電池包的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電池包，該電池包包括：裸電池；蓋板，耦接到裸電池；和在蓋板上的保護(hù)電路模塊，其中保護(hù)電路模塊包括第一印刷電路板和在第一印刷電路板上的第二印刷電路板。
【專利說明】電池包
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池包。
【背景技術(shù)】
[0002]由于移動(dòng)裝置諸如便攜式電話和筆記本計(jì)算機(jī)的技術(shù)已經(jīng)顯著地發(fā)展并且其制造已經(jīng)增加，對作為移動(dòng)裝置的能源的二次電池的需求快速地增加。最近，已經(jīng)開展了對作為化石燃料的替代能源的、電動(dòng)車輛和混合電動(dòng)車輛中使用的二次電池的許多研究。
[0003]這樣的二次電池以與用于控制充電和放電操作的電路集成的電池包的形式使用。為了保證包括可燃材料的二次電池的穩(wěn)定性，電池包具有有效地控制過充電、過放電、過電流等異常操作環(huán)境的電路。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種電池包，其中用于控制充電和放電操作的保護(hù)電路模塊的結(jié)構(gòu)以及該結(jié)構(gòu)的制造工藝被簡化。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的方面，提供一種電池包，該電池包可以包括被蓋板圍繞的裸電池和位于蓋板上的保護(hù)電路模塊(PCM)，其中PCM包括第一印刷電路板(PCB)和位于第一 PCB上的第二 PCB。
[0006]例如，第二 PCB可以提供允許與外部裝置電連接的外部連接端子。
[0007]例如，第一和第二 PCB可以通過設(shè)置焊接材料而電連接到彼此。
[0008]例如，第一 PCB可以包括面對蓋板的第一表面和與第一表面相反的第二表面，第二 PCB可以位于第二表面上。
[0009]例如，正溫度系數(shù)(PTC)器件還可以位于第二表面上。
[0010]例如,第二 PCB可以包括:絕緣基板；第一導(dǎo)電圖案，形成在絕緣基板的第一表面上；第二導(dǎo)電圖案，形成在絕緣基板的第二表面上；以及連接圖案，延伸以穿過絕緣基板以電連接第一和第二導(dǎo)電圖案。
[0011]例如，連接圖案可以包括填充穿過絕緣基板的通孔的導(dǎo)電填充物。
[0012]例如，第一和第二導(dǎo)電圖案可以包括多個(gè)端子，該多個(gè)端子各自獨(dú)立以彼此絕緣。
[0013]例如，絕緣涂層可以形成在多個(gè)端子之間。
[0014]例如，第一導(dǎo)電圖案的端子可以形成在對應(yīng)于第二導(dǎo)電圖案的端子的位置。
[0015]例如，第一和第二導(dǎo)電圖案的每個(gè)可以包括第一電力端子、第二電力端子和信號傳輸端子。
[0016]例如，第一和第二導(dǎo)電圖案可以包括形成在絕緣基板上的籽層和形成在籽層上的
鍍覆層。
[0017]例如，籽層和鍍覆層可以由不同的金屬材料形成。
[0018]例如，籽層可以由與連接圖案相同的金屬材料形成。
[0019]例如，電池包還可以包括裝配在蓋板上的上蓋，其中容納PCM的容納部分形成在上蓋上。
[0020]例如，裝配開口可以形成在第一 PCB中，上蓋的裝配肋將被插入裝配開口。
[0021]例如，每個(gè)裝配開口可以通過第一 PCB的側(cè)壁上的導(dǎo)入凹面形狀限定。
[0022]例如，許多裝配開口可以沿第一 PCB的縱向側(cè)形成。
[0023]例如，裝配肋可以形成在上蓋的面對容納部分的側(cè)壁上。
[0024]例如，裝配肋可以形成為在朝向容納部分的方向上突出。
[0025]例如，許多裝配肋可以沿上蓋的縱向側(cè)壁形成。
[0026]例如，在朝向蓋板的方向上突出的接合突起可以形成在上蓋上。
[0027]例如，接合凹槽可以形成在蓋板中，接合突起將被壓入到接合凹槽。
[0028]例如，接合突起可以穿過第一 PCB的連接構(gòu)件并可以被壓入到接合凹槽中。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的方面，電池包能夠使用于控制充電和放電操作的保護(hù)電路模塊的結(jié)構(gòu)以及該結(jié)構(gòu)的制造工藝簡化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池包的分解透視圖；
[0031]圖2示出圖2的電池包的側(cè)視結(jié)構(gòu)；
[0032]圖3是放大圖1的第二印刷電路板(PCB)的透視圖；
[0033]圖4是圖1的第二 PCB的截面圖；
[0034]圖5是作為與本發(fā)明的實(shí)施例比較的示例的外部連接端子的透視圖；
[0035]圖6A至圖6F是示出制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二 PCB的方法的逐步工藝的截面圖；
[0036]圖7是示出上蓋和保護(hù)電路模塊的裝配狀態(tài)的透視圖；
[0037]圖8是圖7的上蓋的透視圖；
