(57)【要約】【課題】回路基板上にベアチップが配設されている電池パックにおいて、ベアチップまわりの補強構造に工夫を凝らすことにより、ベアチップの破損防止が図れる電池パックを提供する。【解決手段】本発明の電池パック１は、扁平角型形状の素電池２の上面に配置される回路基板３と、該回路基板３を覆う外装カバー５とを有する。ベアチップとしての扁平な四角形状のＦＥＴチップ１６に近接して、回路基板３上にＦＥＴチップ１６保護用の保護壁１９・１９が固定されている。この保護壁１９・１９がＦＥＴチップ１６の四周辺のうちの左右の辺に沿って配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素電池の上面に配置される回路基板と、該回路基板を覆う外装カバーとを有し、前記回路基板上にベアチップを備える電池パックにおいて、
前記ベアチップに近接して、前記回路基板上にベアチップ保護用の保護壁が固定されており、
前記保護壁が、前記ベアチップの四周辺のうちの少なくとも一辺に沿って配置されていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記保護壁の下端には、該保護壁を前記回路基板に固定するための取付端子が配置されており、
前記取付端子が、前記回路基板に形成されたランドに半田付されている請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
前記保護壁の上面が、前記ベアチップの上面よりも上方に位置している請求項１又は２記載の電池パック。
【請求項４】
前記保護壁が、前記ベアチップの対向する二つの辺に沿って配置されている請求項１記載の電池パック。
【請求項５】
前記外装カバーが、前記素電池に貼り付けられるラベルの一部によって前記素電池に固定されている請求項１乃至４のいずれかに記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素電池の上面に配置される回路基板と、回路基板を覆う外装カバーとを有する電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電池パックとしては、例えば特許文献１および２に示すものがある。これら特許文献１および２に記載の電池パックでは、扁平角型形状の素電池の外側に回路基板を配置したうえで、該回路基板の上側を外装カバー等で覆っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８５９６９号公報（図３）
【特許文献２】特開２００７−２７３２４２号公報（図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる電池パックにあっては小型化や薄型化が進んでおり、これに応じて回路基板に実装するＩＣチップやＦＥＴチップ等のチップ形態の電子部品（以下、チップ部品と記す）の小型化も進んでいる。チップ部品は多くは合成樹脂で被覆されているが、樹脂での被覆の分だけ外形が大きくなる不利がある。このため、樹脂での被覆を省略して外形を小さくしたチップ部品（以下、ベアチップと記す）を回路基板に実装することが考えられる。
【０００５】
しかし、上記のような電池パックの小型化・薄型化に要望に応えるため、回路基板や外装カバーの厚み寸法も薄肉化される傾向にあり、薄肉化が図られた外装カバーや回路基板が撓むことに起因するベアチップへの悪影響が懸念される。具体的には、回路基板が撓むと、応力がベアチップに作用して、ベアチップが破損（欠けや割れ）するおそれがある。また、外装カバーや回路基板が撓むと、ベアチップに外装カバーや素電池が接触して、この場合にも、ベアチップが破損するおそれがある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、回路基板上にベアチップが配設されている電池パックにおいて、ベアチップまわりの補強構造に工夫を凝らすことにより、ベアチップの破損防止を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、素電池２の上面に配置される回路基板３と、回路基板３を覆う外装カバー５とを有し、回路基板３上にベアチップ１６を備える電池パック１を対象とする。そして、ベアチップ１６に近接して、回路基板３上にベアチップ１６保護用の保護壁１９が固定されており、この保護壁１９がベアチップ１６の四周辺のうちの少なくとも一辺に沿って配置されていることを特徴とする。
【０００８】
