CN100449830C - 燃料电池以及使用燃料电池的电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池，包括一置入具有空气进气口(204)的壳体(201)之中的发电机(203)、一用来连接到印刷电路板(210)上的电气端子(206)、以及用来供给燃料的连接器(205、209b和208b)和一燃料通路(209a)。端子(206)具有可插入或可表面-安装到印刷电路板(210)上的形状。由于燃料电池直接安装到印刷电路板上，于是在安装有燃料电池的电子设备上不需要设置电池壳体部件、固定机构和连接器等等，因此使该电子设备自身的结构得以简化和小型化。

Description

燃料电池以及使用燃料电池的电子设备
技术领域
本发明涉及一种通过提供作为燃料气体的氢和氧(空气)来在发电机中产生电动势的燃料电池，以及使用该燃料电池的电子设备。
背景技术
迄今为止已经推出的燃料电池是一种通过供给作为燃料气体的氢和氧(空气)来在发电机中产生电动势的器件。这种燃料电池的结构通常为：电解质薄膜(质子导电薄膜)夹在气体电极之间以获得所需的电动势。人们已经预期这种燃料电池将用在电动车辆或混合型车辆(hybrid type vehicle)上，并且已逐渐发展成用于实际用途。燃料电池已经用在车辆上，如机动车上。此外，通过利用其很容易实现重量轻、形状紧凑的优点，人们已经研究将燃料电池用于与在诸如机动车车辆上的使用完全不同的新用途。例如，人们已经研究将燃料电池可用作新电源，以便取代用作便携电子设备的电源的干电池或可充电电池。
人们一直以各种方式不断地研究能够装入各种电子设备中的小型燃料电池，并且已经推出一些类型的燃料电池。它们中的任何一种都带有一自身做得很紧凑的电池，然而，从将燃料电池装入电子设备中的角度来看，这不一定令人满意。例如，当将现有推出的燃料电池装入电子设备中时，如同普通干电池、诸如锂离子二次电池这样的各种二次电池等等一样，在设备侧中设置有电池壳体部件。于是，在其中设置有一固定电池的机构或者一布线连接器等等。
由于燃料电池需要燃料气体，因此需要设置燃料输送管路来供应燃料。由于该管路是必须的，因此需要附加防止燃料从该管路中漏出的机构。
当将现有推出的每个燃料电池应用于电子设备上，特别是应用于小型便携电子设备上时，不仅设备的整体部件很难做得很紧凑，并且该设备的设计也受到限制。并且制造该设备的制造步骤也非常复杂。
当把燃料电池装入电子设备中时，有人可使用这样的结构：燃料电池的发电机被装入设备主体中，而燃料储存部件，例如氢气罐，则单独安装在该设备主体上。在这种情况下，发电机需要设置在氢气罐附近，因此该设备的设计受到了很大的限制。当发电机与燃料储存部件分开时，需要将用作燃料通路的输送管路设置于两者之间。因此，需要将管路部件(如管子)引出到该设备四周。于是，部件的数量增加，并且设备本身的形状增大，从而使装配工作变得复杂。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是提供一种新的燃料电池，能够解决上述现有燃料电池的问题，并提供一种使用这种燃料电池的电子设备。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种燃料电池，该燃料电池不会妨碍使用该燃料电池作为电源的电子设备的小型化，并且也不会对该电子设备的设计带来约束。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种燃料电池，其不会增加制造电子设备时的制造步骤。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种电子设备，其可减轻将燃料电池装入该电子设备时的设计上的约束，并且可减少部件的数量，可使各部件小型化，并且可实现制造步骤的简化。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种不仅起到电路板的作用而且起到燃料通路的作用的新的印刷电路板，并提供一种制造这种印刷电路板的方法。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种燃料电池的连接器，其可被用作电连接的连接器，同时还可用作发电电池和燃料供应源之间的燃料接头。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种安装燃料电池的方法，其中通过使用安装在电子设备上的现有器件，可防止燃料的泄漏，并且可将该燃料电池安装在诸如印刷电路板的电子电路板上。
为了解决上述技术问题而提供的根据本发明的燃料电池具有一装入具有空气进气口的壳体中的发电机、一连接到板上的电气端子(electricalterminal)、以及用来供给燃料的连接器和通路。
在根据本发明的电子设备中，燃料电池直接安装到板上。由于燃料电池直接安装到基板上，根据本发明的电子设备不需要在安装有燃料电池的设备上设置一电池壳体部件、一固定燃料电池的机构、一连接器等等。于是，该设备自身结构得到简化，并被小型化。在具有直接安装有燃料电池的板的电子设备中，减少了对诸如各种设备的设置或布线图案的设计的限制，也减少了无用的布线和空间以及输出功率的损耗等等。
在根据本发明的电子板(electronic board)上形成布线图案并形成燃料通路。具有上述结构的、根据本发明的电子板不仅具有普通电路板的功能，而且具有燃料通路的功能。由于将燃料通路置入布线板中，电子板可以如普通电子板一样处理。这种结构是本发明的新的结构特征，并为电子板提供了新的用途。
在根据本发明的电子板的制造方法中，将形成有作为内层的燃料通路的燃料通路形成层与形成有布线图案的布线层进行层压。利用这种方法，基本上不用改变现有电子板的制造工艺就可以制得具有燃料通路作用的电子板。
根据本发明的电子设备包括一燃料电池发电机以及一用来给发电机提供燃料的燃料储存部件以及一板，发电机被装入电子设备主体设备中。在该板上，形成燃料通路以及布线图案。燃料由燃料储存部件通过板上的燃料通路供给到发电机。根据本发明的电子设备不依赖于发电机或燃料储存部件的设置位置，并且减轻了对该设备设计的约束。由于燃料通过该板被供给，管路部件(如管子)不必拉出。于是，部件数目减少，并且设备小型化。
根据本发明燃料电池的连接器包括一印刷电路板，布线图案和燃料通路形成于该印刷电路板上。通过该印刷电路板供给和接收电信号以及燃料。本发明燃料电池的连接器可用作诸如燃料电池发电机与燃料供给源之间的连接器，并呈现出电连接的连接器功能以及燃料接头功能。