[0038]圖9是圖7的電池包的截面圖。
[0039]<指代附圖的主要元件的附圖標(biāo)記的說明>
[0040]100:裸電池101:蓋板
[0041]101’:接合凹槽105:電極端子
[0042]108:絕緣膠帶110:第一 PCB
[0043]1l0a:第一 PCB的第一表面IlOb:第一 PCB的第二表面
[0044]111:第一 PCB的絕緣基板114:連接構(gòu)件
[0045]114’:連接構(gòu)件的通孔115:端子區(qū)域
[0046]115a:電極焊盤116:電器件
[0047]118:凹槽120:第二 PCB
[0048]120a:第二 PCB的第一表面120b:第二 PCB的第二表面
[0049]121:第一導(dǎo)電圖案121a, 122a:籽層
[0050]121b, 122b:鍍覆層122:第二導(dǎo)電圖案
[0051]121’:第二導(dǎo)電層122’:第二導(dǎo)電層
[0052]123:連接圖案125:絕緣基板
[0053]130:PTC器件131:第一引導(dǎo)構(gòu)件[0054]132:第二引導(dǎo)構(gòu)件135:可變電阻器
[0055]140:焊接材料150:保護(hù)電路模塊
[0056]180:上蓋180’:開口圖案
[0057]181:裝配肋185:接合突起
[0058]188:側(cè)緣部分
[0059]Cll, C12, C13:第一導(dǎo)電圖案的端子
[0060]C21，C22，C23:第二導(dǎo)電圖案的端子
[0061]G:上蓋的容納部分
[0062]VH:絕緣基板的通孔
【具體實(shí)施方式】[0063]在下文，將參照附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的電池包。
[0064]圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池包的分解透視圖。圖2示出圖1中示出的電池包的側(cè)視圖。
[0065]參照圖1和圖2，電池包包括裸電池100和安裝在裸電池100上并控制充電和放電操作的保護(hù)電路模塊(PCM) 150。
[0066]在一個(gè)實(shí)施例中，裸電池100是可再充電的二次電池，例如鋰離子電池。裸電池100可以通過將包括陰極板11、陽極板13和隔板15的電極組件10與電解質(zhì)一起密封在罐20中來制備。例如，裸電池100包括:電極組件10，包括陰極板11、陽極板13和隔板15的堆疊且被果凍卷地卷繞；罐20，具有在上端的開口以容納電極組件10和電解質(zhì)；以及蓋板101，密封罐20的上端的開口。蓋板101和罐20可以通過使用激光束焊接其接觸部分而被氣密地耦接。
[0067]陰極板11和陽極板13的至少一部分可以分別連接到陰極接頭19和陽極接頭17。例如，陰極接頭19可以連接到蓋板101自身，陽極接頭17可以連接到后退到蓋板101的上表面的電極端子105。電極端子105形成與蓋板101的絕緣接合并通過蓋板101的上表面向上突出。
[0068]PCMl50控制裸電池100的充電和放電操作。此外，當(dāng)?shù)扔诨蚋哂陂撝惦娏鞯倪^電流流入電池時(shí)、當(dāng)裸電池100的溫度增加到預(yù)定溫度時(shí)或當(dāng)電池被過充電或過放電時(shí)，PCMl50切斷電流并執(zhí)行保護(hù)操作以保護(hù)裸電池100。例如，PCMl50可以包括:第一印刷電路板(PCB) 110，具有用于探測諸如電流或電壓的狀態(tài)信息的感測電路或具有充電和放電保護(hù)電路；正溫度系數(shù)(PTC)器件130，安裝在第一PCBllO上并限制當(dāng)溫度升高時(shí)的充電和放電電流；以及第二 PCB120，安裝在第一 PCBllO上。第一 PCBllO可以包括多個(gè)電器件116，也就是充電/放電開關(guān)器件(例如，F(xiàn)ET),電容器或電阻器。
[0069]PTC器件130形成電極端子105與蓋板101的第一 PCBllO之間的電流通路。當(dāng)裸電池100的溫度超過預(yù)定閾值時(shí)，電阻會(huì)增加，因此PTC器件130用于強(qiáng)制地減少充電和放電電流。例如，PTC器件130可以包括可變電阻135以及第一和第二引導(dǎo)構(gòu)件131和132，第一和第二引導(dǎo)構(gòu)件131和132的每個(gè)連接到可變電阻135的上表面和下表面中的一個(gè)并在彼此相反的方向上延伸。例如，第一引導(dǎo)構(gòu)件131連接到突出穿過第一 PCBllO的電極端子105，而第二引導(dǎo)構(gòu)件132連接到第一 PCBllO的上表面。[0070]在第一 PCBllO中，端子孔110’形成為暴露電極端子105。例如，端子孔110’可以形成在第一 PCBllO的中央?yún)^(qū)域中。例如，通過端子孔110’暴露的電極端子105連接到PTC器件130，更具體地，連接到PTC器件130的第一引導(dǎo)構(gòu)件131。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電極端子105和PTC器件130可以被焊接，第一引導(dǎo)構(gòu)件131和通過端子孔110’暴露的電極端子105可以被彼此交疊地焊接。PTC器件130可以位于電極端子105與第一 PCBllO之間的充電/放電路徑上，并可以將裸電池100的陽極接頭17與第一 PCBllO彼此電連接，其中陽極接頭17連接到電極端子105。
