CN102569841A - 燃料供给量调整膜、布线电路板及燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供燃料供给量调整膜、布线电路板及燃料电池。FPC基板的基底绝缘层用作燃料电池的燃料供给量调整膜。FPC基板的基底绝缘层具有多个各向异性通孔。各向异性通孔在基底绝缘层的一个面和另一个面具有开口。基底绝缘层的一个面的开口和另一个面的开口借助单一的连通路不分支地连通。连通路具有能够确定长轴和与该长轴正交的短轴的形状，长轴沿以规定的角度与基底绝缘层的一个面和另一个面交叉的方向延伸。

Description

燃料供给量调整膜、布线电路板及燃料电池
技术领域
本发明涉及燃料供给量调整膜、包括该燃料供给量调整膜的布线电路板以及燃料电池。
背景技术
在移动电话等的可移动设备中寻求小型且大容量的电池。因此，与锂(离子)二次电池等的以往电池相比，开发了一种能够得到高能量密度的燃料电池。作为燃料电池，例如存在直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cells)。
在直接甲醇燃料电池中，甲醇被催化剂分解，生成氢离子。通过使该氢离子和空气中的氧进行反应来生成电力。在这种情况下，能够极为高效地将化学能转换为电能，从而能够得到非常高的能量密度。
在日本特开2009-129588号公报中，记载有电解质膜被阳极和阴极夹着而成的燃料电池用单电池。在阳极的外侧表面配置有由多孔质性的聚氨酯泡沫塑料构成的保持体，在阴极的外侧表面配置有氧化剂透过层。甲醇等燃料透过保持体而供给到阳极，氧化剂透过氧化剂透过层而供给到阴极。
日本特开2009-129588号公报中的保持体具有较高的吸液性，因此，能够提高燃料电池的电动势的持续时间。但是，在该燃料电池中，由于燃料向保持体的侧面渗出，因此燃料供给会产生损失。另外，很难制作具有任意的透过性的保持体。因此，无法适当地调整通过保持体向阳极的燃料供给量。
发明内容
本发明的目的在于提供能够防止燃料向侧面渗出、并适当地调整向电池元件的燃料供给量的燃料供给量调整膜、布线电路板及燃料电池。
(1)遵照本发明的一个方面的燃料供给量调整膜用于燃料电池，其中，该燃料供给量调整膜由具有多个各向异性通孔的绝缘层构成。
该燃料供给量调整膜能够用于向燃料电池的电池元件供给燃料。燃料通过绝缘层的多个各向异性通孔被供给到电池元件。在这种情况下，能够防止燃料向燃料供给量调整膜的侧面渗出。因此，能够降低燃料损失。另外，能够任意地设定多个各向异性通孔的孔径和孔隙率。因此，通过适当地设定燃料供给量调整膜的各向异性通孔的孔径和孔隙率，能够适当地调整向电池元件的燃料供给量。
(2)多个各向异性通孔各自的孔径可以为0.01μm以上、100μm以下。
由于多个各向异性通孔各自的孔径为0.01μm以上，能够通过各向异性通孔向电池元件充分地供给燃料。由此，能够增加燃料电池的输出。另外，由于多个各向异性通孔各自的孔径为100μm以下，能够防止通过各向异性通孔向电池元件过量地供给燃料。
(3)绝缘层中的多个各向异性通孔的孔隙率可以为1％以上、90％以下。
由于绝缘层中的多个各向异性通孔的孔隙率为1％以上，能够通过各向异性通孔向电池元件充分地供给燃料。由此，能够增加燃料电池的输出。另外，由于绝缘层中的多个各向异性通孔的孔隙率为90％以下，能够防止通过各向异性通孔向电池元件过量地供给燃料。
(4)绝缘层的厚度可以为5μm以上、500μm以下。由于绝缘层的厚度为5μm以上，燃料供给量调整膜的耐久性上升。另外，由于绝缘层的厚度为500μm以下，燃料供给量调整膜的挠性和处理性上升。
(5)根据本发明的另一个方面的布线电路板包括根据本发明的一个方面的燃料供给量调整膜、及设置在燃料供给量调整膜上的具有规定图案的导体层。
该布线电路板能够用于向燃料电池的电池元件供给燃料，并将电池元件的电力取出到外部。电池元件的电力经由导体层被取出到外部。
燃料通过燃料供给量调整膜的多个各向异性通孔而被供给到电池元件。在这种情况下，能够防止燃料向燃料供给量调整膜的侧面渗出。因此，能够降低燃料损失。另外，能够任意地设定多个各向异性通孔的孔径和孔隙率。因此，通过适当地设定燃料供给量调整膜的各向异性通孔的孔径和孔隙率，能够适当地调整向电池元件的燃料供给量。
(6)布线电路板还可以包括以覆盖导体层的至少一部分的方式形成在燃料供给量调整膜上的包覆层。在这种情况下，能够防止导体层被燃料电池的燃料腐蚀。
(7)根据本发明的又一个方面的燃料电池包括：电池元件；作为电池元件的电极而配置的、根据本发明另一个方面的布线电路板；及用于收容电池元件和布线电路板的壳体。
在该燃料电池中，电池元件和上述布线电路板收容在壳体内。电池元件的电力通过布线电路板的导体层被取出到壳体的外部。
