專利名稱：封裝電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在便攜式電話或個人電腦等小型電子設備的電源中使用的封裝電池， 尤其涉及對封裝電池進行電保護的電路基板。
背景技術(shù)：
近些年，各種電子設備的小型輕量化不斷進展，即使攜帶也較輕且搬運簡單的設備大多被商品化。對于攜帶用的設備來說，無法使用商用交流作為驅(qū)動用的電源，因此使用電池。最近，開發(fā)出比鎳-鎘電池、鎳氫電池更具有高能量密度的鋰離子電池。然而，鋰離子電池進行過充電或過放電時容易導致劣化，因此需要防止過充電或過放電的保護電路基板。該電路基板由印制基板和在其表面安裝的多個電子部件等構(gòu)成，在印制基板的一方的表面安裝有為了防止電池的過充電等而設置的IC、例如FET或電阻等電子、電氣元件， 在另一方的表面設置有與電子設備電連接的電極。另外，在電路基板上安裝的多個電子部件等全部通過配線圖案電連接。電路基板具備與內(nèi)置于封裝電池中的電池的正負兩電極連接的外部連接端子部。 以往，該外部連接端子部通過在電路基板的印制基板表面形成糊材料層，并在糊材料層上層疊銅箔層，進而在該銅箔層上層疊M塊，使M塊在電路基板上露出而形成。與電池的電極連接的引線板層疊在M塊上，將一對電極棒向引線板表面按壓而將M塊和引線板點焊， 從而將電池和電路基板電連接?；迳系暮副P以M塊為主流，但為了削減電路基板的成本，也存在在上述結(jié)構(gòu)中去除M塊，在銅箔層上直接層疊引線板而進行點焊的情況。專利文獻1日本特開2006-344643在上述的銅箔層上直接層疊引線板而在引線板表面進行點焊的情況下，從與引線板表面抵接的電極棒流過點焊電流，且點焊電流經(jīng)由該引線板也流過銅箔層。由于流過該銅箔層的點焊電流引起的發(fā)熱而使銅箔層下的糊材料熔融。存在因該糊材料的熔融而產(chǎn)生銅箔層的浮起、剝離這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決這樣的問題而提出，其目的在于提供一種防止流過銅箔層的點焊電流引起的發(fā)熱集中于一個部位的封裝電池。本發(fā)明的封裝電池具有一個或兩個以上的單電池2和對所述單電池2進行電保護的電路基板10，所述封裝電池的特征在于，在所述電路基板10的印制基板100的表面上順次層疊有糊材料層101和銅箔層102的電路基板10的端子部11中，所述銅箔層102具有切口部102C，在所述端子部11的所述銅箔層102的表面有層疊引線板L，在使一對電極棒與所述引線板L的表面抵接而對所述引線板L和所述銅箔層102進行點焊時，所述銅箔層
3102的所述切口部102C位于與抵接于所述引線板L表面的一對電極棒的位置對應的一對銅箔層點焊位置SP之間。 另外，本發(fā)明的特征在于，所述銅箔層102的所述切口部102C為長圓形狀，長圓形狀的所述切口部102C的長徑沿著與連結(jié)所述一對銅箔層點焊位置SP的假想直線正交的方向延伸。另外，本發(fā)明的特征在于，所述銅箔層102的所述切口部102C為長方形形狀，長方形形狀的所述切口部102C的長邊沿著與連結(jié)所述一對銅箔層點焊位置SP的假想直線正交的方向延伸。發(fā)明效果本發(fā)明涉及的封裝電池中，具有一個或兩個以上的單電池和對所述單電池進行電保護的電路基板，其中，在電路基板的印制基板的表面上順次層疊有糊材料層和銅箔層的電路基板的端子部中，銅箔層具有切口部，在端子部的所述銅箔層的表面層疊有引線板，在使一對電極棒與引線板的表面抵接而對引線板和銅箔層進行點焊時，銅箔層的切口部位于與抵接于引線板表面的一對電極棒的位置對應的一對銅箔層點焊位置之間。在銅箔層上直接層疊引線板而在引線板表面進行點焊時，從與引線板表面抵接的電極棒流過點焊電流， 并且經(jīng)由引線板而流過了銅箔層的點焊電流由于存在銅箔層的切口部而被分散。因此，能夠防止流過銅箔層的點焊電流引起的發(fā)熱集中于一個部位，從而能夠防止銅箔層下的糊材料熔融。另外，在本發(fā)明的第二方面的封裝電池中，銅箔層的所述切口部為長圓形狀，長圓形狀的所述切口部的長徑沿著與連結(jié)所述一對銅箔層點焊位置連結(jié)的假想直線正交的方向延伸，由此能夠?qū)⒘鬟^銅箔層的點焊電流可靠地分流。并且，在本發(fā)明的第三方面的封裝電池中，銅箔層的切口部為長方形形狀，長方形形狀的切口部的長邊沿著與連結(jié)一對銅箔層點焊位置的假想直線正交的方向延伸，由此能夠?qū)⒘鬟^銅箔層的點焊電流正確且可靠地分流。