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1. (WO2015178583) BOÎTIER DE CIRCUIT DE PROTECTION DE BATTERIE QUI PEUT ÊTRE ATTACHÉ À UN SUPPORT ET DÉTACHÉ DE CE DERNIER, SUPPORT SUR LEQUEL UN BOÎTIER DE CIRCUIT DE PROTECTION DE BATTERIE PEUT ÊTRE FIXÉ, OU DUQUEL CE DERNIER PEUT ÊTRE DÉTACHÉ, ET BLOC DE BATTERIES COMPRENANT CE DERNIER
Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

4  

과제 해결 수단

5   6   7   8   9   10   11   12  

발명의 효과

13  

도면의 간단한 설명

14   15   16   17  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8  

도면

1a   1b   1c   2a   2b   2c   2d   2e   3a   3b   3c   3d   4a   4b   4c   4d  

명세서

발명의 명칭 : 홀더에 탈부착이 가능한 배터리 보호회로 패키지 및 배터리 보호회로 패키지가 탈부착이 가능할 수 있는 홀더, 이를 포함하는 배터리 팩

기술분야

[1]
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홀더에 탈부착이 가능한 배터리 보호회로 패키지 및 배터리 보호회로 패키지가 탈부착이 가능할 수 있는 홀더, 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.

배경기술

[2]
일반적으로 휴대폰, PDA 등의 휴대단말기 등에 배터리가 사용되고 있다. 리튬이온 배터리는 휴대단말기 등에 가장 널리 사용되는 배터리로 과충전, 과전류 시에 발열하고, 발열이 지속되어 온도가 상승하게 되면 성능열화는 물론 폭발의 위험성까지 갖는다. 따라서, 통상의 배터리에는 과충전, 과방전 및 과전류를 감지하고 차단하는 보호회로모듈이 실장되어 있거나, 배터리 외부에서 과충전, 과방전, 발열을 감지하고 배터리의 동작을 차단하는 배터리 보호회로 패키지를 설치하여 사용할 수 있다. 그러나, 배터리 보호회로 패키지를 구성하는 프로텍션 집적회로(protection integrated circuit)와 전계효과 트랜지스터(fieled effect transistor, FET), 저항, 및 커패시터 등이 차지하는 공간이 너무 커서 배터리 팩의 소형화에 한계가 있다는 문제점이 있다.
[3]
또한, 기존의 보호회로의 경우, 배터리 셀에 맞추어 개별 생산된 보호회로모듈을 활용하게 되는데, 이는 신규 모델이 개발될 경우 기존의 PCM 또는 PCB를 활용하지 못하여 신규모델에 대응한 개발시 추가적으로 많은 개발 비용과 시간이 소모되고 있다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[4]
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 신규모델에 대해서도 기존 개발된 패키지를 활용 가능하게 하여 추가적으로 많은 개발비용과 시간이 소모되는 것을 감소시키기 위한 홀더에 탈부착이 가능한 배터리 보호회로 패키지 및 배터리 보호회로 패키지가 탈부착이 가능할 수 있는 홀더, 이를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

과제 해결 수단

[5]
본 발명의 일 관점에 따르면, 홀더에 탈부착이 가능한 카드 타입의 배터리 보호회로 패키지는 기판; 상기 기판 상에 실장되며, 프로텍션(protection) IC, 전계효과 트랜지스터(FET) 및 적어도 하나 이상의 수동소자를 포함하는 보호회로 소자; 상기 보호회로 소자를 밀봉하고, 일면과 반대면인 타면을 가지는, 봉지재; 상기 봉지재로부터 외부로 돌출되지 않으면서 상기 봉지재의 일면에 노출되며, 외부기기와 전기적으로 연결될 수 있는, 복수의 외부연결단자; 및 상기 봉지재로부터 외부로 돌출되지 않으면서 상기 봉지재의 타면에 노출되며, 배터리 베어셀과 전기적으로 연결될 수 있는, 제 1 내부연결단자 및 제 2 내부연결단자;를 포함할 수 있다.
[6]
상기 기판은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)을 포함하고, 상기 제 1 내부연결단자, 상기 제 2 내부연결단자 및 상기 외부연결단자는 이격된 복수의 리드들을 구비하는 리드프레임을 포함할 수 있다.
[7]
상기 기판, 상기 제 1 내부연결단자, 상기 제 2 내부연결단자 및 상기 외부연결단자는 이격된 복수의 리드들을 구비하는 리드프레임을 포함할 수 있다.
[8]
상기 배터리 보호회로 패키지는 홀더 내의 내부공간에 삽입될 수 있는 카드 타입 형상을 가질 수 있다.
[9]
본 발명의 다른 관점에 따르면, 배터리 보호회로 패키지가 탈부착이 가능할 수 있는 홀더는 상기 배터리 보호회로 패키지가 삽입되어 실장될 수 있는 내부공간을 포함하는 바디부; 상기 바디부의 상부면에는 상기 배터리 보호회로 패키지의 외부연결단자가 노출될 수 있는 관통홀이 형성되고, 상기 바디부의 하부면에는 상기 배터리 보호회로 패키지의 제 1 내부연결단자 및 제 2 내부연결단자와 각각 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있는 제 1 보호회로 접촉부 및 제 2 보호회로 접촉부; 및 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결되면서, 상기 제 1 보호회로 접촉부 및 상기 제 2 보호회로 접촉부와 각각 전기적으로 연결될 수 있는, 제 1 셀 접촉부 및 제 2 셀 접촉부;를 포함할 수 있다.
[10]
상기 배터리 보호회로 패키지가 상기 내부공간 내에 삽입될 때 상기 내부공간에 볼록한 형상으로 돌출되어 형성된 상기 제 1 보호회로 접촉부 및 상기 제 2 보호회로 접촉부의 형상이 변형되면서 발생하는 탄성력을 포함하는 고정메커니즘에 의하여 상기 배터리 보호회로 패키지가 고정될 수 있고, 상기 내부공간에 형성된 탈착장치에 연동되어 상기 제 1 보호회로 접촉부 및 상기 제 2 보호회로 접촉부의 형상이 추가로 변형되어 상기 탄성력을 제어함으로써 상기 내부공간에 삽입고정된 상기 배터리 보호회로 패키지를 상기 내부공간으로부터 탈착시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
[11]
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 배터리 팩은 배터리 베어셀; 및 상기 배터리 베어셀의 상면에 배치되는, 상기 배터리 보호회로 패키지가 탈부착이 가능할 수 있는 홀더;를 포함할 수 있다.
[12]
상기 홀더의 내부공간에 삽입되어 배치된 배터리 보호회로 패키지를 더 포함하고, 상기 배터리 보호회로 패키지의 상기 제 1 내부연결단자와 상기 홀더의 상기 제 1 보호회로 접촉부가 접촉되며, 상기 홀더의 제 1 보호회로 접촉부와 연결되어 있는 상기 홀더의 상기 제 1 셀 접촉부는 상기 배터리 베어셀의 상부면에 형성된 제 1 극성의 전극단자와 접촉되어, 전기적으로 연결되고, 상기 배터리 보호회로 패키지의 상기 제 2 내부연결단자와 상기 홀더의 상기 제 2 보호회로 접촉부가 접촉되며, 상기 홀더의 제 2 보호회로 접촉부와 연결되어 있는 상기 홀더의 상기 제 2 셀 접촉부는 상기 배터리 베어셀 상부면의 중앙에 위치한 제 2 극성의 전극단자와 접촉되어, 전기적으로 연결될 수 있다.