燃料通过布线电路板的多个各向异性通孔被供给到电池元件。在这种情况下，能够防止燃料向燃料供给量调整膜的侧面渗出。因此，能够降低燃料损失。另外，能够任意地设定多个各向异性通孔的孔径和孔隙率。因此，通过适当地设定燃料供给量调整膜的各向异性通孔的孔径和孔隙率，能够适当地调整向电池元件的燃料供给量。
(8)遵照本发明的又一个方面的燃料电池包括：具有燃料极的电池元件；与电池元件的燃料极相接触的电极；隔着电极与电池元件的燃料极相对地配置的、根据本发明一个方面的燃料供给量调整膜；及用于收容电池元件、电极和燃料供给量调整膜的壳体。
在该燃料电池中，电池元件、电极和上述燃料供给量调整膜收容在壳体内。电池元件的电力经由电极被取出到壳体的外部。燃料通过燃料供给量调整膜的多个各向异性通孔被供给到电池元件的燃料极。
在这种情况下，能够防止燃料向燃料供给量调整膜的侧面渗出。因此，能够降低燃料损失。另外，能够任意地设定多个各向异性通孔的孔径和孔隙率。因此，通过适当地设定燃料供给量调整膜的各向异性通孔的孔径和孔隙率，能够适当地调整向电池元件的燃料供给量。
附图说明
图1的(a)、图1的(b)是第1实施方式的FPC基板的俯视图及剖视图。
图2的(a)、图2的(b)是基底绝缘层的示意的剖视图。
图3的(a)～图3的(d)是用于说明FPC基板的制造方法的工序剖视图。
图4的(a)～图4的(d)是用于说明FPC基板的制造方法的工序剖视图。
图5的(a)～图5的(c)是用于说明FPC基板的制造方法的工序剖视图。
图6是采用FPC基板的燃料电池的外观立体图。
图7是用于说明燃料电池内的作用的图
图8是第2实施方式的燃料电池的剖视图。
图9的(a)～图9的(d)是用于说明第2实施方式的FPC基板的制造方法的工序剖视图。
图10的(a)～图10的(d)是用于说明第2实施方式的FPC基板的制造方法的工序剖视图。
具体实施方式
第1实施方式
下面，参照附图对本发明的第1实施方式的燃料供给量调整膜及包括该燃料供给量调整膜的布线电路板进行说明。另外，在本实施方式中，作为布线电路板的例子，对具有弯曲性的挠性布线电路板进行说明。
(1)挠性布线电路板的结构
图1的(a)是第1实施方式的FPC基板的俯视图，图1的(b)是图1的(a)中的FPC基板的A-A剖视图。
如图1的(a)及图1的(b)所示，FPC基板1包括例如由具有多孔质性的各向异性通孔的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)构成的基底绝缘层2。由此，基底绝缘层2具有通液性。基底绝缘层2可用作燃料电池的燃料供给量调整膜。作为基底绝缘层2的材料，可以替代PET而使用具有多孔质性的各向异性通孔的聚碳酸酯、PI(聚酰亚胺)或者聚偏二氟乙烯等的树脂。
图2是基底绝缘层2的示意的剖视图。如图2的(a)所示，基底绝缘层2在其一个面和另一个面具有开口h1，基底绝缘层2的一个面的开口h1和另一个面的开口h1之间不产生分支地由单一的连通路h2连通。连通路h2具有能够确定虚线所示的长轴和与长轴正交的短轴的形状，长轴沿以30度以上、90度以下的角度与基底绝缘层2的一个面和另一个面交叉的方向延伸。如图2的(b)所示，在连通路h2局部弯曲的情况下，虚线所示的长轴的平均方向是以30度以上、90度以下的角度与基底绝缘层2的一个面和另一个面交叉的方向即可。利用该开口h1和连通路h2，在基底绝缘层2中形成各向异性通孔h。在本实施方式中，基底绝缘层2在其侧面不具有开口。
基底绝缘层2的各向异性通孔h是通过例如照射重离子束而在基底绝缘层2中形成离子轨迹，并蚀刻离子轨迹来形成的。各向异性通孔h的孔径为0.01μm以上、100μm以下，优选为0.01μm以上、20μm以下。另外，基底绝缘层2中的各向异性通孔h的孔隙率被设定为1％以上、90％以下。基底绝缘层2的各向异性通孔h也可以利用激光或者钻头等来形成。
返回到图1，基底绝缘层2由第1绝缘部2a、第2绝缘部2b、第3绝缘部2c和第4绝缘部2d构成。第1绝缘部2a和第2绝缘部2b分别具有矩形形状，且彼此相邻地一体形成。以下，将与第1绝缘部2a和第2绝缘部2b间的边界线平行的边称作侧边，将与第1绝缘部2a和第2绝缘部2b的侧边垂直的一对边称作端边。
第3绝缘部2c自第1绝缘部2a的一个角部的侧边的一部分向外方延伸地形成。第4绝缘部2d自第2绝缘部2b的位于第1绝缘部2a的上述角部的对角的角部的侧边的一部分向外方延伸地形成。
在第1绝缘部2a和第2绝缘部2b的边界线上以将基底绝缘层2大致二等分的方式设置有弯折部B1。如后所述，基底绝缘层2能够沿着弯折部B1弯折。弯折部B1例如既可以是线状的较浅的槽，或者也可以是线状的记号等。或者，只要能够在弯折部B1处弯折基底绝缘层2，也可以在弯折部B1中没有特别的东西。在沿着弯折部B1弯折基底绝缘层2的情况下，第1绝缘部2a和第2绝缘部2b相对。在这种情况下，第3绝缘部2c和第4绝缘部2d不相对。
