Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7635392B2 - 保護回路部及びリード部と保護回路部との接合方法 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7635392B2 - 保護回路部及びリード部と保護回路部との接合方法 - Google Patents

保護回路部及びリード部と保護回路部との接合方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7635392B2
JP7635392B2 JP2023541113A JP2023541113A JP7635392B2 JP 7635392 B2 JP7635392 B2 JP 7635392B2 JP 2023541113 A JP2023541113 A JP 2023541113A JP 2023541113 A JP2023541113 A JP 2023541113A JP 7635392 B2 JP7635392 B2 JP 7635392B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
protection circuit
laser
lead portion
insulating layer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2023541113A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2024502982A (ja
Inventor
サン・ジン・キム
ヨン・ジュン・キム
ジン・ヒュン・イ
デ・ホ・ジュン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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 LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of JP2024502982A publication Critical patent/JP2024502982A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7635392B2 publication Critical patent/JP7635392B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/328Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by welding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/284Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/0353Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0366Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement reinforced, e.g. by fibres, fabrics
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203Fillers and particles
    • H05K2201/0206Materials
    • H05K2201/0212Resin particles
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10037Printed or non-printed battery
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/20Details of printed circuits not provided for in H05K2201/01 - H05K2201/10
    • H05K2201/2054Light-reflecting surface, e.g. conductors, substrates, coatings, dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/10Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
    • H05K2203/107Using laser light
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Description

本発明は、保護回路部及びリード部と保護回路部との接合方法に関し、より詳細には、レーザーを用いて電池セルと保護回路部とを接続するとき、レーザーによる保護回路部の損傷を防ぐことのできる保護回路部及びリード部と保護回路部との接合方法に関する。
