(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板の表面に複数の金属端子部を備えると共に、当該金属端子部を露出させた状態で、前記配線基板の表面を絶縁性の樹脂により被覆してなり、前記複数の金属端子部の間には前記樹脂からなる隔壁を備えると共に、前記金属端子部間に配される配線基板の表面には孔を備え、当該孔内に前記隔壁を構成する樹脂の一部を充填してあることを特徴とする端子を備えた配線基板。
【請求項２】
前記樹脂が、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂のいずれか一種からなることを特徴とする請求項１に記載の端子を備えた配線基板。
【請求項３】
バッテリーセルの少なくとも一側面に配した配線基板の表面に複数の金属端子部を備えると共に、当該金属端子部を露出させた状態で、前記配線基板の表面を絶縁性の樹脂で被覆したバッテリーモジュールであって、前記複数の金属端子部の間には前記樹脂からなる隔壁を備えると共に、前記金属端子部間に配される配線基板の表面には孔を備え、当該孔内に前記隔壁を構成する樹脂の一部を充填してあることを特徴とするバッテリーモジュール。
【請求項４】
前記配線基板の表面を被覆する樹脂は、前記バッテリーセルと一体化されていることを特徴とする請求項３に記載のバッテリーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、端子を備えた配線基板と、これを用いたバッテリーモジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機等の携帯端末に用いられるバッテリーモジュールには、バッテリーセルと、バッテリーの充電制御及び電気的保護のための配線基板と、携帯端末本体に接続するコネクタとを備えたものがある（例えば、特開２０００−３１５４８３号公報参照）。
【０００３】
前記配線基板は、接続端子を介してバッテリーセルの正極端子と負極端子に各々接続された状態で、この配線基板と前記コネクタとを接続するハーネスを露出させてバッテリーセルと一体として樹脂で被覆成形される。樹脂は絶縁性の樹脂からなり、該樹脂によって被覆されることによって、配線基板が、外部に対して絶縁されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のバッテリーモジュールでは、コネクタおよびハーネスを露出状態に有する構造であるから、携帯端末へのバッテリーモジュールの装着時には、バッテリーモジュール本体を位置決めした後に、携帯端末側のコネクタにバッテリーモジュールのコネクタを接続する作業が必要である。このため、コネクタおよびハーネスをなくして、バッテリーモジュール本体に接続端子を一体的に設けることが望まれている。
【０００５】
バッテリーモジュール本体に接続端子を一体的に設ける構造では、接続端子を確実に絶縁していたコネクタを有しないので、新たな絶縁構造を設ける必要があるが、この際に、絶縁構造によってバッテリーモジュールの平坦さを損なわれないように構成する必要がある。
【０００６】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、バッテリーモジュールの平坦さを損なうことなく、バッテリーモジュール本体に一体的に設けた接続端子を確実に絶縁することができる端子を備えた配線基板と、これを用いたバッテリーモジュールを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、配線基板の表面に複数の金属端子部を備えると共に、当該金属端子部を露出させた状態で、前記配線基板の表面を絶縁性の樹脂により被覆してなり、前記複数の金属端子部の間には前記樹脂からなる隔壁を備えると共に、前記金属端子部間に配される配線基板の表面には孔を備え、当該孔内に前記隔壁を構成する樹脂の一部を充填してあることを特徴とする端子を備えた配線基板を提案している。
【０００８】
この発明によれば、配線基板の表面を絶縁性の樹脂によって被覆することにより、配線基板の各配線や接続端子等が樹脂の絶縁性によって絶縁される。
