(57)【要約】【課題】塵埃で回路基板の電子部品が短絡することや、回路基板の電子部品などが傷付くことや、コアパックの金型挿入時の電池短絡などを防止できながら、部品点数が増えないとともに比較的容易に製造できる電池パックの製造方法を得る。【解決手段】素電池２に一体成形される合成樹脂製のフレーム３を成形する前に、ＩＣなどを配した回路基板１６の全体を合成樹脂で被覆した回路モジュール１３を予め形成する。素電池２の前面側に回路モジュール１３を配置したのち、回路モジュール１３を合成樹脂で被覆した状態でフレーム３を成形する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のフレームが、回路基板を被覆した状態で素電池に一体成形される電池パックの製造方法において、
前記フレームを成形する前に、前記回路基板の全体を樹脂で被覆した回路モジュールを予め形成し、
前記素電池の外面に前記回路モジュールを配置したのち、前記回路モジュールを樹脂で被覆して前記フレームを成形することを特徴とする電池パックの製造方法。
【請求項２】
回路モジュールは、回路基板に設けた一対のリード線が回路モジュールの被覆体から突出するように形成され、
前記一対のリード線が素電池の正極と負極とにそれぞれ接続されたのち、前記回路モジュールを樹脂で被覆して前記フレームを成形する請求項１記載の電池パックの製造方法。
【請求項３】
回路モジュールは、回路基板に設けた端子を露出させる窓を成形してあり、
フレームを成形する際には、前記窓が樹脂で被覆されないようにした請求項１又は２記載の電池パックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などの小型電子機器の電源として用いるのに適した、特に薄型のリチウムイオン二次電池などからなる電池パックの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例としては、素電池の外面にＩＣなどの電子部品を配置した回路基板を取り付けたのち、合成樹脂で前記回路基板を被覆して素電池に一体化するものがある（特許文献１・２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２６０６０９号公報（段落番号００２１−００２６、図５）
【特許文献２】
特開２００２−１３４０７７号公報（段落番号００１５、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１・２では、回路基板のＩＣなどの電子部品や配線用パターンなどが露出した状態で、回路基板が、素電池へ取り付けられてリード線などにスポット溶接されたのち、合成樹脂で被覆される。このため、合成樹脂で被覆されるまでの間に、回路基板に金属粉などの塵埃が付着して電子部品が短絡して故障するおそれがあるうえ、回路基板が露出している分だけ電子部品などが傷付きやすくなる。また、素電池に回路基板を取り付けたコアパックを金型に挿入して成形する際に、回路基板の正負極が誤って金型に接触するおそれがあり、この場合、電池が短絡してしまうことになる。
【０００５】
この対策として、図５に示すごとく、合成樹脂製の容器本体４１と蓋４２とからなる細長い箱型の容器内に回路基板１６を収容してモジュール化し、このモジュール４０を素電池へ取り付けることが考えられる。このモジュール４０は、回路基板１６の左右のリード線１７・１８を容器本体４１から引き出した状態で、回路基板１６を容器本体４１内に収容したのち、回路基板１６の左右端に両面テープ４３・４３を貼り付けて、蓋４２を固定することで組み立てられる。
【０００６】
前記モジュール４０では、容器本体４１と蓋４２と両面テープ４３・４３とが必要で部品点数が多いうえ、組み立て作業に手間と時間が掛かって電池パックの生産性が悪いところに問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、回路基板を樹脂で被覆するまでの間に、塵埃で回路基板上の電子部品が短絡して故障することや、回路基板の電子部品などが傷付くことや、コアパックの金型挿入時の電池短絡などを防止できながら、回路基板の保護のために部品点数が増えることがないとともに比較的容易に製造できる電池パックの製造方法を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明が対象とする電池パックの製造方法は、図１に示す樹脂製のフレーム３が、回路基板１６を被覆した状態で素電池２に一体成形される。本発明は、フレーム３を成形する前に、図３に示すごとく、回路基板１６の全体を樹脂で被覆した回路モジュール１３を予め形成し、素電池２の外面に回路モジュール１３を配置したのち、回路モジュール１３を樹脂で被覆してフレーム３を成形することを特徴とするものである。
【０００９】
ここでの素電池２は、リチウムイオン二次電池や一次電池などが該当する。素電池２の外面には、素電池２の前後左右の側面や上下の面が該当する。フレーム３を形成する樹脂は、ポリアミド樹脂や、ポリウレタン樹脂や、ポリカーボネート樹脂や、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂などが該当し、回路基板１６を被覆する樹脂も同様に、ポリアミド樹脂や、ポリウレタン樹脂や、ポリカーボネート樹脂や、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂などが該当する。回路基板１６を被覆する樹脂としてフレーム３と同種類の樹脂を選択すると、回路モジュール１３の被覆体１９とフレーム３とが渾然一体化して、回路モジュール１３がフレーム３に強固に固定される。