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式中的封裝電池的結(jié)構(gòu)的主視圖。圖2是表示將電路基板與單電池連接后的狀態(tài)的主視圖。圖3是電路基板的主視圖。圖4是表示將電路基板的端子部和引線板點焊的狀態(tài)的圖2中的A-A'線的剖視圖。圖5是表示將現(xiàn)有例中的電路基板的端子部和引線板點焊的狀態(tài)的剖視圖。圖6是表示將本發(fā)明中的電路基板的銅箔層、銅箔層和引線板進行點焊時的電流路徑的銅箔層的主視圖。圖7是表示將現(xiàn)有例中的電路基板的銅箔層、銅箔層和引線板進行點焊時的電流路徑的銅箔層的主視圖。符合說明1 封裝電池10 電路基板
11端子部
12外部連接端子部
13保護元件
2單電池
20負極端子
21封口板
30罩
31端部罩
6R電流路徑
7R電流路徑
100印制基板
101糊材料層
102銅箔層
102C切口部
SP點焊位置
L引線板
Ll第一引線板
L2第二引線板
L3第三引線板
La標簽
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。其中，以下所示的實施方式為例示出用于將本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的電路基板10的實施方式，本發(fā)明沒有將電路基板10 特定為以下的結(jié)構(gòu)。并且，本說明書為了容易理解權(quán)利要求書，將與實施方式所示的構(gòu)件對應的符號附注在“權(quán)利要求書”及“發(fā)明內(nèi)容”所示的構(gòu)件上。但是，絕沒有將權(quán)利要求書所示的構(gòu)件特定為實施方式的構(gòu)件。本發(fā)明的封裝電池主要安裝于電子設備，向電子設備主體供給電力。以這樣的目的使用的封裝電池因二次電池的充放電保護的目的而具有電路基板10。尤其是本發(fā)明具備最適合作為在將與二次電池的電極連接的引線端子和電路基板10的端子部11點焊時利用的結(jié)構(gòu)。以下，作為實施方式，對端子部與和方型二次電池的電極連接的引線端子的點焊進行記述，但本發(fā)明的封裝電池并不僅在該結(jié)構(gòu)中使用。禾Ij用附圖對本發(fā)明涉及的封裝電池進行說明。〈封裝電池1的結(jié)構(gòu)〉圖1是表示封裝電池1的一例的主視圖，圖2是由單電池2和電路基板10等構(gòu)成的電池芯。單電池2為鋰離子電池。但是，單電池2可以為鎳氫電池、鎳鎘電池等能夠充電的所有的二次電池。單電池2為具有厚度的俯視下為四邊形板狀的方型電池。該單電池2在位于延伸方向側(cè)面的封口板21的中央設有與外部的封口板25絕緣的作為凸部電極的負極端子20，在封口板25的端部具備安全閥。并且，該單電池2除了作為凸部電極的負極端子 20以外的表面為正極端子。負極端子20與第三引線板L3連接，第三引線板L3還與和保護元件13連接的第二引線板L2連接，從而負極端子20經(jīng)由該第二引線板L2而與電路基板10的端子部11電連接。正極端子中，在封口板21配置有復合板，且該復合板經(jīng)由第一引線板Ll與電路基板 10的端子部11電連接。電路基板10由在印制基板100表面安裝的多個電子部件等構(gòu)成，在印制基板100 的一方的表面安裝有為了防止電池的過充電等而設置的ic、FET、電阻元件等電子元件，在另一方的表面設有與電子設備電連接的外部連接端子部12。并且，在電路基板10上安裝的多個電子部件等全都通過配線圖案電連接。罩30以覆蓋電路基板10、第一引線板Li、第二引線板L2、第三引線板L3及單電池2的封口板21的方式配置。并且，在配置有罩30的單電池2的另一端配置有端部罩31。 罩30及端部罩31為具有絕緣性的樹脂制的蓋體。也可以代替該罩30及端部罩31，將在單電池2上經(jīng)由引線板與電路基板10連接而得到的電池芯配置在具備相當于罩30及端部罩31的空間的成形模具內(nèi)，并注入熔融塑料，對相當于罩30及端部罩31的結(jié)構(gòu)進行低溫樹脂成形而將其制作出。另外，在罩30上的與電路基板10的外部連接端子部12對應的部分設有空孔，外部連接端子部12在封裝電池1的外表面露出。在配置有罩30及端部罩31的電池芯的四個側(cè)面張貼有由一面具備粘接層的絕緣性膜構(gòu)成的帶狀標簽La。通過該帶狀標簽La覆蓋未配置罩30及端部罩31的電池芯的四個側(cè)面。<電路基板10的結(jié)構(gòu)>如圖3所示，電路基板10為平板狀的形狀。