DE4235185C2

DE4235185C2 - Flache Leistungsversorgungseinheit

Info

Publication number: DE4235185C2
Application number: DE4235185A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Kunishi; Kouichi Watanabe; Masanori Endo; Masato Higuchi
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1991-10-23
Filing date: 1992-10-19
Publication date: 1995-03-30
Anticipated expiration: 2012-10-20
Also published as: JP3120494B2; DE4235185A1; JPH05114396A; US5367431A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flache Leistungs versorgungseinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine flache Leistungsversorgungseinheit, die aus einer Mehrzahl von Leistungsversorgungselementen besteht, die beispielswei se elektrische Doppelschichtkondensatoren oder Batterien sein können, die jeweils ein Gehäuse mit einer flachen Ge samtgestalt haben. Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine Verbesserung in der Anordnung einer Mehrzahl von Leistungsversorgungselementen.

Aufgrund der jüngsten Entwicklung der Halbleitertechnologie haben nicht nur industrielle Geräte, sondern auch Gebrauchs güter allgemein zentrale Verarbeitungseinheiten (CPUs). Bei derartigen Geräten sind Programme und Daten in einem RAM gespeichert, welches ständig mit einer Spannung von wenig stens 2 V versorgt werden muß, um einen Speicherschutz zu gewährleisten. Eine derartige Spannung für den Speicher schutz wird von einer Leistungsquelle zugeführt, die in ge eigneter Weise von einer Lithium-Batterie oder einem elek trischen Doppelschichtkondensator gebildet wird.

Im allgemeinen umfaßt eine Lithium-Batterie eine nicht-wäß rige elektrolytische Lösung, die durch Auflösen eines Elek trolyten aus Lithiumperchlorat oder dergleichen in einem organischen Lösungsmittel, wie beispielsweise Propylen- Karbonat oder Gammabutyrolaceton hergestellt wird, wobei eine derartige elektrolytische Lösung vorzugsweise bei einem elektrolytischen Doppelschichtkondensator angewendet wird, da es möglich ist, die Spannungsfestigkeit auf einen hohen Wert einzustellen.

Wenn in einem System unter Verwendung einer nicht-wäßrigen elektrolytischen Lösung der Wassergehalt ansteigt, steigt der Innenwiderstand an, während die Spannungsfestigkeit ver mindert wird, wodurch die elektrischen Eigenschaften ver schlechtert werden. Daher ist es nötig, das System in einem stark dehydrierten Zustand zu halten.

Bei der in der jüngsten Zeit eingetretenen Reduktion der Größe, des Gewichtes und der Dicke elektronischer Geräte ist gleichfalls eine weitere Reduktion der Größe und Dicke (Bau höhe) einer Hilfsleistungsquelle erforderlich, die in einem derartigen elektrischen Gerät enthalten ist. Insbesondere in Hinblick auf die Dicke muß die Leistungsversorgungsquelle kleiner sein als die Gehäusehöhe eines allgemeinen Halblei tergerätes.

Fig. 9 zeigt ein Leistungsversorgungselement, das die obigen Anforderungen hinsichtlich der Reduktion der Höhe durch eine Struktur erfüllt, die als sog. "Papier-Lithium-Batterie" be zeichnet wird, oder einer Struktur, die einer solchen Struk tur ähnelt. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, umfaßt das flache Leistungsversorgungselement 1 ein flaches Gehäuse 2, das mit ersten und zweiten Gehäusehälften 3, 4 versehen ist, die aus Metallplatten oder Folien aus Edelstahl oder dergleichen ge bildet sind. Periphere Kanten der ersten und zweiten Gehäu sehälfte 3, 4 sind miteinander durch ein Dichtmaterial 5 aus einer organischen Substanz, wie beispielsweise Thermobond- Film, verbunden, wodurch das Gehäuse 2 eine abgeschlossene Struktur hat. Dieses Gehäuse 2 enthält ein erstes und zwei tes funktionales Material 6, 7, wobei diese Materialien ein Trennteil 8 zwischen sich halten, welches eine elektrolyti sche Lösung enthält. Das erste und zweite funktionale Mate rial 6, 7 sind positive und negative Elektroden-Aktiv-Mate rialien, wenn das Leistungsversorgungselement 1 eine Batte rie ist, während diese Materialien eine erste und zweite polarisierbare Elektrode sind, wenn das Leistungsversor gungselement 1 ein elektrischer Doppelschichtkondensator ist. In einer derartigen Struktur sind die erste und zweite Gehäusehälfte 3, 4 elektrisch voneinander durch ein Dicht material 5 isoliert, während die erste Gehäusehälfte 3 elektrisch in Kontakt mit dem ersten funktionalen Material 6 und die zweite Gehäusehälfte 4 in elektrischem Kontakt mit dem zweiten funktionalen Material 7 steht. Daher dienen die erste und zweite Gehäusehälfte 3, 4 als erster und zweiter Elementeanschluß.

