電源設備和電子設備的制造方法
【專利摘要】本公開涉及一種電源設備和電子設備。該電源設備包括具有第一長度的柔性導電構件以及具有短于或等于第一長度的第二長度的電池襯底。在電池襯底上面存在有源電池。粘合層將所述有源電池和所述電池襯底耦合到所述柔性導電構件，使得有源電池和柔性導電構件電耦合，并且使得柔性導電構件在沒有中間層的情況下封裝有源電池和電池襯底的上部。柔性導電構件包括具有在其中形成的導電通孔的絕緣柔性基礎層。在絕緣柔性基礎層上面形成上和下金屬化層且其通過所述導電通孔相互電耦合。
【專利說明】
電源設備和電子設備
技術領域
[0001]本公開涉及電池技術領域，并且更特別地涉及采用柔性導電構件以便實現(xiàn)針對環(huán)境進入的保護或者以裝配在期望外形因數(shù)內(nèi)的功率單元。
【背景技術】
[0002]諸如膝上型計算機、智能電話、平板電腦以及照相機之類的便攜式電子設備受到消費者歡迎。這些電子設備被電池或功率單元供電。由于消費者對于使此類電子設備盡可能適度地薄且輕的期望，內(nèi)部部件被緊密地集中在一起。同樣地，可能存在難以實現(xiàn)的用于功率單元的外形因數(shù)約束。除這些外形因數(shù)約束之外，消費者還期望使此類電子設備對水或濕氣具有一定程度的抵抗性。
[0003]然而，當前功率單元技術是剛性的，使得對外應因數(shù)約束的符合性在某些情況下是困難的。此外，附加圖層通常被用于當前功率單元從而提供期望的防水性和防潮性，其足以增加滿足外形因數(shù)約束方面的困難，因為其增加了功率單元的厚度。
[0004]因此，期望進一步開發(fā)可以解決對裝配在期望外形因數(shù)內(nèi)以及在沒有使得在期望外形因數(shù)內(nèi)的裝配更加困難的情況下抵抗水和濕氣的雙重期望的功率單元技術。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]提供本【實用新型內(nèi)容】是為了介紹下面在詳細描述中進一步描述的概念的選擇。本【實用新型內(nèi)容】并不意圖識別要求保護的主題的關鍵特征或本質(zhì)特征，其也不意圖用作限制要求保護的主題范圍的輔助。
[0006]在本文中公開了一種電源設備。所述電源設備包括:柔性導電構件；電池襯底;在所述電池襯底上的有源電池；以及粘合層，其將所述有源電池和所述電池襯底耦合到所述柔性導電構件，使得所述有源電池和所述柔性導電構件電耦合，并且使得所述柔性導電構件在沒有中間層的情況下封裝所述有源電池和所述電池襯底的上部。
[0007]有源電池可以包括金屬鋰層，并且粘合層可以在沒有中間云母襯底層的情況下直接地接觸金屬鋰層。有源電池可以形成于電池襯底的上部上，并且柔性導電構件可以在沒有中間云母襯底層的情況下直接地封裝有源電池和電池襯底的上部。封裝層可以封裝電池襯底的下部。
[0008]柔性導電構件具有在其中形成有導電通孔的絕緣柔性基礎層以及在絕緣柔性基礎層上面形成且被導電通孔相互電耦合的上和下金屬化層。
[0009]柔性導電構件包括具有在其中形成的導電通孔的絕緣柔性基礎層以及在絕緣柔性基礎層的上部上面形成的上金屬化層。上金屬化層包括在絕緣柔性基礎層的上部上面形成的上金屬化陽極導體層以及在絕緣柔性基礎層的上部上面形成的上金屬化陰極導體層。在絕緣柔性基礎層的下部上面形成有下金屬化層。該下金屬化層包括在絕緣柔性絕緣層的下部上面形成的下金屬化陽極導體層以及在絕緣柔性基礎層的下部上面形成的下金屬化陰極導體層。絕緣柔性基礎層的導電通孔將上金屬化陽極導體層電耦合到下金屬化陽極導體層，并將上金屬化陰極導體層電耦合到下金屬化陰極導體層。
[0010]柔性導電構件可以由選自由聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯以及聚萘二甲酸乙二醇酯組成的組的材料構成。
