专利名称：封装电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及在便携式电话或个人电脑等小型电子设备的电源中使用的封装电池， 尤其涉及对封装电池进行电保护的电路基板。
背景技术：
近些年，各种电子设备的小型轻量化不断进展，即使携带也较轻且搬运简单的设备大多被商品化。对于携带用的设备来说，无法使用商用交流作为驱动用的电源，因此使用电池。最近，开发出比镍-镉电池、镍氢电池更具有高能量密度的锂离子电池。然而，锂离子电池进行过充电或过放电时容易导致劣化，因此需要防止过充电或过放电的保护电路基板。该电路基板由印制基板和在其表面安装的多个电子部件等构成，在印制基板的一方的表面安装有为了防止电池的过充电等而设置的IC、例如FET或电阻等电子、电气元件， 在另一方的表面设置有与电子设备电连接的电极。另外，在电路基板上安装的多个电子部件等全部通过配线图案电连接。电路基板具备与内置于封装电池中的电池的正负两电极连接的外部连接端子部。 以往，该外部连接端子部通过在电路基板的印制基板表面形成糊材料层，并在糊材料层上层叠铜箔层，进而在该铜箔层上层叠M块，使M块在电路基板上露出而形成。与电池的电极连接的引线板层叠在M块上，将一对电极棒向引线板表面按压而将M块和引线板点焊， 从而将电池和电路基板电连接。基板上的焊盘以M块为主流，但为了削减电路基板的成本，也存在在上述结构中去除M块，在铜箔层上直接层叠引线板而进行点焊的情况。专利文献1日本特开2006-344643在上述的铜箔层上直接层叠引线板而在引线板表面进行点焊的情况下，从与引线板表面抵接的电极棒流过点焊电流，且点焊电流经由该引线板也流过铜箔层。由于流过该铜箔层的点焊电流引起的发热而使铜箔层下的糊材料熔融。存在因该糊材料的熔融而产生铜箔层的浮起、剥离这样的问题。
发明内容
本发明为了解决这样的问题而提出，其目的在于提供一种防止流过铜箔层的点焊电流引起的发热集中于一个部位的封装电池。本发明的封装电池具有一个或两个以上的单电池2和对所述单电池2进行电保护的电路基板10，所述封装电池的特征在于，在所述电路基板10的印制基板100的表面上顺次层叠有糊材料层101和铜箔层102的电路基板10的端子部11中，所述铜箔层102具有切口部102C，在所述端子部11的所述铜箔层102的表面有层叠引线板L，在使一对电极棒与所述引线板L的表面抵接而对所述引线板L和所述铜箔层102进行点焊时，所述铜箔层
3102的所述切口部102C位于与抵接于所述引线板L表面的一对电极棒的位置对应的一对铜箔层点焊位置SP之间。 另外，本发明的特征在于，所述铜箔层102的所述切口部102C为长圆形状，长圆形状的所述切口部102C的长径沿着与连结所述一对铜箔层点焊位置SP的假想直线正交的方向延伸。另外，本发明的特征在于，所述铜箔层102的所述切口部102C为长方形形状，长方形形状的所述切口部102C的长边沿着与连结所述一对铜箔层点焊位置SP的假想直线正交的方向延伸。发明效果本发明涉及的封装电池中，具有一个或两个以上的单电池和对所述单电池进行电保护的电路基板，其中，在电路基板的印制基板的表面上顺次层叠有糊材料层和铜箔层的电路基板的端子部中，铜箔层具有切口部，在端子部的所述铜箔层的表面层叠有引线板，在使一对电极棒与引线板的表面抵接而对引线板和铜箔层进行点焊时，铜箔层的切口部位于与抵接于引线板表面的一对电极棒的位置对应的一对铜箔层点焊位置之间。在铜箔层上直接层叠引线板而在引线板表面进行点焊时，从与引线板表面抵接的电极棒流过点焊电流， 并且经由引线板而流过了铜箔层的点焊电流由于存在铜箔层的切口部而被分散。因此，能够防止流过铜箔层的点焊电流引起的发热集中于一个部位，从而能够防止铜箔层下的糊材料熔融。另外，在本发明的第二方面的封装电池中，铜箔层的所述切口部为长圆形状，长圆形状的所述切口部的长径沿着与连结所述一对铜箔层点焊位置连结的假想直线正交的方向延伸，由此能够将流过铜箔层的点焊电流可靠地分流。并且，在本发明的第三方面的封装电池中，铜箔层的切口部为长方形形状，长方形形状的切口部的长边沿着与连结一对铜箔层点焊位置的假想直线正交的方向延伸，由此能够将流过铜箔层的点焊电流正确且可靠地分流。