In einer derartigen Struktur ist es möglich, die Durch dringung der ersten und zweiten Gehäusehälften 3, 4 durch Feuchtigkeit zu vernachlässigen. Jedoch zeigt das Dichtma terial 5, daß aus der oben beschriebenen organischen Sub stanz besteht, eine Tendenz, Feuchtigkeit oder Dampf zu der elektrolytischen Lösung hindurchzulassen, welche in dem Element enthalten ist, wodurch die Zuverlässigkeit der Dich tung abnimmt. Daher hat ein Leistungsversorgungslement 1 dieser Bauart lediglich eine kurze Lebensdauer, wobei die Umgebungseinsatzbedingungen dieses Elementes 1 äußerst be schränkt sind.

Um die Dichtungseigenschaften zu verbessern, schlägt die japanische Patentanmeldung 62-2 96 879 (1987) (japanische Patentoffenlegungs-Nr. 1-1 40 553 (1989)), welche im Namen der Anmelderin hinterlegt wurde, ein flaches Leistungsversor gungselement einer geschlossenen Struktur mit hoher Dicht wirkung vor.

Fig. 10 ist eine Querschnittsdarstellung eines flachen Leistungsversorgungselementes 9 gemäß einem Ausführungsbei spiel nach dem Stand der Technik. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, umfaßt ein Gehäuse 10 eines flachen Leistungsversor gungselementes 9 eine erste und eine zweite Gehäusehälfte 11, 12 aus einer Edelstahlfolie, die beispielsweise periphe re Kantenabschnitte 13 haben, die zum Zwecke der Abdichtung des Gehäuses 10 zusammengeschweißt sind. Die erste Gehäuse hälfte 11 ist mit einer Öffnung 14 versehen, wobei eine Elektrodenplatte 15 aus Edelstahlfolie derart angeordnet ist, daß sie dieser Öffnung 14 gegenüberliegt. Die Elektro denplatte 15 und die erste Gehäusehälfte 11 sind voneinander isoliert und miteinander durch eine isolierende Schicht 16 aus Kunststoff bzw. Kunstharz abgedichtet. Das Gehäuse 10 ist in der genannten Weise geschlossen und enthält ein erstes und ein zweites funktionales Material 18, 19, wobei diese Materialien zwischen sich ein Trennteil 17 halten.

Bei der in Fig. 10 gezeigten Struktur kann die Isolier schicht 16 in ihrer Dicke in einem ausreichenden Maße ver größert werden, ohne daß die äußere Dimension des Leistungs versorgungselementes 9 ansteigt, wodurch es ermöglicht wird, auf wirksame Weise einen Durchlaß oder Durchtritt von Feuch tigkeit zu verhindern und eine Verdampfung einer elektro lytischen Lösung zu unterbinden. Daher ist es bei diesem flachen Leistungsversorgungselement 9 möglich, eine erheb liche Verbesserung hinsichtlich der Lebenszeit und Zuver lässigkeit zu erreichen.

Jedoch tritt bei der in Fig. 10 gezeigten Struktur nichts destoweniger ein Problem auf. Eine Batterie eines elektri schen Doppelschichtkondensators wird hauptsächlich bei einer Hauptleistungsversorgung oder als Hilfsleistungsquelle für den Speicherschutz oder als Hilfsleistungsquelle für den Batteriewechsel eingesetzt, wobei die Nennspannung und die Kapazität vom Anwendungsfall abhängen. Insbesondere beträgt die Nennspannung hauptsächlich 5 bis 6 V, da eine Versor gungsspannung, die im allgemeinen bei Halbleiterelementen Anwendung findet, im wesentlichen 5 V beträgt, während eine Hilfsleistungsversorgung für einen Batteriewechsel eine höhere Nennspannung von ungefähr 7 V in Hinblick auf die Maximalspannung einer solchen Batterie erfordert. Jedoch erreichen die genannten Leistungsversorgungselemente 1 oder 9 lediglich eine Nennspannung von ungefähr 1,2 bis 3,6 V im Falle einer Batterie oder von ungefähr 0,9 bis 2,8 V im Falle eines elektrischen Doppelschichtkondensators. Daher ist es erforderlich, eine Mehrzahl derartiger Leistungsver sorgungselemente 1 oder 9 in Reihe zueinander zu schalten, um die gewünschte Nennspannung zu erreichen.

Jedoch ist es äußerst schwierig, eine Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen 9 gemäß Fig. 10 miteinander zu verbinden, da die Elektrodenplatte 15, die als Elementean schluß für jedes Element 9 dient, nur innerhalb der Öffnung 14 frei liegt, welche in dem Gehäuse 10 vorgesehen ist.

Allgemein zeigt die DE-OS 20 07 063 flache Leistungsversorgungseinheiten mit einer Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen, die jeweils ein flaches Gehäuse haben. Es kann davon ausgegangen werden, daß bei derartigen Leistungsversorgungseinheiten die flachen Gehäuse der Leistungsversorgungselemente zumindest teilweise als Anschluß verwendet werden, so daß das diesbezügliche Merkmal dem Oberbegriff des Patentanspruchs zugeordnet wurde. In jedem Fall haben derartige Leistungsversorgungselemente Elektrodenklappen, die durch isolierende Schichten eng zu einer Wand des Gehäuses beabstandet angeordnet sind und einen weiteren Anschluß bilden, auf den durch eine Öffnung des Gehäuses zugegriffen werden kann.

