电池保护电路封装件的制造方法

文档序号:1848659 发布日期:2021-11-16 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 电池保护电路封装件的制造方法 (Method for manufacturing battery protection circuit packaging piece ) 是由 罗赫辉 黄镐石 安商勋 李铉席 于 2021-03-04 设计创作,主要内容包括:根据本发明的一观点的电池保护电路封装件的制造方法,包括:准备在用于安装部件的刚性印刷电路基板上连接有包括至少一个用于与外部装置连接的外部连接端子的柔性印刷电路基板的复合封装基板的步骤;在具有至少一个用于连接电池单元的金属接线片的引线框架上安装所述复合封装基板的步骤;在露出所述至少一个金属接线片和所述至少一个外部连接端子的情况下,用模塑部封装所述复合封装基板和所述引线框架的至少一部分的步骤。(A method for manufacturing a battery protection circuit package according to an aspect of the present invention includes: preparing a composite package substrate in which a flexible printed circuit board including at least one external connection terminal for connecting to an external device is connected to a rigid printed circuit board for mounting a component; a step of mounting the composite package substrate on a lead frame having at least one metal tab for connecting a battery cell; and encapsulating the composite package substrate and at least a portion of the lead frame with a molding portion while exposing the at least one metal tab and the at least one external connection terminal.)

电池保护电路封装件的制造方法

技术领域

本发明涉及电池,更具体地,涉及一种电池保护电路封装件及其制造方法。

背景技术

通常在手机、PDA等电子装置中会使用电池。锂离子电池作为移动终端中最为广泛应用的电池,在过充电、过电流时会产生热量,如果持续发热导致温度上升,则不仅性能劣化,还存在爆炸的危险。因此,为了防止这种性能劣化,越来越需要向电池提供阻断电池工作的电池保护电路装置。

因此,在普通电池里安装有感知并阻断过充电、过放电及过电流的保护电路模块,或者在电池外部安装并使用可以感知过充电、过放电和发热,并阻断电池工作的保护电路。近年来,电池组的小型化及确保安全性成为重要的技术焦点。

【在先技术文献】

【专利文献】

(专利文献1)1、韩国公开专利公报第10-2009-0117315号(公开日:2009年11月12日,发明名称:电池组)

发明内容

【技术问题】

近来,除了刚性(rigid)基板以外,柔性基板也被用于电池保护电路封装件,因此封装结构变得复杂,制造工艺也随之增加,使得焊料的热稳定性也越来越差。

因此,本发明是为了解决如上所述的技术问题而提出的,其目的在于提供一种制造工艺得以简化并且热稳定性得以改善的柔性基板结合型电池保护电路封装件及其制造方法。但是该技术问题仅为示例,并非用于限定本发明的范围。

【技术方案】

根据本发明的一观点的电池保护电路封装件的制造方法,包括:准备在用于安装部件的刚性印刷电路基板上连接有包括至少一个用于与外部装置连接的外部连接端子的柔性印刷电路基板的复合封装基板的步骤;在具有至少一个用于连接电池单元的金属接线片的引线框架上安装所述复合封装基板的步骤;以及在露出所述至少一个金属接线片和所述至少一个外部连接端子的情况下,用模塑部封装所述复合封装基板和所述引线框架的至少一部分的步骤。

根据所述电池保护电路封装件的制造方法,在所述复合封装基板中,所述柔性印刷电路基板以夹层结构接合到所述刚性印刷电路基板的一端,并且在所述封装步骤中,所述模塑部以露出所述柔性印刷电路基板的方式封装所述刚性印刷电路基板。

根据所述电池保护电路封装件的制造方法,在所述引线框架上安装所述复合封装基板的步骤中,所述柔性印刷电路基板不与所述引线框架接触,并且所述刚性印刷电路基板接合至所述引线框架。

根据所述电池保护电路封装件的制造方法,在所述引线框架上安装所述复合封装基板的步骤之后,进一步执行将电池保护电路元件附接在所述复合封装基板的所述刚性印刷电路基板上的步骤,所述模塑部以封装所述电池保护电路元件的方式形成。

所述电池保护电路封装件的方法,在所述引线框架上安装所述复合封装基板的步骤之前,还包括在所述复合封装基板的所述刚性印刷电路基板上安装包括至少一个无源元件的部件的步骤。

根据所述电池保护电路封装件的制造方法,安装所述部件的步骤在将多个所述复合封装基板布置在条带上的状态下执行,并且在安装所述部件的步骤之后,可以进一步执行使所述条带中的多个所述复合封装基板个体化的步骤。