この場合において、樹脂は、それ自体の接着性によって配線基板の表面に密着状態に保持されるが、その接着力のみでは、配線基板の表面に沿う方向の力に対しては、耐剥離強度が弱い。しかしながら、この発明によれば、配線基板の表面から配線基板の厚さ方向に設けられる孔内に配線基板の表面を被覆する樹脂の一部が充填されているので、その孔内に形成された樹脂の柱が孔の内面に係合することにより、配線基板の表面に沿う方向の力に対して高い耐剥離強度を達成することが可能となる。
また、孔内に樹脂を充填することにより、基板と樹脂との接着面積を広くすることでき、接着強度をも高めることが可能となる。
【００１０】
この発明によれば、配線基板の表面に配置された複数の金属端子部の間の配線基板の表面を絶縁性の樹脂によって被覆することにより、隣接する金属端子どうしが電気的に短絡しないように、樹脂の絶縁性によって絶縁される。
【００１１】
この場合において、隣接する金属端子部間に配されることとなる樹脂の隔壁は、その幅寸法を小さくせざるを得ないため、配線基板の表面との接着面積を大きく確保できない。このため、配線基板の表面との接着力のみでは、耐剥離強度を十分に確保できず、特に、配線基板の表面に沿う方向の耐剥離強度は弱い。しかしながら、この発明では、隔壁を構成する樹脂の一部が、配線基板の表面に設けた孔内に充填されているので、該孔内で硬化することにより形成された樹脂の柱が隔壁と一体的に構成される。その結果、接着面積の拡大による接着力の増大に加えて、配線基板の表面に沿う方向の耐剥離強度を高めることが可能となる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記樹脂が、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂のいずれか一種からなる端子を備えた配線基板を提案している。
これらの樹脂は、比較的低温低圧において成形することができるので、大がかりな射出成形装置が不要であり、極めて簡易に構成することが可能である。また、これらの樹脂は、それ自体の有する接着性が高いので、配線基板の表面等に密着し、剥離しないように保持される。さらに、これらの樹脂は、溶融時の粘性が低いので、基板にあけた小さい孔にも隙間なく充填され、該孔の内面に対して接着されるとともに、孔内に柱状部を形成して、配線基板の表面に沿う方向の耐剥離強度を向上する。
【００１３】
請求項３に係る発明は、バッテリーセルの少なくとも一側面に配した配線基板の表面に複数の金属端子部を備えると共に、当該金属端子部を露出させた状態で、前記配線基板の表面を絶縁性の樹脂で被覆したバッテリーモジュールであって、前記複数の金属端子部の間には前記樹脂からなる隔壁を備えると共に、前記金属端子部間に配される配線基板の表面には孔を備え、当該孔内に前記隔壁を構成する樹脂の一部を充填してあることを特徴とするバッテリーモジュールを提案している。
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記配線基板の表面を被覆する樹脂は、前記バッテリーセルと一体化されているバッテリーモジュールを提案している。
【００１４】
この発明によれば、バッテリーセルの側面に、金属端子部を有する平坦な配線基板を配置して、絶縁性の樹脂によって被覆することにより、バッテリーセルと配線基板とが一体化されるので、バッテリーセルの平坦さを活かした平坦なバッテリーモジュールを構成することができる。この場合に、配線基板に設けた孔内に樹脂の一部を充填することにより、孔内で硬化した樹脂が柱状に形成されて基板への密着力を高めるので耐剥離強度を向上することができる。
【００１５】
バッテリーモジュールの金属端子部は、それを取り付ける装置に組み込まれる際に、装置内に配されている電気接触子と接触させられるが、その際に、該電気接触子が樹脂にも接触または摩擦させられる場合がある。したがって、バッテリーモジュールの装置に対する着脱を繰り返すと、樹脂が剥離する可能性があるが、本発明によれば、耐剥離力が向上されているので、長期間にわたって健全な状態に維持されることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る端子を備えた配線基板およびこれを用いたバッテリーモジュールの一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、この発明に係る端子を備えた配線基板の絶縁構造１を示す斜視図である。本実施形態の絶縁構造１は、配線基板２の表面を樹脂層３により被覆することにより構成されている。配線基板２の表面には、図２に示されるように、外部の電気接触子（図示略）に電気的に接触させられる複数の金属端子部４が間隔をあけて配置されている。また、隣接する金属端子部４間に配される配線基板２には、その表面から板厚方向に複数の貫通孔５が設けられている。