Die DE-OS 20 07 063 beinhaltet keinen Hinweis darauf, auf welche Weise die gegenseitige Verbindung einer Mehrzahl von Leistungsversorgungselementen so vorgenommen werden kann, daß die sich ergebende Leistungsversorgungseinheit besonders flach ist und sich dennoch für eine Großserienproduktion eignet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen den Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch verschaltete und mechanisch integrierte flache Leistungs versorgungseinheit durch Kombinieren einer Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen zu schaffen, von denen ein jedes Element eine so gute Dichtstruktur haben soll, ohne daß es zu einer erheblichen Dickensteigerung kommt.

Diese Aufgabe wird durch eine flache Leistungsversorgungs einheit gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Die Erfindung sieht vor, daß die Leistungsversorgungseinheit eine plattenartige Schaltungseinrichtung mit einem äußeren Anschluß zum Verbinden der Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen miteinander und mit einem weiteren äußeren Verbindungsanschluß hat, wobei ferner eine isolierende Verbindungsschicht zum Verbinden der Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen mit der Schaltungseinrichtung vorgesehen ist. Die Schaltungseinrichtung wird von einer Mehrzahl von Durchgangslöchern durchdrungen, welche sich gleichfalls durch die Verbindungsanschlüsse und die isolierende Verbindungsschicht erstrecken, wobei eine Mehrzahl von leitfähigen Teilen vorgesehen ist, die sich durch die Durchgangslöcher erstrecken, um die Verbindungsanschlüsse mit den Anschlüssen der flachen Leistungsversorgungselemente zu verbinden.

Eine derartige Bauweise ergibt eine besonders flache Struktur trotz einer einfachen, für die Großserienfertigung geeigneten Strukturen, die es ermöglicht, erst die verschiedenen Elemente der Leistungsversorgungseinheiten zu stapeln und sodann die abschließende Verbindung und Gehäusung vorzunehmen.

Die erfindungsgemäße flache Leistungsversorgungseinheit um faßt ferner eine plattenartige Schaltungseinrichtung, die mit einem externen Verbindungsanschluß versehen ist. Die Schaltungseinrichtung verbindet in elektrischer Weise die Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen mitein ander sowie mit äußeren Verbindungsanschlüssen. Die Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen sind mit der Schaltungseinrichtung durch eine isolierende Bondschicht ge bondet bzw. verbunden. Um ein elektrisches Leiten zwischen den flachen Leistungsversorgungselementen und der Schal tungseinrichtung zu ermöglichen, ist die Bondschicht teil weise mit durchbrochenen Abschnitten, wie beispielsweise mit Durchgangslöchern, versehen. Die Bondschicht wird vorzugs weise durch einen Thermobond-Kunststoff-Film gebildet. Ande rerseits ist die Schaltungseinrichtung vorzugsweise durch eine flexible Schaltungsplatine oder eine Metallplatte oder Folie gebildet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung bildet die plattenartige Schaltungseinrichtung die gewünschten elektrischen Verbin dungszustände für die Mehrzahl von flachen Leistungsversor gungselementen und schafft eine mechanische Halterung für eine Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen mit der isolierenden Bondschicht. Die Schaltungseinrichtung schafft ferner äußere Verbindungsanschlüsse für die gesamten flachen Leistungsversorgungselemente.

Gemäß der Erfindung ist es daher möglich, eine flache Leistungsversorgungseinheit zu schaffen, in dem eine Mehr zahl von flachen Leistungsversorgungselementen kombiniert werden, ohne daß es zu einem Dickenanstieg kommt, da die Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen längs der Fläche der plattenartigen Schaltungseinrichtung angeordnet sind.

Ferner ist es möglich, auf einfache Weise und willkürlich die Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen in Reihe zueinander zu schalten, um die Nennspannung zu erhöhen, oder parallel zueinander zu schalten, um die Kapazität zu erhöhen, indem auf einfache Weise das Verbin dungsmuster, das durch die Schaltungseinrichtung zur Verfü gung gestellt wird, geändert wird.

Darüber hinaus können die Elektrodenplatten, die in den Ge häusen der jeweiligen flachen Leistungsversorgungselemente angeordnet sind, in Richtung auf die äußeren Verbindungsan schlüsse herausgezogen werden, die in der Schaltungseinrich tung vorgesehen sind, wodurch die elektrische Verbindung mit einer Schaltungsplatine eines elektrischen Gerätes auf ein fache Weise durch die äußeren Verbindungsanschlüsse bewirkt werden kann.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung längs der Linie I-I in Fig. 2 einer flachen Leistungsversorgungseinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der flachen Leistungsversorgungseinheit gemäß Fig. 1;

Fig. 3(1) bis 3(5) perspektivische Darstellungen aufein anderfolgender Verarbeitungsschritte beim Zusammen bau der flachen Leistungsversorgungseinheit gemäß Fig. 1;