[0071]絕緣層諸如絕緣膠帶108可以位于第一 PCBllO與蓋板101之間。絕緣膠帶108可以介導(dǎo)第一 PCBllO與蓋板101之間的粘合。例如，絕緣膠帶108可以固定在蓋板101上以面對第一 PCBl 10。此外，絕緣膠帶108可以施加在第一 PCBllO的第一表面IlOa的全部區(qū)域上，或可以施加為被分成在第一表面IlOa的選定部分上的兩個(gè)或更多部分。用于暴露電極端子105的端子孔108’可以形成在絕緣膠帶108中。絕緣膠帶108可以由絕緣材料形成以用于蓋板101與第一 PCBllO之間的電絕緣，并可以為雙面膠帶。
[0072]第二 PCB120位于第一 PCBllO上。第二 PCB120可以通過位于第二 PCB120與第一PCBllO之間的焊接材料140而與第一 PCBllO電連接。第一和第二 PCBllO和120可以由柔性印刷電路板(FPCB)形成。例如，第一和第二 PCBllO和120可以每個(gè)分別由絕緣基板111和125形成，其中導(dǎo)電圖案121形成在絕緣基板111和125的每個(gè)的至少一個(gè)表面上。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣基板111和125可以由柔性樹脂材料形成以為第一和第二 PCBllO和120提供柔性。第一或第二 PCBllO或120的導(dǎo)電圖案121可以用作介導(dǎo)信號的流動(dòng)或電流的電線，電器件116可以安裝在第一和第二 PCBllO和120上。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一和第二 PCBllO和120可以包括用相同的材料形成的絕緣基板111和125，例如，F(xiàn)R-4樹脂的絕緣基板111和125。
[0073]第一 PCBllO可以由單面PCB形成，其具有形成在該P(yáng)CB的一側(cè)的導(dǎo)電圖案。第一PCBllO可以包括面對蓋板101的第一表面IlOa和與第一表面IlOa相反的第二表面110b。此外，連接到第一 PCBllO的第二 PCB120、PTC器件130等都形成在第二表面IlOb上，因此第一 PCBllO可以由單面PCB形成，其導(dǎo)電圖案選擇性地僅形成在第二表面IlOb上。
[0074]第二 PCB120可以由雙面PCB形成，其具有形成在該P(yáng)CB的兩個(gè)表面上的導(dǎo)電圖案121。第二 PCB120可以包括向上暴露的第一表面120a和向下面對第一 PCBllO的第二表面。第二 PCB120可以通過向上暴露的第一表面120a連接到外部裝置，并可以通過第二表面120b連接到第一 PCB110，因此第二 PCB120可以由雙面PCB形成，其導(dǎo)電圖案121形成在第一和第二表面120a和120b兩者上。
[0075]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二 PCB120可以用作允許第二 PCB120與外部裝置之間的電連接的外部連接端子。具體地，第二 PCB120形成與外部裝置(例如，移動(dòng)裝置)或外部電源設(shè)備的接口并介導(dǎo)電流的流動(dòng)或介導(dǎo)發(fā)送和接收信號。在這點(diǎn)上，第二 PCB120可以安裝在第一 PCBllO的端子區(qū)域115上，并可以介導(dǎo)通過第一 PCBllO的端子區(qū)域115的電流或信號流輸入或輸出。
[0076]圖3示出放大圖1所示的第二 PCB120的透視圖。參照圖3，第二 PCB120可以包括多個(gè)端子C11、C12和C13，多個(gè)端子C11、C12和C13被圖案化以彼此獨(dú)立。例如，多個(gè)端子C1UC12和C13可以形成在絕緣基板125上并電連接到彼此。[0077]具體地，第二 PCB120可以包括第一電力端子C11、第二電力端子C13和形成在第一電力端子Cll與第二電力端子C13之間的信號發(fā)送端子C12。第一和第二電力端子Cll和C13可以每個(gè)由陰極或陽極端子形成，第一和第二電力端子Cll和C13形成與外部裝置的電接口用于充電和放電電流的輸入和輸出。
[0078]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二 PCB120的端子的數(shù)目和類型可以改變，諸如第一和第二電力端子Cll和C13可以形成充電/放電一體端子，或者用于充電的端子和用于放電的端子可以分離，根據(jù)極性，用于充電的端子和用于放電的端子可以集成或者分離。
[0079]信號發(fā)送端子C12可以位于第一電力端子Cll與第二電力端子C13之間并形成用于與外部裝置數(shù)據(jù)通信的電接口。信號發(fā)送端子C12可以從外部裝置接收關(guān)于充電/放電操作的控制信號或者可以發(fā)送狀態(tài)信息諸如在電池內(nèi)部測量的電壓、電流或溫度到外部裝置。信號發(fā)送端子C12形成與外部裝置的數(shù)據(jù)傳輸線路，如果必要，數(shù)據(jù)傳輸線路可以提供為多條線。