根据本发明的另一燃料电池包括一置入具有空气进气口的壳体中的发电机、一连接到布线元件上的电气端子、一位于与布线元件相对的表面上的用来供给燃料的连接器。用在根据本发明燃料电池中的布线元件具有形成于内层中的燃料通路以及位于顶层表面上作为开口的燃料供给口。在根据本发明的电子设备中，用树脂密封布线元件与燃料电池之间的部件。通过固定燃料电池与布线元件之间的一部件，粘结剂或可模制树脂使得根据本发明的燃料电池被安装到电子设备上。
根据本发明的燃料电池包括一形成于布线元件上的、用于向燃料电池供给燃料的通路。因此，不必在安装有燃料电池的设备上设置一电池壳体部件、一固定燃料电池的机构、一连接器、一燃料输送管路等等。因此，该设备的结构得到了简化和小型化。由于燃料输送管路不外露，燃料可得到有效地密封。于是不需要增加防止燃料泄漏的结构。根据本发明，由于燃料电池直接安装到印刷电路板上，与各种设备的设置或布线图案有关的设计上的限制减少，并且无用的布线、管线或空间以及输出功率的损失等等也减少。用粘结剂或模制树脂将燃料电池固定到印刷电路板上，从而与安装现有电子设备的方法相似的设备可简单地固定燃料电池和密封燃料。
通过参照附图对实施例的详细说明，本发明要解决的技术问题以及本发明实现的具体优点将变得更加显然。
附图说明
图1是具有插入-安装型封装结构的本发明燃料电池的一个例子的示意性透视图；
图2是显示发电机的一个结构例子的示意性截面图；
图3是显示图1所示燃料电池的拆开状态的示意性截面图；
图4显示一装配状态的示意性截面图；
图5是显示具有表面-安装型封装结构的燃料电池的一个例子的示意性透视图；
图6是显示图5所示燃料电池的拆开状态的示意性截面图；
图7显示一装配状态的示意性截面图；
图8是一示意性截面图，显示了燃料电池的一个例子，在该燃料电池中置入多个发电机；
图9是显示根据本发明印刷电路板的一个例子的分解透视图；
图10A、10B和10C是显示印刷电路板的制造工艺的一个例子的示意性截面图；
图11A～11E是显示印刷电路板的制造工艺的另一例子的示意性截面图；
图12A～12F是显示印刷电路板的制造工艺的又一例子的示意性截面图；
图13是一方框图，显示了含有根据本发明印刷电路板的电子设备的示意性结构；
图14是一方框图，显示了燃料电池连接器的使用形式的一个例子；
图15是显示燃料电池连接器的构造的一个例子的主要部件的示意性透视图；
图16是显示根据本发明燃料电池的整体结构的示意性透视图；
图17A是具有插入-安装型封装结构的燃料电池的一个例子的示意性平面图，图17B是上述例子的侧视图，图17C是上述例子的部分剖面图；
图18是发电机的一个结构例子的示意性截面图；
图19是显示图17所示燃料电池的拆开状态的示意性截面图；
图20是显示图17所示燃料电池的装配状态的示意性截面图；
图21A～21C分别显示了印刷电路板的各层结构。图21A是顶层的平面图，图21B是中间层的平面图，图21C是底层的平面图；
图22是显示一印刷电路板的组合的透视图；
图23A～23C显示了在印刷电路板上安装插入-安装型燃料电池的步骤；
图24A～24C显示了将燃料电池安装在印刷电路板上的另一实施例的步骤；
图25显示了插入-安装型燃料电池安装在印刷电路板上并用树脂密封以提高气密性的状态；
图26A是显示了具有表面-安装型封装结构的燃料电池的一个例子的平面图。图26B是其侧视图，而图26C是其部分剖面图；
图27是显示图26A～26C所示燃料电池被拆开的状态的示意性截面图；
图28是显示图26A～26C所示燃料电池被装配的状态的示意性截面图；
图29A～29D显示将表面-安装型燃料电池安装到印刷电路板上的步骤；
图30显示了一具有印刷电路板的电子设备，该印刷电路板上安装有燃料电池和电子零件。
具体实施方式
现在将参照附图详细地描述根据本发明的燃料电池以及采用该燃料电池的电子设备。
图1显示了应用本发明的燃料电池的一个例子。图1所示的燃料电池使用了一被称作双列直插式封装(DIP)的插入-安装型封装。一个或两个或多个发电机2被装入壳体1内。将空气从设置于壳体1上的空气进气口3供应到阴极侧。燃料(氢)由同样连接到壳体1上的燃料接头4供应到阳极侧，用于发电。
连接至发电机2的阳极(燃料电极)或阴极(空气电极)的多个端子管脚5a和5b从壳体1中引出。通过端子管脚5a和5b实现与电子设备的电连接。也就是说，通过诸如将端子管脚5a和5b插入设置于置入电子设备侧内的印刷电路板上的连接孔并焊接它们，可将具有图1所示结构的燃料电池安装在该印刷电路板上。于是，燃料电池的电极与形成于印刷电路板上的布线电连接，从而将电能供给到电子设备侧的电路。
如图2所示，发电机2的结构为：离子导电薄膜2a的两侧被固定在分别作为一个电极的阳极2b和阴极2c之间，并且它们的周边用密封装置2d密封。设置密封装置2d是为了防止氢气泄漏到阴极侧2c。密封装置2d可通过将利用注入模制或冲压等方法预先形成的材料粘结起来而形成，或者可直接形成在离子导电薄膜2a或电极上。
图3显示出使用本发明的燃料电池被拆开时的状态。本实施例的燃料电池的结构为发电机2夹在一对集电器(current collector)6和7之间。集电器6和7分别具有用来获取燃料的开口部件6a和7a。作为燃料的氢和氧(空气)通过这些开口部件6a和7a而进入阳极2b和阴极2c。
阴极2c侧的集电器6具有两层结构。该结构包括一由绝缘材料制成的绝缘材料层6b和一由导电材料制成的集电部件6c，绝缘材料层6b位于作为壳体1的表面的外露侧，集电部件6c位于与发电机2接触的一侧。阳极2b侧的集电器7由导电材料制成，并且不用特别设置如同在阴极2c例的集电器6中所设置的那种绝缘材料层。此处，作为形成阴极2c侧的集电器6的集电部件6c或阳极2b侧的集电器7的导电材料，可以使用金属板、碳薄板(carbon sheet)等等。此外可使用在聚合物膜、玻璃环氧板(glass epoxyboard)、陶瓷板等上形成一导电层而构成的所谓的单面板。另外，也可在发电机2上应用浆料印刷或电镀，以便直接在其上形成一集电层。
集电器6的集电部件6c或者集电器7分别与端子管脚5a和5b电连接，通过这些端子管脚可实现与电子设备的电连接。理想地，端子管脚5a和5b的端部具有诸如薄板状或销钉状的形状，从而可被插入到设置在印刷电路板中的连接孔中。另外，端子管脚5a和5b的端部理想地具有刚性，以便可被固定在印刷电路板上。当集电器6的集电部件6c或集电器7由金属板制成时，端子管脚5a和5b的端部可被机加工为薄板形或销钉状，从而使它们可被整体地形成。端子管脚5a和5b可单独地设置，并且它们可与集电器6的集电部件6c或集电器7机械连接和电连接。
在阳极侧的集电器7的外侧，设置了具有燃料氢的通路8a的氢气供给部件8，并固定了燃料接头4。另外，在氢气供给部件8中，开口部件8b与集电器7中的开口部件7a相对。燃料氢由燃料接头4经过通路8a、开口部件8b和开口部件7a被供给到发电机2的阳极2b。氢气供给部件8可以形成为一个部件，或者可与集电器7或壳体1形成为一个整体。