隔着图1的(b)中的粘接剂图案7，在基底绝缘层2的一个面上形成矩形的集电部3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、连接导体部3k、3l、3m、3n、及引出导体部3o、3p。集电部3a～3j、连接导体部3k～3n及引出导体部3o、3p例如由铜构成。
作为粘接剂图案7，例如可使用环氧树脂系的粘接剂、酚醛树脂系的粘接剂、聚酯树脂系的粘接剂、丙烯酸树脂系的粘接剂或者聚酰亚胺系的粘接剂等任意的粘接剂。在本实施方式中，在粘接剂图案7中添加有光产酸剂。由此，粘接剂图案7具有感光性。
集电部3a～3j分别具有长方形状。集电部3a～3e沿着第1绝缘部2a的端边平行地延伸，且沿着第1绝缘部2a的侧边方向设置。同样，集电部3f～3j沿着第2绝缘部2b的端边平行地延伸，且沿着第2绝缘部2b的侧边方向设置。在这种情况下，集电部3a～3e和集电部3f～3j以弯折部B1为中心地配置在对称的位置。
连接导体部3k～3n以跨过弯折部B1的方式从第1绝缘部2a到第2绝缘部2b地形成。连接导体部3k将集电部3b和集电部3f电连接起来，连接导体部3l将集电部3c和集电部3g电连接起来，连接导体部3m将集电部3d和集电部3h电连接起来，连接导体部3n将集电部3e和集电部3i电连接起来。
在集电部3a～3e中，分别沿着端边方向形成有多个(本例子中是4个)开口H11。另外，在集电部3f～3j中，分别沿着端边方向形成有多个(本例子中是4个)开口H12。
引出导体部3o以自集电部3a的外侧短边以直线状向第3绝缘部2c之上延伸的方式形成。引出导体部3p以自集电部3j的外侧短边以直线状向第4绝缘部2d之上延伸的方式形成。
以覆盖引出导体部3o的一部分和集电部3a的方式在第1绝缘部2a之上形成包覆层6a。由此，引出导体部3o的前端部不被包覆层6a所覆盖而露出。将该引出导体部3o的露出的部分称作引出电极5a。另外，分别覆盖集电部3b～3e地在第1绝缘部2a之上形成包覆层6b、6c、6d、6e。在集电部3a～3e的开口H11内，包覆层6a～6e接触于第1绝缘部2a的上表面。
以覆盖引出导体部3p的一部分和集电部3j的方式在第2绝缘部2b之上形成包覆层6j。由此，引出导体部3p的前端部不被包覆层6j所覆盖而露出。将该引出导体部3p的露出的部分称作引出电极5b。另外，分别覆盖集电部3f～3i地在第2绝缘部2b之上形成包覆层6f、6g、6h、6i。在集电部3f～3j的开口H12内，包覆层6f～6j接触于第2绝缘部2b的上表面。
分别覆盖连接导体部3k～3n地在第1绝缘部2a之上形成包覆层6k、6l、6m、6n。包覆层6a～6n由含有导电材料的树脂组合物构成。
作为树脂组合物，例如可以使用聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂或丙烯酸树脂、或者将两种以上这些树脂混合而成的树脂。
另一方面，作为导电材料，例如可以使用碳黑、石墨、碳纳米管、碳纤维或石墨等的碳材料、银、金(Au)或纳米银粒子等的金属粒子、或者聚噻吩(polythiophene)或聚苯胺等的导电性高分子材料，或者可以使用将两种以上这些材料混合而成的材料。导电材料的添加量是能够分散在树脂中的量即可。例如相对于树脂组成物100重量部添加的导电材料优选为1重量部以上、90重量部以下，更优选为10重量部以上、70重量部以下，进一步优选为40重量部以上、70重量部以下。
(2)FPC基板的制造方法
接着，说明图1所示的FPC基板1的制造方法。图3、图4及图5是用于说明FPC基板1的制造方法的工序剖视图，各剖视图相当于图1中的A-A剖视图。
首先，如图3的(a)所示，准备由载体层8和导体层30构成的双层基材。作为载体层8，可以使用具有粘接剂层的PET等的树脂或者具有粘接剂层的不锈钢等的金属薄膜。导体层8例如由铜构成。另外，导体层30也可以是银、金、钛、白金或者它们的合金。载体层8和导体层30既可以利用层压机粘贴在一起，也可以利用冲压机压接在一起。载体层8和导体层30的压接也可以在加温的状态或者真空的状态下进行。或者，也可以替代载体层8和导体层30而例如使用由铜和PET构成的双层CCL(Copper Clad Laminate：覆铜层叠板)。
接着，如图3的(b)所示，在任意的温度和压力下，例如利用感光性干膜抗蚀剂等在导体层30上形成抗蚀剂膜22。如图3的(c)所示，在以规定的图案将抗蚀剂膜22曝光之后，通过显影来形成抗蚀图案22a。