[0080]參照圖3，第二 PCB120的端子C11、C12和C13可以形成為具有相同的寬度W。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，第一和第二電力端子Cll和C13可以形成電力傳輸線并可以形成為具有相對寬的寬度以防止由于自身電阻而導(dǎo)致的功率損耗。此外，信號發(fā)送端子C12形成信號傳輸線并可以形成為在節(jié)省第二 PCB120的安裝空間方面具有相對窄的寬度。
[0081]參照圖2，第二 PCB120安裝在第一 PCBllO上，第二 PCB120的導(dǎo)電圖案121可以在第一 PCBllO的表面上以第一高度hi突出。例如，上蓋180裝配在PCM150上，PCM150可以在上蓋180容納PCM150并結(jié)合到裸電池100時(shí)被包裹。這里，第二 PCB120的從第一 PCBllO突出在第一高度hi的導(dǎo)電圖案121可以通過上蓋180的開口圖案180’容易地暴露于外部并可以保持與外部裝置的穩(wěn)定連接狀態(tài)。例如，第二 PCB120的導(dǎo)電圖案121被設(shè)置得比安裝在第一 PCBllO上的PTC器件130的第二高度h2高，從而通過形成在上蓋180上的開口圖案180’電連接到外部裝置。后面將詳細(xì)描述第二 PCB的結(jié)構(gòu)。
[0082]參照圖1，絕緣膠帶108的薄層僅位于第一 PCBl 10與蓋板101之間，并且不需要用于容納除絕緣膠帶108外的其他元件的空間。因此，可以減少第一 PCBllO與蓋板101之間的空間，因此可以提供較小的電池包。換句話說，絕緣膠帶108位于第一 PCBllO的面對蓋板101的第一表面IlOa上，PTC器件130和第二 PCB120位于與第一表面IlOa相反的第二表面IlOb上，因此可以使電池包纖薄且緊湊。此外，隨著PCM150的元件以最小的余量緊密地裝配，裝配強(qiáng)度增加，因此可以改善電池包對于摔落沖擊的抗沖擊力。
[0083]連接構(gòu)件114可以位于第一 PCBllO上用于與裸電池100電連接。例如，連接構(gòu)件114可以位于第一 PCBllO的邊緣處。如圖2所示，連接構(gòu)件114可以從第一 PCBllO的一個(gè)縱向端部延伸到蓋板101的頂部。例如，連接構(gòu)件114可以具有階梯狀的形狀，包括連接到第一 PCBllO的第二表面IlOb的頂部的上部和延伸以與蓋板101的頂部接觸的下部。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，連接構(gòu)件114可以電連接第一 PCBl 10和蓋板101并可以通過蓋板101連接到裸電池100的陰極板11。在一個(gè)實(shí)施例中，連接構(gòu)件114可以利用鎳薄板形成為預(yù)定形狀。
[0084]連接構(gòu)件114可以與第一 PCBllO集成，然后可以焊接到蓋板101或另外地固定到蓋板IOI。例如，第一 PCB110可以與連接構(gòu)件114和PTC器件130集成，接著被焊接到蓋板101和電極端子105，因此可以固定在蓋板101上。[0085]通孔114’可以形成在連接構(gòu)件114中。通孔114’形成為插入上蓋180的一個(gè)接合突起185。上蓋180的一個(gè)接合突起185可以經(jīng)由連接構(gòu)件114的通孔114’而被插入蓋板101的一個(gè)接合凹槽101’中。如后面將描述的，當(dāng)上蓋180的一個(gè)接合突起185插入到蓋板101的一個(gè)接合凹槽101’時(shí)，上蓋180和裸電池100可以接合到彼此。
[0086]上蓋180裝配到安裝于裸電池100上的PCM150上從而容納PCM150。在這點(diǎn)上，具有凹入形狀以容納PCM150的容納部分G可以提供于上蓋180中。在上蓋180中，可以形成開口圖案180’用于暴露第二 PCB120的導(dǎo)電圖案121 (或端子C11、C12和C13)并允許與外部裝置的連接。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣標(biāo)簽片可以纏繞附著在裸電池100的外表面區(qū)域周圍。
[0087]圖4示出圖1中示出的第二 PCB120的截面結(jié)構(gòu)。在下文，將參照圖4描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二 PCB120。
[0088]參照圖4，第二 PCB120可以形成為雙面PCB。由雙面PCB形成的第二 PCB120具有堆疊結(jié)構(gòu)，該堆疊結(jié)構(gòu)包括形成在絕緣基板125的兩側(cè)的第一和第二表面120a和120b上的第一和第二導(dǎo)電圖案121和122，其中第一和第二導(dǎo)電圖案121和122通過穿過絕緣基板125形成的連接圖案123互連。