图1是表示本发明的实施方式中的封装电池的结构的主视图。图2是表示将电路基板与单电池连接后的状态的主视图。图3是电路基板的主视图。图4是表示将电路基板的端子部和引线板点焊的状态的图2中的A-A'线的剖视图。图5是表示将现有例中的电路基板的端子部和引线板点焊的状态的剖视图。图6是表示将本发明中的电路基板的铜箔层、铜箔层和引线板进行点焊时的电流路径的铜箔层的主视图。图7是表示将现有例中的电路基板的铜箔层、铜箔层和引线板进行点焊时的电流路径的铜箔层的主视图。符合说明1 封装电池10 电路基板
11端子部
12外部连接端子部
13保护元件
2单电池
20负极端子
21封口板
30罩
31端部罩
6R电流路径
7R电流路径
100印制基板
101糊材料层
102铜箔层
102C切口部
SP点焊位置
L引线板
Ll第一引线板
L2第二引线板
L3第三引线板
La标签
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，以下所示的实施方式为例示出用于将本发明的技术思想具体化的电路基板10的实施方式，本发明没有将电路基板10 特定为以下的结构。并且，本说明书为了容易理解权利要求书，将与实施方式所示的构件对应的符号附注在“权利要求书”及“发明内容”所示的构件上。但是，绝没有将权利要求书所示的构件特定为实施方式的构件。本发明的封装电池主要安装于电子设备，向电子设备主体供给电力。以这样的目的使用的封装电池因二次电池的充放电保护的目的而具有电路基板10。尤其是本发明具备最适合作为在将与二次电池的电极连接的引线端子和电路基板10的端子部11点焊时利用的结构。以下，作为实施方式，对端子部与和方型二次电池的电极连接的引线端子的点焊进行记述，但本发明的封装电池并不仅在该结构中使用。禾Ij用附图对本发明涉及的封装电池进行说明。〈封装电池1的结构〉图1是表示封装电池1的一例的主视图，图2是由单电池2和电路基板10等构成的电池芯。单电池2为锂离子电池。但是，单电池2可以为镍氢电池、镍镉电池等能够充电的所有的二次电池。单电池2为具有厚度的俯视下为四边形板状的方型电池。该单电池2在位于延伸方向侧面的封口板21的中央设有与外部的封口板25绝缘的作为凸部电极的负极端子20，在封口板25的端部具备安全阀。并且，该单电池2除了作为凸部电极的负极端子 20以外的表面为正极端子。负极端子20与第三引线板L3连接，第三引线板L3还与和保护元件13连接的第二引线板L2连接，从而负极端子20经由该第二引线板L2而与电路基板10的端子部11电连接。正极端子中，在封口板21配置有复合板，且该复合板经由第一引线板Ll与电路基板 10的端子部11电连接。电路基板10由在印制基板100表面安装的多个电子部件等构成，在印制基板100 的一方的表面安装有为了防止电池的过充电等而设置的ic、FET、电阻元件等电子元件，在另一方的表面设有与电子设备电连接的外部连接端子部12。并且，在电路基板10上安装的多个电子部件等全都通过配线图案电连接。罩30以覆盖电路基板10、第一引线板Li、第二引线板L2、第三引线板L3及单电池2的封口板21的方式配置。并且，在配置有罩30的单电池2的另一端配置有端部罩31。 罩30及端部罩31为具有绝缘性的树脂制的盖体。也可以代替该罩30及端部罩31，将在单电池2上经由引线板与电路基板10连接而得到的电池芯配置在具备相当于罩30及端部罩31的空间的成形模具内，并注入熔融塑料，对相当于罩30及端部罩31的结构进行低温树脂成形而将其制作出。另外，在罩30上的与电路基板10的外部连接端子部12对应的部分设有空孔，外部连接端子部12在封装电池1的外表面露出。在配置有罩30及端部罩31的电池芯的四个侧面张贴有由一面具备粘接层的绝缘性膜构成的带状标签La。通过该带状标签La覆盖未配置罩30及端部罩31的电池芯的四个侧面。<电路基板10的结构>如图3所示，电路基板10为平板状的形状。在实施方式中，厚度为0.8mm。该电路基板10为在配置于单电池2的封口板21时，电路基板10不从封口板21的外周突出的大小。即，电路基板10的宽度尺寸比单电池2的厚度小，电路基板10的长度比单电池2的宽度小。并且，在电路基板10的表面部的中央设置有与电子设备连接的外部连接端子部12， 在背面部的延伸方向两端设置有长方形形状的端子部11。