-
Die vorliegende Erfindung betrifft
die Bildung von Energiespeichereinrichtungen an geschichteten elektrischen
Einrichtungen, einschließlich
gedruckter Schaltungsplatten, integrierter Schaltungsbausteine und
anderer elektrischer Einrichtungen, die in Schichten aufgebaut sind.
Insbesondere betrifft die Erfindung in solchen Einrichtungen enthaltene
eingebettete Reserveenergiespeichereinrichtungen.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Viele elektrische Geräte werden
derzeit unter Verwendung von geschichteten elektrischen Speichereinrichtungen
betrieben, wie zum Beispiel integrierte Schaltungsbausteine und
gedruckte Schaltungsplatten. Wenn jedoch die externe Stromquelle dieser
Vorrichtungen unterbrochen wird, hören sie auf zu arbeiten. Es
muss nicht eigens erwähnt
werden, dass dies dem Zweck dieser Vorrichtungen, nämlich dem
Betrieb der Geräts,
abträglich
ist.
-
Ein typisches Beispiel ist eine moderne
digitale Weckuhr. Derzeit werden die meisten Weckuhren mit Haushaltsstrom
betrieben. Eine gedruckte Schaltungsplatte, die einen integrierten
Schaltungsbaustein enthält,
steuert normalerweise sämtliche Funktionen
der Uhr, einschließlich
Zeithaltigkeit und Einhalten der Alarmzeiten. Bei einer Unterbrechung des
Stroms zu der Weckuhr gehen all diese Information verloren. Schon
die geringste Unterbrechung der Stromversorgung führt zu einem
Verlust der aktuellen Zeit, der eingestellten Alarmzeit und anderer
Informationen. Es ist nicht gut, morgens bei einer blinkenden Weckuhr
aufzuwachen, deren Alarm wegen eines kurzen Stromausfalls während des
Abends oder in den frühen
Morgenstunden nicht zur richtigen Zeit ausgelöst wurde.
-
Außer bei einem kompletten Stromausfall entstehen
diese Probleme auch noch, wenn die Lichtstärke reduziert wird, d. h. in
einer "brown-out"-Situation. Der Hauptstrom zu einem Gerät fällt unter
eine kritische Schwelle, bei der das Gerät in einer vorhersagbaren Weise
arbeitet. Außerdem
können
"brown-out"-Situationen die elektrischen Komponenten in diesen Geräten tatsächlich beschädigen.
-
Es ist notwendig, dass die entscheidenden Funktionen
dieser Geräte
mit alternativer elektrischer Energie versorgt werden. Durch die
Versorgung von Lasten, die für
ihren fortgesetzten Betrieb elektrische Energie benötigen, Betriebslasten
des elektrischen Geräts
oder der Vorrichtung mit Reserveenergie wird der vorhersagbare Betrieb
für das
elektrische Gerät sichergestellt.
Ferner wird der Schaden für
Betriebslasten verringert, wenn eine alternative Energieversorgung
verfügbar
ist.
-
Eine Lösung dieses Problems ist der
Kauf einer gezielten Reserveenergieversorgung. Solche Reserveenergieversorgungen
sind für
kritische elektrische Geräte
einschließlich
Computer üblich.
Die Größe und Komplexität von Reserveenergieversorgungen
macht diese Einrichtungen für
die übliche Haushaltselektronik,
die nur wenig Energie verbraucht, wie zum Beispiel eine Weckuhr,
jedoch ungeeignet für
die praktische Verwendung.
-
Eine weitere Lösung ist die zusätzliche
Ausstattung des Geräts
mit einer üblichen
elektrochemischen Batterie. Die elektrochemische Reservebatterie
vergrößert jedoch
Raum und Volumen eines jeden elektrischen Geräts und ist den vergrößerten Raum kaum
wert. Benötigt
wird eine kompakte, einfach herstellbare Energiespeichereinrichtung
für die
Erfassung eines Spannungsverlustes oder eines Spannungsabfalls und
für die
Aufrechterhaltung der entscheidenden Funktionen eines elektrischen
Geräts während eines
solchen Spannungsverlustes oder Spannungsabfalls.