【００１０】
詳しくは、回路モジュール１３は、図３に示すごとく、回路基板１６に設けた一対のリード線１７・１８が回路モジュール１３の被覆体１９から突出するように形成され、一対のリード線１７・１８が素電池２の正極と負極９とにそれぞれ接続されたのち、回路モジュール１３を樹脂で被覆してフレーム３を成形する。ここでのリード線１７・１８は、素電池２の正極と負極９とに直接接続される場合と、素電池２に配置したリード線１５・２０などを介して接続される場合とが含まれる。
【００１１】
また、回路モジュール１３に、図３に示すごとく、回路基板１６に設けた端子２１・２２を露出させる窓２３・２４を成形してある場合には、フレーム３を成形する際に、前記窓２３・２４が樹脂で被覆されないようにすることになる。ここでの回路基板１６の端子２１・２２は、電池パック１が装着される小型電子機器に電源供給する端子や、小型電子機器とデータ通信するための端子などが該当し、１個又は複数個の場合がある。この端子の個数や位置に応じて、窓２３・２４の個数や位置が設定される。
【００１２】
【発明の作用効果】
本発明によれば、回路基板１６の全体を樹脂で被覆した回路モジュール１３を予め形成しておくので、その後に回路基板１６上に金属粉などの塵埃が付着することがない。従って、フレーム３を成形するまでの間に、前記塵埃で回路基板１６上の電子部品などが短絡して故障することなどが防止できるうえ、回路基板１６が樹脂で保護されるので、回路基板１６の電子部品などが傷付くことが防止される。この結果、回路基板１６の取り扱い性が向上し、また、回路基板１６に設けた端子２１・２２も樹脂で保護されて、当該端子２１・２２が直接金型に接触しないため、最終成形時に電池が短絡することがない。
【００１３】
このうえで、回路基板１６を樹脂で被覆するだけなので、部品点数が増えることがないとともに、比較的容易に回路モジュール１３が製造できて、回路基板１６の保護のために生じる電池パック１のコストアップを抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は本発明の製造方法に係る電池パックを示す。電池パック１は、図１に示すごとく、矩形薄型に形成された素電池２と、その素電池２の側面に一体成形された合成樹脂製のフレーム３とを有している。
【００１５】
素電池２は、充放電が可能なリチウムイオン二次電池であって、外装材としてアルミニウム缶や鉄缶などが使用される。素電池２は、図２に示すごとく、前後の側面５・６が上下幅の短い矩形状になっており、左右の側面７・８が、上下幅が短いとともに前後に長い矩形状になっている。素電池２の内部には、電極体が電解液と共に液密状に収容される。
【００１６】
電極体は、シート状の正極電極と、シート状の負極電極との間にシート状の絶縁セパレータを挟んで渦巻き状に巻回しており、その状態で断面ほぼ長円形状に押し潰した扁平形状になっている。素電池２の前側面５には負極９が備えられており、素電池２の後側面６には正極が備えられる。
【００１７】
素電池２の前側面５には、上下幅の短い矩形状の前側絶縁テープ１０が貼り付けられる。前側絶縁テープ１０の中央には貫通孔１２が設けられており、この貫通孔１２に素電池２の負極９が貫通する。素電池２の左側面７には、コ字状の横側絶縁テープ１１の中央部１１ｃが貼り付けられており、横側絶縁テープ１１の折り曲げられた前端部１１ａは素電池２の前側面５に、横側絶縁テープ１１の折り曲げられた後端部１１ｂは素電池２の後側面６に貼り付けられる。
【００１８】
前側絶縁テープ１０の前側には、短リード線２０および回路モジュール１３が配置されており、横側絶縁テープ１１の後端部１１ｂの後側には、ポリスイッチ（ＰＴＣ）などの保護素子１４が配置される。横側絶縁テープ１１の中央部１１ｃの外面側には、前後に長い長リード線１５が配置される。
【００１９】
保護素子１４は、素電池２の正極に接続されており、特に保護素子１４がポリスイッチの場合には、素電池２の過熱や過電流などによって素電池２の温度が過剰に上昇すると、素電池２に流れる電流を遮断する。長リード線１５は細長いニッケルなどの薄板で形成される。
【００２０】
フレーム３は、ポリアミド樹脂（ナイロン）やポリウレタン樹脂やポリカーボネート樹脂（ＰＣ）やアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）などの合成樹脂で形成される。そして、フレーム３は、前述の絶縁テープ１０・１１と回路モジュール１３と保護素子１４とリード線１５・２０とを被覆した状態で、素電池２の前後面５・６および左側面７を覆うほぼコ字状になっている（図１の状態）。このフレーム３により、電池パック１の強度が向上するとともに、回路モジュール１３と保護素子１４とリード線１５・２０とが絶縁される。
【００２１】