발명의 효과

[13]
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 탈부착이 가능한 보호회로 패키지로 규격화된 보호회로 패키지를 사용함으로써, 신규모델에 대해서도 기존 개발된 보호회로 패키지를 활용가능하게 하여 추가적인 개발 비용과 시간을 감소할 수 있는, 홀더에 탈부착이 가능한 배터리 보호회로 패키지 및 배터리 보호회로 패키지가 탈부착이 가능할 수 있는 홀더, 이를 포함하는 배터리 팩을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도면의 간단한 설명

[14]
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성도이다.
[15]
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 구성도이다.
[16]
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 각 구성별 평면도이다.
[17]
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성요소를 도시하는 사시도이다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[18]
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
[19]
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접합하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
[20]
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
[21]
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
[22]
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
[23]
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
[24]
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성도이다.
[25]
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 도 1a는 배터리 셀(10)의 상면에 제 1 극성의 전극단자(12a, B+) 및 제 2 극성의 전극단자(12b, B-)가 형성되어 있을 수 있다. 상기 각각 다른 극성의 전극단자(12a, 12b)는 배터리 셀(10)의 상부의 어느 위치에나 형성될 수 있으며, 반드시 도면에서 표기된 위치에 설계될 필요는 없다.
[26]
도 1b를 참조하면, 배터리 셀(10)의 상면에 홀더(30)가 물리적으로 고정될 수 있다. 상기 홀더(30)는 배터리 보호회로 패키지(20)가 탈부착이 가능하도록 내부공간을 포함하는 바디부를 구비할 수 있다. 또한, 홀더(30)는 상기 바디부의 내부공간에 배터리 보호회로 패키지(20)가 삽입되어 실장될 수 있으며, 배터리 보호회로 패키지(20)의 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d)이 노출될 수 있는 관통홀(39)이 형성될 수 있다.
[27]
배터리 보호회로 패키지(20)는 상부면에 복수의 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d)을 포함할 수 있다. 이 배터리 보호회로 패키지(20)는 배터리 셀(10)의 상면에 결합된 홀더(30)의 일 측면의 내부공간을 포함하는 바디부에 삽입될 수 있다. 배터리 보호회로 패키지(20)의 상세한 설명은 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 후술한다.
[28]
도 1c는 상기 배터리 셀(10)의 상부면에 물리적으로 결합된 홀더(30)의 내부공간에 배터리 보호회로 패키지(20)가 삽입된 배터리 팩(1)을 보여주는 사시도이다. 홀더(30)의 상부면에 형성된 관통홀(39)을 통해 배터리 보호회로 패키지(20)의 상부면에 형성된 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d)이 외부기기와 전기적으로 연결되도록 노출될 수 있다.
[29]
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 구성도이다.
[30]
도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 보호회로 패키지(20)는, 예를 들어, 기판(20a)으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)을 포함할 수 있다. 또는, 세라믹 기판 및 글래스 기판도 포함할 수 있다. 본 발명에서는 예시적으로 인쇄회로기판을 적용하여 후술한다.
[31]
제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)는 상기 기판(20a)의 양 측면에 형성될 수 있으며, 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d)은 기판(20a)의 하부면에 형성될 수 있다. 또, 상기 기판 상에 보호회로 소자(21)가 형성되어 배터리 보호회로 패키지의 내부를 구성할 수 있다.
[32]
한편, 제 1 내부연결단자(22a), 제 2 내부연결단자(22b) 및 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d)은 이격된 복수의 리드들을 구비하는 리드프레임을 포함할 수도 있다. 리드프레임은 니켈, 구리, 니켈 도금된 구리 또는 기타 금속으로 이루어질 수 있다. 또는, 상기 리드프레임이 아닌, 도전성의 금속 플레이트면 적용가능하다.
[33]