[0011]可以在電池襯底的上部上面形成有源電池。另外，可以使柔性導電構件彎曲，從而具有鄰近于有源電池和電池襯底的上部的第一部分、鄰近于電池襯底的下部的第二部分以及在第一和第二部分之間延伸的曲線部分。附加粘合層可以將柔性導電構件的第一和第二部分在其延伸超過電池襯底的部分處耦合在一起。
[0012]柔性導電構件的第一部分、柔性導電構件的曲線部分、附加粘合層以及柔性導電構件的第二部分可以封裝電池襯底和有源電池。該封裝可以在環(huán)境上針對氧氣和水的進入而將有源電池密封。
[0013]可以在電池襯底的上部上面形成有源電池，并且柔性導電構件可以鄰近于有源電池和電池襯底的上部。附加柔性導電構件可以鄰近于電池襯底的下部，使得電池襯底被夾在柔性導電構件與附加柔性導電構件之間。附加粘合層可以將柔性導電構件和附加柔性導電構件在其延伸超過電池襯底的部分處耦合在一起。
[0014]可以在電池襯底的上部上面形成有源電池，并且柔性導電構件可以鄰近于有源電池和電池襯底的上部。設備襯底可以承載電池襯底，使得電池襯底的下部與設備襯底相接觸?？梢允谷嵝詫щ姌嫾澢?，使得柔性導電構件與設備襯底相接觸。
[0015]可以在惰性氣氛中在電池襯底的上部上面形成有源電池，并且可以在惰性氣氛中將有源電池和電池襯底粘性地耦合到柔性襯底的下金屬化層。
[0016]可以在惰性氣氛中在電池襯底的上部上面形成有源電池，并且可以在電池襯底的上部上面形成有源電池之后，形成鈍化層以封裝有源電池。
[0017]在本文中還公開了一種電子設備。該電子設備包括:設備襯底；
[0018]多個功率單元，其被所述設備襯底以堆疊布置承載;每個功率單元包括:柔性導電構件，其具有第一部分、第二部分以及連接所述第一部分和所述第二部分的中間偏移限定部分，電池襯底，有源電池，其形成在所述電池襯底上，以及粘合層，其將所述有源電池和所述電池襯底耦合到第一柔性導電構件，使得所述有源電池和所述柔性導電構件被電耦合，并且使得所述柔性導電構件在沒有中間層的情況下封裝所述有源電池和所述電池襯底。
[0019]方法方面是針對一種通過在絕緣柔性基礎層中形成導電通孔以及在絕緣柔性基礎層的上部上面形成上金屬化層并電耦合到導電通孔來形成柔性導電構件的方法。在絕緣柔性基礎層的下部上面形成下金屬化層并電耦合到導電通孔，使得下金屬化層和上金屬化層被電耦合。在電池襯底的上部上面形成有源電池。有源電池和電池襯底被粘性耦合到柔性襯底的下金屬化層，使得有源電池和下金屬化層電耦合，并且使得柔性導電構件在沒有中間層的情況下封裝有源電池和電池襯底的上部。
[0020]該方法還可包括使突出超過電池襯底的柔性導電構件的一部分以u形彎曲，使得下金屬化層也鄰近于電池襯底的下部，并將下金屬化層粘性耦合到電池襯底的下部。
[0021]可將柔性導電構件的u形的開口端密封，使得柔性導電構件和密封封裝電池襯底和有源電池。該封裝可以在環(huán)境上針對氧氣和水的進入而將有源電池密封。
[0022]方法還可包括將電池襯底的下部粘性耦合到設備襯底，使突出超過電池襯底的柔性導電構件的一部分彎曲，使得該部分鄰近于設備襯底，并將突出超過電池襯底的柔性導電構件的部分粘性耦合到設備襯底，使得柔性導電構件是彎曲形狀。
【附圖說明】
[0023]圖1是根據(jù)本公開的電子設備的剖視圖。
[0024]圖1A是圖1的電子設備的頂視平面圖。
[0025]圖2是根據(jù)本公開的具有堆疊電源的電子設備的剖視圖。
[0026]圖3A—3D是根據(jù)本公開的方法構造的電子設備的剖視圖。
[0027]圖3E是根據(jù)本公開的被折疊以針對環(huán)境進入進行密封之后的電子設備的剖視圖。
【具體實施方式】
[0028]下面描述本公開的一個或多個實施例。這些所述實施例僅僅是本公開技術的示例。另外，在嘗試提供簡潔的描述時，在本說明書中可能并未描述實際實施方式的所有特征。
[0029]當介紹本公開的各種實施例的元件時，冠詞“一”、“一個”和“該”意圖意指存在元件中的一個或多個。術語“包括”、“包含”和“具有”意圖是包括性的且意指可以存在除所列元件之外的附加元件。另外，應理解的是對本公開的“一個實施例”或“實施例”的參考并不意圖被解釋為排除也結合了所述特征的附加實施例的存在。