接着，如图3的(d)所示，使用氯化铁通过蚀刻除去导体层30的自抗蚀图案22a暴露出的区域。接着，如图4的(a)所示，利用剥离液除去抗蚀图案22a。由此，在载体层8上形成集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p(参照图1的(a))。另外，在集电部3a～3e中形成有多个开口H11，在集电部3f～3j中形成有多个开口H12。
也可以利用溅射或者蒸镀等的其他方法在载体层8上形成集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p。另外，也可以使用由不锈钢构成的载体层8，通过镀层处理在载体层8上形成集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p。并且，也可以使用激光或者模具将导体层30冲切为集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p的图案，使用粘接剂等将冲切的图案粘接于载体层8。
接着，如图4的(b)所示，在包含集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p的上表面(不与载体层8接触的面)的整个面上涂敷粘接剂层前体7p。接着，如图4的(c)所示，在隔着规定的掩模图案将粘接剂层前体7p曝光之后，通过显影而在集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p之上形成具有规定图案的粘接剂图案7。
在此，在粘接剂层前体7p具有负型的感光性的情况下，隔着具有集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p的反转形状的掩模图案将粘接剂层前体7p曝光。在粘接剂层前体7p具有正型的感光性的情况下，隔着具有与集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p相同的形状的掩模图案将粘接剂层前体7p曝光。
另外，在粘接剂层前体7p具有正型的感光性的情况下，也可以从粘接剂层前体7p的下表面(与集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p接触的面)侧进行曝光。在这种情况下，由于能够将集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p用作掩模图案，因此，也可以不另外使用掩模图案。由此，能够削减FPC基板1的制造工序和制造成本。另外，由PET构成的载体层8能够使曝光光透过，因此，不会妨碍从粘接剂层前体7p的下表面(与集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p接触的面)侧曝光。
也可以利用药液、激光或者等离子体处理将粘接剂层前体7p的涂敷在除了集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p之上的部分以外的部分除去。在这种情况下，在将粘接剂层前体7p曝光时不使用掩模图案即可。同样，也可以利用丝网印刷或者膏分配器(paste dispenser)仅在集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p上涂敷粘接剂层前体7p。在这种情况下，也是在将粘接剂层前体7p曝光时不使用掩模图案即可。
接着，如图4的(d)所示，利用层压机或者冲压机，借助粘接剂图案7在集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p上接合具有图2中的各向异性通孔h的基底绝缘层2。集电部3a～3j与基底绝缘层2间的接合、连接导体部3k～3n与基底绝缘层2间的接合和引出导体部3o、3p与基底绝缘层2间的接合也可以在加温的状态或者真空的状态下进行。另外，也可以在接合之后在任意的温度、压力和真空度下使粘接剂层7硬化。
接着，如图5的(a)所示，自集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p剥离载体层8。接着，如图5的(b)所示，通过涂敷或者层压，以覆盖集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p的方式在基底绝缘层2之上形成包覆层6a～6n(参照图1的(a))。在此，引出电极5a、5b(参照图1的(a))自包覆层6a、6j暴露出。另外，图5的(b)及图5的(c)的剖视图以与图5的(a)的剖视图上下颠倒的方式表示。
最后，如图5的(c)所示，通过将基底绝缘层2切割为规定的形状，包括基底绝缘层2、集电部3a～3j、连接导体部3k～3n、引出导体部3o、3p和包覆层6a～6n的FPC基板1完成。
