專利名稱：可再充電電池、印刷電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可再充電電池，尤其涉及一種可再充電電池、用于可再充電電池的印刷電路板以及制作該可再充電電池的方法。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)開發(fā)出多種類型的大容量可再充電電池。廣泛使用的可再充電電池的典型的例子包括例如鎳金屬氫化物(Ni-MH)電池、鋰(Li)聚合物電池以及鋰離子(Li-ion)電池?？稍俪潆婋姵赜砂庠陔姵貧ぶ械穆汶姵鼗蚨鄠€裸電池形成，其中每個裸電池具有電極(例如陽極和陰極)和電解液。
可再充電電池在已充電狀態(tài)下可以存儲大量的能量。此外，可再充電電池能夠迅速提供所存儲的電荷，即，它們可以具有高電流輸出的能力。盡管對于期望的應(yīng)用有利，但是存在該大量的存儲能量在電池誤操作或故障時可能是危險的。
在充電期間，可再充電電池通常是由外部能源，例如外部電源充電的。外部能源可能在短時間內(nèi)向可再充電電池提供大量的能量。于是，在特定環(huán)境下充電操作具有產(chǎn)生位線條件的可能。例如，如果已充電的可再充電電池短路，或者在充電期間發(fā)生短路，可再充電電池所存儲的大量能量可能會突然迅速輸出。這可能導(dǎo)致諸如火災(zāi)或爆炸的危險。
為了減小此類危險的風(fēng)險，可以為可再充電電池提供多種安全裝置。在探測到可再充電電池的因為例如溫度升高、高度充放電所引起的異常電流或電壓時，安全裝置可以阻塞從可再充電電池輸出異常電流或者防止危險狀況的發(fā)展。作為一種安全裝置，可以在可再充電電池的裸電池上提供隔片或通氣孔。也可以在裸電池之外提供其他類型的安全裝置。例如，可以在裸電池之外提供保護(hù)電路。
保護(hù)電路可以通過一個或多個導(dǎo)電構(gòu)件連接到裸電池的至少一個電極端子。保護(hù)電路可以配置成探測異常電流或電壓并阻塞異常電流或電壓以防止電池的過度充放電。也可以提供其他類型的安全裝置，例如，正溫度系數(shù)(PTC)裝置、熔絲、雙金屬構(gòu)件等，它們通過對異常電流導(dǎo)致的熱做出反應(yīng)而工作。
可以把裸電池和安全裝置密封在外殼中以完成可再充電電池。在某些情況下，安全裝置可以安裝在印刷電路板(PCB)上，其還可以包括多種與電池充電、監(jiān)測、狀態(tài)等有關(guān)的其他有源和無源器件?？梢岳美鐦渲裀CB物理粘合到裸電池上，這被公知為熱熔法。
PCB可以是多層PCB，具有兩個由導(dǎo)電層形成的主要外表面以及一個或多個間差有多個絕緣層的內(nèi)部導(dǎo)電層?？梢詮膬?nèi)部導(dǎo)電層形成導(dǎo)電跡線，可以在兩個外部導(dǎo)電層上形成諸如接觸端子、焊接端子和導(dǎo)電跡線的導(dǎo)電部件。接觸端子可以用于例如在板和外部充電設(shè)備、便攜式電子裝置、測試探針等之間進(jìn)行可逆接觸。焊接端子可以用于向PCB焊接多種組件，例如，線路、集成電路芯片(IC)和其他有源器件、諸如電阻器的無源器件等。焊接端子也可以提供于內(nèi)部導(dǎo)電層上，使用通孔或盲孔(blind vias)把組件焊接到其上。
現(xiàn)在將描述典型的保護(hù)電路和相關(guān)PCB的更詳細(xì)細(xì)節(jié)。通常，外部接觸端子可以形成在PCB的外表面上。外部接觸端子可以暴露到可再充電電池的外部并可以用于，例如把電池可逆地電連接到外部能源，例如電源、電子電池充電器等，以便為電池充電。外部接觸端子可以形成于PCB的第一表面上，即外部表面或暴露的表面上。保護(hù)電路可以安裝到PCB的第二表面，即，內(nèi)部表面，以密封在電池外殼中。
圖1示出了常規(guī)可再充電電池PCB的外表面的示意平面圖，圖2示出了圖1的PCB的相對表面或內(nèi)表面的示意平面圖。參考圖1，PCB 10的外表面可以包括一個或多個暴露的外部接觸端子20，如上所述，它們可以用于把電池連接到充電設(shè)備。參考圖2，PCB 10的內(nèi)表面可以包括導(dǎo)電部件30和40。導(dǎo)電部件40可以為例如焊接端子。
外部接觸端子20可以設(shè)置在PCB的外表面上并可以暴露到可再充電電池的外部。為了減小外部接觸端子20和與其接觸的外部設(shè)備之間的接觸電阻，可以用例如金或銀電鍍外部接觸端子20。