图3是从电路基板10的背面部观察的主视图。为了方便，通过虚线表示在表面部设置的外部连接端子12。如图4及图5所示，该端子部11中，糊材料层101和铜箔层102顺次层叠在电路基板10的印制基板100的表面上。糊材料层101和铜箔层102的外形为相对于电路基板 10的延伸方向延伸的长方形形状，糊材料层101和铜箔层102大致为同一尺寸。在实施方式中，糊材料层101、铜箔层102的外形都为长方形形状，但不局限于该形状，也可以为正方形形状、多边形形状、圆形状、椭圆形状。另外，可以在作为糊材料101中使用的树脂的硅丙烯酸共聚物树脂、丙烯酸酯共聚物树脂中添加硅烷偶联剂。本发明中使用的硅烷偶联剂列举有乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、三-(2-甲氧基·乙氧基)乙烯基硅烷、y-(甲基丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷等。向具有耐热性的树脂添加硅系树脂使动弹性模量上升而提高耐热性。但是， 由于使弹性模量显著上升，因此变得容易剥离。从而必须将通过追加而添加的硅烷偶联剂抑制在5质量％以下。糊材料层101的厚度为0. 05mm 0. Imm的情况最适合铜箔102与印制基板100的表面的粘接。铜箔102通过电解方法在表面整体析出镀镍而形成镍层。铜箔102的厚度在实施方式中为0. 07mm。铜箔102的厚度可以根据单电池2的容量而进行适当设计变更。通过电解方法在铜箔102表面整体析出镀镍而形成膜厚为0. 005mm的镍层。<点焊的结构>在点焊时，在电极棒中以1. 5mS秒通过1. 4KA 1. 5KA的电流。此时的电压为3V 左右。通电的时间、电流值可以根据点焊时的引线板Li、L2、L3的材质、厚度等进行适当变更，而成为最佳的数值。图4是表示将电路基板10的端子部11与引线板L点焊的状态的图2中的A-A' 线的剖视图。箭头为点焊时的电流路径。图5是表示将现有例中的电路基板10的端子部11与引线板L点焊的状态的剖视图。箭头为点焊时的电流路径。图6是表示将本发明中的电路基板10的铜箔层102、铜箔层102和引线板L点焊时的电流路径的主视图。在图6中，铜箔层102在中央具有切口部102C。该切口部102C形成为沿厚度方向贯通铜箔层102。将电路基板10的端子部11、11、第一引线板Ll以及第二引线板L2连接。 即，在电路基板10的印制基板100的表面顺次层叠有糊材料层101和铜箔层102的电路基板10的端子部11中，在铜箔层102的与糊材料层101粘接的面的相反侧表面层叠引线板 L，使一对电极棒与该引线板L的表面抵接，对引线板L和铜箔层102进行点焊而将它们连接。此时，铜箔层102的切口部102C位于与抵接于引线板L表面的一对电极棒的位置对应的一对铜箔层点焊位置SP之间。在实施方式中，电极棒相对于电路基板10及铜箔102的延伸方向平行地配置，但也可以相对于延伸方向垂直。铜箔层102的切口部102C的形状为长圆形状。在长圆形状以外，也可以为圆形状、 三角形形状、四边形形状或多边形形状、椭圆形状。但是，上述的切口部102C必须落在将一对铜箔层点焊位置SP的中心连结的直线上。作为第二实施方式，能够形成为如下这样的封装电池，S卩，铜箔层102的切口部 102C为长圆形状，且长圆形状的切口部102C的长径沿着与连结一对铜箔层点焊位置SP的假想直线正交的方向延伸。由此，将流过铜箔层的点焊电流可靠地分流，从而能够使发热量分散。另外，作为第三实施方式，能够形成为如下这样的封装电池，S卩，铜箔层102的切口部102C为长方形形状，且长方形形状的切口部102C的长边沿着与连结一对铜箔层点焊位置SP的假想直线正交的方向延伸。由此，能够将流过铜箔层的点焊电流正确且可靠地分流，能够使发热量分散。需要说明的是，在图6及图7中，将与电极棒抵接的位置对应的铜箔层102的位置图示为SP。对图6的本发明及图7的现有例中的点焊时流过铜箔层102的电流产生的发热量进行研究。图6的6R及图7的7R的箭头表示主要的电流的路径。此时，点焊电流为I，铜的电阻率为σ = 1.69(μ Ω ^m)[常温]。图6所示的电流路径6R中的微小的电流路径(长度)ds的发热量Q为以下的式子。在此，以下在式子中 “ · ”表示乘法。