電池セルには、過充電、過放電を防いだり、過電流が流れるのを防いだりするための保護回路モジュール(PCM:Protection Circuit Module)が接続される。保護回路モジュールは、電池セルの電圧、電流、温度などを検出し続け、検出された値を用いて電池セルの状態(ステータス)を判断する。なお、過充電、過放電、過電流などが感知されて、電池セルが非正常的な状態であると判断されれば、保護回路モジュールは、電池セルの動作を制御する。すなわち、保護回路モジュールは、電池セルの充電または放電を停止したり、電路を遮断したりする。
かような保護回路モジュールと電池セルとを接続するに当たって、レーザーを用いた接合方法を利用する。すなわち、電池セルに接続された正極リード部及び負極リード部の下側に保護回路モジュールを配置した後、上側からレーザーを照射する。すると、レーザーによる熱により正極及び負極リード部が保護回路モジュールの上部に溶接されて接合される。
一方、保護回路モジュールは、正極及び負極リード部と接続または接合される銅箔、前記銅箔の下側に積層された複数のプリプレグ層及び複数の銅層を備える。このとき、プリプレグ層と銅層とが交互に積層されるように設けられる。
ところが、プリプレグ層は、レーザーに対する透過率が高い。このため、接合のためにレーザーが照射されれば、このレーザーが銅箔の下側に位置しているプリプレグ層を透過した後、その下側に積層された他の層に入射する。これにより、銅箔の下側に位置しているプリプレグ層とその下側に位置している層がレーザーにより損傷され、これにより、保護回路モジュールが損傷されるという問題が生じる。
大韓民国公開特許第10-2016-0094623号公報
本発明は、上側から照射されるレーザーが絶縁層の下側に透過されるのを防ぐことのできる保護回路部及びリード部と保護回路部との接合方法を提供する。
本発明の実施形態は、電池セルに接続された正極リード部及び負極リード部と接続されるプリント回路基板が配備された保護回路部であって、前記プリント回路基板は、電気的に接続されるように前記正極リード部及び前記負極リード部と接合される上部層と、エポキシ樹脂を含む材料から形成された第1の絶縁層を備える中間層であって、前記上部層の下側に設けられた中間層と、前記上部層と前記第1の絶縁層との間に設けられたレーザー反射層であって、レーザーを反射するレーザー反射層と、を備えていてもよい。
前記レーザー反射層は、1000nm~1100nm波長のレーザーの反射率が95%以上であってもよい。
前記レーザー反射層は、1060nm~1080nm波長のレーザーの反射率が95%以上であってもよい。
前記レーザー反射層は、銀(Ag)から形成されてもよい。
前記レーザー反射層は、前記上部層及び前記中間層に比べて厚さが薄くてもよい。
前記上部層は、銅(Cu)から形成され、前記第1の絶縁層は、前記エポキシ樹脂とガラス繊維を含む材料から形成されてもよい。
前記中間層は、前記第1の絶縁層の下側に設けられた第2の絶縁層及び第3の絶縁層と、前記第1の絶縁層と前記第2の絶縁層との間に設けられた第1の金属層と、前記第2の絶縁層と前記第3の絶縁層との間に設けられた第2の金属層と、を備えていてもよい。
前記第2の絶縁層及び前記第3の絶縁層は、エポキシ樹脂及びガラス繊維を含む材料から形成され、前記第1の金属層及び前記第2の金属層は、銅(Cu)から形成されてもよい。
本発明の実施形態によるリード部と保護回路部との接合方法は、1000nm~1100nm波長のレーザーの反射率が95%以上であるレーザー反射層を備えるプリント回路基板を設けるステップと、前記プリント回路基板に保護回路素子を実装して保護回路部を設けるステップと、電池セルの電極に接続されたリード部の下側に前記保護回路部を位置させるステップと、前記リード部の上側からレーザーを照射して、前記リード部と前記プリント回路基板とを接合するステップと、を含んでいてもよい。
前記プリント回路基板を設けるステップは、銅(Cu)を用いて上部層を設けるステップと、エポキシ樹脂を含む材料を用いて、第1の絶縁層を設けるステップと、前記上部層と前記第1の絶縁層との間に位置するように前記レーザー反射層を設けるステップと、を含んでいてもよい。
前記プリント回路基板を設けるステップは、前記第1の絶縁層の下側に第2の絶縁層及び第3の絶縁層を設けるステップと、前記第1の絶縁層と前記第2の絶縁層との間に第1の金属層を設けるステップと、前記第2の絶縁層と前記第3の絶縁層との間に第2の金属層を設けるステップと、を含み、前記第1の絶縁層、前記第2の絶縁層、及び前記第3の絶縁層は、エポキシ樹脂及びガラス繊維を含む材料から形成され、前記第1の金属層及び前記第2の金属層は、銅(Cu)から形成されてもよい。
前記レーザー反射層を設けるに際して、銀(Ag)を用いて設けてもよい。
本発明の実施形態によれば、リード部と保護回路部との接合のために照射されるレーザーが保護回路部の中間層に入射するのを抑制もしくは防止することができる。したがって、保護回路部の中間層がレーザーにより損傷されるのを防ぐことができ、これにより、レーザーによる保護回路部の損傷を防ぐことができる。
