(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板上に実装された電流制御用ＦＥＴ、電圧制御用ＦＥＴ及び、これらの電流・電圧制御用ＦＥＴの動作を制御する制御素子とを備え、前記電流と電圧制御用ＦＥＴは、一枚のベアチップ基板において隣接する２個のＦＥＴより構成され、一枚のベアチップ基板の上面側にドレイン電極、下面側にゲート電極とソース電極を有し、これらのゲートとソース電極を、前記基板上に電気的に接続し、前記の隣接するＦＥＴのドレイン電極同士間は、これらドレイン電極を覆うごとく、前記ベアチップ基板の上面側に設けた半田により電気的に接続したリチウムイオン電池の保護装置。
【請求項２】
ベアチップ基板の周辺部における半田の厚みは、中央部における半田の厚みに比較して薄く形成した請求項１に記載のリチウムイオン電池の保護装置。
【請求項３】
基板上に電子部品を第２の半田により実装し、この第２の半田の融点よりも、ベアチップ基板上面側の半田の融点を低くした請求項１、２のいずれか一つに記載のリチウムイオン電池の保護装置。
【請求項４】
基板の上面側においてベアチップ基板上面を絶縁体で覆い、この絶縁体の肉厚は、半田の肉厚よりも薄くした請求項１〜３のいずれか一つに記載のリチウムイオン電池の保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウムイオン電池の保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のリチウムイオン電池の保護装置の構成は次のようなものとなっていた。すなわち基板と、この基板上に実装された電流制御用ＦＥＴ、電圧制御用ＦＥＴ及び、これらの電流制御用ＦＥＴ、電圧制御用ＦＥＴの動作制御用の制御素子とを備えた構成となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記、従来例において問題となるのは、基板自体が大型化してしまうということであった。すなわち上述したごとく、この基板上には電流制御用ＦＥＴ、電圧制御用ＦＥＴが設けられることになるので、それらを実装するために基板が大型化してしまうことになるのであった。
【０００４】
そこで本発明は、基板の小型化を図ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、前記電流と電圧制御用ＦＥＴは一枚のベアチップ基板において、隣接する２個のＦＥＴによって構成するものであり、これら隣接する２個のＦＥＴは、それぞれ前記一枚のベアチップ基板の上面側にドレイン電極、下面側にゲート電極とソース電極を有し、これらのゲート・ソース電極を前記基板上に電気的に接続し、前記隣接するＦＥＴのドレイン電極同士間は、これらドレイン電極間を覆う前記ベアチップ基板の上面側に設けた半田により電気的に接続する構成としたものである。
【０００６】
すなわち従来は、基板上に個々に設けられた電流制御用ＦＥＴと電圧制御用ＦＥＴを実装していたものを、１つのベアチップ基板にこれら２個の電流制御用ＦＥＴと電圧制御用ＦＥＴを設けたものを実装する構成とすれば、その実装スペースが小さくなる分だけ基板自体を小型化することができるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、基板と、この基板上に実装された電流制御用ＦＥＴ、電圧制御用ＦＥＴ及び、これらの電流・電圧制御用ＦＥＴの動作を制御する制御素子とを備え、前記電流と電圧制御用ＦＥＴは、一枚のベアチップ基板において隣接する２個のＦＥＴより構成され、一枚のベアチップ基板の上面側にドレイン電極、下面側にゲート電極とソース電極を有し、これらのゲートとソース電極を、前記基板上に電気的に接続し、前記の隣接するＦＥＴのドレイン電極同士間はこれらドレイン電極を覆うごとく前記ベアチップ基板の上面側に設けた半田により電気的に接続したリチウムイオン電池の保護装置であって、電流・電圧制御用ＦＥＴを一枚のベアチップ基板上で構成することにより、基板上におけるそれらの実装スペースを小さくし、これによって基板自体を小型化するものであると同時に、一枚のベアチップ基板上において隣接する電流と電圧制御用ＦＥＴのドレイン電極間を容易に接続することができ、これにより２個のＦＥＴドレイン電極間の電気抵抗を大幅に下げ、これによってこの部分の発熱を抑制できるものである。