上述元件的发电机2、集电器6和7以及氢气供给部件8叠置在一起，形成一层压体。如图4所示，这些元件与壳体1固定在一起，以便得到一封装体。在本实施例中，通过树脂模制同时完成叠层体的封装和壳体的形成。壳体1与叠层体一体形成。应该明白的是，可以使用除了该结构以外的多种结构。例如，可以使用这样一种结构：壳体分为两个上部件和下部件，并且叠层体夹在这些部件之间并用螺钉固定。另外，也可使用一种结构：用超声焊接或粘结工艺等等来固定上壳体部件和下壳体部件。
在具有上述结构的燃料电池中，当使作为燃料的氢气进入氢气供给部件8中以便与阳极2b相接触，并且使空气(氧气)从开口部件6a进入以便与阴极2c相接触时，在阳极2b侧发生了由下述化学反应式表示的反应：
H2→2H++2e-
在阴极2c侧，发生了由下述化学反应式表示的反应：
1/2O2+2H++2e-→H2O+反应热Q
在整体部件中，发生了由H2+1/2O2→H2O表示的反应。也就是说，在阳极2b侧，氢释放出电子后变成质子，并且穿过离子导电薄膜2a而移动到阴极2c侧，并在阴极2c接受提供的电子而与氧发生反应。按照这种电化学反应获得了电动势。
现在将描述根据本发明燃料电池的另一实施例。本实施例的燃料电池使用称作BGA(球栅阵列)的表面-安装型封装形式。
本实施例的燃料电池的基本结构与上述实施例的基本结构相同。如图5所示，发电机12包含在壳体11之中。空气从设置在壳体11上的空气进气口13供给到阴极侧，燃料(氢)从同样连接到壳体11上的燃料接头14供给到阳极侧，用于发电。
通过端子15实现与电子设备的电连接。与上述实施例不同的是，此处，端子15可形成为由诸如焊料的导电材料制成的球形或突起。端子15与形成于电子设备侧的安装板上的端子部件(terminal parts)机械连接和电连接。
图6是示意性截面图，显示了图5所示燃料电池被拆开时的状态。被包含的发电机12的结构与上述实施例相同。离子导电薄膜12a的结构为该导电薄膜的两侧被固定在电极(即阳极12b和阴极12c)之间，并且其周边用密封装置12d密封。
发电机12夹在底基板(base substrate)17和氢气供给部件18之间。底基板17构成壳体11的一部分，并且例如，使用诸如玻璃环氧、酚醛树脂、聚酰亚胺等等的树脂基板，或者使用诸如陶瓷、玻璃、硅等等的无机基板。底基板17具有一能够容纳发电机12的凹进部件17a。空气进气开口部件17b形成于凹进部件17a的底部上。阴极集电器19形成于底基板17的内表面上，作为与发电机12的阴极12c相接触的表面。
另一方面，设置氢气供给部件18来覆盖容纳于底基板17中的发电机12。氢气供给部件18具有一燃料氢的通路18a以及形成于与发电机12的阳极12b相接触的表面上的氢气进气开口部件18b。在与发电机12的阳极12b相接触的氢气供给部件18的表面上，阳极集电器20被整体地形成。另外，氢气供给部件18自身也可由导电材料制成，以便作为阳极集电器。
发电机12夹在底基板17和氢气供给部件18之间，从而得到了发电机12的阳极12b和阴极12c的集电结构。在本实施例中，底基板17具有三层结构。在与氢气供给部件18相接触的底基板17的部件中，形成连接到阳极集电器20的布线层21。通过通孔22和23完成各层之间的电连接。在这种状态下，氢气供给部件18优选被固定在底基板17上。另外，氢气供给部件18被固定到底基板17的同时，可被粘结一如下所述的封盖基板(coversubstrate)。作为固定方法的例子，可使用树脂粘结方法。
在位于图6下部的底基板17的背表面侧，设置有一封盖基板24。发电机12被设置在凹进底基板17的凹进部件17a中，并且用底基板17和封盖基板24来固定氢气供给部件18。在封盖基板24中，设置通孔25和26以便与通孔22和23相对应。另外，通孔25和26设置有半球状端子15。作为半球状端子15，可使用例如焊料球。通过进行软熔工艺，将焊料球固定到形成于电子设备侧的印刷电路板上的连接端子上，以实现电连接。
图7显示了燃料电池的装配状态。在该装配状态下，壳体11由底基板17和封盖基板24形成并封装。端子15设置在其底部上。因此，具有上述结构的燃料电池被配置为具有表面-安装型封装的燃料电池。表面-安装型封装形式不限于BGA，例如可使用QFP(四线扁平封装)等等。
现在，将在下面描述含有多个发电机(例如两个发电机)的燃料电池结构的例子。图8显示了含有两个发电机的、BGA封装形式的燃料电池的一个例子。在这个例子中，在位于壳体31中的氢气供给部件34的两表面上设置两组发电机32和33。另外，在壳体31上，空气进气口35设置在上下两表面上。氢气供给部件34具有燃料接头36，以便以与上述实施例相似的方式连接到外部燃料源。
另外，在氢气供给部件34的两表面上均形成有阳极集电器37。在与发电机32和33相接触的壳体31的表面上分别形成有阴极集电器38。这些集电器通过通孔39连接到端子40上。端子40各自形成为球形，并可被安装在电子设备的印刷电路板的表面上。
现在将描述使用本发明的印刷电路板或者制造它的方法。另外，还将参照附图详细描述利用该印刷电路板及其制造方法的电子设备和燃料电池的连接器。
图9显示了根据本发明印刷电路板的一个实施例。该印刷电路板101的结构包括一第一电路布线层102、一燃料通路形成层103以及一第二电路布线层104。燃料通路形成层103为内层。燃料通路形成层103的两端被固定在第一电路布线层102和第二电路布线层104之间。
作为电路布线层102和104或者燃料通路形成层103的基底材料，可以使用任意的绝缘材料如树脂、玻璃环氧材料、陶瓷、玻璃等等。在这种情况下，必须使用不会或者很少造成燃料泄漏的材料。
在燃料通路形成层103上，通过开槽或钻孔形成预定的燃料通路103a。例如，燃料通过这些燃料通路103a供给到燃料电池的发电机。通过用电路布线层102和104覆盖将燃料通路形成层103冲孔成预定形状而形成的燃料通路103a的上部和下部，燃料通路103a起到燃料输送管路的作用。
电路布线层102和104分别具有与普通多层布线板中使用的布线层相同的结构，并形成为单面板、双面板或多层板。于是，根据在该多层板的两表面、单一表面或者每层上的电路而形成布线图案102a和104a。例如，利用光刻技术对铜箔构图形成布线图案102a和104a。电路布线层102和104可以电连接在一起或者可以分开成独立的功能。特别是当电路布线层102和104电连接在一起时，燃料通路形成层103可以形成为具有布线图案的双面布线板。电路布线层102和104可以通过该燃料通路形成层103而电连接在一起。
这些电路布线层102和104以及燃料通路形成层103叠层放置并被压成一个整体，从而形成了含有燃料通路的印刷电路板101。除了其中含有燃料通路103a以外，印刷电路板101与现有的印刷电路板相似，并可如同普通印刷电路板一样装入电子设备等内。此时，由于燃料通路103a被包含在印刷电路板101中，因此它们不会对结构产生干扰。