本発明の実施形態による保護回路部を備える電池パックを示す図である。 リード部と保護回路部のプリント回路基板とを接続するために、リード部の上側からレーザーを照射している状態を概念的に示す図である。 本発明の実施形態によるプリント回路基板の構成及びプリント回路基板とリード部とを接続するために、リード部の上側からレーザーを照射している状態を示す図である。
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態をより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明の実施形態を説明するために図面は誇張されてもよく、図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。
図1は、本発明の実施形態による保護回路部を備える電池パックを示す図である。図2は、リード部と保護回路部のプリント回路基板とを接続するために、リード部の上側からレーザーを照射している状態を概念的に示す図である。図3は、本発明の実施形態によるプリント回路基板の構成及びプリント回路基板とリード部とを接続するために、リード部の上側からレーザーを照射している状態を示す図である。
ここで、図2及び図3は、リード部のうちの正極リード部とプリント回路基板とを接続するために、リード部の上側からレーザーを照射している状態を示す図である。
図1を参照すると、本発明の実施形態による電池パック1000は、内部空間を有するケース1100と、ケース1100の内部に収容され、電気を充放電する電池セル1200と、電池セル1200に接続された正極リード部1300a及び負極リード部1300bを備えるリード部1300と、正極及び負極リード部1300a、1300bと接続された保護回路部1400と、を備える。
ケース1100は、電池セル1200と、正極及び負極リード部1300a、1300b、及び保護回路部1400を収容可能な内部空間を有する。ケース1100の形状は特に限定されるものではなく、電池セル1200と、正極及び負極リード部1300a、1300b、及び保護回路部1400を収容可能な内部空間を有する形状であれば、いかなる形状に設けられても構わない。
電池セル1200は、電流が充電及び放電される手段であって、二次電池であってもよい。このような電池セルは、正電極、負電極、電解液、正電極と負電極との間に挟持されたセパレーターを備える手段であってもよい。
リード部1300は、電池セル1200と保護回路部1400とを電気的に接続する手段であって、正極リード部1300aと負極リード部1300bを備える。正極リード部1300aは、電池セル1200の正電極と保護回路部1400とを電気的に接続し、負極リード部1300bは、電池セル1200の負電極と保護回路部とを電気的に接続する。このような正極及び負極リード部1300a、1300bは、例えば、ニッケル(Ni)からなり得る。
保護回路部1400は、通常、保護回路モジュール(PCM:Protection Circuit Module)と呼ばれる手段である。このような保護回路部1400は、電池セル1200の電圧、電流、温度などを検出し続け、検出された値を用いて、電池セル1200の状態を判断する。また、過充電、過放電、過電流などが感知されて、電池セル1200が非正常的な状態であると判断されれば、保護回路部1400は、電池セル1200の動作を制御する。例えば、保護回路部1400は、電池セル1200の充電または放電を停止したり、電路を遮断したりする。このような保護回路部1400の動作により過充電、過放電による電池セル1200の発熱、劣化の発生を防ぐことができ、火災が起きるのを防ぐことができる。
このような保護回路部1400は、図1に示すように、正極及び負極リード部1300a、1300bと接続されるプリント回路基板(PCB:Printed Circuit Board)1410及び前記プリント回路基板1410の上に実装される少なくとも1つの保護回路素子1420を備える。
保護回路素子1420は、保護回路を備える受動または能動素子であってもよく、プリント回路基板1410の上部または下部に実装されてもよい。なお、保護回路素子1420は、複数で設けられてもよい。このような保護回路素子1420は、過充電、過放電、過電流による発熱などによる発火または爆発のリスクから電池パックを保護する役割を果たすように設けられる。
プリント回路基板1410は、正極及び負極リード部1300a、1300bと電気的に接続されるが、レーザーを用いた溶接方法により接続される。これについて、図2に基づいてより詳しく説明すると、プリント回路基板1410の上部に正極及び負極リード部1300a、1300bを配置した後、正極及び負極リード部1300a、1300bの上側からレーザーLを照射する。このとき、レーザーLとしては、1000nm~1100nm、より詳しくは、1060nm~1080nm、さらに詳しくは、1070nm波長のレーザーを用いる。ここに照射されるレーザーLの熱エネルギーにより正極及び負極リード部1300a、1300bがプリント回路基板1410の上部に溶接、すなわち、接合される。