為了電鍍外部接觸端子20，可以把電鍍電源的電鍍電極連接到外部接觸端子20。然而，如果電鍍電極直接接觸外部接觸端子20，外部接觸端子20在電鍍電極之下的部分可能不會被電鍍，或者難以得到均勻的電鍍。因此，常規(guī)的PCB 10可以使用電鍍引入線22，其可以從外部接觸端子20延伸跨越PCB 10的外表面。然后可以距離外部接觸端子20一定距離把電鍍電極連接到電鍍引入線22，由此提供必需的到外部接觸端子20的電連接同時避免妨礙其電鍍。
具體來說，可以提供多個電鍍引入線22，每個都連接到外部接觸端子20。電鍍引入線22可以形成分支或樹的圖案。即，可以提供主要電鍍引入線用于和電鍍電極連接，主要電鍍引入線然后可以分股或分支成多個電鍍引入線以分別連接到各個外部接觸端子20。主要電鍍引入線可以位于PCB 10的表面上允許與電鍍電極連接而不影響外部接觸端子20的電鍍的區(qū)域中。此外，在電鍍工藝之前，可以用焊接掩模覆蓋PCB 10的一些部分以使其不被電鍍，使得它們受到保護(hù)而不接觸電鍍液，而暴露外部接觸端子20和至少一些電鍍引入線22以便電鍍。
在完成電鍍之后，可以通過除去(例如切割)承載引入線的PCB 10的部分來截除電鍍引入線22的樹結(jié)構(gòu)?？赡鼙匦枰浣Y(jié)構(gòu)的至少一部分以便消除外部接觸端子20之間的導(dǎo)電路徑。否則，將因為把多個外部接觸端子20連接在一起的電鍍引入線22造成短路。
最后，可以組裝所得的PCB 10和裸電池并把它們封裝在電池外殼中?？梢栽陔姵赝鈿ぶ心Ｖ芇CB 10和裸電池以便暴露外部接觸端子20。
上述方法的一個問題在于，可能無法完全除去電鍍引入線22的部分。即，參考圖1，可能無法從PCB 10完全除去電鍍引入線22的部分，它們可能保留在外部接觸端子20的周圍。這些殘余的部分可能使外部接觸端子20的外觀有缺陷并/或?qū)е屡c相鄰導(dǎo)電元件之間的短路。
例如，在暴露外部接觸端子20而形成可再充電電池的時候，PCB 10可能會未對準(zhǔn)且可能暴露電鍍引入線22的一些部分。此外，該部分的電鍍引入線22可能會鄰接PCB 10的邊緣設(shè)置，使得它們易于和鄰近PCB 10設(shè)置的導(dǎo)電元件短路。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明涉及一種可再充電電池、用于其的印刷電路板以及制造其的方法，其基本克服了因為現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點而導(dǎo)致的一個或多個問題。
因此本發(fā)明實施例的特征在于，提供一種可再充電電池，其具有經(jīng)過電鍍的暴露的外部接觸端子并沒有殘余的電鍍引入線。
因此本發(fā)明實施例的另一特征在于，提供一種制造可再充電電池的方法，包括通過把電鍍電勢提供到形成于PCB內(nèi)表面上的部件電鍍PCB的外部接觸端子。
至少一個本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)勢可以通過提供一種制造可再充電電池的方法而實現(xiàn)，該可再充電電池具有電極組件和電池外殼中的單獨的(individual)PCB，其中電極組件連接到單獨PCB的外表面上的至少一個外部接觸端子，所述外部接觸端子暴露于所述電池外殼的外部，所述方法包括制備全尺寸的(full size)PCB，該PCB包括多個單獨的PCB，每個單獨的PCB具有其上形成有外部接觸端子的第一表面和其上形成有導(dǎo)電部件的第二表面，其中所述導(dǎo)電部件通過導(dǎo)電跡線電連接到外部接觸端子；以及通過把電鍍電極電連接到導(dǎo)電部件電鍍外部接觸端子。
該方法可以進(jìn)一步包括在電鍍之前，在每個單獨的PCB的第二表面上形成至少一個電鍍引入線，所述電鍍引入線電連接到導(dǎo)電部件。制備全尺寸PCB可以包括在全尺寸PCB的第二表面上提供多個電鍍引入線，其中至少一個電鍍引入線電連接到每個單獨的PCB的第二表面上的導(dǎo)電部件，且所述多個電鍍引入線電連接到形成于全尺寸PCB的偽區(qū)域中的單根電鍍引入線，以便電連接多個單獨的PCB。該方法可以進(jìn)一步包括在電鍍之后，截除全尺寸PCB以分開單獨的PCB，將單獨的PCB電連接到電極組件，以及在電池外殼中設(shè)置電極組件和單獨的PCB，使得單獨的PCB的外部接觸端子暴露于外殼的外部。導(dǎo)電部件可以是焊接端子，通過把電鍍電極電連接到導(dǎo)電部件來電鍍外部接觸端子涉及到通過焊接端子把電勢施加到外部接觸端子，該方法進(jìn)一步包括在電鍍之后把組件焊接到焊接端子。