在實施方式中，厚度為0.8mm。該電路基板10為在配置于單電池2的封口板21時，電路基板10不從封口板21的外周突出的大小。即，電路基板10的寬度尺寸比單電池2的厚度小，電路基板10的長度比單電池2的寬度小。并且，在電路基板10的表面部的中央設置有與電子設備連接的外部連接端子部12， 在背面部的延伸方向兩端設置有長方形形狀的端子部11。圖3是從電路基板10的背面部觀察的主視圖。為了方便，通過虛線表示在表面部設置的外部連接端子12。如圖4及圖5所示，該端子部11中，糊材料層101和銅箔層102順次層疊在電路基板10的印制基板100的表面上。糊材料層101和銅箔層102的外形為相對于電路基板 10的延伸方向延伸的長方形形狀，糊材料層101和銅箔層102大致為同一尺寸。在實施方式中，糊材料層101、銅箔層102的外形都為長方形形狀，但不局限于該形狀，也可以為正方形形狀、多邊形形狀、圓形狀、橢圓形狀。另外，可以在作為糊材料101中使用的樹脂的硅丙烯酸共聚物樹脂、丙烯酸酯共聚物樹脂中添加硅烷偶聯(lián)劑。本發(fā)明中使用的硅烷偶聯(lián)劑列舉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。向具有耐熱性的樹脂添加硅系樹脂使動彈性模量上升而提高耐熱性。但是， 由于使彈性模量顯著上升，因此變得容易剝離。從而必須將通過追加而添加的硅烷偶聯(lián)劑抑制在5質(zhì)量％以下。糊材料層101的厚度為0. 05mm 0. Imm的情況最適合銅箔102與印制基板100的表面的粘接。銅箔102通過電解方法在表面整體析出鍍鎳而形成鎳層。銅箔102的厚度在實施方式中為0. 07mm。銅箔102的厚度可以根據(jù)單電池2的容量而進行適當設計變更。通過電解方法在銅箔102表面整體析出鍍鎳而形成膜厚為0. 005mm的鎳層。<點焊的結(jié)構(gòu)>在點焊時，在電極棒中以1. 5mS秒通過1. 4KA 1. 5KA的電流。此時的電壓為3V 左右。通電的時間、電流值可以根據(jù)點焊時的引線板Li、L2、L3的材質(zhì)、厚度等進行適當變更，而成為最佳的數(shù)值。圖4是表示將電路基板10的端子部11與引線板L點焊的狀態(tài)的圖2中的A-A' 線的剖視圖。箭頭為點焊時的電流路徑。圖5是表示將現(xiàn)有例中的電路基板10的端子部11與引線板L點焊的狀態(tài)的剖視圖。箭頭為點焊時的電流路徑。圖6是表示將本發(fā)明中的電路基板10的銅箔層102、銅箔層102和引線板L點焊時的電流路徑的主視圖。在圖6中，銅箔層102在中央具有切口部102C。該切口部102C形成為沿厚度方向貫通銅箔層102。將電路基板10的端子部11、11、第一引線板Ll以及第二引線板L2連接。 即，在電路基板10的印制基板100的表面順次層疊有糊材料層101和銅箔層102的電路基板10的端子部11中，在銅箔層102的與糊材料層101粘接的面的相反側(cè)表面層疊引線板 L，使一對電極棒與該引線板L的表面抵接，對引線板L和銅箔層102進行點焊而將它們連接。此時，銅箔層102的切口部102C位于與抵接于引線板L表面的一對電極棒的位置對應的一對銅箔層點焊位置SP之間。在實施方式中，電極棒相對于電路基板10及銅箔102的延伸方向平行地配置，但也可以相對于延伸方向垂直。銅箔層102的切口部102C的形狀為長圓形狀。在長圓形狀以外，也可以為圓形狀、 三角形形狀、四邊形形狀或多邊形形狀、橢圓形狀。但是，上述的切口部102C必須落在將一對銅箔層點焊位置SP的中心連結(jié)的直線上。作為第二實施方式，能夠形成為如下這樣的封裝電池，S卩，銅箔層102的切口部 102C為長圓形狀，且長圓形狀的切口部102C的長徑沿著與連結(jié)一對銅箔層點焊位置SP的假想直線正交的方向延伸。由此，將流過銅箔層的點焊電流可靠地分流，從而能夠使發(fā)熱量分散。另外，作為第三實施方式，能夠形成為如下這樣的封裝電池，S卩，銅箔層102的切口部102C為長方形形狀，且長方形形狀的切口部102C的長邊沿著與連結(jié)一對銅箔層點焊位置SP的假想直線正交的方向延伸。由此，能夠?qū)⒘鬟^銅箔層的點焊電流正確且可靠地分流，能夠使發(fā)熱量分散。需要說明的是，在圖6及圖7中，將與電極棒抵接的位置對應的銅箔層102的位置圖示為SP。對圖6的本發(fā)明及圖7的現(xiàn)有例中的點焊時流過銅箔層102的電流產(chǎn)生的發(fā)熱量進行研究。圖6的6R及圖7的7R的箭頭表示主要的電流的路徑。此時，點焊電流為I，銅的電阻率為σ = 1.69(μ Ω ^m)[常溫]。圖6所示的電流路徑6R中的微小的電流路徑(長度)ds的發(fā)熱量Q為以下的式子。在此，以下在式子中 “ · ”表示乘法。