제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)는 기판(20a)의 양측면에 배치되고, 후공정에서 "ㄱ"자 형상으로 절곡되어 형성될 수 있다. 만약, 복수의 리드들을 구비하는 리드프레임을 기판으로 사용할 경우, 종래의 배터리 보호회로 모듈 패키지를 그대로 사용할 수 있다. 인쇄회로기판 없이 상기 리드프레임만으로 기판을 구성하면, 기존의 배터리 보호회로 모듈 패키지의 양 측면에 형성된 제 1 내부연결단자 및 제 2 내부연결단자를 "ㄷ"자 형상으로 절곡하여 적용할 수 있다. 이 경우, 신규 배터리 보호회로 패키지의 개발비용 및 시간이 많이 소모되지 않을 수 있어, 경제적으로 유리하다. 이와 관련된 상세한 설명은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 후술한다.
[34]
또한, 상기 기판(20a) 상에 실장되며, 프로텍션(protection) IC(21c), 전계효과 트랜지스터(FET)(21b) 및 적어도 하나 이상의 수동소자(21a)를 포함하는 보호회로 소자(21)를 포함할 수 있다.
[35]
프로텍션 IC(21c)의 내부는 기준전압 설정부, 기준전압과 충방전 전압을 비교하기 위한 비교부, 과전류 검출부, 충방전 검출부를 구비하고 있다. 여기서 충전 및 방전상태의 판단 기준은 유저가 요구하는 스펙(SPEC)으로 변경이 가능하며 그 정해진 기준에 따라 프로텍션 IC(21c)의 각 단자별 전압차를 인지하여 충ㆍ방전상태를 판정한다.
[36]
프로텍션 IC(21c)는 방전시에 과방전상태에 이르게 되면, DO단자는 로우(LOW)로 되어 제 1 FET(FET1)를 오프시키고, 과충전 상태에 이르게 되면 CO단자가 로우로 되어 제 2 FET(FET2)를 오프시키고, 과전류가 흐르는 경우에는 충전시에는 제 2 FET(FET2), 방전시에는 제 1 FET(FET1)를 오프시키도록 구성되어 있다.
[37]
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 보호회로는 예시적이고, 전계효과 트랜지스터(FET, 21b) 또는 수동소자(21a)의 구성이나 수, 배치 등은 배터리 보호회로 패키지(20)의 부가 기능에 따라서 적절하게 변형될 수 있다.
[38]
수동소자(21a)는 리드프레임 상에 삽입되어 고정되는 것이 아니라 표면실장기술(Surface Mounting Technology)에 의하여 리드프레임의 표면 상에 실장되어 고정된다. 상기 프로텍션 IC(21c) 및 상기 전계효과 트랜지스터(21b)는, 상기 실장 리드프레임 상에 반도체 패키지 형태로 삽입되어 고정되는 것이 아니라, 표면실장기술에 의하여 상기 실장 리드프레임의 표면의 적어도 일부 상에, 별도의 봉지재로 밀봉되지 않은 칩 다이(chip die) 형태로, 실장되어 고정될 수 있다. 나아가, 상기 프로텍션 IC(21c), 상기 전계효과 트랜지스터(21b) 및 상기 복수의 실장용 리드들로 이루어진 군에서 선택된 어느 두 개를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어 또는 본딩 리본을 포함하는 전기적 연결부재를 더 구비함으로써, 별도의 인쇄회로기판을 사용하지 않고 배터리 보호회로 패키지(20)를 구성할 수 있다.
[39]
기판(20a)으로 이격된 복수의 실장용 리드들을 가지는 실장 리드프레임을 포함하는 경우에서는, 본딩 와이어나 본딩 리본과 같은 전기적 연결부재를 실장 리드프레임 상에 배치하여 회로를 구성하므로, 배터리 보호회로 패키지(20)를 구성하기 위한 실장 리드프레임을 설계하고 제조하는 과정이 단순화할 수 있다는 중요한 이점을 가진다.
[40]
만약, 본 발명의 실시예들에서 설명한 전기적 연결부재를 배터리 보호회로를 구성함에 있어서 도입하지 않는다면 실장 리드프레임을 구성하는 복수의 리드들의 구성이 매우 복잡하게 되므로 적절한 실장 리드프레임을 효과적으로 제공하는 것이 용이하지 않을 수 있다.
[41]
그리고, 실장 리드프레임으로 기판(20a)을 구성하는 경우에서는, 프로텍션 IC(21c), 및 전계효과 트랜지스터(21b)가 실장 리드프레임 상에 반도체 패키지의 형태로 삽입되어 고정되는 것이 아니라 표면실장기술(Surface Mounting Technology)에 의하여 실장 리드프레임의 표면의 적어도 일부 상에, 별도의 봉지재로 밀봉되지 않은 웨이퍼에서 소잉(sawing)된 칩 다이(chip die) 형태로, 실장되어 고정될 수 있다. 여기에서, 칩 다이(chip die)라 함은 어레이 형태의 복수의 구조체(예를 들어, 프로텍션 IC, 및 전계효과 트랜지스터)가 형성된 웨이퍼 상에 별도의 봉지재로 밀봉하지 않고 소잉 공정을 수행하여 구현된 개별적인 구조체를 의미한다. 즉, 실장 리드프레임 상에 프로텍션 IC(21c), 및 전계효과 트랜지스터(21b)를 실장할 때에는 별도의 봉지재로 밀봉하지 않은 상태에서 실장한 이후에, 후속의 봉지재(26)에 의하여 상기 프로텍션 IC(21c), 및 전계효과 트랜지스터(21b)를 밀봉하므로, 배터리 보호회로 패키지(20)를 구현함에 있어서 봉지재(26)를 형성하는 공정을 한 번만 수행할 수 있다. 이에 반하여, 수동소자(21a), 프로텍션 IC(21c), 및 전계효과 트랜지스터(21b)를 인쇄회로기판에 별도로 삽입하여 고정하거나 실장하는 경우는, 각 부품에 대하여 한 번의 몰딩 공정이 먼저 필요하고, 인쇄회로기판 상에 고정하거나 실장한 이후에 실장된 각 부품에 대하여 또 한 번의 몰딩 공정이 추가로 필요하므로, 제조공정이 복잡하고 제조비용이 높아진다.
[42]
나아가, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 보호회로 패키지의 소자 패키지에서 리드프레임을 사용하는 경우, 인쇄회로기판(PCB) 상에 보호회로 소자(21)를 실장하는 경우에 비해서, 전체 높이를 획기적으로 줄일 수 있다는 효과를 기대할 수 있다. 즉, 인쇄회로기판은 통상적으로 약 2mm의 두께를 가짐에 반하여 리드프레임은 약 0.8 mm의 두께를 가지므로, 두께의 차이만큼 배터리를 소형화시키거나 또는 두께의 차이만큼 배터리 크기를 키울 수 있어서 고용량화를 구현할 수 있다.
[43]
도 2a 및 2b에 의하면, 상기 보호회로 소자(21)를 봉지재(26)를 사용하여 밀봉한다. 봉지재(26)는, 예를 들어, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)를 포함할 수 있다.
[44]