以下、図3に基づいて、本発明の実施形態による保護回路部1400のプリント回路基板1410について説明する。このとき、プリント回路基板1410に接続される正極リード部1300a及び負極リード部1300bを、説明のしやすさのために、リード部1300とまとめて称する。
本発明の実施形態によるプリント回路基板1410は、図3に示すように、それぞれが金属からなり、上下に離れて配置された上部層1411及び下部層1413と、上部層1411と下部層1413との間に設けられ、透光性の絶縁層を備える中間層1412と、上部層1411と中間層1412との間に位置して光を反射するレーザー反射層1414と、を備える。
上部層1411は、リード部1300(1300a、1300b)と電気的に接続、すなわち、接合され、回路を構成する層であってもよい。このような上部層1411は、リード部1300と電気的に接続されるように導電性を有する金属から形成される。例えば、上部層1411は銅(Cu)からなり得、このため、銅(Cu)からなる上部層1411は銅箔層と命名可能である。また、上部層1411の上に保護回路素子1420が実装されてもよく、このため、保護回路素子1420が回路、すなわち、上部層1411とリード部1300を介して電池セル1200と電気的に接続されることが可能である。なお、上部層1411の厚さは、0.6mm以上に設けられ、より詳しくは、0.6mm以上、かつ、0.8mm以下に設けられてもよい。
一方、上部層1411の厚さが0.6mm未満である場合、上部層1411の伝導度が低いためリード部1300との電気的な接続が不安定になることがある。なお、上部層1411の厚さを0.8mm以下にする理由は、0.8mm以下の厚さでも十分な伝導度を確保することができるので、0.8mmを超えるように厚くする必要はないからである。
下部層1413は、中間層1412の下部に設けられる層であって、上述した上部層1411と同様に設けられてもよく、回路を構成する層であってもよい。すなわち、下部層1413は、銅(Cu)からなる銅箔層であってもよく、0.6mm以上の厚さ、より詳しくは、0.6mm以上、かつ、0.8mm以下の厚さに設けられてもよい。
中間層1412は、複数の絶縁層と少なくとも1つの金属層を備える。また、絶縁層と金属層とが交互にまたは互い違いに配置される。このとき、最上部と最下部に絶縁層が配置され、それらの間に金属層が配置されるように設けられる。なお、絶縁層は、エポキシ樹脂を含む材料から形成される。このため、絶縁層は、光、すなわち、リード部1300とプリント回路基板1410とを接合するレーザーLが透過されるという特性を有する。より具体的に、絶縁層は、リード部1300とプリント回路基板1410とを接合する波長のレーザーLが透過可能である。すなわち、絶縁層は、1000nm~1100nmのレーザー、より詳しくは、1060nm~1080nm、さらに詳しくは、1070nmのレーザーが透過可能である。
以下、中間層1412についてさらに詳しく説明する。図3を参照すると、中間層1412は、最上部層である第1の絶縁層1412a-1と、第1の絶縁層1412a-1から下部層1413の上部までこの順に積層された第1の金属層1412b-1と、第2の絶縁層1412a-2と、第2の金属層1412b-2と、第3の絶縁層1412a-3と、を備える。このため、第1の絶縁層1412a-1と第2の絶縁層1412a-2との間に第1の金属層1412b-1が位置し、第2の絶縁層1412a-2と第3の絶縁層1412a-3との間に第2の金属層1412b-2が設けられる。
第1及び第3の絶縁層1412a-1、1412a-3は、繊維強化材にエポキシ樹脂を浸透させたプリプレグ(prepreg)であってもよい。このとき、繊維強化材は、例えば、ガラス繊維(fiber glass)であってもよい。なお、第2の絶縁層1412a-2は、エポキシ樹脂の含浸されたガラス繊維が複数重に積み重なっている材料、すなわち、FR-4(Flame retardant-4、耐熱性ガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板)であってもよい。
第1及び第2の金属層1412b-1、1412b-2は、銅(Cu)からなり得る。なお、第1及び第2の金属層1412b-1、1412b-2は、その厚さが0.3mm~0.4mmであってもよい。
一方、第1乃至第3の絶縁層1412a-1、1412a-2、1412a-3は、上述したように、エポキシ樹脂とガラス繊維を含む材料からなるものであって、このような材料は、レーザーLの透過率が高い。すなわち、リード部1300とプリント回路基板1410との接合のために照射されるレーザーLの波長帯である1000nm~1100nmに対する透過率が高い。
このため、接合のためにリード部1300の上側から1000nm~1100nmのレーザーを照射すると、上部層1411を透過したレーザーLが第1の絶縁層1412a-1を透過した後、その下側に透過されることができる。このような場合、第1の絶縁層1412a-1及びその下側に積層された複数の層、すなわち、第1の金属層1412b-1と、第2の絶縁層1412a-2と、第2の金属層1412b-2及び第3の絶縁層1412a-3が損傷されることがあり、これにより、プリント回路基板1410が損傷される可能性がある。