-
Wünschenswert
ist, dass jede Reserveenergieversorgung in einer geschichteten elektrischen Einrichtung
in einem üblichen
elektronischen Ausstattungsteil enthalten oder in diesem integriert
sein kann. Die Modularität
und die einfache Herstellung diktieren eine Reserveenergieversorgung,
die klein genug ist, um in die Textur eines jeden elektronischen Kleingeräts zu passen.
Daher können,
wie vorstehend erwähnt,
viele der üblichen
elektrischen Reserveenergieversorgungen nicht verwendet werden. Aus
verschiedenen Gründen
ist es weiterhin vorteilhaft, die Reserveenergieversorgung in die
Platte oder den Chip einzubauen oder integral damit auszubilden,
statt sie als diskretes Bauteil anzuschließen. Diese Reserveenergieversorgung
sollte eine elektrische Speichereinrichtung oder eine elektrische
Energiequelle sein, die in die Textur der elektrischen Vorrichtung
eingebettet ist.
-
Gewöhnlich ist das von einer geschichteten elektrischen
Einrichtung oder Einheit wie einer gedruckten Schaltungsplatte oder
einem integrierten Schaltungsbaustein verbrauchte Volumen ein sehr wertvolles
Gut beim Design einer elektronischen Baueinheit. Das Volumen der
Baueinheit diktiert Zahl, Größe und Anordnung
der Komponenten, die sie trägt.
Hinzukommt, dass mit dem Aufkommen von Personalcomputern eine wesentliche
Einschränkung hinsichtlich
des über
der tatsächlichen
Geräteoberfläche für Komponenten
verfügbaren
Raums vorhanden ist. Zum Beispiel bedeutet eine Minimierung des oberhalb
des eigentlichen Geräts
benutzten Raums eine Minimierung des Volumens, das für ein System von
mit einem gemeinsamen Bus verbundenen gedruckten Schaltungsplatten
verwendet wird, wodurch die Nutzung dieses Volumens maximiert werden kann.
-
Auch ist der Oberflächenbereich,
der von auf einer Schaltungsplatte montierten Elementen belegt wird,
ein sehr wertvolles Gut. Wenn nämlich
der Oberflächenbereich,
der von einem montierten Element belegt wird, reduziert wird, steht
dem Designer ein umso größerer Oberflächenbereich
für andere funktionelle
Einrichtungen zur Verfügung.
Könnte man
eine Schaltungsplatte mit all den in der Platte eingebetteten elektrischen
Speichereinrichtungen umgestalten, so könnte ein Designer einen viel
größeren Oberflächenbereich
insbesondere für
zusätzliche
funktionelle Einrichtungen auf dieser Schaltungsplatte nutzen. Oder
der Designer könnte
die Größe der Baueinheit
insgesamt reduzieren.
-
Ähnliches
gilt, wenn ein integrierter Schaltungsbaustein (IC-Chip) kleinere,
leistungsfähigerer elektrische
Speichereinrichtungen in den Schichten, die den Chip bilden, einbetten
könnte,
wodurch ein größerer Anteil
des Volumens des Chips anderen Funktionszwecken gewidmet werden
könnte.
-
Bei einer gedruckten Schaltungsplatte
erfordert die Gestaltung des Schaltungsaufbaus in charakteristischer
Weise eine Art Energiespeichereinrichtung wie zum Beispiel einen
Kondensator oder eine Batterie. Als Speichereinrichtung in der Schaltung
verwendet der Designer normalerweise ein diskretes Bauteil. Dieses
diskrete Bauteil belegt einen Oberflächenbereich und anteiliges
Volumen über
der Platte.
-
Während
des Verfahrens zur Herstellung der gedruckten Schaltungsplatte lässt man
die Stelle, an der die Energiespeichereinrichtung zu placieren ist, für deren
spätere
Anbringung frei. Gewöhnlich
fertigt der Hersteller die Schaltungsplatten mit Löchern an den
Stellen, an denen später
die Leitungen der Speichereinrichtung angebracht werden. Später wird
eine diskrete elektrische Speichereinrichtung wie beispielsweise
eine Batterie oder ein Kondensator in der Schaltung angeordnet und
mit einer zweiten Verbindung, zum Beispiel mit einer Kontaktschraube
oder einer Lötverbindung,
elektrisch an der Schaltungsplatte befestigt. Normalerweise enden
die Stromanschlüsse
an der Öffnung,
in der die Leitungen der Speichereinrichtung angeordnet werden,
und wenn die Leitungen der Speichereinrichtung in die Öffnung geführt werden,
ist der Strompfad komplett.