Fig. 4(a) eine perspektivische Darstellung einer flachen Leistungsversorgungseinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4(b) eine perspektivische Darstellung einer flexiblen Schaltungsplatine;

Fig. 4(c) eine Schnittdarstellung längs der Linie C-C gemäß Fig. 4(a);

Fig. 5(a) eine perspektivische Darstellung einer flachen Leistungsversorgungseinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5(b) eine perspektivische Darstellung einer flexiblen Schaltungsplatine;

Fig. 5(c) eine Querschnittsdarstellung längs der Linie C-C gemäß Fig. 5(a);

Fig. 5(d) eine Querschnittsdarstellung längs der Linie D-D in Fig. 5(a);

Fig. 6(a) eine perspektivische Darstellung einer flachen Leistungsversorgungseinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6(b) eine perspektivische Darstellung einer flexiblen Schaltungsplatine;

Fig. 6(c) eine Querschnittsdarstellung längs der Linie C-C in Fig. 6(a);

Fig. 6(d) eine Schnittdarstellung längs der Linie D-D in Fig. 6(a);

Fig. 7(a) eine perspektivische Darstellung einer flachen Leistungsversorgungseinheit gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7(b) eine perspektivische Darstellung äußerer Verbin dungsanschlüsse und eines Verbindungsleiters;

Fig. 7(c) eine Querschnittsdarstellung längs der Linie C-C in Fig. 7(a);

Fig. 8(a) eine perspektivische Darstellung von Elementen, die eine flache Leistungsversorgungs einheit gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung bilden;

Fig. 8(b) eine Querschnittsdarstellung längs der Linie B-B gemäß Fig. 8(a) zur Verdeutlichung eines zusammen gesetzten Zustandes einer flachen Leistungsversor gungseinheit;

Fig. 9 eine Querschnittsdarstellung eines bekannten flachen Leistungsversorgungselementes; und

Fig. 10 eine Querschnittsdarstellung eines anderen bekann ten flachen Leistungsversorgungselementes, welches in vorteilhafter Weise auf die vorliegende Erfin dung Anwendung findet.

Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung längs der Linie I-I in Fig. 2, die ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung zeigt. Fig. 2 ist eine Perspektive dieses Aus führungsbeispieles.

Wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, umfaßt eine flache Leistungsversorgungseinheit 20 für eine Nennspannung von 5 bis 6 V zwei flache Leistungsversorgungselemente 9, die in Fig. 10 gezeigt sind. Soweit die flachen Leistungsversor gungselemente 9 betroffen sind, sind diejenigen Elemente, die denen in Fig. 10 gezeigten Elementen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um eine sich wieder holende Beschreibung zu ersparen. Diese flachen Leistungs versorgungseinheit 20 umfaßt eine flexible Schaltungsplatine 21, die eine plattenartige Schaltungseinrichtung und eine isolierende Bondschicht 22 zum Bonden der Leistungsversor gungselemente 9 auf die Schaltungsplatine 21 zusätzlich zu den beiden Leistungsversorgungselementen 9 bildet.

Die Schaltungsplatine 21 wird durch Ätzen einer Kupfer-plat tierten flexiblen Platine mit einem Leiter aus Kupfer und einem Basisfilm aus Polyamid oder einem vergleichbaren Stoff gebildet. Wie klar in Fig. 3(1) zu sehen ist, hat die Schaltungsplatine 21 eine ersten und zweiten äußeren Ver bindungsanschluß 23, 24 und einen verbindenden Leiter 25. Ferner sind Durchgangslöcher 26, 27, 28 und 29, die sich durch die Schaltungsplatine 21 erstrecken, an den beiden Enden der äußeren Verbindungsanschlüsse 23, 24 sowie an den beiden Enden des Verbindungsleiters 25 vorgesehen.

Die Bondschicht 22 ist auf der Schaltungsplatine 21 ausge bildet. Diese Bondschicht 22 hat Durchgangslöcher 30, 31, 32 und 33, die mit den Durchgangslöchern 26, 27, 28, 29 in der Schaltungsplatine 21 ausgerichtet sind. Die Bondschicht 22 wird vorzugsweise durch einen heiß schmelzenden Thermobond film gebildet, durch den auf einfache Weise eine dünne und flache Schicht gebildet werden kann, welche keine Stift löcher hat. Genauer gesagt wird ein derartiger Thermobond film aufgrund einer Polyamidharzfolie mit einer Dicke von beispielsweise 0,035 mm hergestellt.