봉지재(26)로부터 외부로 돌출되지 않으면서 표면만 상기 봉지재(26)의 일면에 노출되며, 외부기기와 전기적으로 연결될 수 있는 복수의 외부연결단자(24a, 24b, 24c, 24d) 및 상기 봉지재(26)로부터 외부로 돌출되지 않으면서 표면만 상기 봉지재(26)의 타면에 노출되고, 배터리 보호회로 배터리 베어셀(10)과 전기적으로 연결될 수 있는, 제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)를 포함할 수 있다.
[45]
또한, 상기 제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)도 상기 봉지재(26)로부터 외부로 돌출되지 않으면서 표면만 상기 봉지재(26)의 일면에 노출되며, 이는 추후 결합될 홀더에 배터리 보호회로 패키지(20)의 삽입이 용이하게 할 수 있다.
[46]
상기 제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)는 충전시에는 충전기에 연결되고, 방전시에는 배터리 전원에 의하여 동작되는 전자기기(예, 휴대단말기 등)와 연결되기 위한 제 1 내지 제 3 외부연결단자들(P+, CF, P-)을 구비한다. 여기서 제 1 내지 제 3 외부연결단자들(P+, CF, P-) 중 제 1 외부연결단자(P+) 및 제 3 외부연결단자(P-)는 전원공급을 위한 것이고, 나머지 하나의 외부연결단자인 제 2 외부연결단자(CF)는 배터리를 구분하여 배터리에 맞게 충전을 하도록 한다. 또한, 충전시 배터리 온도로 감지하는 부품인 써미스터(Themistor)를 적용할 수 있으며, 기타 기능이 적용되고 단자로서 활용될 수 있다.
[47]
본 발명에서는 일 실시예로 제 4 외부연결단자(NFC)가 추가로 형성되어 있으며, 근거리 자기장 통신(NFC, Near Field Communicatiojn)을 지원할 수 있다. 부가되는 NFC 회로는, 예를 들어, NFC 접속단자 및 NFC 매칭 소자를 포함할 수 있다. NFC 안테나는, 예를 들어, 루프 형태의 안테나일 수 있다. NFC 안테나의 단부가 NFC 접속단자와 접촉되면, NFC 매칭 소자와 NFC 안테나가 전기적으로 연결되어 폐루프(closed loop)를 형성할 수 있다. NFC 매칭 소자는, 예를 들어, 주파수 매칭용 커패시터일 수 있다. 예를 들어, NFC 루프 안테나의 양 끝단이 상기 NFC 매칭 소자인 커패시터와 연결되어 폐루프를 형성하고, NFC 안테나와 상기 커패시터에서 발생하는 공진을 이용하여 13. 56MHz의 NFC 통신용 주파수 영역을 생성하여 NFC 디바이스와 통신할 수 있다. 물론, 본 발명의 기술적 사상이, 도면에 도시된 외부연결단자(24a, 24b, 24c, 24d)의 예시적인 개수, 배치 및 상술한 용도 등에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[48]
한편, 배터리 보호회로 패키지(20)를 구성함에 있어서 전기적 연결부재를 구비한다면, 별도의 인쇄회로기판 없이 리드프레임만으로 배터리 보호회로 패키지(20)를 구성할 수 있다. 이 때, 리드프레임을 세로 길이 방향으로 길게 사용할 수 있다. 상기 리드프레임의 양 측면에 제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)를 형성할 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 내부연결단자(22a, 22b)의 사이에 복수의 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d) 및 상기 보호회로 소자(21)를 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 리드프레임의 양측면에 형성된 제 1 및 제 2 내부연결단자(22a, 22b)를 각각 "ㄷ"자 형상으로 절곡하여 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)가 구부러진 형태로 형성시킨 뒤에 상술한 봉지재(26)로 몰딩하여 배터리 보호회로 패키지(20)를 형성할 수 있다.
[49]
도 2c 내지 도 2e는 배터리 보호회로 패키지의 상부면, 측면 및 하부면을 도시한 도면으로써, 도 2c를 참조하면, 상기 도 2b에 도시된 제 1 내부연결단자 및 제 2 내부연결단자(22a, 22b)가 배터리 보호회로 패키지의 양측면에 형성될 수 있다. 또한, 봉지재(26)로 밀봉된 배터리 보호회로 패키지(20)의 일측 모서리부분이 식각되어 잘려진 형태로 형성되어 있다. 이는 배터리 보호회로 패키지(20)의 삽입방향을 표시하는 것으로 공정의 효율성에 따라 배터리 보호회로 패키지(20) 상에 삽입방향을 표시하는 방법, 표시되는 형태, 위치 및 개수 등이 변형되어 수행될 수도 있다.
[50]
도 2d를 참조하면, 배터리 보호회로 패키지의 측면을 도시한 것으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 배터리 보호회로 패키지(20)의 양측면에 제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)가 형성될 수 있다. 이 제 1 및 제 2 내부연결단자(22a, 22b)는 각각 "ㄱ"자 형상으로 절곡되어 형성될 수 있으며, 배터리 보호회로 패키지(20)에 적용되는 리드프레임 기판을 절곡하여 사용할 수도 있다.
[51]
도 2e를 참조하면, 배터리 보호회로의 하부면을 도시한 것으로, 도 2c에 도시된 제 1 및 제 2 내부연결단자(22a, 22b)와 같이 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d)이 봉지재(26)에 의해 밀봉되며, 봉지재(26)로부터 외부로 돌출되지 않고 복수의 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d)이 노출된다. 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d)은 예를 들어, P+, P-, CF, NFC 단자들로 구성될 수 있다. 상기 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d)은 반드시 4개로 구성될 필요는 없으며, 외부연결단자(24a, 24b, 24c, 24d)의 용도에 따라서, 외부연결단자(24a, 24b, 24c, 24d)의 개수는 감소 또는 증가될 수 있다. 그 위치도 순서에 관계없이 배치되어 구성될 수 있다.