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の発明は、ベアチップ基板の周辺部における半田の厚みは、中央部における半田の厚みに比較して薄く形成した請求項１に記載のリチウムイオン電池の保護装置であって、ベアチップ基板の周辺部においては導電性材料を薄くなるように設けることにより、導電性材料がベアチップ基板の外周部に漏れ出して、他の部分に対する電気的な障害を起こすことが無くなるものである。また、中央部を肉厚にすることにより、抵抗値を小さくできることだけではなく、放熱面積も大きくなり、放熱効果を高めるという事にもつながるものである。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の発明は、基板上に電子部品を半田により実装し、この半田の融点よりも、ベアチップ基板上面側の導電性材料の融点を低くした請求項１、２のいずれか一つに記載のリチウムイオン電池の保護装置であって、基板上に半田により実装した他の電子部品の半田よりもベアチップ基板上面側の導電性材料の融点を低くすることにより、このベアチップ基板の上面側に導電性材料を設ける際に先に実装が完了している電子部品の半田を溶融させ、それにより実装不良あるいは電気的な導通障害を無くすものである。
【００１０】
本発明の請求項４に記載の発明は、基板の上面側においてベアチップ基板上面を絶縁体で覆い、この絶縁体の肉厚を導電性材料の肉厚よりも薄くした請求項１〜３のいずれか一つに記載のリチウムイオン電池の保護装置であって、基板の上面側を絶縁体で覆うことにより、基板の上面側における電気的な絶縁が十分に確保され、しかもこの絶縁体の肉厚を導電性材料の肉厚よりも薄くすることにより、導電性材料を肉厚にすることによって得ている、放熱効果を大きく阻害させることが無くなるものである。
【００１２】
（実施の形態）
以下に、本発明の一実施形態におけるリチウムイオン電池の保護装置について、添付図面に従って説明する。
【００１３】
図１、図２において、１は基板で、この基板１の上面側には図３に示す制御素子２などが実装されている。
【００１４】
すなわち図３はリチウムイオン電池３の保護回路を示したものであって、リチウムイオン電池３のＧＮＤ端子４の間には２個のＦＥＴ５，６が介在しており、これら２個のＦＥＴ５，６は制御素子２によって制御されるようになっている。
【００１５】
また、これら以外に出力端子７、抵抗８，９、コンデンサ１０，１１、温度検出素子１２が記載されている。これらの各部品は図１、図２においては基板１の上面側に実装されている。前記２個のＦＥＴ５，６は具体的には、図４、図７に示すように１枚のベアチップ基板１３上において、隣接するもので構成されている。
【００１６】
すなわち図５は、ＦＥＴのウエハー１４を示しており、このＦＥＴのウエハー１４は図６に示すごとくＦＥＴが整列された構成で作られている。
【００１７】
この図６に示すごとくウエハー１４の上面側にはゲート電極１５とソース電極１６が設けられており、その下面側には図示していないが、ドレイン電極が設けられたものとなっている。
【００１８】
そしてその状態で、図７に示すごとく、隣接するＦＥＴ５，６をワンセットとして切り出し図１、図２に示すように実装することになる。その拡大図を示したものが図４である。
【００１９】
図４に示すごとく、これら２個のＦＥＴ５，６は、そのゲート電極１５ａ，１５ｂとソース電極１６ａ，１６ｂが下面側になるように基板１上に実装され、その上面側が、ドレイン電極となっている。
【００２０】
これらドレイン電極は、隣接するＦＥＴ５，６間は、予めドレイン電極間は接続された状態となっているが、それだけではなく本実施形態においては、図４に示すごとく、そのドレイン電極上に更に導電性材料の一例として、半田１７を設けている。
【００２１】
この半田１７は、この図４に示すごとく、ベアチップ基板１３の周辺部は肉薄になるように、また中央部は肉厚になるような状態としている。これは半田１７がベアチップ基板１３の外周部から漏れ出さないという配慮からである。
【００２２】
また、中央部を肉厚にした理由は、このようにすることによって隣接するＦＥＴ５，６間の電気抵抗を、より小さくすることができるという事と、この様に肉厚にする事によって半田１７の上面側の面積を大きくし、それによって放熱面積を稼ぐ事ができるという事からも、以上の様な構成としたものである。