[0089]具體地，第二PCB120可以包括絕緣基板125、形成在絕緣基板125的彼此相反的第一和第二表面120a和120b上的第一和第二導(dǎo)電圖案121和122、以及電連接第一和第二導(dǎo)電圖案121和122的連接圖案123。
[0090]絕緣基板125形成第二 PCB120的骨干并可以由絕緣材料形成以使得圖案化在絕緣基板125上的第一和第二導(dǎo)電圖案121和122互相絕緣。例如，絕緣基板125可以由FR-4材料形成。
[0091]第一導(dǎo)電圖案121圖案化在向上背對第一 PCBllO的第一表面120a上，并可以包括例如多個(gè)端子C11、C12和C13。第一導(dǎo)電圖案121的端子C11、C12和C13被圖案化以在各自分離的位置獨(dú)立并可以彼此電絕緣。例如，第一導(dǎo)電圖案121可以包括第一和第二端子Cll和C13以及信號發(fā)送端子C12。在一個(gè)實(shí)施例中,第一導(dǎo)電圖案121可以形成與外部裝置的電接口用于充電和放電電流的輸入和輸出。
[0092]第二導(dǎo)電圖案122被圖案化在面對第一 PCBllO的第二表面120b上，并可以包括在對應(yīng)于第一導(dǎo)電圖案121的位置的多個(gè)端子C21、C22和C23。例如，第二導(dǎo)電圖案122可以包括對應(yīng)于第一導(dǎo)電圖案121的第一和第二電力端子C21和C23以及信號發(fā)送端子C22。第二導(dǎo)電圖案122的第一和第二電力端子C21和C23以及信號發(fā)送端子C22可以在對應(yīng)于第一導(dǎo)電圖案121的第一和第二電力端子Cll和C13以及信號發(fā)送端子C12的位置處每個(gè)分別形成并電連接。在一個(gè)實(shí)施例中，第二導(dǎo)電圖案122形成與第一 PCBllO的端子區(qū)域115或形成在端子區(qū)域115上的多個(gè)電極焊盤115a的電接口。
[0093]第一和第二導(dǎo)電圖案121和122可以包括形成在第一和第二表面120a和120b上的對應(yīng)位置處的端子C11、C12、C13、C21、C22和C23。第一和第二導(dǎo)電圖案121和122的端子C11、C12、C13、C21、C22和C23可以通過形成在對應(yīng)位置上而經(jīng)由最短距離的連接圖案123電連接。
[0094]絕緣涂層128可以形成在第一導(dǎo)電圖案121的端子Cll、C12和C13之間以及第二導(dǎo)電圖案122的端子C21、C22和C23之間。絕緣涂層128填充端子Cll、C12、C13、C21、C22和C23之間的間隙并可以位于端子C11、C12、C13、C21、C22和C23之間以保證端子C11、C12、C13、C21、C22和C23之間的絕緣使得它們不電連接到彼此。例如，絕緣涂層128可以通過圖案化印刷諸如絲網(wǎng)印刷而涂覆在絕緣基板125上。
[0095]第一和第二導(dǎo)電圖案121和122可以包括彼此堆疊的至少兩個(gè)金屬層121a和121b或122a和122b。例如，第一導(dǎo)電圖案121可以包括形成在絕緣基板125的第一表面120a中的籽層121a和形成在籽層121a上的鍍覆層121b，類似地，第二導(dǎo)電圖案122可以包括形成在絕緣基板125的第二表面120b中的籽層122a和形成在籽層122a上的鍍覆層122b。
[0096]籽層121a或122a可以在電鍍工藝中用作電極并可以用作用于電鍍工藝的底層。鍍覆層121b或122b可以經(jīng)由電鍍工藝形成并可以形成在籽層121a或122a上。
[0097]籽層121a或122a和鍍覆層121b或122b可以由彼此不同的金屬形成，并可以使用彼此具有高親合性的金屬材料。例如，籽層121a或122a可以包括銅材料，鍍覆層121b或122b可以包括金材料。
[0098]每個(gè)分別圖案化在絕緣基板125的第一和第二表面120a和120b上的第一和第二導(dǎo)電圖案121和122通過連接圖案123電連接到彼此。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的連接圖案123可以包括導(dǎo)電填充物123，其形成為填充穿過絕緣基板125的通孔VH。也就是說，穿過絕緣基板125的通孔VH被圖案化在絕緣基板125的幾部分中，當(dāng)導(dǎo)電填充物123形成為填充通孔VH時(shí)，第一和第二導(dǎo)電圖案121和122可以電連接到彼此。例如，導(dǎo)電填充物123可以由具有優(yōu)良的電導(dǎo)率的金屬材料諸如銅、銀或金形成。
[0099]參照圖4，第二 PCB120位于第一 PCBllO上并可以面對第一 PCBllO的端子區(qū)域115。此外，第二 PCB120可以與第一 PCBllO的端子區(qū)域115附接以保證兩者之間的通訊。例如，多個(gè)電極焊盤115a可以形成在第一 PCBllO的端子區(qū)域115上。具體地，多個(gè)電極焊盤115a可以在對應(yīng)于第二 PCB120的端子C21、C22和C23的位置形成在第一 PCBllO的端子區(qū)域115上。第一 PCBllO的電極焊盤115a和第二 PCB120的位于對應(yīng)位置的端子C21、C22和C23可以通過具有作為媒介的焊接材料140而電連接。例如，連接第一 PCBllO和第二 PCB120可以包括在第一 PCBllO和第二 PCB120之間設(shè)置焊接材料、高溫加熱以及應(yīng)用回流焊接使得熔化的或半熔化的焊接材料附接第一 PCBllO和第二 PCB120。第一 PCBllO和第二 PCB120可以通過回流焊接而集成。