[0030]參考圖1一1A，現(xiàn)在描述功率單元100(power unit)。功率單元100用于對諸如膝上計算機、智能電話、平板電腦或照相機之類的便攜式電子設備供電。現(xiàn)在將描述功率單元100的結構。
[0031]功率單元100包括柔性導電構件120，其由絕緣柔性基礎層102構成，該絕緣柔性基礎層102具有在其各上側面和下側面上形成的上和下金屬化層104。在絕緣柔性基礎層102中形成有導電通孔106，并且其用于將上和下金屬化層104電連接。功率單元100還包括具有在其上面形成的有源電池110的電池襯底108以及包括電池的陽極和陰極的端子112。上和下金屬化層104每個充當針對H2O和O2的阻擋層的一部分，并且包括將在端子112處耦合到陰極和陽極的各陰極和陽極導體部分。粘合層114將有源電池110和電池襯底114在其下部處粘性耦合到絕緣柔性基礎層102，使得柔性導電構件120和電池襯底114用于針對H20、02及其它環(huán)境污染將有源電池110封裝。端子112電耦合到下金屬化層104，并通過導電通孔106，還電親合到上金屬化層104。
[0032]絕緣柔性基礎層102由諸如聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯之類的膜以50至100微米的厚度構成。上和下金屬化層104由諸如銅或鋁之類的金屬以約2至35微米的厚度構成，具有0.05—10微米厚度的鎳、金、鈀或錫的最后層。上和下金屬化層104用于幫助防止氧氣和水在那里通過。電池襯底108是有源電池層110的載體，并且可以由云母制成，而有源電池層110由鋰、鋰磷氧氮(lithium phosphorous oxy-nitride)以及氧化鋰鈷形成。端子112的陰極和陽極由氧化鋰鈷或鉑構成。粘合層114是絕緣粘合劑，諸如聚偏二氯乙烯或環(huán)氧樹脂。應認識到的是雖然上文已列出了用于絕緣柔性基礎層102、金屬化層104、電池襯底108、有源電池層110、端子112的陰極和陽極以及粘合層114的材料，但可以利用其它適當材料且其在本公開的范圍內(nèi)，只要金屬化層104形成對氧氣和濕氣的適當阻擋層即可。
[0033]應注意的是，在進行直接接觸或者被粘合層114耦合的柔性導電構件120與有源電池層110之間不存在中間保護層。由于有源電池層110的封裝，不需要此類中間保護層(例如云母箔)。
[0034]如圖1中說明性地所示，絕緣柔性基礎層102在長度上等于電池襯底108。然而，在某些應用中，絕緣柔性基礎層102可在長度上大于電池襯底，使得其突出超過電池襯底108。這將有利地允許將電池(power cellHOO布置成不同的配置，現(xiàn)在參考圖2來描述其中的一個。
[0035]如所示，第一電池200A被設備襯底230承載。電池襯底208A的下部經(jīng)由粘合層214A粘性耦合到設備襯底230，使得柔性導電構件220A的第一部分240A與設備襯底230間隔開。突出超過電池襯底208A的柔性導電構件220A的第二部分242A的下部被粘合層251粘性耦合到設備襯底230，使得柔性導電構件220A在中間部分241A處彎曲，從而定義柔性導電構件220A的第一和第二部分240A、242A的平行軸之間的偏移。
[0036]第二電池200B被第一電池200B承載，電池襯底208B的下部被粘性耦合到柔性導電構件220A的上部，使得柔性導電構件220B的第一部分240B與柔性導電構件220A間隔開。
[0037]突出超過電池襯底208B的柔性導電構件220B的第二部分242B的下部被粘合層250粘性耦合到柔性導電構件220A，使得柔性導電構件220B在中間部分241B處彎曲，從而定義柔性導電構件220B的第一和第二部分240B、242B的平行軸之間的偏移。