至少一個本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)勢也可以通過提供一種可再充電電池PCB來實現(xiàn)，該PCB包括暴露的外部接觸端子和焊接端子，該外部接觸端子經(jīng)配置連接到外部充電設(shè)備，該焊接端子通過嵌入于該PCB中的導(dǎo)電跡線電連接到外部接觸端子，該焊接端子具有設(shè)置于PCB上的電鍍引入線的一部分并從焊接端子的外周邊延伸到PCB的周邊邊緣。
外部接觸端子可以不包括電鍍引入線的任何部分。外部接觸端子可以形成于PCB的第一表面上，外部接觸端子的外周邊可以不延伸到PCB的外周邊緣，外部接觸端子可以具有在其暴露的表面上電鍍的層。外部接觸端子可以形成于PCB的第一表面上，焊接端子和電鍍引入線的一部分可以形成于PCB的第二表面上。焊接端子的外周邊可以延伸以與PCB的周邊邊緣交匯。
至少一個本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)勢還可以通過提供一種可再充電電池來實現(xiàn)，該可再充電電池包括具有電極的電極組件；容納該電極組件的外殼；以及電連接到電極的PCB，其中該PCB在第一表面上具有暴露的外部接觸端子，所述外部接觸端子經(jīng)配置以連接到外部設(shè)備，外部接觸端子的外周邊不與PCB的周邊邊緣交匯，該外部接觸端子具有電鍍于其暴露的表面上的層。
外部接觸端子可以通過嵌入于PCB中的導(dǎo)電跡線電連接到焊接端子，焊接端子的外周邊延伸以與PCB的周邊邊緣交匯。外部接觸端子可以形成于PCB的第一表面上，而焊接端子可以形成于PCB的第二表面上。


通過參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實施例，其上述的和其它的特征和優(yōu)勢對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得更明顯，其中圖1示出了常規(guī)可再充電電池PCB的外表面的示意性平面圖；圖2示出了圖1的PCB的相對或內(nèi)表面的示意性平面圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的可再充電電池PCB的外表面的示意性平面圖；以及圖4示出了圖3的PCB的相對或內(nèi)表面的示意性平面圖。
具體實施例方式
2005年3月9日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的題為“Rechargeable Battery，Circuit Board Therefor，And Method Of Fabricating the Same”的韓國專利申請No.10-2005-0019830在此被全文引入以作參考。
以下將參考附圖更為詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示范性實施例。不過，本發(fā)明可以以不同形式實現(xiàn)并不應(yīng)被解釋為受限于這里所述的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本公開透徹和完全，并向本領(lǐng)域的技術(shù)人員完整傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了解釋清晰起見，夸大了層和區(qū)域的尺寸。還要理解的是，當(dāng)稱一層在另一層或襯底“上”時，它可以直接在該另一層或襯底上，或者也可以存在插入層。此外，還要理解的是，當(dāng)稱一層在另一層“下”時，它可以直接在下方，或者也可以存在一個或多個插入層。此外，還要理解，當(dāng)稱一層在兩層“之間”時，它可以是兩層之間的唯一的層，或者也可以存在一個或多個插入的層。通篇中類似的參考標(biāo)號指代類似的元件。
根據(jù)本發(fā)明，可以在外部接觸端子周圍的PCB外表面省去電鍍引入線，于是在外部接觸端子周圍就不會保留殘存的電鍍引入線。因此，根據(jù)本發(fā)明的可再充電電池可能不易于短路，且可以避免因為連接到外部接觸端子的暴露的殘余電鍍引入線造成的外觀缺陷。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的可再充電電池的外表面的示意性平面圖，圖4示出了圖3的PCB的相對或內(nèi)表面的示意性平面圖。