したがって、プリント回路基板1410に照射されたレーザーLが中間層1412に入射するのを防ぐ必要がある。すなわち、レーザーLが第1の絶縁層1412a-1の下側に入射するのを防ぐ必要がある。別の言い方をすれば、レーザーLが第1の絶縁層1412a-1の内部に入射または透過されるのを防ぐ必要がある。より詳しくは、レーザーLが第1の絶縁層1412a-1の上部の表面の下側に透過されるのを防ぐ必要がある。
したがって、本発明の実施形態においては、上部層1411と中間層1412との間にレーザーLを反射可能なレーザー反射層1414を設ける。すなわち、上部層1411と第1の絶縁層1412a-1との間にレーザーLを反射するレーザー反射層1414を設ける。
レーザー反射層1414は、リード部1300とプリント回路基板1410との接合のために照射されるレーザーLに対する反射率が95%以上になるように設けられてもよい。すなわち、レーザー反射層1414は、1000nm~1100nm波長のレーザーLの反射率が95%以上になるように設けられる。
このようなレーザー反射層1414hは、金属を含む材料から形成され、銀(Ag)から形成されてもよい。なお、レーザー反射層1414の厚さは、反射率が95%以上になる限り、いかなる厚さに設けられても構わない。このとき、レーザー反射層1414の厚さは、上部層1411と、下部層1413及び中間層1412に比べて薄いことが好ましい。
以下、図1から図3に基づいて、本発明の実施形態による保護回路部にリード部を接合する方法について説明する。
まず、本発明の実施形態によるプリント回路基板1410を備える保護回路部1400を設ける。すなわち、上部層1411と、中間層1412、及び下部層1413を備え、上部層1411と中間層1412との間にレーザーの反射率が95%以上であるレーザー反射層1414が設けられたプリント回路基板1410と、前記プリント回路基板1410の上に実装された保護回路素子1420と、を備える保護回路部1400を設ける。
また、図1から図3に示すように、電池セル1200の正電極及び負電極のそれぞれに接続されたリード部1300、すなわち、正極及び負極リード部1300a、1300bの下側に保護回路部1400を位置させる。
次いで、図2及び図3に示すように、正極及び負極リード部1300a、1300bの上側からレーザーLを照射する。このとき、1000nm~1100nmの波長、より詳しくは、1060nm~1080nmの波長のレーザーLを照射する。より具体例として、1070nmのレーザーLを照射する。
このため、レーザーLがリード部1300と保護回路部1400のプリント回路基板1410に照射され、レーザーLの熱によりリード部1300及びプリント回路基板1410のそれぞれの少なくとも一部が溶融されながら、互いに接合される。すなわち、プリント回路基板1410の上部層1411及びリード部1300の少なくとも一部が溶融されながら接合される。
このとき、リード部1300及びプリント回路基板1410に向かって照射されたレーザーLは、前記リード部1300、プリント回路基板1410の上部層1411を透過することがある。すなわち、レーザーLは、リード部1300及び上部層1411の内側に入射することがある。しかしながら、上部層1411を透過したレーザーLは、図3に示すように、その下部にあるレーザー反射層1414により反射される。このため、レーザーLがレーザー反射層1414の下部に位置している第1の絶縁層1412a-1を透過せず、これにより、第1の絶縁層1412a-1の下側に入射しない。
より詳しく述べると、上部層1411を透過したレーザーLの95%以上は、レーザー反射層1414から反射されて再び上部層1411の上側に進んでいく。このため、上部層1411を透過したレーザーLのうち、5%未満の極く少量のレーザーLがレーザー反射層1414を透過した後、第1の絶縁層1412a-1に入射することができる。
このように、本発明の実施形態においては、接合のために照射されるレーザーLが中間層1412に入射するのを抑制もしくは防止することができる。すなわち、第1の絶縁層1412a-1に入射または透過されるのを抑制もしくは防止することができる。したがって、上部層1411の下側に設けられた中間層1412がレーザーLにより損傷されるのを防ぐことができ、これにより、レーザーLによるプリント回路基板1410または保護回路部1400の損傷を防ぐことができる。
本発明の実施形態によれば、リード部と保護回路部との接合のために照射されるレーザーが保護回路部の中間層に入射するのを抑制もしくは防止することができる。したがって、保護回路部の中間層がレーザーにより損傷されるのを防ぐことができ、これにより、レーザーによる保護回路部の損傷を防ぐことができる。

Claims (13)

  1. 電池セルに接続された正極リード部及び負極リード部と接続されるプリント回路基板が配備された保護回路部であって、
    前記プリント回路基板は、
    電気的に接続されるように前記正極リード部及び前記負極リード部と接合される上部層と、
    エポキシ樹脂を含む材料から形成された第1の絶縁層を備える中間層であって、前記上部層の下側に設けられた中間層と、