在本实施例中，尽管对燃料通路形成层103进行开槽和钻孔以形成燃料通路103a，但本发明并不限于此，例如可以装入管形部件以形成燃料通路。在这种情况下，可以把管形部件嵌入树脂层或者粘结层中，并将电路布线层粘结在管形部件的两侧或一侧上。在上述实施例中，尽管燃料通路形成层被形成在一层中，但本发明并不限于此，燃料通路形成层可以被形成在多层中。在这种情况下，已经含有燃料通路的多层布线板可被层压。
现在将描述根据本发明印刷电路板的制造方法。要制造根据本发明的印刷电路板，可以考虑使用各种方法。作为该方法的第一例子，一双面布线板被冲压成燃料通路的形式，并且将布线板层压在双面板的上下两侧。图10显示了上述制造工艺的一个实施例。
在该实施例中，首先如图10A所示，准备一用作燃料通路形成层的双面布线板111，以便利用所谓的异型铣刀切割(router cutting)或激光切割来形成作为燃料通路的冲孔112。冲孔112被形成为避开分别设置在双面布线板111两表面上的布线图案111a和111b。将冲孔112的至少一端形成为面向双面布线板111的围缘(peripheral edge)，以便用作燃料进口或燃料出口。另一种情况是，冲孔112可被形成为其端部不面向双面布线板111的围缘。于是，在层压于双面布线板111上下侧上的任一布线板上，可以形成与冲孔112连通的孔，以便用作燃料进口或燃料出口。设置在双面布线板111两表面上的布线图案111a和111b通过所需位置处的孔111c电连接在一起。
现在，如图10b所示，准备两个布线板113和114，并将其分别放置在双面布线板111的两表面上，并通过粘结层115和116叠置在双面布线板111上，在双面布线板111上形成了冲孔112。与上述双面布线板111相同，布线图案113a和113b或者布线图案114a和114b也被形成在这些布线板113和114上。各层通过通孔113c电连接。
在这种状态下，叠层体被压制。于是，如图10C所示，得到了印刷电路板，其中三个布线板111、113和114形成为一个整体。在该印刷电路板中，在将这三个布线板叠层并整体化以后，形成贯穿这三个布线板111、113和114的通孔117，从而实现了这些布线板111、113和114之间的电连接。另外，在布线板114中，燃料孔118形成于与冲孔112相对应的位置处，以便用作作为燃料通路的冲孔112的燃料进口或燃料出口。制得的印刷电路板具有内置的燃料通路，并形成为多层布线板，从而通过该印刷电路板可完成电连接和燃料的供给。
图11A～11E显示了印刷电路板的制造工艺的另一实施例。在这个实施例中，使用光刻技术来形成燃料通路。也就是说，在这个实施例中，首先如图11A所示，准备一布线板121。在布线板121中，在双面板或多层板的每层上形成布线图案121a和121b，并且这些布线图案121a和121b通过通孔121c电连接在一起。将感光树脂涂布在布线板121的一个表面上，以形成一感光树脂层122。
然后，如图11B所示，感光树脂层122根据所需的管路形式被构图，以便形成用作燃料通路的沟槽部件122a。使用普通光刻技术就可能对感光树脂层122构图。具体地，感光树脂层122通过一掩模被有选择地曝光，然后将曝光的感光树脂层显影。
现在，如图11C所示，将一铜(Cu)箔124叠置并粘结到感光树脂层122上，在它们中间形成有一粘结层(树脂层)123。此时，考虑到强度可将粘结层123的厚度设定为具有任意的强度。该厚度优选是尽可能地小。另外，理想地使用流动性较小的粘结剂，从而不会埋住流体通路。层压带有粘结层123的铜箔124，因此封闭形成于感光树脂层122上的沟槽部件122a并形成燃料通路。
在上述层压以后，如图11D所示，铜箔124被蚀刻以便形成预定的布线图案。也可用普通的光刻技术蚀刻铜箔124。
最后，如图11E所示，形成通孔125，以便使形成于布线板121上的布线图案121a和121b与通过蚀刻铜箔124形成的布线图案电连接。另外，在布线板121上钻出与形成于感光树脂层122上的沟槽部件122a相联通的燃料孔126，以便用作燃料进口或燃料出口。
图12A～12F显示了印刷电路板的制造方法的又一实施例。该实施例具有与图10A～10C所示的工艺基本相同的工艺，然而，从该实施例的工艺更有利于多层结构的观点来看，该实施例的工艺与图10A～10C所示的工艺不同。
首先，如图12A所示，准备一用作燃料通路形成层的单面覆铜板131，并且利用所谓的异型铣刀切割来形成作为燃料通路的冲孔132。将铜箔131b粘结到基底材料131a上以形成该单面覆铜板131，并且冲孔132穿过基底材料131a和铜箔131b。
然后，如图12B所示，利用粘结层133将双面布线板134粘结到单面覆铜板131上。双面布线板134具有形成于其两表面上的布线层。在该步骤中，只有在与粘结层133相接触的一个表面上的一个布线层进行构图工艺，以形成布线图案134a，在另一表面上的铜箔134b则没有被构图。
接着，如图12C所示，进行穿孔操作以形成穿过单面覆铜板131和双面布线板134的通孔135。另外，进行电镀工艺，以便形成电镀的通孔以及一电镀层136。该电镀层136被形成在包括单面覆铜板131的冲孔132的内部的整个表面上。在形成电镀层136以后，如图12D所示，按照电路将电镀层136和双面布线板134外部上的铜箔134b构图，以便分别形成布线图案。
另外，如图12E所示，准备单面覆铜板137和138，并利用粘结层139和140将它们粘结到单面覆铜板131和双面布线板134上。铜箔137b和138b被分别粘结到基底材料137a和138a上，以便形成单面覆铜板137和138。单面覆铜板137叠置并粘结到单面覆铜板131上，从而封闭冲孔132并形成燃料通路。最后，作为最外层的铜箔137b和138b被蚀刻，以便形成预定的布线图案并完成印刷电路板的制作。
根据本发明的印刷电路板可被安装和使用在各种电子设备上，特别是含有燃料电池的电子设备上。图13显示了根据本发明的印刷电路板装入电子设备中的形式的一个例子。在该例子中，燃料电池的发电机142以及燃料储存罐143被装入电子设备主体141中。通过发电机142的电动势将电能供给到包含在电子设备主体141内的驱动电路部件。此处，将含有燃料通路的印刷电路板144安装在电子设备主体141上。用于燃料电池的发电机中的电池反应的燃料(氢)由燃料储存罐143通过印刷电路板144的燃料通路供给到发电机142处。
在如上所述的含有燃料电池的发电机142的电子设备中，在安装含有燃料通路的印刷电路板144并将燃料氢气由燃料储存罐143供给到发电机142上时，发电机142和燃料储存罐143可以自由设置。于是，减轻了设计上的约束，并且设备可以小型化。具体地，根据本发明的印刷电路板144作为发电机142的电路板被安装，并被用作燃料通路，从而简化了结构，并且减少了装配步骤的数量。在进行发电机142和燃料储存罐143之间的燃料连接时，管路部件(如管子)不需要从周围引出，从而减少了部件的数目。