在制造根據(jù)本發(fā)明的可再充電電池PCB 10期間，一開始制備全尺寸PCB。全尺寸PCB可以是大的PCB，包括多個同時形成的單獨的可再充電電池PCB 10。例如，可以在全尺寸PCB中形成用于各單獨的PCB的一系列重復(fù)的線路圖案，且全尺寸PCB可以例如通過鋸開分成多個單獨的PCB 10。于是，可以批量生產(chǎn)單獨的PCB 10。
每個單獨的PCB 10可能需要電鍍其部分，例如，外部接觸端子20。在電鍍工藝之前，各種組件可能已經(jīng)安裝在全尺寸PCB上了。為了保護(hù)這些組件，例如通過使用分配器在組件上分配涂層材料可以僅僅在全尺寸PCB的相關(guān)區(qū)域上執(zhí)行涂層或模制?？梢詧?zhí)行固化以從涂層材料中去除溶劑并/或改善涂層材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)特性。固化可以在大約150℃的溫度下執(zhí)行預(yù)定時間。
為了電鍍外部接觸端子20，可能需要多根電鍍引入線?？梢詾槎喔婂円刖€使用分支結(jié)構(gòu)，使得單獨的PCB 10之內(nèi)的和整個全尺寸PCB中的多個外部接觸端子20都被扎束在一起并連接到電鍍電極。換言之，電鍍引入線的末端可以組合并連接到單個電鍍引入線，該單根電鍍引入線連接到電鍍電源的電鍍電極，以把用于電鍍的電勢供應(yīng)給外部接觸端子。另一個電鍍電極可以連接到浸入在電鍍液中的金屬條。電鍍引入線可以形成于全尺寸PCB的偽區(qū)域上，該偽區(qū)域可以通過電鍍工藝之后的切割或沖孔工藝去除。此時，也可以分開單獨的PCB 10?？梢孕纬珊附友谀５纫愿采w全尺寸PCB不被電鍍的那些部分。
根據(jù)本發(fā)明，電鍍引入線不必形成于PCB 10設(shè)置外部接觸端子20的外表面上。相反，它們可以形成于PCB 10設(shè)置有保護(hù)短路和多種其他組件的內(nèi)表面上。具體而言，電鍍引入線可以設(shè)置在PCB 10的內(nèi)表面上并通過嵌入于PCB 10中的導(dǎo)電跡線(即，由PCB 10內(nèi)部的一個或多個導(dǎo)電層形成的導(dǎo)電跡線)電連接到外部接觸端子20。
參考圖3，外部接觸端子20可以形成于PCB 10的外表面上?？梢詧?zhí)行電鍍工藝以便減小外部接觸端子20和外部設(shè)備(例如電池充電器)之間的接觸電阻。
參考圖4，一個或多個電鍍引入線42可以形成于PCB 10的內(nèi)表面上并連接到PCB 10的內(nèi)表面上的導(dǎo)電部件40。導(dǎo)電部件40可以通過嵌入于PCB10中的導(dǎo)電跡線直接電連接到外部接觸端子，或者導(dǎo)電部件40可以通過一個或多個安裝在PCB 10上的預(yù)安裝組件間接電連接到外部接觸端子20。
在另一個實施例中，例如，單獨的PCB 10是單獨形成的，即，不是從全尺寸PCB形成的，電鍍引入線42可以省略，且導(dǎo)電部件30或40可以具有直接連接到其的電鍍電極。導(dǎo)電部件30或40中的另一個可以用焊接掩?；蛲繉硬牧细采w以保護(hù)其不受電鍍影響。
例如，導(dǎo)電部件30可以通過例如嵌入于PCB 10中的導(dǎo)電跡線或電鍍通孔電連接到外部接觸端子20。因此，可以在電鍍外部接觸端子20中使用導(dǎo)電部件30。即，連接到外部接觸端子20的導(dǎo)電部件30可以充當(dāng)電鍍引入線。導(dǎo)電部件40可以用焊接掩?；蚰Ｖ茦渲采w。由于導(dǎo)電部件30在PCB 10的內(nèi)部表面上，電鍍工藝期間電鍍電極的任何損壞效應(yīng)都不會影響可再充電電池的外觀。因此，導(dǎo)電部件30可以直接連接到電鍍電源的電極，并可以省去電鍍引入線42。
這里已經(jīng)公開了本發(fā)明的示范性實施例，盡管使用了特定的術(shù)語，但是它們僅僅是在一般的和描述性意義上被使用和解釋的，不是為了限制的目的。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，在不背離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出多種形式和細(xì)節(jié)的改變。