[0100]在回流焊接中，安裝在第一 PCBllO上的多個(gè)電器件116 (見圖1)的附接可以同時(shí)進(jìn)行。例如，多個(gè)電器件116可以安裝在第一 PCBllO上，也就是，諸如充電/放電開關(guān)器件(例如，F(xiàn)ET)、電容器或電阻器的器件可以安裝在第一 PCBllO上。這里，電器件116可以位于第一 PCBllO上，焊接材料140可以位于第一 PCBllO的在對應(yīng)于電器件116的位置的焊盤與電器件116之間，然后第一 PCBllO和電器件116可以通過一個(gè)焊接工藝附接。同時(shí)，附接第一 PCBllO和第二 PCB120可以同時(shí)進(jìn)行。
[0101]圖5示出作為與本發(fā)明的實(shí)施例比較的示例的外部連接端子250的透視圖。參照圖5，外部連接端子250可以包括金屬輸出端子255和端子座251，端子座251將金屬輸出端子255固定在規(guī)則的位置從而介導(dǎo)裸電池與外部裝置之間的電連接，外部連接端子250可以通過嵌件注塑形成。嵌件注塑可以涉及模制輸出端子255、在模具中的規(guī)定位置(regulated locations)固定-定位模制的輸出端子255、以及注入用于端子座251的樹脂，因此嵌件注塑要求嚴(yán)格的工藝控制并且其可制造性會(huì)由于增加的制造成本而減小，因?yàn)榍都⑺艿墓に囀菑?fù)雜的。
[0102]嵌件注塑中的復(fù)雜工藝對于本發(fā)明的電池包不是必需的，因?yàn)樘峁┩獠窟B接端子的第二 PCB120形成為雙面PCB。此外，在將第二 PCB120設(shè)置在第一 PCBllO上之后，連接第一 PCBllO和第二 PCB120可以在第一 PCBllO和電器件116附接時(shí)同時(shí)進(jìn)行，因此可以減少工藝的數(shù)量及其制造成本。
[0103]圖6A至圖6F示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備第二 PCB120的方法的逐步工藝。首先,如圖6A所示,制備絕緣基板125。絕緣基板125可以由絕緣樹脂例如FR-4材料形成。通孔VH可以形成在絕緣基板125的幾個(gè)部分上并可以通過注塑成型形成為適當(dāng)?shù)男螤睢?br>
[0104]接下來，如圖6B所示，導(dǎo)電填充物123可以填充在絕緣基板125的通孔VH中，第一和第二導(dǎo)電層121’和122’的每個(gè)分別形成在絕緣基板125的第一和第二表面上。導(dǎo)電填充物123以及第一和第二導(dǎo)電層121’和122’成一體，因此可以被電連接。例如，導(dǎo)電填充物123以及第一和第二導(dǎo)電層121’和122’可以通過一個(gè)工藝一次形成，或者它們的每個(gè)可以通過單獨(dú)的工藝形成。例如，導(dǎo)電填充物123以及第一和第二導(dǎo)電層121’和122’可以用相同的材料形成，例如銅材料。
[0105]接下來，如圖6C所示，第一和第二導(dǎo)電層121’和122’被圖案化。例如，可以通過除去第一和第二導(dǎo)電層121’和122’的端子之間的區(qū)域而形成彼此獨(dú)立的籽層121a和122a。該圖案化工藝可以包括不同的圖案化工藝，諸如光刻。
[0106]接下來，如圖6D所示，可以通過進(jìn)行電鍍而形成第一和第二導(dǎo)電圖案121和122?？梢赃M(jìn)行電鍍，該電鍍包括圖案化在絕緣基板125的第一和第二表面上作為一個(gè)電極的籽層121a和122a以及作為另一個(gè)電極的鍍覆材料，因此鍍覆層121b和122b可以形成在籽層121a和122a上。鍍覆層121b和122b可以沿圖案化在第一和第二表面上的籽層121a和122a而圖案化。此外，籽層121a和122a以及鍍覆層121b和122b形成第一和第二導(dǎo)電圖案 121 和 122 的端子 Cll、C12、C13、C21、C22 和 C23。端子 Cll、C12、C13、C21、C22 和 C23的每個(gè)可以通過圖案化的籽層121a和122a以及鍍覆層121b和122b而具有獨(dú)立的形狀。例如，可以進(jìn)行鍍金，可以形成包括堆疊在銅材料的籽層121a和122a上的金材料的鍍覆層121b 和 122b 的多個(gè)端子 Cll、C12、C13、C21、C22 和 C23。
[0107]接下來，如圖6E所示，絕緣涂層128選擇性地形成在第一和第二導(dǎo)電圖案121和122的端子(:11、(:12、(:13、021、022和023之間。例如，絕緣涂層128可以形成在第一和第二表面上除了用于端子C11、C12、C13、C21、C22和C23的區(qū)域之外。絕緣涂層128可以通過圖案印刷諸如絲網(wǎng)印刷而被涂覆。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，絕緣涂層128可以通過圖6C中示出的工藝形成，即在圖6B的第一和第二金屬層121’和122’的圖案化與圖6D中示出的鍍覆工藝之間。