上述含有燃料通路的印刷电路板不仅可用作电子设备的电路板，而且可用作燃料电池的连接器。图14显示出作为燃料电池连接器的使用形式的构思。在该实施例中，当需要将燃料(氢)供给到燃料电池161处时，燃料电池161通过含有印刷电路板的燃料电池连接器162连接到燃料供给器(氢气供给器)163上，以提供燃料(氢)。印刷电路板被设置在燃料供给器与燃料电池之间，从而不仅可以供给和接收作为燃料的氢气，而且诸如关于燃料输送的信息也可通过电信号被传递。
作为燃料电池连接器的另一实施例，连接器可被用作含有氢气的氢气输送连接器。例如，如图15所示，在具有如同用在个人计算机中的存储器模块等等形式的氢气输送设备171中，印刷电路板被直接用作连接器。在该实施例中，置入的印刷电路板的电触点172直接用作氢气输送设备171的电触点。同时，含在印刷电路板中的燃料通路173面向该连接器部件的外部，并用作燃料输送管路的接头。在这种情况下，通过该使用印刷电路板的连接器，电信号和燃料氢气的传送可同时进行。
现在将参照附图详细描述根据本发明的印刷电路板和燃料电池以及连接它们的方法。图16示意性地显示出本发明的一实施例。在该实施例中，多个燃料电池240安装在一印刷电路板210上。燃料供给管250连接到印刷电路板210上，以便将燃料由燃料供给管250通过印刷电路板210供给到燃料电池240。空气由空气进气口204a进入，以便将燃料电池240产生的电流提供给在除印刷电路板210以外的区域中设置的电子零件或者驱动形成于印刷电路板210上的电路。
图17A～17C显示了根据本发明的燃料电池241的一个实施例。该实施例采用称作小外形封装(SOP)的表面-安装型封装。在该实施例中，一个或两个或多个发电机203被固定并包含在上壳体201和板侧壳体202之间。空气由设置在上壳体201内的空气进气口204b供给到发电机203的阴极侧。燃料(如氢、甲醇等等)从燃料接头205供给到发电机203的阳极侧，用于发电，作为管状燃料通路的燃料接头205连接到与印刷电路板210相对的板侧壳体202的表面(下文中称该表面为布线元件安装表面)。
多个连接到发电机203的阳极(燃料电极)或阴极(空气电极)的端子管脚206a和206b从上壳体201和板侧壳体202引出。通过端子管脚206a和206b实现了与印刷电路板210的电连接。
也就是说，具有如图17A～17C所示结构的燃料电池241以下述方式安装在设置于电子设备中的印刷电路板210上。也就是说，将端子管脚206a和206b插入或使其接触设置于置入电子设备侧中的印刷电路板210上的连接端子，以便焊接它们并将燃料电池安装在印刷电路板上。于是，燃料电池241的电极与形成于印刷电路板210上的布线电连接，从而将电能供给到电子设备侧的电路上。
如图18所示，每个发电机203的结构为：一离子导电薄膜203a的两侧被固定在作为一对电极的阳极203b和阴极203c之间，并且其周边用密封装置203d密封。设置该密封装置203d是为了防止氢泄漏到阴极侧203c。可通过将通过注入模制或冲压等方法预先形成的材料粘结起来形成密封装置203d，或者可将密封装置203d直接形成在离子导电薄膜203a或电极上。
图19显示出图17A～17C所示燃料电池241被拆开时的状态。该实施例的燃料电池241的结构为：图18所示的发电机203被夹在一对集电器207和208之间。集电器207和208分别具有分别用来获取燃料的开口部件207a和208a。作为燃料的氢和氧(空气)通过这些开口部件207a和208a进入阳极203b和阴极203c。
阴极203c侧的集电器207具有两层结构。该结构包括一由绝缘材料制成的绝缘材料层207b和一由导电材料制成的集电部件207c，绝缘材料层207b位于作为上壳体201的表面的外露侧，集电部件207c位于与发电机203接触的一侧。阳极203b侧的集电器208由导电材料制成，并且不用特别设置如在阴极203c侧的集电器207中所设置的这种绝缘材料层。此处，作为形成阴极203c侧的集电器207的集电部件207c或阳极203b侧的集电器208的导电材料，可以使用金属板、碳薄板等等。此外也可使用一种在聚合物膜、玻璃环氧板、陶瓷板等等上形成一导电层的所谓的单面板。另外，也可在发电机203上施加浆料印刷或电镀，以直接在其上形成集电层。
集电器207的集电部件207c或者集电器208分别与端子管脚206a和206b电连接，通过这些端子管脚实现与电子设备的电连接。理想地，端子管脚206a和206b的端部具有诸如薄板状或销钉状的形状，从而可将其插入或接触设置在印刷电路板210上的连接端子。另外，端子管脚206a和206b的端部理想地具有刚性，以便将其固定在印刷电路板210上。当集电器207的集电部件207c或集电器208由金属板制成时，端子管脚206a和206b的端部可被机加工为薄板形或销钉状，从而它们可作为一个整体被设置。端子管脚206a和206b可单独地设置，并且它们可与集电器207的集电部件207c或集电器208机械连接和电连接。
在阳极侧的集电器208的外侧，设置了具有流体燃料氢的通路209a的氢气供给部件209，并在其上安装了燃料接头205。另外，在氢气供给部件209中，设置了与集电器208中的开口部件208a相对的开口部件209b。因此，流体燃料(如氢)可由燃料接头205经过通路209a、开口部件209b和开口部件208a供给到发电机203的阳极203b。燃料接头205可形成为一个部件，或者可与燃料供给部件209、集电器208或板侧壳体202形成为一个整体。
上述元件，即发电机203、燃料接头205、集电器207和208以及氢气供给部件209叠置在一起，以形成一叠层体。接着，通过将这些元件夹在上壳体201和板侧壳体202之间并粘结它们而将这些元件固定在一起，以便具有如图20所示的封装体。在该实施例中，壳体被分为上部和下部，并且该叠层体夹在这些壳体之间并用粘结剂固定。然而，应该明白的是，也可以使用除了该结构以外的多种结构。例如，在进行叠层体的封装的同时可形成通过树脂模制的壳体，以便使壳体与叠层体形成为一个整体。另外，也可使用由螺钉固定的上部和下部壳体的结构，或者可使用由超声波焊接固定的上部和下部壳体部件的结构等等。
在具有上述结构的燃料电池中，当使作为燃料的氢由燃料接头205进入氢气供给部件209中以便与阳极203b相接触，并使空气(氧)从开口部件207a进入以便与阴极203c相接触时，在阳极203b侧发生了由下述化学反应式表示的反应：
H2→2H++2e-
在阴极203c侧，发生了由下述化学反应式表示的反应：