【００１７】
前記樹脂層３は、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂のいずれかにより構成されている。
配線基板２の表面を樹脂層３で被覆するには、例えば、金型（図示略）内に配線基板２を配置した状態で、配線基板２の表面と金型の内面との間の形成したキャビティ内に、樹脂を流し込み、その後これを冷却して硬化させる。
【００１８】
上述した樹脂は、溶融時の粘度が低い（ポリアミド系樹脂は、１９０℃〜２１０℃程度に加熱されると、溶融して１４００〜２４００ｍＰａ・ｓ程度の粘度）ので、低温低圧（例えば、ポリアミド系樹脂で１９０℃〜２１０℃、０．３ＭＰａ〜０．４ＭＰａ）で射出することができ、配線基板２の表面のみならず配線基板２に設けた微細な（例えば、直径１ｍｍ以下の）貫通孔５にも容易に隙間なく密着するように注入される。
【００１９】
そして、樹脂が硬化すると、配線基板２の表面を被覆している樹脂層３は、基板表面２に露出する配線（図示略）や電子部品（図示略）を被覆する絶縁膜として機能する。また、隣接する金属端子部４の間に配される樹脂層３は、金属端子部４間を絶縁して電気的な短絡を防止する隔壁６として機能する。
本実施形態においては、隣接する金属端子部４の間に配置されている配線基板２の表面から該配線基板２の厚さ方向に貫通孔５が設けられているので、貫通孔５内に充填された樹脂は、図１に示されるように、前記隔壁６の下面から下方に延びる柱状に形成される。これらの柱状部７は配線基板２の表面に配されている隔壁６と一体的に形成される。
【００２０】
このように構成された本実施形態に係る絶縁構造１の作用について以下に説明する。
本実施形態の絶縁構造１によれば、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂のいずれかにより配線基板２の表面に絶縁性の樹脂層３が形成される。これらの樹脂は高い接着性を有するので、その接着力により、配線基板２の表面に密着状態に保持される。また、金属端子部４の間に配される隔壁６は、その幅寸法が狭く、配線基板２の表面との接着面積を大きく取ることができないが、隔壁６の下方に配される配線基板２に設けた貫通孔５に、隔壁６を構成する樹脂の一部を充填することにより、該貫通孔５の内面に密着する複数の柱状部７を設けているので、十分な接着面積が確保されることになる。
【００２１】
また、これらの樹脂は、高い接着性を有するが、図３に示されているように、配線基板２の表面に密着しているだけでは、配線基板２の表面に沿う方向から押されたときの耐剥離強度が低い。しかしながら、本実施形態の絶縁構造１によれば、図１および図４に示されているように、配線基板２の表面を被覆する樹脂層３の一部を配線基板２に設けた貫通孔５内に充填させて柱状部７を構成しているので、配線基板２の表面に沿う方向から押圧された場合においても、十分に高い耐剥離強度を有し、耐久的に良好な絶縁性を維持することができる。
【００２２】
なお、本実施形態においては、特に、大きな接着面積を確保できない隔壁６の部分に、柱状部７を形成することにより、その耐剥離強度を向上することとしたが、これに代えて、または、これとともに、隔壁６以外の他の部分において、配線基板２に貫通孔５を設け、該貫通孔５に充填する樹脂により、配線基板２の表面を被覆する樹脂層３と一体的な、任意の数の柱状部７を形成することにしてもよい。
【００２３】
また、樹脂を充填するために配線基板２に貫通孔５を設けることとしたが、これに代えて、非貫通孔としてもよく、同等の効果を得ることができる。さらに、孔の形状には何ら制限はなく、例えば、図５に示すように、樹脂層３で被覆される表面とは反対側の配線基板２の表面に配される貫通孔５の縁部に貫通孔５に連通する段部８を設け、貫通孔５に充填される樹脂が当該段部８によって形成された空間にも充填されるようにしてもよい。これにより、樹脂が硬化した後には当該段部８に配された樹脂が、柱状部７の先端にフランジ状に形成され、貫通孔５からの柱状部７の抜け止めとして機能するようになる。したがって、樹脂層３の耐剥離強度をさらに向上することができる。