Die beiden flachen Leistungsversorgungselemente 9 sind auf der Schaltungsplatine 21 durch die Bondschicht 22 befestigt, so daß sie nicht in Kontakt miteinander stehen. Öffnungen 14 in den jeweiligen Gehäusen 10 der flachen Leistungsversor gungselemente 9 sind mit den Durchgangslöchern 30, 33 der Bondschicht 22 ausgerichtet. Die Durchgangslöcher 26, 27, 28 und 29 in der Schaltungsplatine 21 sind mit leitfähigen Teilen 34, 35, 36 und 37 beladen. Das leitfähige Teil 34 bewirkt eine elektrische Verbindung zwischen der Elektroden platte 15 des ersten Leistungsversorgungselementes 9 und dem ersten äußeren Verbindungsanschluß 23 über das Durchgangs loch 30 und die Öffnung 14, während das Verbindungsteil 35 eine elektrische Verbindung zwischen einer ersten Gehäuse hälfte 11 des zweiten Leistungsversorgungselementes 9 und dem zweiten äußeren Verbindungsanschluß 24 über das Durch gangsloch 31 bildet. Das leitfähige Teil 36 bewirkt eine leitfähige Verbindung zwischen einer ersten Gehäusehälfte 11 des ersten Leistungsversorgungselementes 9 und einem Ver bindungsleiter 25 über das Durchgangsloch 32, während das leitfähige Teil 37 eine elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenplatte 15 des zweiten Leistungsversorgungselemen tes 9 und dem Verbindungsleiter 25 über das Durchgangsloch 33 und die Öffnung 14 bewirkt. Daher sind die beiden Leistungsversorgungselemente 9 in Reihe miteinander inner halb der flachen Leistungsversorgungseinheit 20 verbunden, so daß die so erzeugte Reihenschaltung mit dem ersten und zweiten äußeren Verbindungsanschluß 23, 24 erzeugt wird.

Die leitfähigen Teile 34 bis 37 werden vorzugsweise aus einer leitfähigen Kunststoffpaste bzw. Kunstharzpaste her gestellt, der ein Silber-Nickel-Kupfer-Kohlenstoff-Pulver oder ein ähnliches Pulver zugefügt ist, wobei dies von dem Arbeitseinsatzzweck abhängt.

Die Fig. 3(1) bis 3(5) zeigen Schritte bei dem Zusammenbau der beschriebenen dünnen Leistungsversorgungseinheit 20.

Zunächst wird die flexible Schaltungsplatine 21 mit dem ersten und zweiten äußeren Verbindungsanschluß 23, 24 und dem Verbindungsleiter 25 hergestellt. Ferner werden die Ver bindungslöcher 26 bis 29 gemäß Fig. 3(1) hergestellt.

Dann wird ein Thermobondfilm zur Festlegung der Verbindungs schicht 22 auf der Schaltungsplatine 21 angeordnet, wie dies in Fig. 3(2) gezeigt ist. Dieser Thermobondfilm wird bei 200°C 10 Sek. lang wärmegepreßt, so daß er zeitweilig mit der Schaltungsplatine 21 verbunden wird. Die auf diese Weise erhaltene Bondschicht 22 wird mit den Durchgangslöchern 30 bis 33 versehen.

Dann werden die beiden flachen Leistungsversorgungselemente 9 auf der Bondschicht 22 angeordnet, wie dies in Fig. 3(3) dargestellt ist, und bei einer Temperatur von 200°C über eine Zeitdauer von 45 Sek. wärmegepreßt, so daß sie mit der Schaltungsplatine 21 verbunden sind. Gleichzeitig werden die Öffnungen 14 der Leistungsversorgungselemente 9 mit den Durchgangslöchern 30 und 33 ausgerichtet.

Dann wird die Schaltungsplatine 21 umgekehrt, wie dies in Fig. 3(4) dargestellt ist, so daß die Durchgangslöcher 26 bis 29 mit den leitfähigen Teilen 34 bis 37 gemäß Fig. 3(5) versehen werden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es immer noch möglich, die leitfähigen Teile 34 bis 37 wunschgemäß anzu wenden, nachdem die Leistungsversorgungselemente 9 an die Schaltungsplatine 21 durch die Bondschicht 22 angebondet sind, da die Schaltungsplatine 21 mit den Durchgangslöchern 26 bis 29 versehen ist. Wenn daher eine leitfähige Paste zur Festlegung der leitfähigen Teile 34 bis 37 auf die Durch gangslöcher 30 bis 33 angewendet wird, die in der Bond schicht 22 vorgesehen sind, bevor die Leistungsversorgungs elemente 9 auf die Bondschicht 22 aufgebracht werden, ist es nicht erforderlich, die Durchgangslöcher 26 bis 29 in der Schaltungsplatine 21 zu schaffen.

Die Fig. 4(a) bis 4(c) zeigen ein zweites Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung. Wie in den Fig. 4(a) bis 4(c) gezeigt ist, hat eine flache Leistungsversorgungsein heit 20a eine große Anzahl von in Reihe geschalteten Leistungsversorgungselementen 9. Daher ist eine flexible Schaltungsplatine 21a mit einer größeren Anzahl von Ver bindungsleitern 25 versehen. Bezüglich der anderen Punkte ist die flache Leistungsversorgungseinheit 20a im wesent lichen ähnlich zu der flachen Leistungsversorgungseinheit 20, die in den Fig. 1 bis 3(5) dargestellt ist, so daß ent sprechende Elemente mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind, um eine sich wiederholende Beschreibung unterlassen zu können.