Q = W = 1/2 · I2 · 1. 69 (μ Ω · cm) · ds同樣，現(xiàn)有例的圖7所示的電流路徑7R中的微小的電流路徑ds的發(fā)熱量Q為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的銅箔層102的點焊時的微小的電流路徑ds的發(fā)熱量為現(xiàn)有例的發(fā)熱量的大致一半。即，銅箔層102的微小的電流路徑ds中的點焊電流產(chǎn)生的發(fā)熱分散，能夠防止集中在一個部位，從而能夠防止銅箔層102下的糊材料101熔融。因此，即使在銅箔層102上直接層疊引線板L，且在引線板L表面進行點焊的情況下，銅箔層102下的糊材料101也不會熔融，能夠防止銅箔層102的浮起或剝離。另外，不僅可防止銅箔層102的浮起或剝離，通過拉伸試驗還確認了銅箔層102與印制基板100的表面的粘接力的提高。本試驗在本發(fā)明的實施方式中，在通過點焊將引線板L與電路基板10的端子部11連接的狀態(tài)下，固定電路基板10，并對引線板L向離開銅箔 102的方向開始施加載荷，測定銅箔層102從印制基板100的表面完全脫落時的載荷。作為現(xiàn)有例，在將不具有切口部102C的銅箔層102回流焊接于印制基板100的表面，且將引線板L點焊于該銅箔層102的狀態(tài)下進行拉伸試驗。在表1中示出本發(fā)明的實施方式及現(xiàn)有例通過上述試驗測定三次載荷后的結(jié)果。 對于三次測定的平均，實施方式為8. 3N，現(xiàn)有例為7N。由該結(jié)果可知，通過在銅箔層102設置切口部102C，能夠防止銅箔層102下的糊材料的熔融，從而使印制基板100的表面與銅箔層102的粘接力提高。表1
權(quán)利要求
1.一種封裝電池(1)，其具有一個或兩個以上的單電池⑵和對所述單電池(2)進行電保護的電路基板(10)，所述封裝電池的特征在于，在所述電路基板(10)的印制基板(100)的表面上順次層疊有糊材料層(101)和銅箔層(102)的電路基板(10)的端子部(11)中，所述銅箔層(102)具有切口部(102C)，在所述端子部(11)的所述銅箔層(10 的表面層疊有引線板(L)，在使一對電極棒與所述引線板(L)的表面抵接而對所述引線板(L)和所述銅箔層 (102)進行點焊時，所述銅箔層(102)的所述切口部(102C)位于與抵接于所述引線板(L) 表面的一對電極棒的位置對應的一對銅箔層點焊位置(SP)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝電池，其特征在于，所述銅箔層(102)的所述切口部(102C)為長圓形狀，長圓形狀的所述切口部(102C)的長徑沿著與連結(jié)所述一對銅箔層點焊位置(SP)的假想直線正交的方向延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝電池，其特征在于，所述銅箔層(10 的所述切口部(102C)為長方形形狀，長方形形狀的所述切口部(102C)的長邊沿著與連結(jié)所述一對銅箔層點焊位置(SP)的假想直線正交的方向延伸。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種在除去了點焊用的Ni塊的基板端子中在銅箔層上直接進行點焊的情況下，銅箔層下的糊材料也難以熔融的封裝電池。在印制基板(100)的表面順次層疊有糊材料層(101)和銅箔層(102)的電路基板(10)的端子部(11)中，銅箔層(102)具有切口部(102C)，在端子部(11)的銅箔層(102)的表面層疊有引線板(L)，在使一對電極棒與所述引線板(L)的表面抵接而對引線板(L)和銅箔層(102)進行點焊時，所述銅箔層(102)的所述切口部(102C)位于與抵接于引線板(L)表面的一對電極棒的位置對應的一對銅箔層點焊位置(SP)之間，由此使點焊電流分流，從而能夠使發(fā)熱分散而防止銅箔層下的糊材料的熔融。
文檔編號H01M2/10GK102448243SQ20111030331
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月6日
發(fā)明者西田大輔 申請人:三洋電機株式會社