    前記上部層と前記第1の絶縁層との間に設けられたレーザー反射層であって、レーザーを反射するレーザー反射層と、
    を備え
    前記レーザー反射層は、1000nm~1100nm波長のレーザーの反射率が95%以上である、保護回路部。
  2. 電池セルに接続された正極リード部及び負極リード部と接続されるプリント回路基板が配備された保護回路部であって、
    前記プリント回路基板は、
    電気的に接続されるように前記正極リード部及び前記負極リード部と接合される上部層と、
    エポキシ樹脂を含む材料から形成された第1の絶縁層を備える中間層であって、前記上部層の下側に設けられた中間層と、
    前記上部層と前記第1の絶縁層との間に設けられたレーザー反射層であって、レーザーを反射するレーザー反射層と、
    を備え
    前記レーザー反射層は、1060nm~1080nm波長のレーザーの反射率が95%以上である、保護回路部。
  3. 電池セルに接続された正極リード部及び負極リード部と接続されるプリント回路基板が配備された保護回路部であって、
    前記プリント回路基板は、
    電気的に接続されるように前記正極リード部及び前記負極リード部と接合される上部層と、
    エポキシ樹脂を含む材料から形成された第1の絶縁層を備える中間層であって、前記上部層の下側に設けられた中間層と、
    前記上部層と前記第1の絶縁層との間に設けられたレーザー反射層であって、レーザーを反射するレーザー反射層と、
    を備え
    前記レーザー反射層は、銀(Ag)から形成された、保護回路部。
  4. 前記レーザー反射層は、前記上部層及び前記中間層に比べて厚さが薄い、請求項1~のいずれか一項に記載の保護回路部。
  5. 前記上部層は、銅(Cu)から形成され、
    前記第1の絶縁層は、前記エポキシ樹脂とガラス繊維とを含む材料から形成された、請求項1~のいずれか一項に記載の保護回路部。
  6. 前記中間層は、
    前記第1の絶縁層の下側に設けられた第2の絶縁層及び第3の絶縁層と、
    前記第1の絶縁層と前記第2の絶縁層との間に設けられた第1の金属層と、
    前記第2の絶縁層と前記第3の絶縁層との間に設けられた第2の金属層と、
    を備える、請求項1~のいずれか一項に記載の保護回路部。
  7. 前記第2の絶縁層及び前記第3の絶縁層は、エポキシ樹脂及びガラス繊維を含む材料から形成され、
    前記第1の金属層及び前記第2の金属層は、銅(Cu)から形成された、請求項に記載の保護回路部。
  8. 1000nm~1100nm波長のレーザーの反射率が95%以上であるレーザー反射層を備えるプリント回路基板を設けるステップと、
    前記プリント回路基板に保護回路素子を実装して保護回路部を設けるステップと、
    電池セルの電極に接続されたリード部の下側に前記保護回路部を位置させるステップと、
    前記リード部の上側からレーザーを照射して、前記リード部と前記プリント回路基板とを接合するステップと、
    を含む、リード部と保護回路部との接合方法。
  9. 1060nm~1080nm波長のレーザーの反射率が95%以上であるレーザー反射層を備えるプリント回路基板を設けるステップと、
    前記プリント回路基板に保護回路素子を実装して保護回路部を設けるステップと、
    電池セルの電極に接続されたリード部の下側に前記保護回路部を位置させるステップと、
    前記リード部の上側からレーザーを照射して、前記リード部と前記プリント回路基板とを接合するステップと、
    を含む、リード部と保護回路部との接合方法。
  10. 銀(Ag)から形成されたレーザー反射層を備えるプリント回路基板を設けるステップと、
    前記プリント回路基板に保護回路素子を実装して保護回路部を設けるステップと、
    電池セルの電極に接続されたリード部の下側に前記保護回路部を位置させるステップと、
    前記リード部の上側からレーザーを照射して、前記リード部と前記プリント回路基板とを接合するステップと、
    を含む、リード部と保護回路部との接合方法。
  11. 前記プリント回路基板を設けるステップは、
    銅(Cu)を用いて上部層を設けるステップと、
    エポキシ樹脂を含む材料を用いて、第1の絶縁層を設けるステップと、
    前記上部層と前記第1の絶縁層との間に位置するように前記レーザー反射層を設けるステップと、
    を含む、請求項8~10のいずれか一項に記載のリード部と保護回路部との接合方法。
  12. 前記プリント回路基板を設けるステップは、
    前記第1の絶縁層の下側に第2の絶縁層及び第3の絶縁層を設けるステップと、
    前記第1の絶縁層と前記第2の絶縁層との間に第1の金属層を設けるステップと、
    前記第2の絶縁層と前記第3の絶縁層との間に第2の金属層を設けるステップと、
    を含み、
    前記第1の絶縁層、前記第2の絶縁層、及び前記第3の絶縁層は、エポキシ樹脂及びガラス繊維を含む材料から形成され、
    前記第1の金属層及び前記第2の金属層は、銅(Cu)から形成される、請求項11に記載のリード部と保護回路部との接合方法。