Selbst wenn daher die Anzahl von in Reihe geschalteten Leistungsversorgungselementen 9 erhöht wird, ist es möglich, diese längs einer Flächenrichtung anzuordnen, wodurch auf einfache Weise die Nennspannung erhöht werden kann, ohne die Dicke der Einheit zu erhöhen.

Die Fig. 5(a) bis 5(d) zeigen ein drittes Ausführungsbei spiel der Erfindung. Wie in den Fig. 5(a) bis 5(d) gezeigt ist, umfaßt eine flache Leistungsversorgungseinheit 38 zwei flache Leistungsversorgungselemente 9, eine flexible Schal tungsplatine 39 und eine Bondschicht 40.

Wie man insbesondere in Fig. 5(b) erkennen kann, umfaßt die Schaltungsplatine 39 erste und zweite äußere Verbindungsan schlüsse 40, 41 sowie einen ersten und einen zweiten Ver bindungsleiter 43, 44, die sich in Reihe ausgehend von den äußeren Verbindungsanschlüssen 41, 42 erstrecken. Durch gangslöcher 45, 46 sind an der Grenze zwischen dem ersten äußeren Verbindungsanschluß 41 und dem ersten Verbindungs leiter 43 und einem Öffnungsende des Verbindungsleiters 43 vorgesehen. Ferner sind Durchgangslöcher 47, 48 an der Grenze zwischen dem zweiten äußeren Verbindungsanschluß 42 und dem zweiten Verbindungsleiter 44 und dem Öffnungsende des Verbindungsleiters 44 vorgesehen.

Wie in den Fig. 5(c) und 5(d) gezeigt ist, hat die Bond schicht 40 Durchgangslöcher 49, 50, 51, 52 an Positionen, die den Positionen der Durchgangslöcher 45, 46, 47 und 48 entsprechen. Die Durchgangslöcher 45, 46, 47 und 48 in der Schaltungsplatine 39 sind mit leitfähigen Teilen 53, 54, 55 und 56 versehen. Daher bewirkt das leitfähige Teil 53 eine elektrische Verbindung zwischen einer Elektrodenplatte 15 des ersten Leistungsversorgungselementes 9 und einem ersten äußeren Verbindungsanschluß 41 sowie dem ersten leitfähigen Teil 43 über das Durchgangsloch 49 und eine Öffnung 14. Das leitfähige Teil 54 bewirkt eine elektrische Verbindung zwi schen einer Elektrodenplatte 15 des zweiten Leistungsver sorgungselementes 9 und dem ersten Verbindungsleiter 43 über das Durchgangsloch 50 und eine Öffnung 14. Das leitfähige Teil 55 bewirkt eine elektrische Verbindung zwischen einer ersten Gehäusehälfte 11 des zweiten Leistungsversorgungsele mentes 9 und dem zweiten äußeren Verbindungsanschluß 42 sowie dem zweiten Verbindungsleiter 44 über das Durchgangs loch 51. Das leitfähige Teil 56 bewirkt eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Gehäusehälfte 11 des ersten Leistungsversorgungselementes 9 und dem zweiten Verbindungs leiter 44 über das Durchgangsloch 52.

Bei der flachen Leistungsversorgungseinheit 38 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sind zwei Leistungsversorgungs elemente 9 in Parallelschaltung zueinander auf der gleichen Schaltungsplatine 39 geschaltet, wodurch deren Kapazität er höht wird.

Die Fig. 6(a) bis 6(d) zeigen ein viertes Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung. Wie in diesen Figuren gezeigt ist, hat eine flache Leistungsversorgungseinheit 38a eine größere Anzahl von Leistungsversorgungselementen 9, die parallel zueinander geschaltet sind, verglichen mit der fla chen Leistungsversorgungseinheit 38 gemäß dem dritten Aus führungsbeispiel. Daher ist die Anzahl der ersten und zwei ten Verbindungsleiter 43, 44 auf der ersten flexiblen Schal tungsplatine 39a in dem gleichen Maße erhöht. Bezüglich wei terer Punkte ähnelt das vierte Ausführungsbeispiel dem dritten Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 5(a) bis 5(d) gezeigt ist, so daß ähnliche Elemente mit gleichen Bezugs zeichen bezeichnet sind, um eine sich wiederholende Be schreibung fortlassen zu können.

Bei der flachen Leistungsversorgungseinheit 38a gemäß den Fig. 6(a) bis 6(d) ist es möglich, die Leistungsversor gungselemente 9 längs einer Flächenrichtung anzuordnen, ohne die Dicke zu erhöhen, wobei die Kapazität der Einheit ohne weiteres verbessert werden kann, wenn die Anzahl der Leistungsversorgungselemente erhöht wird.

Wenn das Verbindungsverfahren, das bei dem vierten Ausfüh rungsbeispiel verwendet wird, mit demjenigen kombiniert wird, daß bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4(a) bis 4(c) verwendet wird, kann eine Leistungsversor gungseinheit mit gewünschter Entspannung und gewünschter Kapazität auf einfache Weise ohne Erhöhung der Dicke er reicht werden.