【００２４】
次に、この発明に係るバッテリーモジュールの一実施形態について、図６および図７を参照して説明する。
本実施形態に係るバッテリーモジュール１０は、上記実施形態に係る絶縁構造１を利用している。
【００２５】
すなわち、本実施形態に係るバッテリーモジュール１０は、図６に示すように、平坦な板状のバッテリーセル１１の一側面に配置された配線基板２をポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂のいずれかからなる樹脂層３によってバッテリーセル１１に一体的に固定したものである。
図７は、樹脂層３によって被覆する前のバッテリーセル１１および配線基板２を示す斜視図である。この図によれば、配線基板２には、上記実施形態と同様に、複数の金属端子部４が間隔をあけて配置されている。また、隣接する金属端子部４の間の配線基板２には、厚さ方向に貫通孔５が形成されている。配線基板２は、図示しない方法により、バッテリーセル１１の電極１２に電気的に接続されている。
【００２６】
したがって、本実施形態に係るバッテリーモジュール１０では、配線基板２に形成された貫通孔５に、金属端子部４間を絶縁する隔壁６を構成する樹脂層３の一部が充填される。その結果、隔壁６の下面から配線基板２の貫通孔５内に延びる樹脂の柱状部（図示略）が形成され、その側面の面積分の接着面積が確保されるとともに、配線基板２の表面に沿う方向の力に対して、隔壁６の耐剥離強度を向上することが可能となる。
【００２７】
このように構成されたバッテリーモジュール１０では、配線基板２を平坦な板状のバッテリーセル１１の一側面に一体的に固定しているので、バッテリーモジュール１１全体を平坦に構成することができるとともに、金属端子４に接続するケーブルやコネクタを排除して、低インピーダンス化、低コスト化を図ることができる。
【００２８】
また、金属端子部４間に絶縁性の隔壁６を設けることにより、誤ってバッテリーモジュール１０を導電性のある台上に置いても、金属端子部４間が電気的に短絡されることがなく、健全性を維持することができる。さらに、隔壁６の耐剥離強度が向上されているので、外部の接触子によって隔壁に力が加えられても、剥がれにくく、耐久的に使用することができる。
【００２９】
なお、本実施形態においては、隔壁６のみに樹脂の柱状部を設けることにしたが、これに代えて、またはこれとともに、隔壁６以外の部分に配される配線基板２に貫通孔５をあけて、そこを被覆する樹脂層３の一部を充填することにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は以下の効果を奏する。
配線基板の表面を絶縁性の樹脂によって被覆することにより、簡易な製造装置によって絶縁構造を構成することができる。樹脂自体の接着性に加えて、配線基板の表面に設けた孔内に形成される樹脂の柱状部により、高い耐剥離強度を達成することができる。
したがって、耐久的に高い絶縁性能を発揮する絶縁構造を有する端子を備えた配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る端子を備えた配線基板の絶縁構造を示す斜視図である。
【図２】  図１の絶縁構造を有する端子を備えた配線基板を示す斜視図である。
【図３】  図１の絶縁構造の貫通孔の設けられていない隔壁部分を示す縦断面図である。
【図４】  図１の絶縁構造の貫通孔が設けられている隔壁部分を示す縦断面図である。
【図５】  柱状部の他の例を示す縦断面図である。
【図６】  図１の端子を備えた配線基板を適用したバッテリーモジュールを示す斜視図である。
【図７】  図６のバッテリーモジュールの樹脂層成形前の状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１絶縁構造、２配線基板、３樹脂層、４金属端子部、５貫通孔（孔）、６隔壁、７柱状部、１０バッテリーモジュール
【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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