-
Die Verwendung diskreter elektrischer
Speichereinrichtungskomponenten hat allerdings einige Nachteile.
Ein wesentlicher Nachteil ist, dass die meisten der elektrischen
Speichereinrichtungskomponenten und deren notwendige Anschlüsse an den Stromkreis
wertvolle Oberfläche
und Volumen in und über
der Platte belegen.
-
Was IC-Chips anbelangt, so sind große elektrische
Speichereinrichtungen nicht praktizierbar. Erstens hat ein IC-Chip
normalerweise keine durch seine Oberfläche hindurchführenden
Anschlüsse
zu diskreten Geräten.
Zweitens eignet sich ein Chip wegen seines kleinen Volumens nicht
für große oder mittlere
elektrische Speichereinrichtungen.
-
Speziell Energiespeichereinrichtungen
benötigen
im allgemeinen große
Flächen
und Volumina, und die Tendenz ist, dass man sie auf andere Komponenten
auf einer Platte türmt.
Sogar kleinere Energiespeichereinrichtungen auf einer gedruckten Schaltungsplatte
können
die höchsten
Komponenten auf einer Platte sein. Diese Vorrichtungen schaffen wegen
ihrer Anordnung Gestaltungsprobleme und sie belegen wertvolle Plattenfläche und
Volumen.
-
Die Gleichung (k × A)/T definiert die Kapazität einer
Energiespeichereinrichtung oder ein Maß der Menge an elektrischer
Ladung, die sie halten kann. In der Gleichung steht k für die Dielektrizitätskonstante
des Materials zwischen zwei gegenüberstehenden geladenen Platten,
A ist die Fläche
der kleinsten Platte und T ist die Dicke des dielektrischen Materials.
Daher ergeben kleine Volumina und Flächen ohne eine hohe Dielektrizitätskonstante
geringere Kapazitäten.
Bei sehr kleinen Volumina und Flächen,
wie zum Beispiel bei einem IC-Chip, können große Speichereinrichtungen wegen
der räumlichen Begrenzung
und wegen der Tatsache, dass die meisten IC-Chips keine Oberflächenverbindung
zu anderen diskreten Bauteilen vorsehen, nicht verwendet werden.
-
Das Problem wird noch verstärkt, wenn
ein Design eine größere Energiespeichereinrichtung
erforderlich macht. Ein größere Energiespeichereinrichtung
neigt zu einem größeren Flächen- und
Volumenbedarf, um die diskreten Bauteile aufnehmen zu können. Normalerweise
ist die Lösung
bei gedruckten Schaltungen, die Kondensatoren dort anzubringen,
wo sie sich von der Platte nach außen erstrecken.
-
Ein Beispiel eines für Energiespeicherung benötigten Raumes
kann im Kontext einer Energieversorgung dargestellt werden, bei
der die funktionellen Komponenten etwa 30% des Raums einer Platte einnehmen
können.
Es besteht ein Bedarf an elektrischen Reserveenergiespeichereinrichtung,
die in dem Gewebe der geschichteten elektrischen Einrichtung enthalten
sind. Diese elektrische Reserveenergiespeichereinrichtung sollte
bei Unterbrechung der Energiezufuhr zu der geschichteten elektrischen
Einrichtung aktiv werden, um sicher zu stellen, dass in dem kurzen
Moment einer minimalen Stromunterbrechung keine Informationen verloren
gehen. Eine diskret angeschlossene Speichereinrichtung ist für übliche Geräte wie beispielsweise
eine moderne digitale Weckuhr aus Platz- und Kostengründen nicht
prakfikabel.