1/2O2+2H++2e-→H2O+反应热Q
在整个部件中，发生了由H2+1/2O2→H2O表示的反应。也就是说，在阳极203b侧，氢释放出电子而变成质子，该质子穿过离子导电薄膜2a而移动到阴极203c侧，并在阴极203c处接收所提供的电子而与氧发生反应。按照这种电化学反应获得了电动势。
图21A～21C为显示了图16所示印刷电路板210的结构的平面图。印刷电路板210是所谓的玻璃环氧板，其中玻璃纤维被环氧树脂浸渍。印刷电路板210为三层结构，包括一顶层210a、一内层210b、一底层210c。在顶层210a中，形成了用来与作为开口部件的燃料供给口211电连接的连接端子212，以便与上述燃料电池240的安装位置相对应。也就是说，燃料供给口211被形成在适于与形成于燃料电池240中的燃料接头205连接的位置处。在与形成于燃料电池240内的端子管脚206a和260b相应的位置处形成连接端子212。
尽管在描述的例子中印刷电路板210为玻璃环氧板，然而也可使用如下所述的布线元件。这种布线元件具有用于将电子零件(如半导体设备、燃料电池等等)电连接在一起的布线并具有在大气压下燃料不会泄漏的机械强度。另外，可以使用一所谓无机基板或一具有柔韧性的柔性基板，在无机基板中，用诸如玻璃、陶瓷等等的无机材料作为基板元件并且在其上添加布线，在柔性基板中使用聚酰亚胺、PET等等。另外，管状燃料通路可嵌入一片状或板状布线元件中，以便形成一印刷电路板。
在顶层210a上，安装了电子器件213(未示出其上的印刷布线)或者形成了用于安装电子器件213的端子。该印刷布线连接到每个连接端子212上，以便通过由所安装的燃料电池241产生的电压驱动电子器件213。该印刷布线、燃料供给口211以及连接端子212用与形成普通印刷电路板的方法相同的方法来制造。
在内层210b上，利用铣削(milling)、压印(embossing)、靠模铣切(routing)等等，燃料通路214a和214b被形成为穿透与燃料供给口211相应的位置。燃料通路214a和214b可穿透内层210b的两表面或者可形成为沟槽的形状，留下一个表面。在这种情况下，必须确保能够提供足够燃料的截面积。考虑到在层压工艺中的错位，在与燃料供给口211相应的位置上，在比燃料供给口211的直径更宽的范围内理想地形成燃料通路214a和214b。当供给燃料时，图16所示的燃料供给管250与燃料通路214a和214b相连，从而使燃料由燃料供给管250进入燃料通路214a和214b。
底层210c由板状合成树脂制成，并从与顶层210a相对的表面盖住形成于内层210b上的燃料通路214a和214b，以便防止燃料从燃料通路214a和214b中漏出。
图22是显示当上述顶层210a、内层210b和底层210c结合起来并被粘结在一起以形成印刷电路板210时的位置关系的透视图。顶层210a、内层210b和底层210c用粘结剂粘结起来。此时，将形成于顶层210a上的燃料供给口211定位，以便使其与形成于内层210b上的燃料通路214a和214b相对。此处，尽管描述了三层结构，然而可以在内层210b与底层210c整体形成的同时形成内层210b。另外，当形成具有多层布线结构的印刷电路板时，可增加层数并且可分别在各层之间适当地提供布线。
图23A～23C是显示将图20所示的燃料电池241安装到印刷电路板210上的步骤的截面图。将导电剂215印制在印刷电路板210的连接端子212上，印刷电路板210中的顶层210a、内层210b和底层210c用粘结剂等粘结在一起并形成为一个整体。作为导电剂215的例子，可使用膏状焊料或导电浆料。可使用具有被印制在预定位置上后的固化特性并具有确保端子管脚206a和206b与连接端子212之间电连接的电导率的任何材料。此时，燃料电池241的离子导电薄膜203a由热阻(heat resistance)低的材料制成，并使用冷固化型导电剂215。另外，在形成于顶层210a表面上的燃料供给口211的附近，在燃料电池241的安装区域中层压一粘结剂216(见图23A)。此处，作为粘结剂216的例子，可采用由聚酯树脂等等制成的热塑性粘结剂片。可以使用可将印刷电路板210粘结到燃料电池241上的任何材料。另外，理想地使用在固化后可保持在大气压下的气密性等的材料。
燃料电池241的端子管脚206a和206b可定位在连接端子212的位置上，燃料接头205可定位在燃料供给口211和燃料通路214a和214b的位置上。于是，将燃料接头205插入燃料供给口211中，以便将燃料电池241安装在印刷电路板210上。此时，适当地施加压力(见图23B)。于是，燃料电池241的端子管脚206a和206b与导电剂215充分接触，且板侧壳体202的布线元件安装表面与粘结剂216充分接触。
在将燃料电池241安装在印刷电路板210上以后，进行软熔(reflowing)工艺以便固化导电剂215，焊接它们，并将印刷电路板210上设置的布线与燃料电池241电连接。此时，粘结剂216也同时固化，以便将燃料电池241粘结在印刷电路板210上。当导电剂215和粘结剂216的固化温度条件彼此不相同时，它们可在两级固化温度下分别固化。粘结剂216被夹在板侧壳体202与印刷电路板210之间，从而使燃料可被密封在燃料接头205、燃料供给口211以及燃料电池241之间，以便防止燃料的泄漏(见图23C)。
图24A～24C显示了将燃料电池241安装到印刷电路板210上的步骤的另一实施例。顶层210a、内层210b和底层210c用粘结剂等等粘结在一起并形成为整体。将导电剂215印制在整体形成的印刷电路板210的连接端子212上。此时，燃料电池241的离子导电薄膜203a由热阻低的材料制成，并使用冷固化型导电剂215。另外，在安装燃料电池241的顶层210a的表面的一部分区域中，层压一热塑性粘结剂216(见图24A)。
燃料电池241的端子管脚206a和206b定位在连接端子212的位置上，燃料接头205定位在燃料供给口211和燃料通路214a和214b的位置上。于是，燃料电池241安装在印刷电路板210上，从而使燃料接头205与燃料供给口211相连。在燃料接头205的周边，设置用来保持气密性的气密元件217，如O形环或燃料槽(fuel socket)，并将气密元件217保持在印刷电路板210与燃料电池241之间。此时，适当地施加压力(见图24B)。于是，端子管脚206a和206b与导电剂215充分接触，板侧壳体202的布线元件安装表面与粘结剂216充分接触。因此，气密元件217使得印刷电路板210表面与燃料电池241的布线元件安装表面之间的气密性得以维持。