根据所述电池保护电路封装件的制造方法,在附接所述电池保护电路元件的步骤之后,可以进一步执行用于将所述电池保护电路元件与所述刚性印刷电路基板连接的引线键合的步骤。

根据所述电池保护电路封装件的制造方法,在所述封装的步骤之前,可以进一步执行用环氧树脂对附接到所述刚性印刷电路基板上的所述电池保护电路元件的至少部分的接合处进行底部填充(under fill)的步骤。

根据所述电池保护电路封装件的制造方法,所述引线框架和所述至少一个金属接线片一体形成,并且所述引线框架和所述至少一个金属接线片包括铜(Cu)或镍(Ni)材质。

根据所述电池保护电路封装件的制造方法,在所述引线框架中,所述至少一个金属接线片包括在长度方向上间隔开的一对金属接线片,在所述引线框架上安装所述复合封装基板的步骤中,可以将所述复合封装基板安装在所述引线框架的一部分上,以使得所述一对金属接线片中的一个布置在所述复合封装基板的外侧。

【有益效果】

根据如上所述本发明的一些实施例,能够提供一种制造工艺得以简化并且热稳定性得以改善的电池保护电路封装件及其制造方法。当然这些效果并不会限制本发明的范围。

附图说明

图1至图8是示出了根据本发明的一实施例的电池保护电路封装件及其制造方法的概略图。

图9是根据本发明的一实施例的电池保护电路封装件的概略截面图。

具体实施方式

下面,参照附图对本发明多个优选实施例进行详细说明。

本发明的实施例是为了向本技术领域的技术人员更完整地进行说明而提供的,下述实施例可变形为各种形式,而本发明的范围不受限于这些实施例。相反,这些实施例能够更加充实且完整地公开本发明,向本技术领域的技术人员完整地传递本发明的思想。此外,为了便于说明和准确地进行说明,附图中各个层的厚度或尺寸将被放大表示。

在通篇说明书中,如膜、区域或者基板等一构成要素被描述为与其它构成要素具有“在…之上”、“连接”、“层叠”或者“耦合”的关系时,可以解释为所述一构成要素直接与其它构成要素具有“在…之上”、“连接”、“层叠”或者“耦合”关系,或者它们之间夹设有其它构成要素。与此相反,当一构成要素被描述为与其它构成要素具有“直接在…之上”、“直接连接”、“直接层叠”或者“直接耦合”的关系时,应解释为它们之间不存在其它构成要素。相同的附图标记表示相同的要素。如本说明书中所使用,术语“和/或”表示包括所列举的项目中的某一个以及至少一个的所有组合。

在本说明书中,第一、第二等术语用来说明各种构件、部件、区域、层和/或部分,然而显而易见的是,这些构件、部件、区域、层和/或部分不应被这些术语限定。这些术语只是用于将一个构件、部件、区域、层或者部分与其它区域、层或者部分进行区分。因此,上述的第一构件、部件、区域、层或者部分在不脱离本发明思想的情况下可表示第二构件、部件、区域、层或者部分。

此外,如“上的”或者“上侧的”以及“下的”或者“下侧的”等相对术语,如图所示,是为了描述某些要素相对于其它要素的关系而使用。可以理解为,用于表示相对关系的术语所要表达的是除了附图中所描述的方向之外还包括元件的其它方向。例如,附图中如果元件翻转(turn over),被描述为存在于其它要素的上面的要素将会具有存在于所述其它要素的下面的方向。因此,基于附图的具体方向,举例的术语“上的”可以包括“上的”以及“下的”方向。如果元件朝向另一方向(朝向另一方向旋转90度),则本说明书中所采用的相对说明可根据此处的说明进行解释。

本说明书中所使用的术语只是用来说明具体的实施例,并非旨在限定本发明。如本说明书中所使用,除非文章中明确指出其它情况,否则单数表述可以包括复数表述。此外,本说明书所使用的“包括(comprise)”和/或“包括的(comprising)”具体用于表示存在所描述的形状、数字、步骤、动作、构件、要素和/或其组合,并非用于排除存在或增加一个以上的其它形状、数字、步骤、动作、构件、要素和/或其组合。

下面,参照概略示出本发明优选实施例的附图,对本发明的实施例进行说明。附图中,例如可以根据制造技术和/或公差(tolerance)来预测所示出的形状变化。因此,本发明的实施例不应解释为局限于本说明书中所示出的范围内的具体形状,例如,应该包括制造过程产生的形状变化。