-
Ferner gibt es einige Probleme, wenn
eine diskrete Speichereinrichtung in die Schaltungsplatte eingeschaltet
werden muss. Normalerweise muss ein Hersteller eine Lötverbindung
zwischen allen Komponenten und dem Schaltkreis in der gedruckten Schaltungsplatte
herstellen. Diese Verbindung ist eine Schwachstelle und führt häufig zu
Ausfällen
bei gedruckten Schaltungspaketen. Die Verbindung ist außerdem ein
Punkt, an dem Herstellungsfehler auftreten können. Daher ist eine Energiespeichereinrichtung,
die direkt in die Schichten einer geschichteten elektrischen Einrichtung
wie beispielsweise einer gedruckten Schaltungsplatte oder eines
IC-Chip integriert ist, sehr wertvoll. Wenn die Energiespeichereinrichtung
integraler Bestandteil der geschichteten elektrischen Einrichtung
ist und nicht später
hinzugefügt
wird, verbessert dies die Zuverlässigkeit
der Einrichtung zugunsten der Leistung insgesamt.
-
Bei einem integrierten Schaltungsbaustein sind
die beteiligten Räume
so klein, dass eine bedeutende Energiespeicherung nicht möglich ist.
Der einzige Platz für
die Unterbringung irgendeiner Energiespeichereinrichtung ist in
dem den integrierten Schaltungsbaustein enthaltenden Substrat. Ein
bedeutender Energiespeicher wie eine Batterie oder ein Kondensator
sind demzufolge für
diese Einrichtungen ungeeignet.
-
Das europäische Patent Nr. EP-A-0 813
655 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines in einer elektronischen
Schaltung einzubettenden Kondensators. Das Patent beschreibt das
Filtern von elektronischem Rauschen durch die Verwendung eingebauter
Entkopplungskondensatoren. Das europäische Patent Nr. EP-A-0 604
044 beschreibt eine Komparatorschaltung einer Uhr mit einer primären und
einer Reserve-Spannungsversorgung zu deren Unterstützung. Das
Patent beschreibt zwei Energieversorgungsquellen, welche Batterien
sind, die aus der Schaltung entfernt werden können. Das US-Patent Nr. 5,583,739
beschreibt einen chipseitigen Entkopplungskondensator, der unter
Verwendung einer leitenden geschichteten Struktur zur Reduzierung von
in schnellen elektronischen Schaltungen erzeugtem Rauschen hergestellt
wird. Das US-Patent Nr. 5,172,304 beschreibt eine einen Kondensator
enthaltende Beschaltungsplatte, die optional im Inneren eines Mehrebenensubstrats
angeordnet werden kann. Das US-Patent Nr. 5,019,468 beschreibt eine
flächige
Speicherbatterie und eine gedruckte Beschaltungsplatte, die die
flächige
Speicherbatterie enthält. Das
britische Patent GB-2 255 450 A beschreibt eine Schaltungsplatte,
in die eine integral ausgebildete elektrische Energiezelle eingebaut
ist.
-
Benötigt wird eine Vorrichtung,
in welcher die Energiespeichereinrichtungskomponenten keinen Bereich
auf der Oberfläche
und kein Volumen über der
Oberfläche
einer geschichteten elektrischen Einrichtung belegen. Wenn dies
erreicht werden könnte, würde wertvolle
Fläche
für die
Anbringung von Komponenten und von den diskreten Bauteilen belegtes Volumen
frei werden. Außerdem
könnte
eine integrierte elektrische Energiespeichereinrichtung, die in den
Substraten eines IC-Chip gebildet ist, die Funktionalität dieses
Chip erheblich verbessern. Ferner wird eine integrierte Energiespeichereinrichtung
in einer geschichteten elektrischen Einrichtung benötigt, um
die Halbleiterleistung zu verbessern, da sie einige Lötverbindungen
entbehrlich macht. Weiterhin muss die Energiespeichereinrichtung
die Umschaltfunktion auf ihre gespeicherte Energie bereitstellen,
wenn die normale Stromzufuhr unterbrochen wurde.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Reserveenergiespeichereinrichtung, die sich in den Schichten
einer geschichteten elektrischen Einrichtung befindet. Die Erfindung
ist auf eine Vorrichtung gerichtet, durch welche die Energiespeichereinrichtungskomponenten
weder Fläche
noch Volumen auf den Oberflächen
einer geschichteten elektrischen Einrichtung wie eines IC-Chip oder
