기 회로기판의 도금층은 저항 용접에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  10. 제8항에 있어서, 상기 회로기판의 도금층은 니켈로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지.
KR1020080116788A 2008-11-24 2008-11-24 이차 전지용 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지 KR101036091B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080116788A KR101036091B1 (ko) 2008-11-24 2008-11-24 이차 전지용 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지
US12/591,549 US9345146B2 (en) 2008-11-24 2009-11-23 Circuit board for secondary battery and secondary battery with the circuit board

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080116788A KR101036091B1 (ko) 2008-11-24 2008-11-24 이차 전지용 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100058100A KR20100058100A (ko) 2010-06-03
KR101036091B1 true KR101036091B1 (ko) 2011-05-19

Family

ID=42196583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080116788A KR101036091B1 (ko) 2008-11-24 2008-11-24 이차 전지용 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9345146B2 (ko)
KR (1) KR101036091B1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5500518B2 (ja) * 2009-06-10 2014-05-21 矢崎総業株式会社 電流センサ付きバッテリーターミナル
KR101211859B1 (ko) 2010-11-11 2012-12-12 삼성에스디아이 주식회사 보호회로모듈 및 이를 구비하는 배터리 팩
DE102011055223B3 (de) * 2011-11-10 2013-05-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Unmittelbare Kontaktierung eines Energiespeichers oder einer Last mittels eines elektronischen Lastschalters
KR101916963B1 (ko) 2012-08-03 2018-11-08 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR102040194B1 (ko) * 2013-03-25 2019-11-04 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 연결용 회로기판
WO2016197563A1 (zh) * 2015-06-12 2016-12-15 福建南平南孚电池有限公司 一种二次电池负极封口体
JP6528976B2 (ja) * 2016-11-08 2019-06-12 トヨタ自動車株式会社 組電池
DE102016122577A1 (de) 2016-11-23 2018-05-24 Endress+Hauser SE+Co. KG Leiterplatte und Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte
CN109860500A (zh) * 2019-02-01 2019-06-07 天津锦泰勤业精密电子有限公司 一种电池组连接件压焊融合方法和生产方法
CN112787048B (zh) * 2019-10-23 2022-08-09 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池、电池模组、电池包及汽车

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002008626A (ja) * 2000-06-21 2002-01-11 Gs-Melcotec Co Ltd 電池の外部端子とそれを用いた電池パック
KR20080070352A (ko) * 2007-01-26 2008-07-30 넥스콘 테크놀러지 주식회사 인쇄회로기판의 제조방법
KR20080084238A (ko) * 2007-03-15 2008-09-19 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 보호회로 기판과 이를 이용한 이차전지

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3737339A (en) * 1970-12-18 1973-06-05 Richardson Co Fabrication of printed circuit boards
JPS5627594B2 (ko) * 1975-03-14 1981-06-25
US5234558A (en) * 1990-03-22 1993-08-10 Canon Kabushiki Kaisha Electrically conductive circuit member, method of manufacturing the same and electrically conductive paste
GB2301223B (en) * 1995-05-26 1999-04-21 Johnson Electric Sa Polymeric type positive temperature coefficient thermistors
JP2002313295A (ja) 2001-04-11 2002-10-25 Gs-Melcotec Co Ltd 二次電池パック
KR100389314B1 (ko) * 2001-07-18 2003-06-25 엘지전자 주식회사 도금인입선 없는 인쇄회로기판의 제조방법
US20030026053A1 (en) * 2001-08-06 2003-02-06 James Toth Circuit protection device
KR100520961B1 (ko) * 2003-05-30 2005-10-17 엘지전자 주식회사 인쇄회로기판의 제조방법
KR100551887B1 (ko) 2003-10-24 2006-02-14 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP4416616B2 (ja) * 2004-09-29 2010-02-17 株式会社リコー 電子部品実装体及び電子機器
KR100659856B1 (ko) 2005-04-27 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 리튬 이차 전지
KR100686844B1 (ko) * 2005-07-25 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 Ｐｔｃ소자를 구비한 이차전지
KR100760784B1 (ko) * 2006-07-04 2007-09-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 보호회로모듈 및 이를 이용한 전지 팩
KR100846956B1 (ko) 2006-11-21 2008-07-17 삼성에스디아이 주식회사 보호회로 모듈을 갖는 이차전지
KR100928131B1 (ko) 2007-11-08 2009-11-25 삼성에스디아이 주식회사 Ｐｔｃ 소자, ｐｔｃ 소자를 포함하는 보호회로기판 및보호회로기판을 포함하는 이차전지

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002008626A (ja) * 2000-06-21 2002-01-11 Gs-Melcotec Co Ltd 電池の外部端子とそれを用いた電池パック
KR20080070352A (ko) * 2007-01-26 2008-07-30 넥스콘 테크놀러지 주식회사 인쇄회로기판의 제조방법
KR20080084238A (ko) * 2007-03-15 2008-09-19 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 보호회로 기판과 이를 이용한 이차전지

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100058100A (ko) 2010-06-03
US9345146B2 (en) 2016-05-17
US20100129687A1 (en) 2010-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101036091B1 (ko) 이차 전지용 회로기판 및 이를 구비하는 이차 전지
US8795865B2 (en) Battery pack
CN101599551B (zh) 电池组
EP2166595B1 (en) Secondary battery
EP2107624B1 (en) Battery pack
JP5148643B2 (ja) 保護回路モジュールを備える二次電池
US9017836B2 (en) Battery pack
KR101127615B1 (ko) 배터리 팩
US9819058B2 (en) Protection circuit module and battery pack including the same
KR101030900B1 (ko) 이차전지
EP2264812B1 (en) Battery Pack
KR101016852B1 (ko) 이차 전지
KR101116409B1 (ko) 배터리 팩
WO2006011710A1 (en) Connecting structure for electrical connection of pcm and battery cell and secondary battery pack containing the same
JP2014123553A (ja) バッテリーパック
JP5490027B2 (ja) 二次電池及びその製造方法
US8216706B2 (en) Battery pack
US10342134B2 (en) Printed circuit board and a method of bonding electrode lead of battery to printed circuit board
US9590227B2 (en) Protection apparatus of battery pack, method of manufacturing the protection apparatus, and battery pack including the protection apparatus
US9362543B2 (en) Battery pack
KR20120092206A (ko) 배터리 팩
KR101084947B1 (ko) 보호회로모듈을 구비하는 이차 전지
EP2200113B1 (en) Secondary battery
KR20150058807A (ko) 배터리팩
KR101985760B1 (ko) 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140423

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150421

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160419

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170424

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180503

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190502

Year of fee payment: 9