專利名稱：制造燃料電池裝置的熱壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造燃料電池裝置的制造設(shè)備，其特別關(guān)于一種熱壓裝置，用來(lái)熱壓壓合以制造由多層基板所疊合而成燃料電池裝置。
背景技術(shù)：
為了提供薄型化、小型化的燃料電池，一種以板狀基材熱壓貼合所構(gòu)成的燃料電池已被開發(fā)且制造出來(lái)，例如采以印刷電路板制程技術(shù)所制造出來(lái)的燃料電池。這類燃料電池的制造過程中會(huì)經(jīng)由熱壓制程，來(lái)將數(shù)片基板予以接合，如此才能完成制造出這種采用印刷電路板制程的燃料電池。然而，由于若其熱壓的溫度過高時(shí)，則往往會(huì)損毀燃料電池的膜電極組，此一情況下，制造者不得不使用操作溫度較低的接合膠，但是通常這類的低溫接合膠的接合力都不好，容易造成熱壓合后的燃料電池剝離損壞。另一方面，制造者若是使用接合力強(qiáng)但操作溫度較高的接合膠，則必須面臨到高溫帶給膜電極組不良影響的制造問題。
本發(fā)明發(fā)明人有鑒于上述制造問題的嚴(yán)重性，乃亟思而發(fā)明一種制造燃料電池裝置的熱壓裝置，其完全克服了上述制造問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種制造燃料電池裝置的熱壓裝置，其能夠在熱壓過程中，避免燃料電池裝置的膜電極組受到破壞。
為達(dá)成本發(fā)明上述目的，本發(fā)明提供一種制造燃料電池裝置的熱壓裝置，其是用來(lái)壓合一由多層基板所疊合而成的燃料電池裝置，該熱壓裝置乃包括有第一壓板、第一加熱部、第一鏤空部、第二壓板、第二加熱部、第二鏤空部。第一加熱部是設(shè)置于該第一壓板的內(nèi)部，以及第一鏤空部是設(shè)置于第一壓板且貫穿于第一壓板。第二加熱部是設(shè)置于第二壓板的內(nèi)部，以及第二鏤空部是設(shè)置于第二壓板且貫穿于第二壓板。其中該第一加熱部與該第二加熱部都是用以提供熱源區(qū)域。
為使熟悉該項(xiàng)技術(shù)人士了解本發(fā)明的目的、特征及功效，茲通過下述具體實(shí)施例，并配合附圖，對(duì)本發(fā)明詳加說(shuō)明如后。


圖1是本發(fā)明制造燃料電池裝置的熱壓裝置的第一具體實(shí)施例的立體分解圖。
圖2是本發(fā)明第一具體實(shí)施例的第一壓板的平面透視圖。
圖3是本發(fā)明制造燃料電池裝置的熱壓裝置的第二具體實(shí)施例的立體分解圖。
圖4是本發(fā)明第二具體實(shí)施例的第一壓板在下表面的平面圖。
圖5是本發(fā)明設(shè)置鏤空部的相關(guān)組件的結(jié)構(gòu)圖。
符號(hào)說(shuō)明1 燃料電池裝置2 熱壓裝置3 熱壓裝置4 油壓裝置11 基板21 第一壓板23 第二壓板31 第一壓板33 第二壓板35 第一覆蓋板37 第二覆蓋板 40 冷卻組件50 絕熱組件211、311 第一加熱部211a 注入口211b 輸出口213、313 第一鏤空部231、331 第二加熱部233、333 第二鏤空部351 鏤空區(qū)域371 鏤空區(qū)域具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見圖1與圖3，本發(fā)明的熱壓裝置2、3的主要功能，是用來(lái)壓合燃料電池裝板1，透過壓合的制造手段，來(lái)將由多層基板11所疊合而成的燃料電池裝置1予以制造出來(lái)。燃料電池裝置1的范例乃可以一片直接甲醇燃料電池裝置，而壓合前的直接甲醇燃料電池裝置，是由至少二層或二層以上的FR4基板11(或?yàn)樘沾苫濉⒂∷㈦娐坊?、高分子塑化基板等任意一種)疊合一起，例如這些基板11自下而上分別是一片雙極燃料電池板、一片雙面流道板、另一片雙極燃料電池板，然后再經(jīng)由熱壓裝置2、3的壓合，壓合后的直接甲醇燃料電池裝置則是形成密接結(jié)構(gòu)的單片狀。