具体的には、ベアチップ１６に近接して、保護壁１９を回路基板３に固定するための取付端子２０が配置されており、この取付端子２０が回路基板３に形成されたランド２１に半田付されている形態を採ることができる。
【０００９】
また、保護壁１９の上面が、ベアチップ１６の上面よりも上方に位置している形態を採ることができる。保護壁１９は、少なくともベアチップ１６の対向する二つの辺に沿って配置されている形態を採ることができる。外装カバー５は、素電池２に貼り付けられるラベル９の一部９ａによって素電池２に固定されているものとすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電池パック１では、回路基板３上に保護壁１９を配置したので、当該保護壁１９の配設部分、およびその近接部分における回路基板３の剛性の向上を図り、これら部分が不用意に撓むことを効果的に防止することができる。つまり、近年の電池パックの小型化・薄型化の要請に応えて、回路基板３の薄型化を図った場合でも、保護壁１９の配設部分および近接部分においては、剛性を部分的に向上させることができ、したがって回路基板３が不用意に撓むことを効果的に防ぐことができる。しかるに、当該保護壁１９をベアチップ１６に近接して配した本発明によれば、回路基板３の撓みに起因するベアチップ１６の破損を効果的に防止することができるので、電池パックの信頼性が格段に向上する。
【００１１】
外装カバー５側に保護壁１９を配した場合には、回路基板３と外装カバー５との組み付け作業時において僅かでも位置ずれが生じると、保護壁１９がベアチップ１６に接触して、ベアチップ１６を破損させるおそれがある。これに対して、回路基板３側に保護壁１９を配してあると、ベアチップ１６と保護壁１９との位置精度を良好に確保することができるので、保護壁１９をベアチップ１６の近傍位置に確実に位置させることが可能となる。このことは、保護壁１９によるベアチップ１６に対する保護機能が良好に発揮されることを意味し、結果として、電池パック１の信頼性向上に資する。
【００１２】
保護壁１９の取付端子２０を回路基板３に半田付するようにすると、例えばチップ抵抗等の電子部品を回路基板３に実装することに用いる自動チップ実装機により、他の電子部品と共に保護壁１９を回路基板３に配置して半田付することができ、保護壁１９を設けたことに伴う製造工程の増加を抑えて、電池パック１の製造コストの増加を抑えることができる。
【００１３】
保護壁１９の上面がベアチップ１６の上面よりも上方に位置していると、外装カバー５が下方に沈み込むように撓んだ場合でも、該外装カバー５に保護壁１９の上面が先当たりして、外装カバー５を受け止めることができる。これにて、ベアチップ１６に外装カバー５が接触することを効果的に防ぐことができるので、ベアチップ１６の破損を効果的に防ぐことができる。
【００１４】
保護壁１９は、少なくともベアチップ１６の対向する二つの辺に沿って配置することが好ましい。これによれば、ベアチップ１６を挟む二つの保護壁１９・１９を少なくとも配置することができるため、これら保護壁１９・１９で挟まれた回路基板３の領域の剛性向上を図り、ベアチップ１６の破損を効果的に防ぐことができる。撓んだ外装カバー５を両保護壁１９・１９の上面で確実に受け止めることができるため、外装カバー５がベアチップ１６に接触することも確実に防止できる。
【００１５】
外装カバー５が、素電池２に貼り付けられるラベル９の一部９ａによって素電池２に固定されると、製品名や品番等を表示するために電池パック１に貼り付けられるラベル９を有効に使って、外装カバー５を素電池２に固定できる。したがって、例えば、ラベル９の電池パック１への貼り付けとは別の工程において、外装カバー５を接着剤等で素電池２に固定する場合よりも、電池パック１の製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１から図６に、本発明に係る電池パックの実施形態を示す。図５および図６に示すように、電池パック１は、扁平角型形状の素電池２と、該素電池２の上面に配置される左右横長の回路基板３と、素電池２の上面の左右両端間にわたって伸びていて回路基板３を覆う合成樹脂製の外装カバー５と、素電池２の上面から左面にわたって配置されるＬ字状の負極リード６と、素電池２の上面から右面にわたって配置されるＬ字状の正極リード７と、該リード６・７と素電池２の左右面および下面とを覆う合成樹脂製のコ字状フレーム８と、該フレーム８および素電池２の前後面に貼り付けられる絶縁性のラベル９（図４参照）とを有する。該ラベル９には、製品名および品番等が表示される。
【００１７】