Die Fig. 7(a) bis 7(c) zeigen ein fünftes Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung. Das Merkmal der flachen Leistungsversorgungseinheit 57 gemäß den Fig. 7(a) bis 7(c) betrifft die Schaltungseinrichtung. Zusätzlich zu den beiden flachen Leistungsversorgungselementen 9 umfaßt diese Leistungsversorgungseinheit 57 einen ersten und zweiten äußeren Verbindungsanschluß 58, 59 und einen Verbindungs leiter 60, welcher aus Metallplatten oder Metallfolien ge bildet sind und jeweils als Schaltungseinrichtung dienen. Die äußeren Verbindungsanschlüsse 58, 59 und der Verbin dungsleiter 60 sind an die Leistungsversorgungselemente 9 mittels der isolierenden Bondschicht 61 angebondet.

Die ersten und zweiten äußeren Verbindungsanschlüsse 58, 59 sind mit Durchgangslöchern 62, 63 versehen. Der Verbin dungsleiter 60 ist mit Durchgangslöchern 64, 65 versehen. Andererseits ist die Bondschicht 61 mit Durchgangslöchern 66, 67, 68, 69 an Positionen versehen, die denjenigen der Durchgangslöcher 62, 63, 64 und 65 entsprechen.

Die Durchgangslöcher 62, 63, 64 und 65 sind mit leitfähigen Teilen 70, 71, 72 und 73 versehen. Das leitfähige Teil 70 bewirkt eine elektrische Verbindung zwischen der Elektroden platte 15 des ersten Leistungsversorgungselementes 9 und einem ersten äußeren Verbindungsanschluß 58 über das Durch gangsloch 66 in eine Öffnung 14. Das leitfähige Teil 71 bewirkt eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Ge häusehälfte 11 des zweiten Leistungsversorgungselementes 9 und dem zweiten äußeren Verbindungsanschluß 59 über ein Durchgangsloch 67. Das leitfähige Teil 72 bewirkt eine elektrische Verbindung zwischen einer ersten Gehäusehälfte 11 des ersten Leistungsversorgungselementes 9 und dem Ver bindungsleiter 60 über das Durchgangsloch 68. Das leitfähige Teil 73 bewirkt eine elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenplatte 15 des zweiten Leistungsversorgungselemen tes 9 und dem Verbindungsleiter 60 über das Durchgangsloch 69 und eine Öffnung 14.

Die flache Leistungsversorgungseinheit 57, die auf die obige Art erhalten worden ist, hat das gleiche Verbindungsmuster wie die flache Leistungsversorgungseinheit 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, welches in den Fig. 1 bis 3(5) gezeigt ist.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 7(a) bis 7(c) hat äußere Verbindungsanschlüsse 58, 59 und einen Verbindungs leiter 60, die gleichfalls geeignet sind, das Leistungsver sorgungselement 9 mechanisch zu halten. Daher sind diese Elemente 58, 59 und 60 vorzugsweise bezüglich ihrer Größe derart erhöht, daß sie nicht in Kontakt miteinander kommen.

Die Fig. 8(a) und 8(b) zeigen ein sechstes Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung. Das Merkmal der flachen Leistungsversorgungseinheit 74 gemäß den Fig. 8(a) und 8(b) betrifft die Tatsache, daß die flachen Leistungsversorgungs elemente 9 an beiden Flächen der flexiblen Schaltungsplatine 75 angeordnet sind. Die Schaltungsplatine 75 ist mit einem ersten und zweiten äußeren Verbindungsanschluß 76, 77 ver sehen, welche mit Durchgangslöchern 78, 79 an den Enden ver sehen sind.

Ein erstes Leistungsversorgungselement 9 ist auf der Ober fläche der Schaltungsplatine 75 mittels einer ersten Bond schicht 80 angeordnet, während ein zweites Leistungsver sorgungselement 9 an der unteren Fläche der Schaltungspla tine 75 über eine zweite Bondschicht 81 angeordnet ist.

Die erste Bondschicht 80 ist mit einem Durchgangsloch 82 versehen, das dem Durchgangsloch 78 entspricht, und hat eine Öffnung 14. Ein weiteres Durchgangsloch 83 ist in Überein stimmung mit dem Durchgangsloch 79 angeordnet. Die zweite Bondschicht 81 ist mit einem Durchgangsloch 84 versehen, welches dem Durchgangsloch 78 entspricht, und hat eine Öff nung 14. Ein weiteres Durchgangsloch 85 ist in Überein stimmung mit dem Durchgangsloch 79 angeordnet.

Ein leitfähiges Teil 86 füllt die Öffnung 14 des ersten Leistungsversorgungselementes 9, die Durchgangslöcher 82, 78 und 84 und die Öffnung 14 des zweiten Leistungsversorgungs elementes 9. Ein weiteres leitfähiges Teil 87 ist angeord net, um die Durchgangslöcher 83, 79 und 85 aufzufüllen. Das leitfähige Teil 86 bewirkt eine elektrische Verbindung der Elektrodenplatte 15 der beiden Leistungsversorgungselemente 9 und des ersten äußeren Verbindungsanschlusses 76 mitein ander, während das leitfähige Teil 87 die ersten Gehäuse hälften 11 der beiden Leistungsversorgungselemente 9 und den zweiten äußeren Verbindungsanschluß 77 miteinander verbin det. Daher hat die flache Leistungsversorgungseinheit 74 ein Anschlußmuster, das demjenigen der flachen Leistungsversor gungseinheit 38 mit den Fig. 5(a) bis 5(d) ähnelt.