圖1顯示本發(fā)明制造燃料電池裝置的熱壓裝置的第一具體實(shí)施例的立體分解圖。熱壓裝置2主要包括第一壓板21、第一加熱部211、第一鏤空部213、第二壓板23、第二加熱部231、第二鏤空部233，分別說(shuō)明如下內(nèi)文。第一壓板21是可以采用金屬板，并且在第一壓板21的內(nèi)部設(shè)置第一加熱部211。第一鏤空部213是設(shè)置于第一壓板21，并且貫穿于第一壓板21。由于燃料電池裝置1的膜電極組(圖未顯示)極為容易因?yàn)槭軣岫鴵p壞，因此，這些第一鏤空部213的設(shè)置位置是對(duì)應(yīng)于這些膜電極組的位置。同樣地，第二壓板23、第二加熱部231、第二鏤空部233等結(jié)構(gòu)都可以直接采用第一壓板21、第一加熱部211、第一鏤空部213等結(jié)構(gòu)。再者，本發(fā)明的第一壓板21與第二壓板23要至少在彼此相面向的兩個(gè)表面，分別形成用來(lái)配合燃料電池裝置1的上、下表面的一種結(jié)構(gòu)，如此使得第一壓板21與第二壓板23更能夠平整地接觸到燃料電池裝置1，來(lái)幫助壓合操作的順利進(jìn)行。
第一加熱部211與第二加熱部231用來(lái)分別在第一壓板21與第二壓板23中形成的熱源區(qū)域，以能夠?qū)喊?1、23進(jìn)行加熱，來(lái)升高壓板21、23的溫度，通過壓板21、23其分別接觸到燃料電池裝置1最外側(cè)的上、下表面，經(jīng)溫度作用來(lái)產(chǎn)生足以融接各個(gè)基板11的熱源場(chǎng)。同時(shí)，這些鏤空部213、223在設(shè)計(jì)時(shí)已考慮到要對(duì)這些膜電極組提供保護(hù)，因此加熱部211、231所產(chǎn)生的熱源場(chǎng)，其可能對(duì)這些膜電極組所造成的熱破壞已經(jīng)受到控制，并且被盡量地降低，而不會(huì)破壞這些膜電極組。
圖2顯示本發(fā)明第一具體實(shí)施例的第一壓板的平面透視圖。第一加熱部211的具體實(shí)施手段是采用加熱信道，且這加熱信道乃采彎蜒于第一壓板21內(nèi)部的中空管狀結(jié)構(gòu)，其有如水管結(jié)構(gòu)。中空管狀結(jié)構(gòu)是用來(lái)引流高溫流體，高溫流體是自注入口211a流入，再流經(jīng)于位于第一壓板21內(nèi)部的中空管狀結(jié)構(gòu)，最后從輸出口211b流出。同樣地，第二壓板23的結(jié)構(gòu)也可以采用相同于圖2的第一壓板21的結(jié)構(gòu)。再者，加熱信道的其它具體實(shí)施手段，例如可以采用加熱管，例如電阻式加熱管，或是其它加熱形式的加熱管。
圖3顯示本發(fā)明制造燃料電池裝置的熱壓裝置的第二具體實(shí)施例的立體分解圖。熱壓裝置3包括有第一壓板31、第一加熱部311、第一鏤空部313、第一覆蓋板35、第二壓板33、第二加熱部331、第二鏤空部333、第二覆蓋板37，分別說(shuō)明如下內(nèi)文。第一壓板31是可以采用金屬板，并且在第一壓板31的下表面設(shè)置第一加熱部311。第一鏤空部313是設(shè)置于第一壓板31且貫穿于第一壓板31。第一加熱部311與第一鏤空部313所提供的功能是完全相同于第一具體實(shí)施例，因此不再予重述其功能如何。由于第一加熱部311是設(shè)置在第一壓板31的表面，因此第一加熱部311是呈現(xiàn)外露狀態(tài)，而第一覆蓋板35主要是用來(lái)覆蓋第一壓板31的下表面，同時(shí)也將第一加熱部311完全封閉住。