[0108]接下來，如圖6F所示，第二 PCB120位于第一 PCBllO的端子區(qū)域115上，焊接材料位于第二 PCB120與第一 PCBllO的端子區(qū)域115之間。焊接材料140可以位于第二 PCB120的第二導(dǎo)電圖案122與第一 PCBllO的電極焊盤115a之間。在后面將進(jìn)行的焊接工藝中，附接第一 PCBllO和電器件116可以與附接第一 PCBllO和第二 PCB120同時(shí)地進(jìn)行，在這點(diǎn)上，第二 PCB120和電器件116可以通過在當(dāng)前的工藝中將焊接材料140設(shè)置在第一 PCBl 10上而設(shè)置在一起。[0109]接下來，可以進(jìn)行焊接以將第一和第二PCBllO和120附接到彼此。例如，焊接可以通過回流焊接進(jìn)行，焊接材料140可以被加熱到高溫，因此第一和第二 PCBllO和120可以通過具有熔化的或半熔化的焊接材料140作為媒介而附接到彼此。這里，位于第一 PCBllO上的電器件116也可以通過焊接被同時(shí)附接。
[0110]圖7示出透視圖，其示出上蓋180和保護(hù)電路模塊150的裝配狀態(tài)，圖8示出圖7中示出的上蓋180的透視圖。此外，圖9示出圖7中示出的視圖的截面結(jié)構(gòu)。在下文，將參照圖7至圖9描述上蓋180與PCM150之間的裝配結(jié)構(gòu)。
[0111]參照圖7至圖9，上蓋180裝配在PCM150上從而容納安裝在裸電池100上的PCMl50ο具有凹入形狀以容納PCM150的容納部分G可以提供在上蓋180中。上蓋180可以包括向下面對PCM150突出以插入到PCM150的裝配開口或凹槽118中的裝配肋181。由于裝配肋181插入到PCM150的裝配開口，所以可以調(diào)節(jié)上蓋180的裝配位置，并且上蓋180可以固定在該位置。也就是說，上蓋180的位置可以通過插入固定裝配肋181和凹槽118而相對于與裸電池110集成的PCM150對準(zhǔn)，因此上蓋180不會(huì)離開其正常的位置。
[0112]裝配肋181可以形成在上蓋180的限定容納部分G的側(cè)壁上并可以面對容納部分G向內(nèi)突出。例如，裝配肋181可以沿上蓋180的縱向側(cè)(在X方向上)形成在指定的位置，上蓋180成形得基本上像矩形盒。裝配肋181可以成對地形成，其中裝配肋181的一個(gè)面對在上蓋180的相反縱向側(cè)上的其配對物。彼此面對的成對裝配肋181可以在上蓋180的側(cè)壁上向內(nèi)突出地形成。
[0113]裝配肋181可以沿上蓋180的縱向側(cè)(在X方向上)提供在許多部分處。例如，裝配肋181可以形成在上蓋180的中心附近兩側(cè)的位置。
[0114]凹槽118可以形成在PCM150中且在對應(yīng)于裝配肋181的位置處。具體地，凹槽118可以形成在第一 PCBllO中。凹槽118可以形成在第一 PCBllO的側(cè)壁上并可以具有沿第一 PCBllO的側(cè)面的導(dǎo)入凹陷形狀敞開的形狀。也就是說，凹槽118可以具有至少一部分敞開而不是封閉的孔形的形狀，其中其周邊被第一 PCBllO的側(cè)面完全地圍繞。
[0115]例如，當(dāng)?shù)谝?PCBllO形成為基本上像矩形盒的形狀時(shí)，凹槽118可以沿縱向側(cè)(在X方向上)形成在指定的位置。具體地，多個(gè)凹槽118可以沿上蓋180的縱向側(cè)(在X方向上)提供。例如，在所述位置的凹槽118可以限制第一 PCBllO的寬度為窄的，因此凹槽118可以根據(jù)第一 PCBllO的具體設(shè)計(jì)而利用多余空間形成。備選地，凹槽118也可以形成在安裝在第一 PCBllO上的電器件116中。例如，凹槽118可以成對地形成，其中每對的凹槽118沿縱向側(cè)(在X方向上)彼此面對。凹槽118用作相對于上蓋180的裝配肋181的腮托(chin rest)，因此上蓋180的裝配位置可以被調(diào)節(jié)，并且可以防止上蓋180的脫離。
[0116]接合突起185可以形成在上蓋180上。接合突起185形成與裸電池110的結(jié)合并可以通過插入到形成在裸電池110中的接合凹槽101’而裝配。例如，接合突起185可以成對地形成且位于兩個(gè)縱向端(X方向)處。接合突起185可以被壓入到形成在裸電池100中的接合凹槽101’中，由于接合突起185和接合凹槽101’被強(qiáng)制彼此配合，所以上蓋180和裸電池100可以穩(wěn)固地附接到彼此。接合凹槽101’可以形成在裸電池100的蓋板101中且在對應(yīng)于接合突起185的位置處，例如在蓋板101的兩個(gè)縱向端(X軸方向)處。如圖9所示，接合凹槽101’可以形成為向下引入的凹入槽形而沒有穿透蓋板101，利用蓋板101密封的裸電池100不會(huì)影響絕緣。[0117]接合突起185和接合凹槽101’用于附接上蓋180和裸電池100，但是由于它們通過設(shè)置于上蓋180和裸電池100之間的PCM150而固定，所以PCM150的位置也可以被固定。也就是說，如圖7所示，從第一PCBllO延伸的連接構(gòu)件114位于蓋板101的末端，通孔114’形成在連接構(gòu)件114中。此外，由于上蓋180的接合突起185之一經(jīng)由連接構(gòu)件114的通孔114’配合到蓋板101的接合凹槽101’之一中，所以PCM150可以利用連接構(gòu)件114固定。