图1至图8是示出根据本发明的一实施例的电池保护电路封装件及其制造方法的概略图。

参照图1,可以准备包括至少一个用于与外部装置连接的外部连接端子108的柔性(flexible)印刷电路基板106与用于安装部件的刚性(rigid)印刷电路基板(printedcircuit board,PCB)102连接的复合(complex)封装基板110。

例如,刚性印刷电路基板102可以包括在刚性芯结构上形成有电路图案的结构。此外,刚性印刷电路基板102可以包括贯通内部的通孔电极,以将安装在其上部的部件电连接到下部。此外,刚性印刷电路基板102还可包括用于通孔电极重新布线的布线图案或焊盘图案。

柔性印刷电路基板106可以包括在柔性芯结构上形成有电路图案的结构。电路图案可以电连接到用于与外部装置连接的外部连接端子108。例如,外部连接端子108可以包括连接器结构或焊盘图案。

例如,在复合封装基板110中,柔性印刷电路基板106可以以夹层结构结合到刚性印刷电路基板102的一端。刚性印刷电路基板102的一侧端部被分成至少两层,从而可以插入柔性印刷电路基板106,并且可以将柔性印刷电路基板106插入到该分离空间中以进行接合。柔性印刷电路基板106和刚性印刷电路基板102的电路布线可以在该夹层结构内彼此连接。

在一个实施例中,如图2所示,如上所述的复合封装基板110可以以多个布置在条带50上的结构来提供。在这种情况下,可以使用条带50排列或转移多个复合封装基板110,从而可以提高生产率。

参照图3,可以将包括至少一个无源元件的部件112安装在复合封装基板110的刚性印刷电路基板102上。例如,部件112可以包括电池保护电路中的电容器、电阻器和感应器中的至少一个无源元件。

例如,可以使用表面安装技术(surface mounting technology,SMT)将部件112结合到复合封装基板110上。表面安装技术(SMT)可以指用于将部件附接到复合封装基板110的表面的技术。例如,部件112可以利用焊接技术附接到复合封装基板110的表面上的电路图案上。

在一些实施例中,在多个复合封装基板110布置在条带50上的情况下,可以将部件112以配置单元的方式附接。

然后,可选地,可以进行使条带50中的多个复合封装基板110个体化的步骤。

参照图4,可以将复合封装基板110安装在具有至少一个用于连接电池单元的金属接线片117的引线框架115上。

例如,可以利用焊接技术将复合封装基板110附接到引线框架115的表面上。更具体地,可以利用表面安装技术(SMT)将复合封装基板110接合到引线框架115上。

然后,可选地,可以附加去除焊料焊剂的去焊剂(deflux)工序。

例如,用于与电池单元连接的金属接线片117可以形成为朝向引线框架117的侧面突出。进一步,引线框架115和金属接线片117可以一体地形成。例如,引线框架115和金属接线片117可以由相同的金属物质形成,例如铜(Cu)或镍(Ni)。该金属接线片117可以在将引线框架115连接至电池单元时使用,并且可以通过诸如焊接或激光焊接的方法电连接至电池单元。

在一些实施例中,引线框架115可以包括在长度方向上间隔开的一对金属接线片117。在将复合封装基板110安装在引线框架115上的步骤中,可以将复合封装基板110安装在是引线框架的一部分上,以使得一对金属接线片117中的一个布置在复合封装基板110的外侧。

例如,引线框架115的长度可以比刚性印刷电路基板102的长度长,并且复合封装板110的刚性印刷电路基板102在引线框架115的大约一半上安装,并且引线框架115的其余部分可以被布置成在长度方向上超过刚性印刷电路基板102的一端突出。

在该安装步骤中,柔性印刷电路基板106不与引线框架115接触,并且刚性印刷电路基板102可以接合到引线框架115的一部分上。

在一些实施例中,可以在将个体化的复合封装基板110安装在托盘(tray)或卷带(tape)上之后执行将复合封装基板110安装在引线框架115上的工序。

参照图5,在将复合封装基板110安装在引线框架115上的步骤之后,将电池保护电路元件120附接在复合封装基板110的刚性印刷电路基板102上。

电池保护电路元件120可以包括用于在电池的工作期间例如充电和放电操作期间保护电池的元件。例如,电池保护电路元件120可以包括至少一个晶体管,诸如场效应晶体管(field effect transistor,FET)和保护集成电路(protection IC)。

保护集成电路可以通过监视电压来控制场效应晶体管的导通/截止操作以控制充电或放电操作。例如,保护集成电路可以在电池放电时感知到过电流或过放电状态,或者在给电池充电时感知到过电流或过充电状态,从而关闭场效应晶体管。