  13. 前記レーザー反射層を設けるに際して、銀(Ag)を用いて設ける、請求項8~12のいずれか一項に記載のリード部と保護回路部との接合方法。
JP2023541113A 2021-01-27 2022-01-18 保護回路部及びリード部と保護回路部との接合方法 Active JP7635392B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210011857A KR102852053B1 (ko) 2021-01-27 2021-01-27 보호회로부 및 리드부와 보호회로부의 접합방법
KR10-2021-0011857 2021-01-27
PCT/KR2022/000935 WO2022164109A1 (ko) 2021-01-27 2022-01-18 보호회로부 및 리드부와 보호회로부의 접합방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2024502982A JP2024502982A (ja) 2024-01-24
JP7635392B2 true JP7635392B2 (ja) 2025-02-25

Family

ID=82653611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023541113A Active JP7635392B2 (ja) 2021-01-27 2022-01-18 保護回路部及びリード部と保護回路部との接合方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20240074061A1 (ja)
EP (1) EP4258444B1 (ja)
JP (1) JP7635392B2 (ja)
KR (1) KR102852053B1 (ja)
CN (1) CN116724451A (ja)
ES (1) ES3014768T3 (ja)
HU (1) HUE070490T2 (ja)
WO (1) WO2022164109A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240026780A (ko) * 2022-08-22 2024-02-29 주식회사 엘지에너지솔루션 레이저차단부를 포함하는 pcb 및 이를 포함하는 전지셀 어셈블리
CN120958650A (zh) * 2023-04-17 2025-11-14 松下知识产权经营株式会社 电池包

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002271039A (ja) 2001-03-13 2002-09-20 Canon Inc 多層基板及びその加工方法
JP2004171896A (ja) 2002-11-19 2004-06-17 Sony Corp コネクタ装置、電源装置、並びにコネクタ装置の取り付け方法
US20200381696A1 (en) 2019-05-31 2020-12-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0734508B2 (ja) * 1989-04-10 1995-04-12 三菱電機株式会社 多層配線板
JPH08186061A (ja) * 1994-12-28 1996-07-16 Hitachi Aic Inc 固体電解コンデンサの製造方法
JPH09326548A (ja) * 1996-06-05 1997-12-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd プリント配線板
US6897761B2 (en) * 2002-12-04 2005-05-24 Cts Corporation Ball grid array resistor network
AT12321U1 (de) * 2009-01-09 2012-03-15 Austria Tech & System Tech Multilayer-leiterplattenelement mit wenigstens einem laserstrahl-stoppelement sowie verfahren zum anbringen eines solchen laserstrahl- stoppelements in einem multilayer- leiterplattenelement
KR102052062B1 (ko) * 2012-07-25 2019-12-04 삼성에스디아이 주식회사 땜납부재의 수용을 위한 연결부재를 포함하는 배터리팩
KR20140014982A (ko) * 2012-07-27 2014-02-06 주식회사 엘지화학 두가지 금속이 결합된 전극리드를 포함하는 전지팩
KR101985762B1 (ko) * 2012-08-13 2019-06-04 삼성에스디아이 주식회사 단자의 연결 구조가 개선된 이차 전지 및 이를 포함하는 전지 모듈