在将燃料电池241安装在印刷电路板210上以后，进行软熔过程以便固化导电剂215，焊接它们，并将印刷电路板210上设置的布线与燃料电池241电连接。此时，粘结剂216也同时固化以便将燃料电池241粘结在印刷电路板210上。当导电剂215和粘结剂216的固化温度条件彼此不相同时，导电剂和粘结剂可在两级固化温度下分别固化。气密元件217被夹在板侧壳体202与印刷电路板210之间。于是，燃料可被密封在印刷电路板210表面与燃料电池241的布线元件安装表面之间，以防止燃料的泄漏(见图24C)。
为了更好地改进印刷电路板210与燃料电池241之间的气密性，将诸如环氧树脂的密封树脂218注入到印刷电路板210与燃料电池241之间的间隙中并进行热处理。于是，密封树脂218固化以实现树脂密封。通过树脂密封，燃料电池241可靠地固定到印刷电路板210上，以便密封燃料接头205、燃料供给口211以及燃料电池241之间的燃料并防止燃料泄漏。作为密封树脂218，可使用热塑性树脂，从而使燃料电池可以被再加工(rework)且容易修理，可很容易地更换部件。
如上所述，将图16所示的燃料供给管250连接到设置在印刷电路板210上的燃料通路214a和214b，燃料(如氢)由燃料供给管250注入到印刷电路板210中。于是，燃料进入内层210b的燃料通路214a和214b并到达设置于顶层210a中的燃料供给口211。到达燃料供给口211的燃料通过燃料接头205进入燃料供给部件209，以便将燃料供给到发电机203。
如上所述，在发电机203中，在阳极203b侧，氢释放电子而变成质子。该质子穿透离子导电薄膜203a并移动到阴极203c侧，并在阴极203c侧接收提供的电子并与氧反应而生成水。用这样一种方式，通过在印刷电路板210上设置的燃料通路，燃料可被连续地供给到安装在表面上的燃料电池241。此处，燃料由燃料通路214a和214b两个系统供给到燃料接头205的例子已在上面描述了。然而，依赖于燃料电池241的尺寸或形式、燃料通路214的允许流速(flow rate allowable)等等，采用从一个或多个系统供给燃料的设计。
现在将描述根据本发明燃料电池的又一实施例。根据本实施例的燃料电池242采用叫作BGA(球栅阵列)的表面-安装型封装形式。
本实施例燃料电池242的基本结构与上述实施例的相同。如图26A～26C所示，发电机223包含在壳体221中。空气由设置于壳体221中的空气进气口224供给到阴极侧，而燃料(氢)由同样连接到壳体221上的管状燃料接头225供给到阳极侧，用于发电。
通过端子226实现与电子设备的电连接。与上述实施例不同的是，此处，端子226可形成为由诸如焊料的导电材料制成的所谓焊料凸点或突起的球形。端子226与形成于电子设备侧的印刷电路板210上的连接端子212机械连接和电连接。
图27是示意性截面图，它显示了图26A～26C所示的燃料电池242被拆开时的状态。所包含的发电机223的结构与上述实施例相同。发电机223的结构为离子导电薄膜223a的两侧被固定在一对电极(即阳极223b和阴极223c)之间，并且其周边用密封装置223d密封。发电机223夹在底基板227和燃料供给部件228之间。底基板227形成壳体221的一部分，并且例如，使用诸如玻璃环氧板、酚醛树脂、聚酰亚胺等等的树脂基板，或者使用诸如陶瓷、玻璃、硅等等的无机基板。底基板227具有一能够容纳发电机223的凹进部件227a。空气进气口227b被形成为与凹进部件227a对应。阴极集电器229形成于底基板227的内表面上，即与发电机223的阴极223c相接触的表面。
另一方面，设置燃料供给部件228来覆盖容纳在底基板227中的发电机223。燃料供给部件228具有一流体燃料氢的通路228a以及形成于与发电机223的阳极223b相接触的表面上的氢气进气开口部件228b。另外，氢气进气开口部件228b被形成在发电机223的布线元件安装表面上。在与发电机223的阳极223b相接触的燃料供给部件228的表面上，阳极集电器230被整体地形成。否则，燃料供给部件228本身也可由导电材料制成，以便作为阳极集电器。
发电机223夹在底基板227和燃料供给部件228之间，从而得到了发电机223的阳极223b和阴极223c的集电结构。在该实施例中，底基板227具有三层结构。在与燃料供给部件228相接触的底基板227的部分中，形成了连接到阳极集电器230上的布线层231。通过通孔232和233完成各层之间的电连接。在该状态下，燃料供给部件228优选固定在底基板227上。另外，燃料供给部件228被固定到底基板227上时，可被粘贴下述的封盖基板。作为一种固定方法的例子，可采用利用树脂的粘结方法。
在位于图27下部的底基板227的背面侧，设置有一封盖基板234。用封盖基板234来将发电机223以及燃料供给部件228固定在凹进部件227a中。在封盖基板234中，设置通孔235和236以便与通孔232和233相对应。另外，半球状端子226相应于通孔235和236而形成。作为半球状端子226的例子，可使用焊料球。通过进行软熔工艺，将焊料球固定到形成于电子设备侧的印刷电路板210上的连接端子212上，以实现电连接。另外，在封盖基板234上，在与形成于燃料供给部件228的布线元件安装表面侧上的开口部件228b相对应的位置处，形成作为管状燃料通路的燃料接头225。
图28显示了燃料电池的装配状态。在该装配状态下，壳体221由底基板227和封盖基板234形成并封装。燃料接头225和端子226设置在布线元件安装表面上。因此，具有上述结构的燃料电池242被配置为具有表面-安装型封装的燃料电池。表面-安装型封装形式不限于BGA，例如可使用QFP(四线扁平封装)等等。
图29A～29D是显示将图26所示的燃料电池242安装到印刷电路板210上的步骤的截面图。连接端子212形成于印刷电路板210上，在印刷电路板210中，顶层210a、内层210b和底层210c用粘结剂等粘结在一起并形成为整体(见图29A)。燃料电池242的端子226定位在连接端子212的位置上，燃料接头225定位在燃料供给口211和燃料通路214a和214b的位置上。于是，燃料接头225与燃料供给口211相连，以便将燃料电池242安装到印刷电路板210上(见图29B)。
在将燃料电池242安装在印刷电路板210上以后，进行软熔工艺以便将端子226焊接到连接端子212上，并且将印刷电路板210上设置的布线与燃料电池242电连接(见图29C)。然后，将密封树脂237注入到印刷电路板210与燃料电池242之间的间隙中，并进行热处理以使密封树脂237固化并进行树脂密封。通过树脂密封，燃料电池242可靠地被固定到印刷电路板210上，以便密封燃料接头225、燃料供给口211以及燃料电池242之间的燃料并防止燃料泄漏(见图29D)。作为密封树脂237，可使用环氧树脂等等。