[52]
예를 들면, 외부연결단자(24a, 24b, 24c, 24d) 중에서 선택된 임의의 세 개의 외부연결단자는 도 2e에 도시된 제 1 내지 제 3 외부연결단자(P+, CF, P-)가 각각 순차적으로, 또는 임의의 순서로 배치되어 구성될 수 있다. 제 1 내지 제 3 외부연결단자의 배치순서는 다양하게 달라질 수 있다. 외부연결단자(24a, 24b, 24c, 24d)의 개수나 용도는 배터리 보호회로 패키지의 구성에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
[53]
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 각 구성별 평면도이다.
[54]
도 3a는 배터리 팩에 결합되는 홀더(30)의 상면도이다. 홀더(30)는 바디부(30a), 보호회로 접촉부(34a, 34b), 셀 접촉부(36a, 36b) 및 상기 바디부(30a) 내부에 내부공간(38)을 포함할 수 있다.
[55]
바디부(30a)의 상부면에 복수의 관통홀(39)이 형성되며, 상기 관통홀(39)들을 통해서 추후 삽입될 수 있는 배터리 보호회로 패키지의 외부연결단자들이 외부기기와 연결될 수 있도록 노출될 수 있다. 내부공간(38)의 하부면에 제 1 및 제 2 보호회로 접촉부(34a, 34b)가 형성될 수 있다. 또, 도 3a의 오른쪽에 형성된 제 2 보호회로 접촉부(34b)와 인접하게 배터리 보호회로 패키지(20)의 탈착이 가능한 탈착장치(32)가 형성될 수 있다.
[56]
또한, 바디부(30a)의 상부면에 형성된 관통홀(39)은 배터리 보호회로 패키지가 삽입되어 실장될 때, 배터리 보호회로 패키지의 상부면에 형성된 외부연결단자들의 단자의 표면만 노출되어 외부기기와 전기적으로 연결될 수 있다.
[57]
탈착장치(32)는 바디부(30a)의 내부공간(38)에 형성되어 있으며, 상기 탈착장치(32)는 예를 들어, 탈착장치(32)의 내부에 스프링이 구비되어 배터리 보호회로 패키지(20)에 의해, 탈착장치(32)의 표면에 소정의 압력이 가해지면 부착이 되고, 배터리 보호회로 패키지에 의해, 탈착장치(32)의 표면에 다시 소정의 압력이 가해지면 탈착장치(32)가 탄성력을 갖고 있으며, 배터리 보호회로 패키지가 탈착이 될 수 있는 스위치 시스템을 이용할 수 있다. 그러나, 일례로 상술한 스위치 시스템만 적용이 가능하도록 제한된 것이 아니라 배터리 보호회로 패키지를 탈착 또는 부착이 가능한 탈착장치(32)이면 모두 적용가능하다. 배터리 보호회로 패키지가 홀더(30)에 삽입되어 고정되고, 탈착장치(32)에 의해 상기 배터리 보호회로 패키지(20)가 홀더(30)로부터 탈착되는 과정을 도 3b 및 도 3c를 참조하여 후술한다.
[58]
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 의한 배터리 팩을 구성하는 홀더의 측면도이고, 도 3c는 상기 홀더의 내부공간에 배터리 보호회로 패키지가 삽입된 것을 도시하는 측면도이다.
[59]
도 3b 및 도 3c를 참조하면, 상기 바디부(30a)의 내부에 배터리 보호회로 패키지(20)를 삽입하여 실장될 수 있는 내부공간(38)을 포함할 수 있다. 상기 내부공간(38)에 삽입된 배터리 보호회로 패키지(20)를 탈착할 수 있는 탈착장치(32)가 상기 내부공간(38)의 배터리 보호회로 패키지(20)가 삽입되는 반대면인 타측면에 형성될 수 있다.
[60]
바디부(30a)의 내부공간(38)에 삽입된 배터리 보호회로 패키지(20)의 제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)는 상기 내부공간(38)의 하부면에 형성된 제 1 및 제 2 보호회로 접촉부(34a, 34b)와 각각 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 및 제 2 보호회로 접촉부(34a, 34b)는 배터리 베어셀(10)의 상부면을 기준으로 수직방향인 바디부(30a)의 내부공간(38)에 볼록한 형상으로 돌출되어 형성된다. 예시적으로, 상기 볼록한 형상이 역브이(∧) 형태로 절곡된 것을 이용할 수 있다. 그러나, 상술한 보호회로 접촉부(34a, 34b)의 형상은 예시적인 것으로 그 형상이 반드시 역브이(∧) 형태로 사용할 필요는 없으며, 반구 형상(??) 등 배터리 보호회로 패키지(20)의 내부연결단자(22a, 22b)와 전기적인 접촉 및 볼록한 형태로 돌출된 모든 구조가 적용가능하다.
[61]
예를 들어, 배터리 보호회로 패키지(20)가 홀더(30)에 삽입되어 고정되는 과정을 도 3c를 참조하여 살펴보면, 상기 배터리 보호회로 패키지(20)가 상기 내부공간(38) 내에 삽입될 때 상기 내부공간(38)에 볼록한 형상으로 돌출되어 형성된 상기 제 1 보호회로 접촉부(34a) 및 상기 제 2 보호회로 접촉부(34b)의 형상이 변형되면서 발생하는 탄성력을 포함하는 고정메커니즘에 의하여 상기 배터리 보호회로 패키지(20)가 고정될 수 있고, 상기 내부공간(38)에 형성된 탈착장치(32)에 연동되어 상기 제 1 보호회로 접촉부(34a) 및 상기 제 2 보호회로 접촉부(34b)의 형상이 추가로 변형되어 상기 탄성력을 제어함으로써 상기 내부공간(38)에 삽입고정된 상기 배터리 보호회로 패키지(20)를 상기 내부공간(38)으로부터 탈착시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
[62]