基底绝缘层2的厚度优选为5μm以上、500μm以下。在基底绝缘层2的厚度为5μm以上的情况下，基底绝缘层2的耐久性上升。另外，在基底绝缘层2的厚度为500μm以下的情况下，基底绝缘层2的挠性和处理性上升。
集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p的厚度优选为1μm以上、100μm以下，更优选为5μm以上、70μm以下，进一步优选为10μm以上、50μm以下。在其厚度为1μm以上的情况下，集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p的耐久性和电阻等的电学特性上升。另外，在其厚度为100μm以下的情况下，集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p的挠性和处理性上升。
包覆层6a～6n的厚度优选为1μm以上、100μm以下，更优选为10μm以上、50μm以下，进一步优选为15μm以上、40μm以下。在其厚度为1μm以上的情况下，能够充分防止集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p自包覆层6a～6n露出。另外，即使为了防止腐蚀而在集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p中形成阻隔层的情况下，也能够充分防止阻隔层自集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p脱落。另外，在其厚度为100μm以下的情况下，包覆层6a～6n的挠性和处理性上升。
在图3～图5中，表示了采用减成法的FPC基板1的制造方法，但并不限定于此，也可以使用半加成法等的其他制造方法。
(3)采用FPC基板的燃料电池
图6是采用FPC基板1的燃料电池100的外观立体图。图7是用于说明燃料电池100内的作用的图，是从图6中的燃料电池100的B-B观察的剖视图。
如图6及图7所示，燃料电池100具有长方体状的外壳40。在图6中，用虚线表示外壳40。外壳40具有上表面部41、下表面部42、一个侧面部43和另一个侧面部44。在图7中未图示剩余的一对侧面部。
FPC基板1以将形成有包覆层6a～6n的一面作为内侧地沿图1中的弯折部B1弯折的状态被外壳40的上表面部41和下表面部42所夹持。
FPC基板1的引出电极5a、5b自外壳40的一个侧面部43引出到外侧。在引出电极5a、5b上电连接有各种外部电路的端子。
在外壳40内，多个(在本实施方式是5个)电极膜35分别配置在弯折的FPC基板1的包覆层6a和包覆层6f之间、包覆层6b和包覆层6g之间、包覆层6c和包覆层6h之间、包覆层6d和包覆层6i之间和包覆层6e及包覆层6j之间(参照图1的(a))。由此，多个电极膜35串联连接。
各电极膜35由空气极35a、燃料极35b和电解质膜35c构成。空气极35a形成在电解质膜35c的一个面上，燃料极35b形成在电解质膜35c的另一个面上。多个电极膜35的空气极35a分别与FPC基板1的包覆层6f～6i相对，多个电极膜35的燃料极35b分别与FPC基板1的包覆层6a～6e相对。
在外壳40内的上表面部41之上，与集电部3f～3j的多个开口H12相对应地形成有多个开口H41。经由外壳40的多个开口H41、基底绝缘层2的各向异性通孔h(参照图2)和集电部3f～3j的多个开口H12向电极膜35的空气极35a供给空气。
在外壳40的下表面部42上，与基底绝缘层2的第1绝缘部2a(参照图1的(a))接触地设有燃料收容部50。在燃料收容部50上连接有燃料供给管51的一端。燃料供给管51的另一端穿过外壳40的另一个侧面部44连接于外部的未图示的燃料供给部。自燃料供给部经由燃料供给管51向燃料收容部50内供给燃料。经由基底绝缘层2的各向异性通孔h(参照图2)和集电部3a～3e的多个开口H11向各电极膜35的燃料极35b供给燃料。另外，在本实施方式中，作为燃料使用甲醇。
在上述结构中，在多个燃料极35b处甲醇分解为氢离子和二氧化碳，生成电子。生成的电子自FPC基板1的集电部3a(参照图1)被引出到引出电极5a。自甲醇分解出的氢离子透过电解质膜35c到达空气极35a。在多个空气极35a处，在消耗自引出电极5b被引导到集电部3j的电子的同时、氢离子和氧发生反应，生成水。这样，能够向连接于引出电极5a、5b的外部电路供给电力。
(4)效果
在本实施方式中，基底绝缘层2用作燃料电池100的燃料供给量调整膜。甲醇等的燃料电池100的燃料经由FPC基板1的基底绝缘层2的各向异性通孔h和集电部3a～3e的多个开口H11被供给到电极膜35的燃料极35b。由于各向异性通孔h自基底绝缘层2的一个面没有分支地连通于另一个面，因此，能够防止甲醇向基底绝缘层2的侧面渗出。由此，能够降低燃料损失。