einer gedruckten Schaltungsplatte einnehmen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform
bettet der Hersteller von geschichteten elektrischen Einrichtungen
die Energiespeichereinrichtung in den Schichten ein, welche die
geschichtete elektrische Einrichtung bilden. Ein Hochenergiespeicherdielektrikum
ist sandwichartig zwischen zwei elektrisch leitenden Schichten aufgenommen
und ist komplett in der geschichteten elektrischen Einrichtung enthalten. Zumindest
eine der elektrisch leitenden Schichten um das Hochenergiespeicherdielektrikum
ist auf die Parameter geätzt
oder geformt, die notwendig sind, um den Wert für die Energiespeichereinrichtung
zu schaffen. Ein Hersteller ätzt
oder formt die Schicht gemäß den der
Halbleiterherstellung eigenen Technologien, den Technologien für die Herstellung
von integrierten Bausteinen oder den Technologien für die Herstellung
von gedruckten Schaltungsplatten.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform
bildet ein Hersteller die geschichtete elektrische Einrichtung aus
Schichten oder Substraten. Dabei enthalten die geschichteten elektrischen
Einrichtungen in ihrer Baueinheit ein Paar elektrisch leitender
Schichten, die ein Hochenergiespeicherdielektrikum zwischen sich
aufnehmen. Die erste leitende Schicht ist so geformt, dass sie die
für die
elektrische Speichereinrichtung, z. B. eine Batterie oder einen
Kondensator, geeignet geformte und bemessene Platte bereitstellt.
-
In einer Alternative bleibt die zweite
leitende Schicht unverändert.
Hier benötigen
alle Energiespeichereinheiten, durch die die beiden leitenden Schichten
und die dielektrische Schicht definiert werden, einen ähnlichen
Spannungspegel an der durch die zweite leitende Schicht definierten
Leitung.
-
In einer anderen Ausführungsform
sind die Flächen/Bereiche
in der zweiten leitenden Schicht voneinander elektrisch isoliert.
Dies dient zur Bildung unabhängiger
Leitungen für
jede durch die beiden leitenden Schichten und die dielektrische
Schicht definierte Energiespeichereinrichtung. Ein Designer stellt die
geeigneten Verbindungen zu mehreren unterschiedlichen Spannungen
für jede
Energiespeichereinrichtung von den nun unabhängigen Leitungen her. In einer
noch anderen Ausführungsform
kann eine leitende Schicht auch als Kühlkörper für die geschichtete elektrische
Einrichtung dienen.
-
Die Erfindung ersetzt eine übliche elektrochemische
Reserveenergiespeichereinrichtung durch eine Festkörperenergiespeichereinrichtung, die
aus leitenden Platten und einem Dielektrikum mit einer hohen Dielektrizitätskonstante
besteht. Das Dielektrikum sollte eine Dielektrizitätskonstante
von wengistens 50 und vorzugsweise eine von wenigstens 100 aufweisen.
-
Dadurch kann ein Designer oder Hersteller Hochenergiespeicherkondensatoren
oder Batterien chip- oder plattenintern ausbilden. Diese interne
Ausbildung reduziert Verbindungen, die die Wurzel vieler Herstellungsfehler
sind. Das Dielektrikum mit hoher Kapazität schafft auch die Möglichkeit
für Kondensatoren
mit höherer
Kapazität
und Batterien im Inneren einer geschichteten elektrischen Einrichtung,
so dass wertvolle Fläche
auf und wertvolles Volumen in einer geschichteten elektrischen Einrichtung
frei werden. Das Dielektrikum mit einer hohen Kapazität ermöglicht es
der Energiespeichereinrichtung, ausreichend Energie zu speichern,
damit diese als Reservespeichereinrichtung verwendet werden kann.
-
Eine Energieversorgungseinheit umfasst eine
Energiespeichereinrichtung, die in den Schichten einer geschichteten
elektrischen Einrichtung gebildet ist, wie das vorstehend angegeben
wurde. Ein Spannungsdetektor erfasst den Spannungspegel der externen
Stromquelle. Wenn der Spannungsdetektor nachweist, dass das elektrische
Potential der Energiequelle unter einem ersten Spannungszustand liegt,
der eine Stromunterbrechung in Form eines Ausfalls oder einer Verringerung
der Lichtstärke
anzeigt, steuert er einen Umschalter an.