Q = W = 1/2 · I2 · 1. 69 (μ Ω · cm) · ds同样，现有例的图7所示的电流路径7R中的微小的电流路径ds的发热量Q为Q =W = I2 · 1. 69(μ Ω · cm) · ds由上述的式子可知，具有本案的切口 102C的铜箔层102的点焊时的微小的电流路径ds的发热量为现有例的发热量的大致一半。即，铜箔层102的微小的电流路径ds中的点焊电流产生的发热分散，能够防止集中在一个部位，从而能够防止铜箔层102下的糊材料101熔融。因此，即使在铜箔层102上直接层叠引线板L，且在引线板L表面进行点焊的情况下，铜箔层102下的糊材料101也不会熔融，能够防止铜箔层102的浮起或剥离。另外，不仅可防止铜箔层102的浮起或剥离，通过拉伸试验还确认了铜箔层102与印制基板100的表面的粘接力的提高。本试验在本发明的实施方式中，在通过点焊将引线板L与电路基板10的端子部11连接的状态下，固定电路基板10，并对引线板L向离开铜箔 102的方向开始施加载荷，测定铜箔层102从印制基板100的表面完全脱落时的载荷。作为现有例，在将不具有切口部102C的铜箔层102回流焊接于印制基板100的表面，且将引线板L点焊于该铜箔层102的状态下进行拉伸试验。在表1中示出本发明的实施方式及现有例通过上述试验测定三次载荷后的结果。 对于三次测定的平均，实施方式为8. 3N，现有例为7N。由该结果可知，通过在铜箔层102设置切口部102C，能够防止铜箔层102下的糊材料的熔融，从而使印制基板100的表面与铜箔层102的粘接力提高。表1
权利要求
1.一种封装电池(1)，其具有一个或两个以上的单电池⑵和对所述单电池(2)进行电保护的电路基板(10)，所述封装电池的特征在于，在所述电路基板(10)的印制基板(100)的表面上顺次层叠有糊材料层(101)和铜箔层(102)的电路基板(10)的端子部(11)中，所述铜箔层(102)具有切口部(102C)，在所述端子部(11)的所述铜箔层(10 的表面层叠有引线板(L)，在使一对电极棒与所述引线板(L)的表面抵接而对所述引线板(L)和所述铜箔层 (102)进行点焊时，所述铜箔层(102)的所述切口部(102C)位于与抵接于所述引线板(L) 表面的一对电极棒的位置对应的一对铜箔层点焊位置(SP)之间。
2.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，所述铜箔层(102)的所述切口部(102C)为长圆形状，长圆形状的所述切口部(102C)的长径沿着与连结所述一对铜箔层点焊位置(SP)的假想直线正交的方向延伸。
3.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，所述铜箔层(10 的所述切口部(102C)为长方形形状，长方形形状的所述切口部(102C)的长边沿着与连结所述一对铜箔层点焊位置(SP)的假想直线正交的方向延伸。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种在除去了点焊用的Ni块的基板端子中在铜箔层上直接进行点焊的情况下，铜箔层下的糊材料也难以熔融的封装电池。在印制基板(100)的表面顺次层叠有糊材料层(101)和铜箔层(102)的电路基板(10)的端子部(11)中，铜箔层(102)具有切口部(102C)，在端子部(11)的铜箔层(102)的表面层叠有引线板(L)，在使一对电极棒与所述引线板(L)的表面抵接而对引线板(L)和铜箔层(102)进行点焊时，所述铜箔层(102)的所述切口部(102C)位于与抵接于引线板(L)表面的一对电极棒的位置对应的一对铜箔层点焊位置(SP)之间，由此使点焊电流分流，从而能够使发热分散而防止铜箔层下的糊材料的熔融。
文档编号H01M2/10GK102448243SQ20111030331
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月29日 优先权日2010年10月6日
发明者西田大辅 申请人:三洋电机株式会社