KR20160094623A (ko) 2015-02-02 2016-08-10 주식회사 엘지화학 전지셀 유동방지용 구조를 포함하는 프레임 부재 및 이를 포함하고 있는 전지팩
CN104900710A (zh) * 2015-06-08 2015-09-09 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板
KR102168675B1 (ko) * 2017-09-28 2020-10-21 주식회사 엘지화학 보호회로모듈을 구비한 파우치형 이차전지 팩
CN110544809B (zh) * 2019-09-24 2022-10-14 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种热电池复合保温结构及其在制备热电池中的应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002271039A (ja) 2001-03-13 2002-09-20 Canon Inc 多層基板及びその加工方法
JP2004171896A (ja) 2002-11-19 2004-06-17 Sony Corp コネクタ装置、電源装置、並びにコネクタ装置の取り付け方法
US20200381696A1 (en) 2019-05-31 2020-12-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
KR102852053B1 (ko) 2025-08-28
EP4258444A1 (en) 2023-10-11
HUE070490T2 (hu) 2025-06-28
EP4258444A4 (en) 2024-06-12
EP4258444B1 (en) 2025-02-26
CN116724451A (zh) 2023-09-08
US20240074061A1 (en) 2024-02-29
JP2024502982A (ja) 2024-01-24
KR20220108634A (ko) 2022-08-03
WO2022164109A1 (ko) 2022-08-04
ES3014768T3 (en) 2025-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI466361B (zh) 二次電池組及其製造方法
TWI482335B (zh) 二次電池組及其製造方法
TWI594285B (zh) Short circuit components and circuits using this
EP1780819A1 (en) Cell connection straps for battery cells of a battery pack
JP7635392B2 (ja) 保護回路部及びリード部と保護回路部との接合方法
JP7726586B2 (ja) レーザー溶接法で回路基板と電極リードとを直接接合したバッテリーパック
CN102201591B (zh) 电池模块及其制造方法
KR102595059B1 (ko) 보호 소자 및 배터리 팩
TWI482332B (zh) 二次電池組及其製造方法
CN104508784B (zh) 保护元件及电池组
CN203277581U (zh) 保护电路模块和二次电池组
JPWO2011151981A1 (ja) 電池モジュール
JP2001256937A (ja) 組電池及び電池パック
TW201330361A (zh) 次電池組
KR102881802B1 (ko) 필름 히터와 이를 이용한 배터리 평가 장치 및 방법
JP2019050109A (ja) 電池パック、導電部材および保護部材
WO2014122960A1 (ja) 保護回路を有する二次電池パック
KR20170012231A (ko) 단락 소자
CN105493219A (zh) 切断元件和切断元件电路
JP2021044241A (ja) 安全性を向上可能なバッテリモジュール
JP4608052B2 (ja) 電池用プロテクタ−
KR102805964B1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR101892164B1 (ko) 배터리팩을 위한 보호회로모듈
JP2018029021A (ja) 蓄電モジュール
KR20160016719A (ko) 단락 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230705

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240814

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240819

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241022

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7635392

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150