Bei der in Fig. 8(a) und 8(b) gezeigten Leistungsversor gungseinheit 74 kann die flexible Schaltungsplatine 75 eine doppelseitige Durchgangslochstruktur haben.

Claims

1. Eine flache Leistungsversorgungseinheit, mit:
einer Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen (9), die jeweils ein flaches Gehäuse (10) haben, das als einer der Anschlüsse dient, und eine Elektrodenplatte (15) haben, die durch eine isolierende Schicht (16) eng zu einer Wand des Gehäuses (10) beabstandet ist, um einen weiteren Anschluß zu bilden, wobei das Gehäuse (10) mit einer Öffnung (14) versehen ist, die teilweise die Elektrodenplatte (15) offenlegt;
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine plattenartige Schaltungseinrichtung (21, 21a, 39, 39a, 58, 59, 60, 75) mit einem äußeren Verbindungsan schluß (23, 41, 58, 76) zum elektrischen Verbinden der Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen (9) miteinander und mit einem weiteren äußeren Verbindungsanschluß (24, 42, 59, 77);
eine isolierende Verbindungsschicht (22, 40, 61, 80, 81) zum Verbinden der Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen (9) mit der Schaltungseinrichtung (21, 21a, 39, 39a, 58, 59, 60, 75),
einer Mehrzahl von Durchgangslöchern (26, 27), die sich durch die plattenartige Schaltungseinrichtung (21, 21a, 39, 39a, 58, 59, 60, 75), die Verbindungsanschlüsse (23, 24, 41, 42, 58, 59, 76 77) und die isolierende Verbindungsschicht (22, 40, 61, 80, 81) erstrecken, und
eine Mehrzahl von leitfähigen Teilen (34-37, 53-56, 70-73, 86, 87), die sich zum elektrischen Verbinden der Verbindungsanschlüsse (23, 24, 41, 42, 58, 59, 76 77) mit den Anschlüssen der flachen Leistungsversorgungselemente (9) durch die Durchgangslöcher (26, 27) erstrecken.

2. Flache Leistungsversorgungseinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes flache Leistungsversorgungselement (9) derart auf der Schaltungseinrichtung angeordnet ist, daß seine Flächenrichtung parallel zur Hauptflächenrichtung der plattenartigen Schaltungseinrichtung (21, 21a, 39, 39a, 58, 59, 60, 75) liegt, und
daß die Öffnung (14) in einer relativ breiten Fläche, die die flache Form des Gehäuses (10) festlegt und der Schaltungseinrichtung gegenüberliegt, gelegen ist.

3. Flache Leistungsversorgungseinheit gemäß Anspruch 2, da durch gekennzeichnet,
daß die Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungselementen (9) lediglich auf einer Hauptfläche der plattenartigen Schaltungseinrichtung (21, 21a, 39, 39a, 58, 59, 60) gelegen ist.

4. Flache Leistungsversorgungseinheit gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltungseinrichtung (21, 21a, 39, 39a, 58, 59, 60) einen Leiter (25, 43, 44, 60) zur elektrischen Ver bindung der Mehrzahl von flachen Leistungsversorgungs elementen (9) miteinander umfaßt.

5. Flache Leistungsversorgungseinheit nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet,
daß der Leiter (25, 60) die Mehrzahl von flachen Lei stungsversorgungselementen (9) in Reihe miteinander ver bindet.

6. Flache Leistungsversorgungseinheit nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet,
daß der Leiter (43, 44) die Mehrzahl von flachen Lei stungsversorgungselementen (9) parallel miteinander ver bindet.

7. Flache Leistungsversorgungseinheit gemäß einem der An sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet
daß die leitfähigen Teile (34 bis 37, 53 bis 56, 70 bis 73, 87, 86) durch eine leitfähige Paste gebildet sind.

8. Flache Leistungsversorgungseinheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die flachen Leistungsversorgungselemente (9) auf den beiden Hauptflächen der plattenartigen Schaltungsein richtung (75) angeordnet sind.

9. Flache Leistungsversorgungseinheit nach einem der An sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die plattenartige Schaltungseinrichtung eine fle xible Schaltungsplatine (21, 21a, 39, 39a, 75) umfaßt.

10. Flache Leistungsversorgungseinheit gemäß einem der An sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die plattenartige Schaltungseinrichtung eine Mehr zahl von Metallplatten oder Metallfolien (58, 59, 60) umfaßt, die voneinander getrennt sind.

11. Flache Leistungsversorgungseinheit nach einem der An sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die isolierende Verbindungsschicht (22, 40, 61, 80, 81) durch einen Thermobond-Kunststoff-Film gebildet ist.