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 바디부(30a)의 내부공간(38)에 배터리 보호회로 패키지(20)가 삽입된다. 삽입된 상기 배터리 보호회로 패키지(20)에 의해 탈착장치(32)는 뒤로 이동되거나 탄성을 갖고 그 형상이 변형될 수 있다. 이와 동시에, 고정되지 않은 배터리 보호회로 패키지(20)의 일 측면에 1차 가압력이 전달되면, 바디부(30a)의 내부공간(38)에 형성되어 있는 제 1 및 제 2 보호회로 접촉부(34a, 34b)의 돌출된 형상이 배터리 보호회로 패키지(20)에 의해 압력을 받게 된다. 상기 압력에 의해 제 1 및 제 2 보호회로 접촉부(34a, 34b)의 형상이 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 제 1 보호회로 접촉부(34a) 및 제 2 보호회로 접촉부(34b)의 접촉면이 배터리 보호회로 패키지(20)에 눌려서 판 형상으로 변형되며, 제 1 및 제 2 보호회로 접촉부(34a, 34b)에 가해지는 탄성력에 의해, 상기 배터리 보호회로 패키지(20)가 고정된다.
[63]
한편, 상기 내부공간(38)에 삽입된 상기 배터리 보호회로 패키지(20)에 2차 가압력이 전달되면, 상기 내부공간(38)에 형성된 탈착장치(32)에 연동되어 상기 제 1 보호회로 접촉부(34a) 및 상기 제 2 보호회로 접촉부(34b)의 형상이 변형되어 상기 탄성력을 제어함으로써 상기 배터리 보호회로 패키지(20)를 상기 내부공간(38)으로부터 탈착되게 된다.
[64]
또한, 배터리 베어셀(10)의 상부면에 형성된 제 1 극성의 전극단자(12a) 및 제 2 극성의 전극단자(12b)와 각각 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있는 제 1 셀 접촉부(36a) 및 제 2 셀 접촉부(36b)가 홀더(30)의 하부면에 형성될 수 있다. 이 셀 접촉부(36a, 36b)는 바디부(30a)의 내부공간(38)에 형성된 제 1 및 제 2 보호회로 접촉부(34a, 34b)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 내부공간(38)의 크기는 배터리 보호회로 패키지(20)의 크기에 따라 다르게 설계될 수 있으며, 셀 접촉부(36a, 36b)의 위치와 관계없이 배터리 보호회로 패키지(20)의 제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)의 위치에 따라 홀더(30)의 내부 구조가 변형되어 설계가 가능하다.
[65]
다시 말하면, 배터리 보호회로 패키지(20)가 삽입되어 고정되면, 상기 배터리 보호회로 패키지(20)의 제 1 내부연결단자(22a)는, 홀더(30)에 형성된, 제 1 보호회로 접촉부(34a)와 접촉되어 전기적으로 연결된다. 제 1 보호회로 접촉부(34a)는 홀더(30)의 하부면에 형성된 제 1 셀 접촉부(36a)와 기연결되어 있으며, 상기 제 1 셀 접촉부(36a)는 배터리 베어셀(10)의 상부면에 형성된 제 1 극성의 전극단자(12a)와 접촉되어 전기적으로 연결된다.
[66]
한편, 배터리 보호회로 패키지(20)의 제 2 내부연결단자(22b)는, 홀더(30)에 형성된 제 2 보호회로 접촉부(34b)와 접촉되어 전기적으로 연결된다. 제 2 보호회로 접촉부(34b)는 홀더(30)의 하부면에 형성된 제 2 셀 접촉부(36b)와 기연결되어 있으며, 상기 제 2 셀 접촉부(36b)는 배터리 베어셀(10)의 상부면에 형성된 제 2 극성의 전극단자(12b)와 접촉되어 전기적으로 연결된다.
[67]
도 3d는 배터리 베어셀(10)의 일부분을 도시한 도면으로써, 배터리 베어셀(10)의 상부면에 제 1 극성의 전극단자(12a) 및 제 2 극성의 전극단자(12b)가 형성되어 있는 도면이다. 일반적으로 배터리 베어셀은 충방전이 가능한 하나 또는 적어도 둘 이상의 단위셀을 구비할 수 있다. 여기서, 단위셀은 이차전지일 수 있으며, 예를 들어, 리튬 이차전지일 수 있다. 복수 개의 단위셀은 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 코어팩(미도시)을 구성할 수 있다. 물론 코어팩을 구성할 수 있는 단위셀의 개수나 연결방법은 이에 제한되지 않으며 다양하게 구성할 수 있음은 물론이다. 이와 같은 코어팩은, 예를 들어, 휴대폰, 스마트폰, PDA, 스마트패드, 태블릿컴퓨터 등의 휴대단말기를 포함하여, 다양한 전자기기에 전력을 공급할 수 있다.
[68]
배터리 코어팩은, 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 매개로 권취된 전극 조립체와, 앙극 단자 및 음극 단자를 노출시키면서 전극 조립체를 밀봉시키는 캡 조립체를 포함하여 이루어진 배터리 베어셀로 이해될 수 있다.
[69]
상기 전극 조립체는, 예를 들어, 양극 집전체에 양극 활물질을 도포해서 형성된 양극판, 음극 집전체에 음극 활물질을 도포해서 형성된 음극판 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재되어 두 극판의 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 세퍼레이터로 이루어질 수 있다. 상기 전극 조립체에는 상기 양극판에 부착된 양극탭과 상기 음극판에 부착된 음극탭이 인출되어 있다.
[70]
상기 캡 조립체는 음극단자, 가스켓, 캡 플레이트 등을 포함한다. 캡 플레이트는 양극단자의 역할을 할 수 있다. 음극단자는 음극셀 또는 전극셀로 명명될 수도 있다. 가스켓은 음극단자와 캡 플레이트를 절연시키기 위하여 절연성 물질로 형성될 수 있다. 따라서, 배터리 코어팩의 전극부는 음극단자와 캡 플레이트를 포함할 수 있다. 즉, 배터리 코어팩의 전극부는 제 1 극성(예를 들어, 양극)의 플레이트와 플레이트 내의 중앙에 배치되는 제 2 극성(예를 들어, 음극)의 전극셀을 포함한다.
[71]
그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 홀더(30)가 적용되어 기존의 배터리 베어셀과 결합될 경우, 상기 홀더(30)의 하부면에 형성되어 있는 제 1 셀 접촉부(36a) 및 제 2 셀 접촉부(36b)의 영역의 간섭이 일어날 수도 있다. 상기 간섭의 영향으로 쇼트(short)가 발생하여 배터리 베어셀의 역할을 수행할 수 없다.
[72]