素電池２は、充放電が可能なリチウムイオン電池等の二次電池等からなり、上下左右の寸法に比べて前後厚み寸法（図６では紙面の裏表方向）が小さい扁平な直方体形状に形成される。素電池２の内部には、電極体と電解液とが封入されており、電極体の負極が、素電池２内において、素電池２の左面に突出状に配置した負極端子１０に接続される。負極端子１０は、絶縁パッキン１１によって素電池２の外装缶２ａから絶縁される。該外装缶２ａは、アルミニウムまたはその合金等からなり、該外装缶２ａの内面に電極体の正極が接続される。これにて、素電池２の外装缶２ａが電極体の正極と同電位になる。
【００１８】
負極リード６は、回路基板３の下面の左端に設けた負極タグ１２と、素電池２の負極端子１０とを接続する。正極リード７は、回路基板３の下面の右端に設けた正極タグ１３と、素電池２の右面とを接続する。リード６・７および回路基板３のタグ１２・１３は、絶縁性の両面テープ１４によって素電池２に固定される。
【００１９】
回路基板３の上面には、外部機器に接続するための三個の外部接続端子１５および素電池２の充放電電流等を制限する保護回路等が配置される。各外部接続端子１５は、図５に示すように、回路基板３の上面の右半部分において、左右方向に並べて配置される。回路基板３の上面の左半部分には、保護回路の構成部品であるＦＥＴチップ（ベアチップ）１６と、充放電制御用のＩＣチップ１７と、チップ抵抗等のチップ部品が実装（配置）される。ＩＣチップ１７は、シリコンウェハからなるチップを絶縁性の合成樹脂等で被覆して形成してある。ＦＥＴチップ１６は、合成樹脂で被覆されていない扁平な四角形状のチップである。ＦＥＴチップ１６の前後および左右方向の寸法は、前記樹脂で被覆されたＩＣチップ１７の前後および左右方向の寸法よりも大きなものとなっている。
【００２０】
回路基板３の上面において、ＦＥＴチップ１６の左右には、図１に示すように立板形状の保護壁１９・１９が近接して固定される。各保護壁１９は、セラミック、耐熱性樹脂またはガラス繊維を含有する合成樹脂等の強度に優れた素材からなり、図３に示すようにＦＥＴチップ１６の対向する左右二つの辺に沿ってそれぞれ配置される。各保護壁１９の前後寸法は、図２に示すようにＦＥＴチップ１６の前後寸法以上である。図１および図２に示すように、回路基板３に固定された状態において、各保護壁１９は、その上面はＦＥＴチップ１６の上面よりも上方に位置している。
【００２１】
具体的には、各保護壁１９の上下高さ寸法は、０．８〜１．２ｍｍに設定される。各保護壁１９の左右幅寸法は、０．２〜０．４ｍｍに設定される。各保護壁１９とＦＥＴチップ１６との間隔は、０．１〜０．８ｍｍに設定される。ＦＥＴチップ１６の上下高さ寸法は、０．６ｍｍである。各保護壁１９の前後寸法は、ＦＥＴチップ１６の前後寸法よりも僅かに大きいことが好ましい。なお、回路基板３の前後寸法は、３ｍｍであるが、３ｍｍ以下であってもよい。
【００２２】
保護壁１９の下端部には、図１および図３に示すように、保護壁１９を回路基板３に固定するための取付端子２０が設けられる。取付端子２０は、銅またはニッケル等を素材としており、例えば無電解メッキ法によって保護壁１９の下端部を前後両端間にわたって覆うように形成される。回路基板３の上面において、保護壁１９の配置箇所の前後、すなわち各保護壁１９の長さ方向の両端には、銅箔製のランド２１・２１が設けられており、各保護壁１９の取付端子２０が回路基板３のランド２１・２１に半田付されることで、各保護壁１９が回路基板３に固定される。
【００２３】
ＦＥＴチップ１６の下面には複数個の半田接合部２２が配置されており、該半田接合部２２を介してＦＥＴチップ１６が回路基板３上の配線パターン（不図示）に接続される。なお、ＦＥＴチップ１６と回路基板３との間には、エポキシ等のアンダーフィル（樹脂）２３が充填されていてもよい。ＩＣチップ１７、チップ抵抗および保護壁１９・１９は、回路基板３の所定の実装位置に、例えば自動チップ実装機で配置されて半田付される。
【００２４】
外装カバー５の上壁２５は、図５に示すように、左半部分２５ａが該上壁の右半部分２５ｂよりも上側に位置するように左右中間部で折れ曲がっている。かかる外装カバー５の上壁２５の左半部分２５ａと回路基板３との間には空間が形成されており、該外装カバー５の上壁２５の左半部分２５ａに臨む回路基板３上に、ＦＥＴチップ１６、ＩＣチップ１７、チップ抵抗および保護壁１９・１９等が配置される。
【００２５】