在上述实施例中，燃料供给管250也连接到设置于印刷电路板210上的燃料通路214a和214b，燃料(如氢)也由燃料供给管250注入到印刷电路板210中。于是，燃料进入内层210b的燃料通路214a和214b并到达设置于顶层210a中的燃料供给口211。到达燃料供给口211的燃料通过燃料接头225进入燃料供给部件228，以便将燃料供给到发电机223。
如上所述，在发电机223中，在阳极223b侧，氢释放电子而变成质子。该质子穿透离子导电薄膜223a并移动到阴极223c侧，并在阴极223c侧接收提供的电子以便与氧反应而生成水。用这样一种方式，通过在印刷电路板210上设置的燃料通路，燃料可被连续地供给到安装在表面上的燃料电池242。此处，燃料由燃料通路214a和214b两个系统供给到燃料接头225的例子已在上面描述了。然而，依赖于燃料电池242的尺寸或形式、燃料通路214的允许流速等等，可实现从一个系统或多个系统供给燃料的设计。
图30是一电子设备的示意图，显示利用上述连接方法将印刷电路板210连接到燃料电池243。在印刷电路板210上，安装多个燃料电池243，并且一燃料供给管250连接到形成于印刷电路板210上的燃料通路214a和214b(图示中省略了)。并且，在印刷电路板210的顶层上，安装电子零件238，如半导体器件。另外，形成于印刷电路板210上的连接端子212和电气布线239使得燃料电池243与电子零件238电连接。电子零件238和燃料电池243可通过各个单独的步骤被安装在印刷电路板210上。当安装燃料电池243时，软熔工艺或树脂密封可同时进行。
燃料由燃料供给管250通过印刷电路板210的燃料通路214供给到燃料电池243，空气由空气进气口204c吸入，以便通过由燃料电池243产生的电能来驱动电子零件238。
根据本发明的燃料电池的燃料并不限于氢气，可使用其他燃料如液化氢、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、n-丁烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、甲醇等等。
(工业实用性)
如上所述，根据本发明的燃料电池可直接安装到安装板上，并且在安装有燃料电池的电子设备上不需要设置燃料电池壳体部件。因此，不需要来自该设备的布线或连接器、壳体空间、固定工具、盖子等等，从而可简化该设备的结构并使其小型化。燃料电池或者发电机直接安装在安装板上，从而可以减少对诸如设备的布置或布线图案等等的设计上的限制。可实现自由布局，例如，燃料电池可靠近功耗大的设备设置或者可以设置多个燃料电池。因此，可以减少不必要的布线或空间以及输出功率的损耗等等。
另外，当制造根据本发明的燃料电池时，可使用所谓的半导体后-工序的生产技术和设备，例如，通过树脂模制可将多层板用作壳体或封装，来很容易地实现大规模生产。由于燃料电池已被封装，从而可在生产地点利用通常使用的元件安装装置将燃料电池装入电子设备中，因此可减少该设备的生产步骤。并且，由于封装的尺寸、端子的形式和尺寸、安装步骤等等很容易进行标准化，因此可提高兼容性。
由于根据本发明的燃料电池在电子设备上被固定和电连接，且燃料的输送管路都在一个工序中完成，因此可大大地减少装配步骤。另外，由于通过利用现有的芯片安装装置可以完成燃料电池在该设备上的安装和燃料的输送管路，因此不需要新工厂和设备的投资。更进一步，由于燃料电池被固定到电子设备上并与其电连接，并且燃料输送管路设置在燃料电池的底面上，因此不需要连接部件或连接空间，从而该设备可小型化。
由于根据本发明的燃料电池可直接连接到形成于印刷电路板上的通路，因此可实现更高气密性的燃料密封。另外，当将热塑性树脂用作密封树脂时，燃料电池可再加工并很容易修理，并且其部件很容易用其他部件来替换。
电子零件和燃料电池以混合方式安装在印刷电路板上，从而使电子设备可小型化，生产过程可缩短。
按照根据本发明的印刷电路板及其制造方法，可以提供一种新的印刷电路板，其不仅起到电路板的作用而且起到燃料通路的作用。另外，按照根据本发明的电子设备，可以减轻设计上的限制，可以减少部件的数目，且设备可以小型化。更进一步，按照根据本发明燃料电池的连接器，电连接装置也可用作在发电电池和燃料供给源之间的燃料接头，并且可以提供一种新的连接形式。

Claims (19)

1.一种直接安装到一印刷电路板上的燃料电池，包括：
一具有空气进气口的壳体和位于其中的一发电机；
一电气端子，用于将所述燃料电池固定到所述印刷电路板上，并建立所述燃料电池和所述印刷电路板之间的电连接；以及
一用于供给燃料的连接器及通路，用于与所述印刷电路板上的燃料通路连接。
2.如权利要求1所述的燃料电池，其中用于连接的电气端子具有适合于插入安装到所述印刷电路板上的形式。
3.如权利要求1所述的燃料电池，其中用于连接的电气端子具有适合于表面安装到所述印刷电路板上的形式。
4.如权利要求3所述的燃料电池，其中所述用于连接的电气端子形成为球形或凸起形状。
5.如权利要求1所述的燃料电池，其中含有多个发电机。
6.如权利要求5所述的燃料电池，其中多个发电机通过所述通路而层压。
7.如权利要求6所述的燃料电池，其中两个发电机被设置为使燃料电极隔着所述通路彼此相对，并且该空气进气口形成于与空气电极相对的所述壳体的表面上。
8.一种电子设备，其中一燃料电池通过它的电气端子直接安装在一印刷电路板上，所述电气端子电连接到所述印刷电路板上的布线图案，并且所述燃料电池通过它的燃料接头与所述印刷电路板上的燃料通路连接。
9.如权利要求8所述的电子设备，其中所述燃料电池还包括一置入一具有空气进气口的壳体中的发电机、以及一用于供给燃料的连接器和通路。
10.如权利要求8所述的电子设备，其中所述燃料电池插入安装在所述印刷电路板上。
11.如权利要求8所述的电子设备，其中所述燃料电池表面安装到所述印刷电路板上。
12.一种电子板，包括：
一具有燃料通路和布线图案的印刷电路板；以及
一安装在所述印刷电路板上的燃料电池，所述燃料电池由所述燃料通路供给燃料并通过电气端子与所述印刷电路板的布线图案电连接。
13.如权利要求12所述的电子板，其中所述燃料电池包括一氧电极、一燃料电极、一固定在所述氧电极和所述燃料电极之间的质子导体，所述氧电极向大气敞开，并且燃料由所述燃料通路供给到所述燃料电极。
14.如权利要求12所述的电子板，其中所述印刷电路板基本上由绝缘材料构成。
15.如权利要求12所述的电子板，其中所述印刷电路板包含陶瓷或合成树脂。
16.如权利要求12所述的电子板，其中所述印刷电路板包含玻璃环氧。
17.如权利要求12所述的电子板，其中在所述印刷电路板上形成一布线图案。
18.如权利要求12所述的电子板，其中所述燃料电池安装到所述印刷电路板的两表面上。
19.如权利要求12所述的电子板，其中在所述印刷电路板上设置用来从所述燃料电池引出电能的电源端子。
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