第一壓板31與第一覆蓋板35所采行的接合手段，例如可以采用螺絲螺緊來(lái)達(dá)成螺合，或例如可以采用焊接方式來(lái)達(dá)成密合，或例如可以采用金屬黏合劑黏合方式來(lái)達(dá)成密合，或是采用復(fù)合上述各手段的接合手段。第二壓板33、第二加熱部331、第二鏤空部333、第二覆蓋板37等結(jié)構(gòu)都可以直接采用對(duì)應(yīng)的第一壓板31、第一加熱部311、第一鏤空部313、第一覆蓋板35等結(jié)構(gòu)，所相異的處乃是第二加熱部331是設(shè)置在第二壓板33的上表面，并且第二覆蓋板37是用來(lái)覆蓋第二壓板33的上表面。上述的第一壓板31的下表面是面向于第二壓板33的上表面。
分別位于第一覆蓋板35與第二覆蓋板37的這些鏤空區(qū)域351、371，乃是分別對(duì)應(yīng)于這些鏤空部313、333。而第一覆蓋板35與第二覆蓋板37乃是可以采用金屬板來(lái)作為實(shí)施手段。
圖4顯示本發(fā)明第二具體實(shí)施例的第一壓板在下表面的平面圖。第一加熱部311的具體實(shí)施手段是采用加熱信道，且這加熱信道是彎蜒于第一壓板31下表面的溝槽，其有如水溝結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)谝桓采w板35覆蓋住第一壓板31下表面后，溝槽就能夠可以用來(lái)引流高溫流體，而引流高溫流體的目的是相同于第一具體實(shí)施例。同樣地，設(shè)置在第二壓板33上表面的溝槽，也是用來(lái)引流高溫流體。再者，加熱信道的其它具體實(shí)施手段，例如可以采用加熱管，例如電阻式加熱管，或是其它加熱形式的加熱管。
圖5顯示本發(fā)明設(shè)置鏤空部的相關(guān)組件的結(jié)構(gòu)圖。在第一具體實(shí)施例與第二具體實(shí)施例下，各個(gè)鏤空部213、233、313、333可以進(jìn)一步裝設(shè)冷卻組件40，而冷卻組件40主要功能是用來(lái)自鏤空部213、233、313、333將熱能排出，因而達(dá)到散熱效果，來(lái)避免因?yàn)閴汉线^程中的高溫而損壞到這些膜電極組。再者，各個(gè)鏤空部(24)213、233、313、333的周壁可以進(jìn)一步裝設(shè)絕熱組件50，而絕熱組件50是具備非熱良導(dǎo)體的物理性質(zhì)，用來(lái)隔絕這些鏤空部213、233、313、333與對(duì)應(yīng)的壓板21、23、31、33之間的熱傳。
所述的冷卻組件40的具體實(shí)施組件，是可選擇能夠通過熱對(duì)流、熱傳導(dǎo)、熱輻射等各種熱傳形式來(lái)進(jìn)行散熱的組件，諸如風(fēng)扇、空氣幫浦、熱導(dǎo)管、散熱鰭片、熱良導(dǎo)體的塊材、液體冷卻系統(tǒng)等。
基于所述本發(fā)明的熱壓裝置2、3，當(dāng)構(gòu)成燃料電池裝置1的各片基板11，都已疊合一起并且將通過熱壓裝置2、3進(jìn)行熱壓，疊合一起的這些基板11是放置于熱壓裝置2的第一壓板21與第二壓板22之間，或者是放置于熱壓裝置3的第一覆蓋板35與第二覆蓋板37之間，且加熱部211、213、311、313會(huì)導(dǎo)入熱能，而較佳實(shí)施方式是導(dǎo)入高溫的熱油，來(lái)使得這些待接合基板11之間的接合膠軟化而產(chǎn)生黏性，如此而接合這些基板11。再者，熱壓裝置2、3的第一壓板21、31與第二壓板23、33分別會(huì)通過油壓裝置4施以作用力，請(qǐng)參見圖1與圖3，使得第一壓板21、31與第二壓板23、33相互壓掣，并擠壓這些基板11，而促進(jìn)這些基板11的接合強(qiáng)度。