另外，在基底绝缘层2的各向异性通孔h形成时，能够任意地设定各向异性通孔h的孔径和孔隙率。因此，通过适当地设定基底绝缘层2的各向异性通孔h的孔径和孔隙率，能够适当地调整向燃料极35b的甲醇供给量。
如上所述，基底绝缘层2的各向异性通孔h的孔径被设定为0.01μm以上。由此，能够经由各向异性通孔h向电极膜35的燃料极35b充分地供给燃料。结果，能够增加燃料电池100的输出。
另外，各向异性通孔h的孔径被设定为100μm以下。由此，能够防止经由各向异性通孔h向电极膜35的燃料极35b过量地供给燃料。在过量的燃料被供给到电极膜35的燃料极35b时，该燃料通过电解质膜35c浸透至空气极35a。将该现象称作穿透(cross over)。通过抑制燃料的穿透，能够防止燃料产生损失，并增加燃料电池100的输出。
如上所述，基底绝缘层2的各向异性通孔h的孔隙率被设定为1％以上。由此，能够通过各向异性通孔h向电极膜35的燃料极35b充分地供给燃料。另外，各向异性通孔h的孔隙率被设定为90％以下。由此，能够抑制燃料的交叉。
第2实施方式
对于第2实施方式的燃料电池100，说明与第1实施方式的燃料电池100的不同点。图8是第2实施方式的燃料电池100的剖视图。另外，图8相当于从图6中的燃料电池100的B-B看到的剖视图。
如图8所示，本实施方式的燃料电池100除了FPC基板1替代图1中的基底绝缘层2而具有基底绝缘层2A这一点及还具有两个燃料供给量调整膜2B这一点之外，具有图7中的燃料电池100相同的结构。
燃料供给量调整膜2B与图2中的基底绝缘层2同样地具有图中的各向异性通孔h。燃料供给量调整膜2B的各向异性通孔h的形成方法、各向异性通孔h的孔径、燃料供给量调整膜2B中的各向异性通孔h的孔隙率及燃料供给量调整膜2B的厚度与图2中的基底绝缘层2同样。
基底绝缘层2A除了不具有各向异性通孔h这一点、具有与集电部3a～3e的多个开口H11相对应的多个开口H1这一点、以及具有与集电部3f～3j的多个开口H12相对应的多个开口H2这一点之外，具有与图1中的基底绝缘层2同样的结构。
与图7中的燃料电池100同样，本实施方式的燃料电池100具有长方体状的外壳40。FPC基板1以将形成有包覆层6a～6n的一面作为内侧地沿着图1中的弯折部B1弯折的状态被外壳40的上表面部41和下表面部42所夹持。在此，一个燃料供给量调整膜2B配置在FPC基板1的基底绝缘层2A和外壳40的下表面部42的燃料收容室50之间。另外，另一个燃料供给量调整膜2B配置在FPC基板1的基底绝缘层2A和外壳40的上表面部41之间。
在本实施方式中，甲醇等的燃料电池100的燃料通过燃料供给量调整膜2B的各向异性通孔h、基底绝缘层2A的开口H1和集电部3a～3e的开口H11被供给到电极膜35的燃料极35b。由于各向异性通孔h自燃料供给量调整膜2B的一个面没有分支地连通至另一个面，因此，能够防止甲醇向燃料供给量调整膜2B的侧面渗出。由此，能够降低燃料损失。
另外，在燃料供给量调整膜2B的各向异性通孔h形成时，能够任意地设定各向异性通孔h的孔径和孔隙率。因此，通过适当地设定燃料供给量调整膜2B的各向异性通孔h的孔径和孔隙率，能够适当地调整向燃料极35b的甲醇供给量。
如上所述，燃料供给量调整膜2B的各向异性通孔h的孔径被设定为0.01μm以上。由此，能够通过各向异性通孔h向电极膜35的燃料极35b充分地供给燃料。结果，能够增加燃料电池100的输出。
另外，各向异性通孔h的孔径被设定为100μm以下。由此，能够防止通过各向异性通孔h向电极膜35的燃料极35b过量地供给燃料。结果，能够防止燃料产生损失，并增加燃料电池100的输出。
如上所述，燃料供给量调整膜2B的各向异性通孔h的孔隙率被设定为1％以上。由此，能够通过各向异性通孔h向电极膜35的燃料极35b充分地供给燃料。另外，各向异性通孔h的孔隙率被设定为90％以下。由此，能够抑制燃料的穿透。
图9及图10是用于说明第2实施方式的FPC基板1的制造方法的工序剖视图，各剖视图相当于图1中的A-A剖视图。
首先，如图9的(a)所示，准备由绝缘层20和导体层30构成的双层CCL。绝缘层20例如由PET构成，导体层30例如由铜构成。接着，如图9的(b)所示，在任意的温度和压力下，例如利用感光性干膜抗蚀剂等在导体层30之上形成抗蚀剂膜22。如图9的(c)所示，在以规定的图案将抗蚀剂膜22曝光之后，通过显影来形成抗蚀图案22a。