權(quán)利要求
1.一種制造可再充電電池的方法，該可再充電電池具有電極組件、PCB和電池外殼，其中所述電極組件連接到所述PCB，所述方法包括制備PCB，所述PCB具有其上形成有外部接觸端子的第一表面并具有其上形成有導(dǎo)電部件的第二表面，其中所述導(dǎo)電部件通過導(dǎo)電跡線電連接到所述外部接觸端子；以及通過把電鍍電極電連接到所述導(dǎo)電部件電鍍所述外部接觸端子。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，在所述電鍍之前還包括，在所述PCB上形成至少一個電鍍引入線，所述電鍍引入線電連接到所述導(dǎo)電部件。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中制備所述PCB包括制備包括所述PCB和至少一第二PCB的全尺寸PCB，每個PCB具有形成于其上的電鍍引入線；且所述電鍍引入線電連接到所述全尺寸PCB上的單根電鍍引入線。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，在所述電鍍之后還包括，分割所述全尺寸PCB以分開所述PCB；將所述PCB電連接到所述電極組件；以及把所述電極組件和所述PCB設(shè)置在所述電池外殼中，使得所述PCB中的所述外部接觸端子暴露于所述外殼的外部。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述導(dǎo)電部件為焊接端子，且通過把電鍍電極電連接到所述導(dǎo)電部件電鍍所述外部接觸端子涉及通過所述焊接端子將電勢施加到所述外部接觸端子，所述方法還包括在所述電鍍之后把組件焊接到所述焊接端子。
6.一種可再充電電池PCB，包括暴露的外部接觸端子，其被配置為連接到外部充電設(shè)備；以及焊接端子，通過嵌入于所述PCB中的導(dǎo)電跡線電連接到所述外部接觸端子，所述焊接端子具有設(shè)置于所述PCB上的電鍍引入線的部分并從所述焊接端子的外周邊延伸到所述PCB的周邊邊緣。
7.如權(quán)利要求6所述的可再充電電池PCB，其中所述外部接觸端子不包括電鍍引入線的任何部分。
8.如權(quán)利要求6所述的可再充電電池PCB，其中所述外部接觸端子形成于所述PCB的第一表面上，所述外部接觸端子的外周邊不延伸到所述PCB的周邊邊緣，且所述外部接觸端子具有電鍍于其暴露表面上的層。
9.如權(quán)利要求6所述的可再充電電池PCB，其中所述外部接觸端子形成于所述PCB的第一表面上且所述焊接端子和所述電鍍引入線的所述部分形成于所述PCB的第一表面上。
10.如權(quán)利要求6所述的可再充電電池PCB，其中所述焊接端子的外周邊延伸以與所述PCB的所述周邊邊緣交匯。
11.一種可再充電電池，包括電極組件，包括電極；外殼，容納所述電極組件；以及PCB，電連接到所述電極，其中所述PCB在第一表面上具有暴露的外部接觸端子，所述外部接觸端子被配置為連接到外部設(shè)備，所述外部接觸端子的外周邊不與所述PCB的周邊邊緣交匯，且所述外部接觸端子具有電鍍于其暴露表面上的層。
12.如權(quán)利要求11所述的可再充電電池，其中所述外部接觸端子通過嵌入于所述PCB中的導(dǎo)電跡線電連接到焊接端子，且所述焊接端子的外周邊延伸以與所述PCB的周邊邊緣交匯。
13.如權(quán)利要求11所述的可再充電電池，其中所述外部接觸端子形成于所述PCB的第一表面上，且所述焊接端子形成于所述PCB的第二表面上。
全文摘要
一種制造可再充電電池的方法，該可再充電電池在電池外殼中具有電極組件和單獨的PCB，其中該電極組件連接到單獨的PCB的外表面上的至少一個外部接觸端子，所述外部接觸端子暴露于所述電池外殼的外部，所述方法包括制備包括多個單獨的PCB的全尺寸PCB，每個單獨的PCB具有其上形成有外部接觸端子的第一表面和其上形成有導(dǎo)電部件的第二表面，其中所述導(dǎo)電部件通過導(dǎo)電跡線電連接到外部接觸端子；以及通過把所述電鍍電極電連接到導(dǎo)電部件電鍍外部接觸端子。
文檔編號H01M2/20GK1832241SQ20061005899
公開日2006年9月13日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月9日
發(fā)明者南相權(quán), 卞普鉉 申請人:三星Sdi株式會社