再者，在這些基板11進(jìn)行熱壓合時(shí)，為了保護(hù)燃料電池裝置1的這些膜電極組，以及掌握熱壓裝置2、3所產(chǎn)生的熱源場(chǎng)的溫度分布，本發(fā)明進(jìn)一步在第一壓板21、31與第二壓板23、33的各個(gè)適當(dāng)位置分別設(shè)置數(shù)個(gè)溫度傳感器(圖未顯示)，例如電熱耦溫度傳感器(thermal couple)等。
再者，本發(fā)明熱壓裝置2、3可以連接控制器(圖未顯示)，例如為可程控器或者是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，用來(lái)控制這些基板熱壓合整個(gè)操作的進(jìn)行?？刂破髟谂浜仙鲜鰷囟葌鞲衅魉鶄骰氐臏囟刃盘?hào)，來(lái)判斷并調(diào)整熱壓裝置2、3運(yùn)作中的操作溫度，來(lái)提供最佳的熱源供給量。
雖然本發(fā)明已以具體實(shí)施例揭露如上，然其所揭露的具體實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，其所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾都屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種制造燃料電池裝置的熱壓裝置，其特征在于，是用來(lái)壓合由多層基板所疊合而成的燃料電池裝置，該熱壓裝置包括一第一壓板；一第一加熱部，是設(shè)置于該第一壓板的內(nèi)部；一第一鏤空部，是設(shè)置于該第一壓板且貫穿于該第一壓板；一第二壓板；一第二加熱部，是設(shè)置于該第二壓板的內(nèi)部；一第二鏤空部，是設(shè)置于該第二壓板且貫穿于該第二壓板；其中第一加熱部與第二加熱部，是用以提供熱源區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的熱壓裝置，其特征在于，該第一加熱部，是一彎蜒于該第一壓板內(nèi)部的加熱信道；其中該第二加熱部，是一彎蜒于該第二壓板內(nèi)部的加熱信道。
3.如權(quán)利要求2所述的制造燃料電池裝置的熱壓裝置，其特征在于，該加熱信道是一加熱管。
4.如權(quán)利要求2所述的熱壓裝置，其特征在于，該加熱信道，是一中空管狀結(jié)構(gòu)，其用來(lái)引流一高溫流體。
5.如權(quán)利要求1所述的熱壓裝置，其特征在于，該第一鏤空部，是進(jìn)一步用來(lái)裝設(shè)一冷卻組件。
6.如權(quán)利要求1所述的熱壓裝置，其特征在于，該第二鏤空部，是進(jìn)一步用來(lái)裝設(shè)一冷卻組件。
7.如權(quán)利要求5所述的熱壓裝置，其特征在于，該冷卻組件，是選擇自一風(fēng)扇、一空氣幫浦、一熱導(dǎo)管、一散熱鰭片、一熱良導(dǎo)體的塊材、一液體冷卻系統(tǒng)的其中一個(gè)。
8.如權(quán)利要求6所述的熱壓裝置，其特征在于，該冷卻組件，是選擇自一風(fēng)扇、一空氣幫浦、一熱導(dǎo)管、一散熱鰭片、一熱良導(dǎo)體的塊材、一液體冷卻系統(tǒng)的其中一個(gè)。
9.如權(quán)利要求1所述的熱壓裝置，其特征在于，該第一鏤空部的周壁，是進(jìn)一步用來(lái)裝設(shè)一絕熱組件。
10.如權(quán)利要求1所述的熱壓裝置，其特征在于，該第二鏤空部的周壁，是進(jìn)一步用來(lái)裝設(shè)一絕熱組件。
11.如權(quán)利要求1所述的熱壓裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一油壓裝置，是用于分別對(duì)該第一壓板與該第二壓板施加壓合力量。
12.如權(quán)利要求1所述的熱壓裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括數(shù)個(gè)溫度傳感器，是分別設(shè)置于該第一壓板與該第二壓板，以及是用來(lái)分別偵測(cè)該第一加熱部的溫度以及該第二加熱部的溫度。