接着，如图9的(d)所示，使用氯化铁通过蚀刻除去自抗蚀图案22a露出的导体层30的区域。接着，如图10的(a)所示，利用剥离液除去抗蚀图案22a。由此，在绝缘层20上形成集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p(参照图1的(a))。另外，在集电部3a～3e中形成有多个开口H11，在集电部3f～3j中形成有多个开口H12。
接着，如图10的(b)所示，通过涂敷或者层压，以覆盖集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p的方式在绝缘层20之上形成包覆膜60。之后，如图10的(c)所示，以规定的图案将包覆膜60曝光，之后进行显影，从而形成包覆层6a～6n(参照图1的(a))。这里，引出电极5a、5b(参照图1的(a))自包覆层6a、6j露出。
然后，如图10的(d)所示，在绝缘层20上形成与集电部3a～3e的多个开口H11相对应的多个开口H1及与集电部3f～3j的多个开口H12相对应的多个开口H2，将绝缘层20切割为规定的形状。由此，包括基底绝缘层2A、集电部3a～3j、连接导体部3k～3n、引出导体部3o、3p和包覆层6a～6n的FPC基板1完成。
在制造本实施方式的FPC基板1时，不需要在基底绝缘层2A中形成多个各向异性通孔h的工序。因而，作为基底绝缘层2A的材料，例如可以使用由铜和PET构成的双层CCL。在这种情况下，不需要在基底绝缘层2A与集电部3a～3j之间、基底绝缘层2A与连接导体部3k～3n之间及基底绝缘层2A与引出导体部3o、3p(参照图1)之间形成粘接剂层7(参照图7)的工序。因而，通过使用与FPC基板1独立的燃料供给量调整膜2B，容易制造FPC基板1。
其他实施方式
(1)在第一实施方式中，在FPC基板1的整个基底绝缘层2中形成有各向异性通孔h，但并不限定于此，也可以仅在基底绝缘层2的与燃料电池100的燃料收容室50接触的部分(在上述实施方式中是基底绝缘层2的第1绝缘部2a)形成各向异性通孔h。
(2)在第2实施方式中，在FPC基板1的基底绝缘层2A与外壳40的下表面部42的燃料收容室50之间、及FPC基板1的基底绝缘层2A与外壳40的上表面部41之间分别配置有燃料供给量调整膜2B，但并不限定于此。也可以不在FPC基板1的基底绝缘层2A与外壳40的上表面部41之间配置燃料供给量调整膜2B。
(3)在第1及第2实施方式中，FPC基板1具有5对集点部(集电部3a、3f、集电部3b、3g、集电部3c、3h、集电部3d、3i及集电部3e、3j)，但并不限定于此。FPC基板1的集电部的数量只要是两对以上，就既可以是4对以下，也可以是6对以上。由此，能够将任意数量的电极膜35串联连接。
另外，FPC基板1也可以具有1对集电部。在这种情况下，不设置连接导体部3k～3n。
(4)燃料供给量调整膜优选仅具有各向异性通孔，但燃料供给量调整膜也可以在具有各向异性通孔的同时、还具有与各向异性通孔不同的孔。例如燃料供给量调整膜也可以含有后述的各向同性通孔。在这种情况下，也优选各向同性通孔不开口于燃料供给量调整膜的侧面。
[4]实施例
(1)实施例及比较例
在实施例1、2及比较例1中，制成以下的燃料供给量调整膜2B。另外，在实施例3～6及比较例2、3中，制成以下的FPC基板1。
在实施例1中，使用具有各向异性通孔h的PET膜(iontrack technology for innovative products制)制成燃料供给量调整膜2B。燃料供给量调整膜2B的厚度为15μm，各向异性通孔h的孔径为8μm。
在实施例2中，使用具有各向异性通孔h的PI膜(ion tracktechnology for innovative products制)制成燃料供给量调整膜2B。燃料供给量调整膜2B的厚度为17μm，各向异性通孔h的孔径为8μm。
在实施例3中，利用与第1实施方式同样的方法制成以下的FPC基板。首先，在图3的(a)所示的工序中准备了由载体层8和导体层30构成的双层基材。载体层8由带有粘接剂的PET构成，导体层30由铜箔构成。接着，在图3的(b)所示的工序中，利用层压机将感光性的抗蚀剂膜22粘贴在导体层30上。之后，在图3的(c)所示的工序中，通过曝光及显影形成抗蚀图案22a。
接着，在图3的(d)所示的工序中，通过使用氯化铁蚀刻导体层30，将导体层30形成为规定的图案。接着，在图4的(a)所示的工序中，利用剥离液除去抗蚀图案22a。之后，在图4的(b)所示的工序中，在导体层30上涂敷环氧系的粘接剂层前体7p，并在温度90℃下干燥10分钟，从而形成粘接剂层7。