外装カバー５の上壁２５の左半部分２５ａの下面において、回路基板３の左端部と中央部とに臨む箇所には、左右一対の補強リブ２６・２６がそれぞれ下向きに突出形成されている。各補強リブ２６の下端は、回路基板３の上面まで伸びて該回路基板３の上面に当接している。これにて回路基板３が、外装カバー５の補強リブ２６・２６で押さえられ、衝撃等で素電池２の上面から浮き上がることが防止される。
【００２６】
外装カバー５の上壁２５の右半部分２５ｂは、回路基板３の右半部分の上面にほぼ接しており、該上壁２５の右半部分２５ｂには、回路基板３の各外部接続端子１５を電池パック１の外表面に露出させる三個の窓口２７が左右方向に並べて形成される。そして、各外部接続端子１５に外部機器の接続端子が接触することで、素電池２への充放電電流の入出力が可能になる。外装カバー５は、図２に示すように、該上壁２５の周縁から下向きに側壁２９が折り曲げ形成されている。
【００２７】
ラベル９がフレーム８および素電池２の前後面に貼り付けられることで、フレーム８が素電池２に固定される。ラベル９の一部９ａが、図４に示すように、外装カバー５の左右両端部をそれぞれ覆うように貼り付けられ、これにて外装カバー５が素電池２に固定される。外装カバー５の左右には、前記ラベル９の一部９ａが係合する係合凹部３０・３０（図６）がそれぞれ形成される。またラベル９の上端部が、図２に示すように、外装カバー５の下端部に貼り付けられ、これによっても外装カバー５が素電池２に固定される。
【００２８】
このように、回路基板３上に保護壁１９・１９を配置したので、当該保護壁１９・１９の配設部分、およびその近接部分における回路基板３の剛性の向上を図り、これら部分が不用意に撓むことを効果的に防止することができる。しかもＦＥＴチップ１６を挟むように、二つの保護壁１９・１９を配置しているので、これら保護壁１９・１９で挟まれた回路基板３の領域の剛性向上がより図られ、ＦＥＴチップ１６の破損を効果的に防ぐことができる。また撓んだ外装カバー５を両保護壁１９・１９の上面で確実に受け止めることができるため、外装カバー５がＦＥＴチップ１６に接触することもより確実に防止できる。特に、本実施形態の保護壁１９・１９はそれぞれ前後方向に伸びているので、前後方向にはより撓み難いことになる。また、製造時にＦＥＴチップ１６と回路基板３との間にアンダーフィル２３を充填する場合には、そのアンダーフィル２３が固化する前に周辺に流れて広がることが、保護壁１９・１９によって阻止される。
【００２９】
各保護壁１９の上面が、ＦＥＴチップ１６の上面よりも上方に位置するので、外装カバー５が下方に沈み込むように撓んだ場合でも、該外装カバー５に各保護壁１９の上面が先当たりして、外装カバー５を確りと受け止めることができる。これにて、ＦＥＴチップ１６と外装カバー５の上壁２５との接触でＦＥＴチップ１６が破損することも防止される。
【００３０】
なお、各保護壁１９の上面は、図１に示すように外装カバー５の上壁２５に接していないが、外装カバー５の上壁２５に接すように各保護壁１９の上下高さ寸法を設定してもよい。保護壁１９は、ＦＥＴチップ１６の四周辺のうちの少なくとも一辺に沿って配置されていればよく、例えばＦＥＴチップ１６の前後辺のうちの少なくとも一辺に沿って保護壁１９を配置してもよい。ＦＥＴチップ１６の前後に保護壁１９を配置すると、回路基板３が左右方向により撓み難くなる。
【００３１】
複数個のＦＥＴチップ１６を回路基板３に配置してもよい。この場合にも、各ＦＥＴチップ１６に近接させて、各ＦＥＴチップ１６の四周辺のうちの少なくとも一辺に沿って保護壁１９をそれぞれ配置することになる。また、ＩＣチップ１７が樹脂で被覆されていない場合には、該ＩＣチップ（ベアチップ）１７の四周辺のうちの少なくとも一辺に沿って保護壁１９を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る電池パックの要部を示す縦断正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係る回路基板の要部を示す斜視図である。
【図４】本発明の電池パックの正面図である。
【図５】本発明の電池パックの縦断正面図である。
【図６】電池パックの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  電池パック
２  素電池
３  回路基板
５  外装カバー
９  ラベル
９ａ  ラベルの一部
１６  ＦＥＴチップ
１９  保護壁
２０  取付端子
２１  ランド
【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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