[0118]在圖7中，附圖標(biāo)記188指示沿上蓋180的周邊形成的側(cè)緣部分188。側(cè)緣部分188形成上蓋180的突出部分以覆蓋裸電池100的側(cè)壁。上蓋180的設(shè)置得與裸電池100的側(cè)壁交疊的側(cè)緣部分188與裸電池100的表面通過用標(biāo)簽片一起圍繞而附接到彼此，因此上蓋180可以牢固地固定在裸電池100上。
[0119]雖然已經(jīng)參照其示范性實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，可以在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的許多變化而不背離本發(fā)明的精神和范圍，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書限定。
[0120]本申請要求于2012年12月21日在美國專利商標(biāo)局提交的美國臨時(shí)申請N0.61/745287的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
【權(quán)利要求】
1.一種電池包，包括: 裸電池； 蓋板，耦接到所述裸電池；和 在所述蓋板上的保護(hù)電路模塊，其中所述保護(hù)電路模塊包括第一印刷電路板和在所述第一印刷電路板上的第二印刷電路板。
2.如權(quán)利要求1所述的電池包，其中所述第二印刷電路板包括配置為連接到外部裝置的多個(gè)端子。
3.如權(quán)利要求2所述的電池包，其中所述第二印刷電路板還包括鄰近每個(gè)所述端子的絕緣涂層。
4.如權(quán)利要求1所述的電池包，其中所述保護(hù)電路模塊還包括在所述第一印刷電路板上的正溫度系數(shù)器件，其中所述正溫度系數(shù)器件的高度小于所述第二印刷電路板的高度。
5.如權(quán)利要求1所述的電池包，其中所述第二印刷電路板是雙面印刷電路板，所述雙面印刷電路板包括在所述第二印刷電路板的第一表面上暴露的第一導(dǎo)電圖案和在所述第二印刷電路板的第二表面上暴露的第二導(dǎo)電圖案。
6.如權(quán)利要求5所述的電池包，其中所述第一印刷電路板是單面印刷電路板。
7.如權(quán)利要求5所述的電池包，其中所述雙面印刷電路板還包括在所述第一導(dǎo)電圖案與所述第二導(dǎo)電圖案之間的絕緣基板。`
8.如權(quán)利要求5所述的電池包，其中所述雙面印刷電路板還包括在所述第一導(dǎo)電圖案與所述第二導(dǎo)電圖案之間且接觸兩者的導(dǎo)電填充物。
9.如權(quán)利要求5所述的電池包，其中所述第一導(dǎo)電圖案和所述第二導(dǎo)電圖案的每個(gè)包括堆疊在一起的多個(gè)金屬層。
10.如權(quán)利要求9所述的電池包，其中所述金屬層包括籽層和鍍覆層。
11.如權(quán)利要求10所述的電池包，其中所述雙面印刷電路板還包括在所述第一導(dǎo)電圖案與所述第二導(dǎo)電圖案之間且接觸兩者的導(dǎo)電填充物，其中所述導(dǎo)電填充物包括與所述第一導(dǎo)電圖案的籽層和所述第二導(dǎo)電圖案的籽層相同的材料。
12.如權(quán)利要求9所述的電池包，其中所述金屬層包括不同的金屬。
13.如權(quán)利要求1所述的電池包，還包括在所述第一印刷電路板與所述第二印刷電路板之間的多個(gè)電極焊盤。
14.如權(quán)利要求1所述的電池包，其中所述第一印刷電路板和所述第二印刷電路板被焊接在一起。
15.如權(quán)利要求1所述的電池包，還包括通過所述第一印刷電路板的端子開口突出的電極端子。
16.如權(quán)利要求1所述的電池包，還包括基本上覆蓋所述保護(hù)電路模塊的蓋，其中所述第二印刷電路板的一部分通過所述蓋暴露。
17.如權(quán)利要求16所述的電池包，其中所述蓋包括配置為接合所述第一印刷電路板的多個(gè)肋。
18.如權(quán)利要求17所述的電池包，其中所述第一印刷電路板具有凹槽，其中所述凹槽中的每個(gè)配置為容納所述肋中的一個(gè)。
19.如權(quán)利要求16所述的電池包，其中所述蓋包括配置為將所述蓋耦接到所述蓋板的多個(gè)接合突起。
20.如權(quán)利要求19所述的電池包，其中每個(gè)所述接合突起過盈配合到所述蓋板中的相應(yīng)接合凹槽中以將所述蓋耦接到所`述蓋板。
【文檔編號】H01M10/46GK103887572SQ201310680300
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】高錫 申請人:三星Sdi株式會(huì)社