[0038]粘合劑250是導電的，使得第二電池200B的下金屬化層204B電耦合到第一電池200A的上金屬化層204A。這允許根據(jù)期望進行第一和第二電池200A、200B的并聯(lián)或串聯(lián)的鋰A
柄口 O
[0039]在此配置中，柔性導電構件220A、220B的柔性允許其堆疊成緊湊的，并且與先前的設計相比在便攜式電子設備內(nèi)部占用較少空間。這允許設計較小的便攜式電子設備，或者為其它部件節(jié)省便攜式電子設備內(nèi)部的空間。
[0040]如下面將參考圖3E解釋的，可以使柔性導電構件320繞著電池襯底308彎曲從而以u形包圍電池襯底308和有源電池310，并且u形的開口端可以被粘合劑350密封，從而針對諸如氧氣和水之類的環(huán)境元素的進入將有源電池310密封。
[0041 ] 參考圖3A—3D中所示的一系列電池300，現(xiàn)在描述電池300的形成。從圖3A開始，通過首先形成絕緣柔性基礎層302且然后在絕緣柔性基礎層302中形成導電通孔306來構造柔性導電構件320。然后例如通過平版印刷術在絕緣柔性基礎層302上面形成金屬化層304，使得其經(jīng)由導電通孔306被電耦合。
[0042]轉到圖3B，在上金屬化層304上面沉積粘合層314。然后，在圖3C中，在電池襯底308上面形成有源電池310和用于端子312的陰極和陽極。應注意的是，在諸如氮氣之類的受控惰性氣氛中形成有源電池310。電池襯底308然后被粘性耦合到上金屬化層304。由于有源電池310在粘性耦合到上金屬化層304之前是無保護的，所以可在受控惰性氣氛中執(zhí)行粘性耦合。替換地，可在粘性耦合之前在有源電池310上面形成鈍化層，使得不需要在惰性氣氛中執(zhí)行粘性耦合。鈍化層可以是經(jīng)由原子層沉積形成的Al2O3t3
[0043]然后，在圖3D中，在電池襯底308和有源電池310上面沉積附加粘合劑314。如圖3E中所示，然后使柔性導電構件320繞著電池襯底308彎曲，從而以u形包圍電池襯底308和有源電池310，并且U形的開口端被粘合劑350密封，從而針對諸如氧氣和水之類的環(huán)境元素的進入將有源電池310密封。形成此U形導致柔性導電構件320的第一部分360被粘性耦合到有源電池310、端子212以及電池襯底308的上部，并且柔性導電構件320的第二部分362被粘性耦合到電池襯底308的底部。第一部分360的下金屬化層304經(jīng)由導電粘合劑350被耦合到第二部分362的下金屬化層304(其由于U形而面對第一部分360的下金屬化層304)。
[0044]雖然已相對于有限數(shù)目的實施例描述了本公開，但受益于本公開的本領域的技術人員將認識到可以設想不脫離如在本文中公開的本公開范圍的其它實施例。因此，本公開的范圍將僅僅受到所附權利要求的限制。
【主權項】
1.一種電源設備，其特征在于，所述電源設備包括: 柔性導電構件； 電池襯底； 在所述電池襯底上的有源電池；以及 粘合層，其將所述有源電池和所述電池襯底耦合到所述柔性導電構件，使得所述有源電池和所述柔性導電構件電耦合，并且使得所述柔性導電構件在沒有中間層的情況下封裝所述有源電池和所述電池襯底的上部。2.根據(jù)權利要求1所述的電源設備，其特征在于，所述有源電池包括金屬鋰層;并且其中所述粘合層在沒有中間云母襯底層的情況下直接地接觸所述金屬鋰層。3.根據(jù)權利要求1所述的電源設備，其特征在于，在所述電池襯底的上部上形成所述有源電池;并且其中所述柔性導電構件在沒有中間云母襯底層的情況下直接地封裝所述有源電池和所述電池襯底的上部。4.根據(jù)權利要求1所述的電源設備，其特征在于，所述柔性導電構件包括: 絕緣柔性基礎層，其具有在其中形成的導電通孔；以及 上金屬化層和下金屬化層，其在所述絕緣柔性基礎層上形成并通過所述導電通孔相互電親合。5.