따라서, 본 발명에서는 배터리 베어셀(10)의 제 1 극성의 전극단자(12a) 및 제 2 극성의 전극단자(12b)를 형성하여 상기 홀더(30)의 제 1 셀 접촉부(36a) 및 제 2 셀 접촉부(36b)와 용접 등의 방법으로 연결되지 않고, 물리적으로 접촉되어 전기적인 연결이 이루어지는 구성되게 된다. 또, 홀더(30)와 배터리 베어셀(10) 뿐만 아니라 홀더(30) 내에 삽입되는 배터리 보호회로 패키지(20)와도 물리적으로 결합되기 때문에 납땜이나 용접에 의한 연결이 아닌 물리적인 접촉으로 결합하게 된다. 각 구성요소에 포함된 단자들의 위치는 제조공정 상의 편의 및 효율성 측면에 따라 그 위치가 변경되거나 그 형상이 변형되어 설계될 수 있다. 예를 들면, 홀더(30)의 제 1 셀 접촉부(36a)와 제 2 셀 접촉부(36b) 및 배터리 베어셀(10)의 제 1 극성의 전극단자(12a)와 제 2 극성의 전극단자(12b)의 위치가 변동되어 설계될 수 있다.
[73]
상기 배터리 베어셀(10)의 상면에 홀더(30)가 배치되어 물리적으로 결합하게 된다. 예를 들어, 상기 홀더(30) 및 배터리 베어셀(10)의 결합은 후크(미도시)로 연결될 수 있으며, 이 외에도 홀더(30)를 고정시킬 수 있는 다른 변형예들도 적용이 가능하다.
[74]
상기 배터리 보호회로 패키지(20)의 리드가 납땜이나 용접에 의한 연결이 아닌 물리적인 접촉으로 배터리 팩(1)을 구성하므로, 납땜이나 용접에 의한 열에 의한 배터리 보호회로 패키지(20)가 손상될 확률이 낮다. 기존에 개발된 배터리 보호회로 패키지를 활용할 수 있어, 추가적으로 낭비되는 개발비용 및 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.
[75]
최종적으로 배터리 베어셀(10)의 상부면에 홀더(30)가 물리적으로 결합되고, 상기 홀더(30)의 바디부(30a)에 형성된 내부공간(38)에 배터리 보호회로 패키지(20)가 삽입되어 실장되고, 실장된 배터리 보호회로 패키지(20)의 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d)이 홀더(30)에 형성된 관통홀(39)을 통해 노출됨으로써, 외부기기들과 전기적으로 연결될 수 있도록 결합되어, 배터리 팩이 제조된다. 배터리 팩은 일반적으로 휴대폰이나 단말기 등에 삽입되는 배터리로 이해될 수 있다.
[76]
여기서, 배터리 베어셀에 대한 구체적인 구조나 기술은 이미 널리 공지된 것으로 상세한 설명은 생략한다.
[77]
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 구성요소를 도시하는 사시도이다.
[78]
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 도 4a는, 본 발명의 일 실시예에 의한 홀더(30)를 도시한 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 홀더(30)를 AA'을 따라 절단한 단면을 도시한 사시도이다. 상기 홀더(30)는 홀더(30)의 일 측면에 배터리 보호회로 패키지(20)를 삽입할 수 있는 내부공간(38)을 구비하는 바디부(30a)를 포함한다. 바디부(30a)에 형성된 내부공간(38)의 하단부에는 제 1 보호회로 접촉부(34a) 및 제 2 보호회로 접촉부(34b)가 형성되어 있고, 상기 제 1 보호회로 접촉부(34a)와 제 2 보호회로 접촉부(34b)는 소정의 거리만큼 이격되어 배치된다. 또, 제 2 보호회로 접촉부(34b)와 인접하게 배치되어 배터리 보호회로 패키지(20)를 탈착할 수 있는 탈착장치(32)가 형성되어 있다. 또한, 바디부(30a)의 상부면에 배터리 보호회로 패키지(20)의 외부연결단자(24a, 24b, 24c, 24d)를 노출시킬 수 있는 복수의 관통홀(39)이 형성되어 있다.
[79]
도 4c는 배터리 보호회로 패키지를 도시한 사시도로써, 직육면체 형상의 카드타입으로 된 배터리 보호회로 패키지(20)가 도시되어 있다. 배터리 보호회로 패키지(20)의 양 측면의 하부면으로 제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)가 형성되어 있으며, 상기 제 1 내부연결단자(22a) 및 제 2 내부연결단자(22b)가 봉지재(26)에 의해 돌출되지 않고 배터리 베어셀(10)의 극성이 서로 다른 전극단자(12a, 12b)에 각각 전기적으로 접촉될 수 있도록 내부연결단자(22a,22b)의 표면만 노출되어 있다.
[80]
또한, 배터리 보호회로 패키지(20)의 상부면에 복수의 외부연결단자(24a, 24b, 24c, 24d)가 봉지재(26)에 의해 돌출되지 않고 외부기기들과의 전기적인 접촉이 이루어질 수 있도록 외부연결단자(24a, 24b, 24c, 24d)의 표면만 노출되어 있다.
[81]
추가적으로 배터리 보호회로 패키지(20)의 삽입 방향을 나타내기 위해 상기 배터리 보호회로 패키지(20)의 엣지부위가 식각되어 형성되어 있다.
[82]
최종적으로, 도 4d는 배터리 베어셀(미도시)의 상부면에 배치되어 물리적으로 결합하는, 홀더(30)에 배터리 보호회로 패키지(20)를 삽입한 도면이다. 배터리 보호회로 패키지(20)가 상기 홀더(30)의 내부공간(38)에 삽입되어 실장된다. 삽입된 배터리 보호회로 패키지(20)의 제 1 내부연결단자(22a)의 일부가 홀더의 일 측면에 형성된 개구(미도시)를 통해서 외부로 돌출되지 않도록 단자의 표면만 노출되고, 배터리 보호회로 패키지(20)의 외부연결단자들(24a, 24b, 24c, 24d)이 홀더(30)에 형성된 관통홀(39)을 통해서 외부기기와 접촉될 수 있도록 노출된다.
[83]
상술한 바와 같이 기존 보호회로 패키지의 경우 상기 기존 구성과 같이 각 배터리 베어셀에 맞추어 개별 생산된 PCM(package circuit module)을 활용하게 되는데 이는 신규 모델이 개발될 경우, 기존의 PCM을 활용하지 못하여 신규모델에 대응한 개발시 추가적인 개발비용과 시간이 낭비되는 문제점이 존재한다.
[84]
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 탈부착이 가능하도록 2차 전지 보호회로 패키지로 규격화된 배터리 보호회로 패키지를 사용함으로써, 신규모델에 대해서도 기존에 개발된 배터리 보호회로 패키지를 활용 가능하게 하여 추가적인 개발비용과 시간낭비를 줄여 경제적인 효과를 얻을 수 있다.
[85]
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