例如,可以利用表面安装技术(SMT)将电池保护电路元件120安装在刚性印刷电路基板102上。可以利用焊接技术将电池保护电路元件120附接到刚性印刷电路基板102的表面的电路图案上。

在该实施例中,电池保护电路元件120可以以未封装的晶圆水平或晶粒水平被安装在刚性印刷电路基板102上。因此,不需要预先封装电池保护电路元件120,从而可以简化制造过程并且可以以薄的厚度安装。

在该实施例的变形例中,包括无源元件的部件112和电池保护电路元件120同样可以在复合封装基板110上附接引线框架115之前安装,或者在复合封装基板110上安装引线框架115之后安装。

参照图6,电池保护电路元件120和刚性印刷电路基板102可以使用接合线122电连接。

在该实施例的变形例中,电池保护电路元件120和刚性印刷电路基板102可以在使用焊料球等代替接合线122堆叠的同时被连接。

可选地,可以提供对在刚性印刷电路基板102上安装的电池保护电路元件120的至少部分接合处进行底部填充(under fill)的步骤。

例如,为了覆盖与电池保护电路元件120和刚性印刷电路基板102接合的焊料,可以将环氧树脂填充在电池保护电路元件120和刚性印刷电路基板102之间,以进行底部填充工艺。例如,为了在电池保护电路元件120中覆盖场效应晶体管(PET)和保护集成电路的焊料,可以进行底部填充工艺。

通过该底部填充工艺,可以提高电池保护电路元件120和刚性印刷电路基板102之间相连的可靠性,进而防止裂纹等缺陷的发生。

参照图7,在露出至少一个金属接线片117和至少一个外部连接端子108的情况下,复合封装基板110和引线框架115的至少一部分由模塑部125封装。

例如,模塑部125以复合封装基板110的外部连接端子108和金属接线片117露出的方式,形成以模塑部封装125电池保护电路元件120的至少一部分的封装结构。

更具体地,在该封装步骤中,可以执行模塑部125以露出柔性印刷电路基板106的方式封装刚性印刷电路基板102。此外,模塑部125可以覆盖电池保护电路元件120,并且还覆盖刚性印刷电路基板102和引线框架115的侧面和下表面。

例如,模塑部125可以利用诸如传递模塑或嵌件模塑的方法由环氧模塑料(epoxymolding compound,EMC)形成。

随后,可选地,可以对模塑结构进行去毛边(deflash)工序。去毛边工序可以是树脂成分去除工序,以去除在模塑工序中使用的溢出的EMC。例如,去毛边工序可以使用研磨法、化学法、电解法、激光法、喷水法等。

参照图8和图9,可以通过修整和/或成形工序来成型复合封装基板110,以形成电池保护电路封装100。

例如,金属接线片117可以弯曲以促进与电池单元的连接。

随后,可选地,可以遵循电池保护电路封装100是否异常的测试步骤。

因此,电池保护电路封装件100包括复合封装基板110,在用于安装部件的刚性印刷电路基板上连接有包括至少一个用于与外部装置连接的外部连接端子的柔性印刷电路基板;引线框架115,包括至少一个用于连接电池单元的金属接线片114,并且在其上安装复合封装基板110;在刚性印刷电路基板102上安装的部件112和电池保护电路元件120;以及模塑部,封装电池保护电路元件120的至少一部分。

现有技术中,由于在刚性印刷电路基板102上的模塑工序之后将柔性印刷电路基板106附接到模塑结构上,因此在模塑工艺之后进一步附加端子电镀工序,并且在随后的成型工艺之后附加将柔性印刷电路基板106结合的工序和对该最终结构再次执行测试的步骤。但是,在上述的本发明的实施方式中,由于最初使用了结合了刚性印刷电路基板102和柔性印刷电路基板106的复合封装基板110,因此在模塑工序后不需要进行端子镀覆工序和回流焊工序,并且,可以省略用于将它们结合的组装工序和组装之后的测试工艺。

因此,根据本发明的实施例,可以省略在端子电镀工艺之后再次附加的回流焊工序,从而提高了热裕度,并且可以省略端子电镀固定、组装工艺和后测试工序,简化工艺流程,提高工艺的稳定性/可靠性,并确保经济效益。

本发明参照附图所示的实施例进行了说明,但是这只是示例性的,本技术领域具有一般知识的技术人员可以理解,基于此可进行各种变形并实施等同的其他实施例。因此,本发明的真正的技术保护范围应根据附上的权利要求书的技术思想而决定。

【附图标记说明】

102:刚性印刷电路基板

106:柔性印刷电路基板

110:复合封装基板

115:引线框架

120:电池保护电路元件

125:模塑部

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