根據(jù)權利要求1所述的電源設備，其特征在于，所述柔性導電構件包括: 絕緣柔性基礎層，其具有在其中形成的導電通孔； 上金屬化層，其在所述絕緣柔性基礎層的上部上形成，包括在所述絕緣柔性基礎層的上部上形成的上金屬化陽極導體層以及在所述絕緣柔性基礎層的上部上形成的上金屬化陰極導體層；以及 下金屬化層，其在所述絕緣柔性基礎層的下部上形成，包括在所述絕緣柔性基礎層的下部上形成的下金屬化陽極導體層以及在所述絕緣柔性基礎層的下部上形成的下金屬化陰極導體層； 其中所述絕緣柔性基礎層的所述導電通孔將所述上金屬化陽極導體層電耦合到所述下金屬化陽極導體層，并將所述上金屬化陰極導體層電耦合到所述下金屬化陰極導體層。6.根據(jù)權利要求1所述的電源設備，其特征在于，所述柔性導電構件由選自由聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯以及聚萘二甲酸乙二醇酯組成的組的材料構成。7.根據(jù)權利要求1所述的電源設備，其特征在于，所述柔性導電構件具有第一長度;其中所述電池襯底具有短于所述第一長度的第二長度;其中所述有源電池在所述電池襯底的上部上形成；其中所述柔性導電構件彎曲，從而具有鄰近于所述有源電池和所述電池襯底的上部的第一部分、鄰近于所述電池襯底的下部的第二部分以及在所述第一部分和所述第二部分之間延伸的曲線部分；以及還包括將所述柔性導電構件的第一部分和第二部分在其延伸超過所述電池襯底的部分處耦合在一起的附加粘合層。8.根據(jù)權利要求7所述的電源設備，其特征在于，所述柔性導電構件的第一部分、所述柔性導電構件的曲線部分、所述附加粘合層以及所述柔性導電構件的第二部分封裝所述電池襯底和所述有源電池。9.根據(jù)權利要求8所述的電源設備，其特征在于，所述封裝在環(huán)境上針對氧氣和水的進入將有緣電池密封。10.根據(jù)權利要求1所述的電源設備，其特征在于，所述有源電池在所述電池襯底的上部上形成；其中所述柔性導電構件鄰近于所述有源電池和所述電池襯底的上部;還包括附加柔性導電構件，其鄰近于所述電池襯底的下部，使得電池襯底被夾在所述柔性導電構件與所述附加柔性導電構件之間；以及還包括將所述柔性導電構件和所述附加柔性導電構件在其延伸超過所述電池襯底的部分處耦合在一起的附加粘合層。11.根據(jù)權利要求1所述的電源設備，其特征在于，所述柔性導電構件具有第一長度;其中所述電池襯底具有短于所述第一長度的第二長度;其中所述有源電池在所述電池襯底的上部上形成；其中所述柔性導電構件鄰近于所述有源電池和所述電池襯底的上部;還包括設備襯底，其承載所述電池襯底，使得所述電池襯底的下部與所述設備襯底相接觸;其中所述柔性導電構件彎曲，使得所述柔性導電構件與所述設備襯底相接觸。12.—種電子設備，其特征在于，包括: 設備襯底； 多個功率單元，其被所述設備襯底以堆疊布置承載； 每個功率單元包括: 柔性導電構件，其具有第一部分、第二部分以及連接所述第一部分和所述第二部分的中間偏移限定部分， 電池襯底， 有源電池，其形成在所述電池襯底上，以及 粘合層，其將所述有源電池和所述電池襯底耦合到第一柔性導電構件，使得所述有源電池和所述柔性導電構件被電耦合，并且使得所述柔性導電構件在沒有中間層的情況下封裝所述有源電池和所述電池襯底。13.根據(jù)權利要求12所述的電子設備，其特征在于，每個功率單元與相鄰功率單元串聯(lián)地電耦合。14.根據(jù)權利要求12所述的電子設備，其特征在于，每個功率單元與相鄰功率單元并聯(lián)地電耦合。15.根據(jù)權利要求12所述的電子設備，其特征在于，所述柔性導電構件由選自由聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯以及聚萘二甲酸乙二醇酯組成的組的材料構成。
【文檔編號】H01M2/10GK205542941SQ201520975628
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年11月30日
【發(fā)明人】A·杜蘭, F·道索爾
【申請人】意法半導體(圖爾)公司