13.一種制造燃料電池裝置的熱壓裝置，其特征在于，是用來(lái)壓合由多層基板所疊合而成的燃料電池裝置，該熱壓裝置包括一第一壓板；一第一加熱部，是設(shè)置于該第一壓板的下表面；一第一鏤空部，是設(shè)置于該第一壓板且貫穿于該第一壓板；一第一覆蓋板，是用來(lái)覆蓋該第一壓板的下表面；一第二壓板；一第二加熱部，是設(shè)置于第二壓板的上表面，其中第二壓板的上表面是面向于該第一壓板的下表面；一第二鏤空部，是設(shè)置于第二壓板且貫穿于第二壓板；一第二覆蓋板，是用來(lái)覆蓋該第二壓板的上表面；其中第一加熱部與第二加熱部，是用以提供熱源區(qū)域。
14.如權(quán)利要求13所述的熱壓裝置，其特征在于，該第一加熱部，是一設(shè)置在第一壓板下表面且呈彎蜒狀的溝槽，其中該溝槽是用來(lái)引流一高溫流體。
15.如權(quán)利要求13所述的熱壓裝置，其特征在于，該第二加熱部，是一設(shè)置在第二壓板上表面且呈彎蜒狀的溝槽，其中該溝槽是用來(lái)引流一高溫流體。
16.如權(quán)利要求13所述的熱壓裝置，其特征在于，該第一鏤空部，是進(jìn)一步用來(lái)裝設(shè)一冷卻組件。
17.如權(quán)利要求13所述的熱壓裝置，其特征在于，該第二鏤空部，是進(jìn)一步用來(lái)裝設(shè)一冷卻組件。
18.如權(quán)利要求16所述的熱壓裝置，其特征在于，該冷卻組件，是選擇自一風(fēng)扇、一空氣幫浦、一熱導(dǎo)管、一散熱鰭片、一熱良導(dǎo)體的塊材、一液體冷卻系統(tǒng)的其中一個(gè)。
19.如權(quán)利要求17所述的熱壓裝置，其特征在于，該冷卻組件，是選擇自一風(fēng)扇、一空氣幫浦、一熱導(dǎo)管、一散熱鰭片、一熱良導(dǎo)體的塊材、一液體冷卻系統(tǒng)的其中一個(gè)。
20.如權(quán)利要求13所述的熱壓裝置，其特征在于，該第一鏤空部的周壁，是進(jìn)一步用來(lái)裝設(shè)一絕熱組件。
21.如權(quán)利要求13所述的熱壓裝置，其特征在于，該第二鏤空部的周壁，是進(jìn)一步用來(lái)裝設(shè)一絕熱組件。
22.如權(quán)利要求13所述的熱壓裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一油壓裝置，是用于分別對(duì)該第一壓板與該第二壓板施加壓合力量。
23.如權(quán)利要求13所述的熱壓裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括數(shù)個(gè)溫度傳感器，是分別設(shè)置于該第一壓板與該第二壓板，以及是用來(lái)分別偵測(cè)該第一加熱部的溫度以及該第二加熱部的溫度。
全文摘要
本發(fā)明是一種制造燃料電池裝置的熱壓裝置，其是用來(lái)壓合由多層基板所疊合而成的燃料電池裝置，該熱壓裝置包括有第一壓板、第一加熱部、第一鏤空部、第二壓板、第二加熱部、第二鏤空部。第一加熱部是設(shè)置于該第一壓板的內(nèi)部，以及第一鏤空部是設(shè)置于第一壓板且貫穿于第一壓板。第二加熱部是設(shè)置于第二壓板的內(nèi)部，以及第二鏤空部是設(shè)置于第二壓板且貫穿于第二壓板。其中該第一加熱部與該第二加熱部都是用以提供熱源區(qū)域。
文檔編號(hào)H01M8/00GK1845365SQ200510063530
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者張倉(cāng)銘, 黃緯莉, 管衍德, 張靜怡, 張家豪, 宋旻峰 申請(qǐng)人:勝光科技股份有限公司