【００２３】
なお図４において１８は、ベアチップ基板１３を基板１上に実装した後に、このベアチップ基板１３を固定するためのアンダーフィル用の樹脂である。
【００２４】
図３にも示したが、電気回路的には、ＦＥＴ６のソース電極１６ｂはＧＮＤ端子４に接続され、ゲート電極１５ｂが制御素子２に接続され、またＦＥＴ５のゲート電極１５ａは制御素子２に接続され、ソース電極１６ａがリチウムイオン電池３に接続された状態となっている。
【００２５】
この図３においては、ＦＥＴ５，６のそれぞれドレイン電極１７ａ，１７ｂも記載されており、この電気回路図に示す様にドレイン電極１７ａ，１７ｂは電気的に接続された状態となっている。
【００２６】
更にこれに加えて、これらＦＥＴ５，６のドレイン電極１７ａ，１７ｂ上を図４に示すごとく半田１７によって短絡しているものである。この場合、ただ単にＦＥＴ５，６のドレイン電極１７ａ，１７ｂだけで接続するよりは、図４に示すごとく半田１７を盛る事により肉厚の電気回路が形成され、これによってこの部分における電気抵抗を極めて小さく、また放熱面積は極めて大きくする事ができるものである。
【００２７】
図８は、本発明の他の実施形態を示し、図１、図２に示すごとく基板１上にＦＥＴ５，６や抵抗８，９あるいは、コンデンサ１０，１１などを実装した後に、その上面側を絶縁性の被膜１９を設けたものである。
【００２８】
この被膜１９によって全ての部品を覆う事により上面側に対する絶縁を確保しているものである。但し、絶縁性の被膜１９は、この図８に示すごとく半田１７の中央部の最も大きい肉厚よりは、薄くなるようにしている。
【００２９】
この半田１７の中央部を肉厚にした理由は、上述したごとくそれによって放熱面積を確保したいという狙いがあったのであって、その意味からしても、被膜１９の肉厚をあまり厚くすると、この放熱効果が阻害されるので、その肉厚は半田１７の中央部の最も肉厚の部分よりは薄くしている。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、基板と、この基板上に実装された電流制御用ＦＥＴ、電圧制御用ＦＥＴ及び、これらの電流・電圧制御用ＦＥＴの動作を制御する制御素子とを備え、前記電流と電圧制御用ＦＥＴは、一枚のベアチップ基板において隣接する２個のＦＥＴより構成され、一枚のベアチップ基板の上面側にドレイン電極、下面側にゲート電極とソース電極を有し、これらのゲートとソース電極を、前記基板上に電気的に接続し、前記の隣接するＦＥＴのドレイン電極同士間は、これらドレイン電極を覆うごとく前記ベアチップ基板の上面側に設けた半田により、電気的に接続したものであって、基板上において、２個のＦＥＴが１つのベアチップ基板で実装できるものとなるので、小型化することができると同時に、一枚のベアチップ基板上において隣接する電流と電圧制御用ＦＥＴのドレイン電極間を容易に接続することができ、これにより２個のＦＥＴドレイン電極間の電気抵抗を大幅に下げ、これによってこの部分の発熱を抑制できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の正面図
【図２】本発明の一実施形態の平面図
【図３】本発明の一実施形態の電気回路図
【図４】本発明の一実施形態の要部の拡大断面図
【図５】ウエハーの平面図
【図６】ウエハーの拡大平面図
【図７】ベアチップ基板の平面図
【図８】本発明の他の実施形態の断面図
【符号の説明】
１  基板
２  制御素子
３  リチウムイオン電池
４  ＧＮＤ端子
５  ＦＥＴ
６  ＦＥＴ
７  出力端子
８  抵抗
９  抵抗
１０  コンデンサ
１１  コンデンサ
１２  温度検出素子
１３  ベアチップ基板
１４  ウエハー
１５ａ  ＦＥＴのゲート電極
１５ｂ  ＦＥＴのゲート電極
１６ａ  ＦＥＴのソース電極
１６ｂ  ＦＥＴのソース電極
１７  半田
１７ａ  ＦＥＴのドレイン電極
１７ｂ  ＦＥＴのドレイン電極
１８  樹脂
１９  被膜
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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