之后，在温度120℃及5MPa的条件下将导体层30上的粘接剂层7在由具有各向异性通孔h的PET膜(ion track technologyfor innovative products制)构成的基底绝缘层2上接合30分钟，在温度120℃下进行硬化处理120分钟。最后，利用印刷机，以覆盖导体层30的方式在基底绝缘层2上涂敷由碳墨(carbonink)构成的包覆膜60，在温度110℃下干燥并硬化60分钟。这样地制成FPC基板1。基底绝缘层2的厚度为15μm，各向异性通孔h的孔径为8μm。
在实施例4中，除了基底绝缘层2的厚度17μm这一点、以及各向异性通孔h的孔径为5μm这一点之外，利用与实施例3同样的方法制成FPC基板1。
在实施例5中，除了基底绝缘层2的厚度15μm这一点、以及各向异性通孔h的孔径为12μm这一点之外，利用与实施例3同样的方法制成FPC基板1。
在实施例6中，除了替代由具有各向异性通孔h的PET构成的基底绝缘层2而采用由具有各向异性通孔h的PI构成的基底绝缘层2这一点之外，利用与实施例3同样的方法制成FPC基板1。基底绝缘层2的厚度为17μm，各向异性通孔h的孔径为3μm。
在比较例1中，使用具有各向同性通孔的聚氨酯泡沫塑料制成燃料供给量调整膜2B。燃料供给量调整膜2B的厚度为15μm，各向同性通孔h的孔径为8μm。各向同性通孔沿着任意的方向延伸，向任意的方向分支。
在比较例2中，除了替代由具有各向异性通孔h的PET构成的基底绝缘层2而采用由具有各向同性通孔的无纺布构成的基底绝缘层2这一点之外，利用与实施例3同样的方法制成FPC基板1。基底绝缘层2的厚度为15μm，各向同性通孔的孔径为8μm。
在比较例3中，除了替代由具有各向异性通孔h的PET构成的基底绝缘层2而采用由具有各向同性通孔的聚氨酯泡沫塑料构成的基底绝缘层2这一点之外，利用与实施例3同样的方法制成FPC基板1。基底绝缘层2的厚度为15μm，各向同性通孔的孔径为8μm。
(2)药液的渗透试验
将恒定量的药液滴落到实施例1、2和比较例1的燃料供给量调整膜2B、以及实施例3～6和比较例2、3的FPC基板1的基底绝缘层2上，通过目测观察药液自燃料供给量调整膜2B和基底绝缘层2的侧面的渗出。在此，作为药液，采用浓度100％的甲醇、浓度50％的甲醇水溶液及浓度10％的甲醇水溶液。表1表示燃料供给量调整膜2B和基底绝缘层2的药液渗透试验的结果。
表1
Figure BDA0000116552550000211
Figure BDA0000116552550000221
由实施例1～6及比较例1～3的结果可确认，不会自具有各向异性通孔h的燃料供给量调整膜2B和基底绝缘层2的侧面发生药液渗出。
[5]权利要求的各技术特征与实施方式的各部的对应关系
下面，对权利要求的各构成要件与实施方式的各部的对应例子进行说明，但本发明并不限定于下述例子。
在上述实施方式中，燃料电池100是燃料电池的例子，基底绝缘层2或者燃料供给量调整膜2B是绝缘层和燃料供给量调整膜的例子，各向异性通孔h是各向异性通孔的例子。集电部3a～3j、连接导体部3k～3n和引出导体部3o、3p是导体层的例子，包覆层6a～6n是包覆层的例子。第1实施方式的FPC基板1是布线电路板的例子，第2实施方式的FPC基板1是电极的例子。电极膜35是电池元件的例子，燃料极35b是燃料极的例子，外壳40是壳体的例子。
作为权利要求的各技术特征，也可以使用具有权利要求所述的结构或者功能的其他各种技术特征。
工业实用性
本发明能够有效地用于各种燃料供给量调整膜。

Claims (8)

1.一种燃料供给量调整膜，该燃料供给量调整膜用于燃料电池，其中，
该燃料供给量调整膜由具有多个各向异性通孔的绝缘层构成。
2.根据权利要求1所述的燃料供给量调整膜，其中，
上述多个各向异性通孔各自的孔径为0.01μm以上、100μm以下。
3.根据权利要求1所述的燃料供给量调整膜，其中，
上述绝缘层中的上述多个各向异性通孔的孔隙率为1％以上、90％以下。
4.根据权利要求1所述的燃料供给量调整膜，其中，
上述绝缘层的厚度为5μm以上、500μm以下。
5.一种布线电路板，其中，
该布线电路板包括权利要求1所述的燃料供给量调整膜、及设置在上述燃料供给量调整膜之上的、具有规定图案的导体层。
6.根据权利要求5所述的布线电路板，其中，
该布线电路板还包括以覆盖上述导体层的至少一部分的方式形成在上述燃料供给量调整膜上的包覆层。
7.一种燃料电池，其中，
该燃料电池包括：电池元件；作为上述电池元件的电极而配置的、权利要求5所述的布线电路板；及用于收容上述电池元件和上述布线电路板的壳体。
8.一种燃料电池，其中，
该燃料电池包括：具有燃料极的电池元件；与上述电池元件的上述燃料极相接触的电极；隔着上述电极与上述电池元件的上述燃料极相对地配置的、权利要求1所述的燃料供给量调整膜；及用于收容上述电池元件、上述电极和上述燃料供给量调整膜的壳体。
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