청구범위

[청구항 1]
기판; 상기 기판 상에 실장되며, 프로텍션(protection) IC, 전계효과 트랜지스터(FET) 및 적어도 하나 이상의 수동소자를 포함하는 보호회로 소자; 상기 보호회로 소자를 밀봉하고, 일면과 반대면인 타면을 가지는, 봉지재; 상기 봉지재로부터 외부로 돌출되지 않으면서 상기 봉지재의 일면에 노출되며, 외부기기와 전기적으로 연결될 수 있는, 복수의 외부연결단자; 및 상기 봉지재로부터 외부로 돌출되지 않으면서 상기 봉지재의 타면에 노출되며, 배터리 베어셀과 전기적으로 연결될 수 있는, 제 1 내부연결단자 및 제 2 내부연결단자; 를 포함하는, 홀더에 탈부착이 가능한 배터리 보호회로 패키지.
[청구항 2]
제 1 항에 있어서, 상기 기판은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)을 포함하고, 상기 제 1 내부연결단자, 상기 제 2 내부연결단자 및 상기 외부연결단자는 이격된 복수의 리드들을 구비하는 리드프레임을 포함하는, 홀더에 탈부착이 가능한 배터리 보호회로 패키지.
[청구항 3]
제 1 항에 있어서, 상기 기판, 상기 제 1 내부연결단자, 상기 제 2 내부연결단자 및 상기 외부연결단자는 이격된 복수의 리드들을 구비하는 리드프레임을 포함하는, 홀더에 탈부착이 가능한 배터리 보호회로 패키지.
[청구항 4]
제 1 항에 있어서, 상기 패키지는 홀더 내의 내부공간에 삽입될 수 있는 카드 타입 형상을 갖는, 홀더에 탈부착이 가능한 배터리 보호회로 패키지.
[청구항 5]
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 의한 상기 배터리 보호회로 패키지가 탈부착이 가능할 수 있는 홀더로서, 상기 배터리 보호회로 패키지가 삽입되어 실장될 수 있는 내부공간을 포함하는 바디부; 상기 바디부의 상부면에는 상기 배터리 보호회로 패키지의 외부연결단자가 노출될 수 있는 관통홀이 형성되고, 상기 바디부의 하부면에는 상기 배터리 보호회로 패키지의 제 1 내부연결단자 및 제 2 내부연결단자와 각각 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있는 제 1 보호회로 접촉부 및 제 2 보호회로 접촉부; 및 배터리 베어셀의 전극단자와 전기적으로 연결되면서, 상기 제 1 보호회로 접촉부 및 상기 제 2 보호회로 접촉부와 각각 전기적으로 연결될 수 있는, 제 1 셀 접촉부 및 제 2 셀 접촉부; 를 포함하는, 배터리 보호회로 패키지가 탈부착이 가능할 수 있는 홀더.
[청구항 6]
제 5 항에 있어서, 상기 배터리 보호회로 패키지가 상기 내부공간 내에 삽입될 때 상기 내부공간에 볼록한 형상으로 돌출되어 형성된 상기 제 1 보호회로 접촉부 및 상기 제 2 보호회로 접촉부의 형상이 변형되면서 발생하는 탄성력을 포함하는 고정메커니즘에 의하여 상기 배터리 보호회로 패키지가 고정될 수 있고, 상기 내부공간에 형성된 탈착장치에 연동되어 상기 제 1 보호회로 접촉부 및 상기 제 2 보호회로 접촉부의 형상이 추가로 변형되어 상기 탄성력을 제어함으로써 상기 내부공간에 삽입고정된 상기 배터리 보호회로 패키지를 상기 내부공간으로부터 탈착시킬 수 있도록 구성된, 배터리 보호회로 패키지가 탈부착이 가능할 수 있는 홀더.
[청구항 7]
배터리 베어셀; 및 상기 배터리 베어셀의 상면에 배치되는, 제 5 항에 의한 상기 배터리 보호회로 패키지가 탈부착이 가능할 수 있는 홀더; 를 포함하는, 배터리 팩.
[청구항 8]
제 7 항에 있어서, 상기 홀더의 내부공간에 삽입되어 배치된 상기 제 1 항에 의한 배터리 보호회로 패키지를 더 포함하고, 상기 배터리 보호회로 패키지의 상기 제 1 내부연결단자와 상기 홀더의 상기 제 1 보호회로 접촉부가 접촉되며, 상기 홀더의 제 1 보호회로 접촉부와 연결되어 있는 상기 홀더의 상기 제 1 셀 접촉부는 상기 배터리 베어셀의 상부면에 형성된 제 1 극성의 전극단자와 접촉되어, 전기적으로 연결되고, 상기 배터리 보호회로 패키지의 상기 제 2 내부연결단자와 상기 홀더의 상기 제 2 보호회로 접촉부가 접촉되며, 상기 홀더의 제 2 보호회로 접촉부와 연결되어 있는 상기 홀더의 상기 제 2 셀 접촉부는 상기 배터리 베어셀 상부면의 중앙에 위치한 제 2 극성의 전극단자와 접촉되어, 전기적으로 연결되는, 배터리 팩.

도면

[도1a]

[도1b]

[도1c]

[도2a]

[도2b]

[도2c]

[도2d]

[도2e]

[도3a]

[도3b]

[도3c]

[도3d]

[도4a]

[도4b]

[도4c]

[도4d]