回路モジュール１３は、図３に示すごとく、左右に細長い回路基板１６と、この回路基板１６の左右に設けた正負極の一対のリード線１７・１８とを有しており、回路基板１６の全体が合成樹脂で被覆される。正負極のリード線１７・１８は、ニッケルなどの薄板で所定長に形成されており、各リード線１７・１８の先端側が前記回路基板１６を覆う被覆体１９から突出している。
【００２２】
正極のリード線１７は、前記長リード線１５および保護素子１４を介して素電池２の正極に接続され、負極のリード線１８は、短リード線２０を介して素電池２の負極９に接続される。
【００２３】
回路基板１６は、ＩＣなどの電子部品で構成される保護回路などを有しており、保護回路は、素電池２を過充電や過放電から保護するようになっている。回路基板１６は、図３に示すごとく、小型電子機器への電源供給用の正負極の端子２１・２２を有しており、これに対応して、被覆体１９の前面（図３の下側）には、前記正負極の端子２１・２２を露出させる窓２３・２４が設けられる。
【００２４】
前記被覆体１９を構成する合成樹脂は、ポリアミド樹脂やポリウレタン樹脂やポリカーボネート樹脂やアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂などの合成樹脂で形成される。前記フレーム３と同種類の合成樹脂にすると、フレーム３の成形時にフレーム３と被覆体１９とが渾然一体化する。
【００２５】
回路モジュール１３の回路基板１６は次のように被覆される。つまり、回路基板１６は、図４に示すごとく、正負極のリード線１７・１８を上下の金型２６・２７で挟み込んだ状態に装着される。下側の金型２７には、回路モジュール１３の窓２３・２４を成形するための突起２８・２９が設けられており、前記回路基板１６を金型２６・２７内に装着した際には、前記突起２８・２９の上面が回路基板１６の正負極の端子２１・２２に当接する（図４の状態）。
【００２６】
この状態で、上下の金型２６・２７内に溶融合成樹脂が注入されて固化されることにより、回路基板１６の全体が、図３に示すごとく被覆され、また前記窓２３・２４が形成される。この後、負極のリード線１８が、回路モジュール１３の後面側（図３では上側）に沿うように折り返され、正極のリード線１７が、回路モジュール１３の後方へほぼ直角に折り曲げられる。
【００２７】
次に、前記電池パック１の製造方法を説明する。まず、前側絶縁テープ１０が素電池２の前側面５に貼り付けられ、横側絶縁テープ１１が素電池２の前側面５、左側面７および後側面６に貼り付けられる。この際、前側絶縁テープ１０の貫通孔１２には、素電池２の負極９が貫通する。
【００２８】
次いで、前側絶縁テープ１０の前面に短リード線２０が配置され、この短リード線２０の左端に素電池２の負極９がスポット溶接などで接続され、短リード線２０の右端に回路モジュール１３の負極のリード線１８がスポット溶接などで接続される。また、回路モジュール１３の正極のリード線１７が、横側絶縁テープ１１の外面に配置した長リード線１５の前端にスポット溶接などで接続され、長リード線１５の後端が保護素子１４の一端に接続される。保護素子１４の他端は、素電池２の正極にスポット溶接などで接続される。
【００２９】
この状態で、素電池２が金型内に装着され、その金型内に溶融合成樹脂が注入されて固化される。これにより、回路モジュール１３と保護素子１４と長リード線１５とが前記合成樹脂で被覆されるとともに、その合成樹脂が前述のフレーム３の形状に成形されて、図１の電池パック１が完成する。回路モジュール１３の前面は前記合成樹脂で被覆されず、これによって回路基板１６の正負極の端子２１・２２が確実に露出するようになっている。
【００３０】
このように、ＩＣなどの電子部品を有する回路基板１６が合成樹脂で被覆されて、ＩＣなどの電子部品が露出しないので、金属粉などの塵埃がＩＣなどに付着して短絡することがない。しかも、ＩＣなどの電子部品が露出しないので、回路基板１６を容器に収容して密封する場合に比して、作業の手間および時間を軽減できる。
【００３１】
なお、フレーム３は、素電池２の前後面５・６および左右の側面７・８を全て覆う四角枠状に成形してもよい。保護素子１４は必ずしも配置しなくてもよく、また回路モジュール１３のリード線１７・１８を長くすることで、リード線１５・２０を省略することも可能である。回路基板１６には、充電制御回路なども配置可能であり、小型電子機器とのデータ通信用の端子を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法に係る電池パックの斜視図である。
【図２】フレームを成形する前の電池パックの分解斜視図である。
【図３】回路モジュールの断面図である。
【図４】回路モジュールを金型内に装着した状態を示す断面図である。
【図５】従来のモジュールの分解斜視図である。
【符号の説明】
１  電池パック
２  素電池
３  フレーム
１３  回路モジュール
１６  回路基板
１７・１８  回路モジュールのリード線
１９  被覆体
２１・２２  回路モジュールの端子
２３・２４  回路モジュールの窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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