-
Der Spannungsdetektor steuert den
Umschalter durch das Signalisieren einer vorliegenden Stromunterbrechung.
Der Umschalter trennt die Stromquelle von der Betriebslast, wenn
der Spannungsdetektor eine Stromunterbrechung an der Stromquelle
erfasst und anzeigt. Ebenso verbindet der Umschalter die Energiespeichereinrichtung
mit der Betriebslast. Die Energiespeichereinrichtung liefert dann
elektrische Energie an die Betriebslast, falls die Stromquelle irgendeine
Unterbrechung wie beispielsweise einen Ausfall oder eine Verringerung
der Lichtstärke
(engl. brown-out) erfährt.
-
Figurenkurzbeschreibung
-
1 ist
eine abgeschnittene Darstellung eines integrierten Schaltungsbausteins;
-
2 ist
eine abgeschnittene Darstellung einer elektrischen Verbindung zwischen
den Schichten eines integrierten Schaltungsbausteins;
-
3 ist
eine abgeschnittene Darstellung der Schichten, die einen integrierten
Schaltungsbaustein bilden;
-
4 ist
eine abgeschnittene Darstellung einer elektrischen Speichereinrichtung
an einem integrierten Schaltungsbaustein;
-
4a ist
eine abgeschnittene Darstellung einer klassischen elektrischen Speichereinrichtung;
-
4b ist
eine schematische Zeichnung paralleler Energiespeichereinrichtungen;
-
5 ist
eine abgeschnittene Plandarstellung des Bodens der Formation einer
leitenden Platte;
-
6 ist
eine abgeschnittene Seitenansicht einer eingebetteten Energiespeichereinrichtung
an einem integrierten Schaltungsbaustein;
-
7 ist
eine abgeschnittene Darstellung einer weiteren eingebetteten Energiespeichereinrichtung
an einem integrierten Schaltungsbaustein;
-
8 ist
eine abgeschnittene Darstellung einer eingebetteten Energiespeichereinrichtung
an einem integrierten Schaltungsbaustein;
-
9 ist
eine abgeschnittene Darstellung eines Rohlings einer gedruckten
Schaltungsplatte;
-
10 ist
eine abgeschnittene Darstellung eines doppelseitigen Rohlings einer
gedruckten Schaltungsplatte;
-
11 ist
eine abgeschnittene Darstellung einer gedruckten Schaltungsplatte,
die einen Durchgang und deren Struktur zeigt;
-
12 ist
eine abgeschnittene Darstellung einer gedruckten Schaltungsplatte,
die aus vielen Schichten aufgebaut ist;
-
13 ist
eine abgeschnittene Darstellung einer eingebetteten Energiespeichereinrichtung,
die die Struktur in einer gedruckten Schaltungsplatte zeigt;
-
13a ist
eine Bodenansicht einer gedruckten Schaltungsplatte, die eine eingebettete
Energiespeichereinheit bildet;
-
13b ist
eine Oberseitenansicht einer gedruckten Schaltungsplatte, die eine
eingebettete Energiespeichereinheit bildet;
-
13c ist
eine Seitenansicht einer gedruckten Schaltungsplatte, die eine eingebettete
Energiespeichereinheit bildet;
-
14 ist
eine abgeschnittene Darstellung einer weiteren eingebetteten Energiespeichereinrichtung,
die die Struktur in einer gedruckten Schaltungsplatte mit mehreren
Leitungen und Spannungen zeigt;
-
15 ist
ein Systemblockdiagramm einer Vorrichtung zur Erfassung eines Energieverlusts
und zur Aufrechterhaltung einer konstanten Energieversorgung für kritische
Funktionen;
-
16 ist
eine schematische Darstellung eines Schaltkreises für die Aufrechterhaltung
einer konstanten Energieversorgung für kritische Funktionen.
-
Detailbeschreibung
der Erfindung
-
Ein Spannungsdetektor ist mit der
Hauptstromversorgung verbunden. Der Spannungsdetektor stellt fest,
wenn die Stromversorgungsspannung unter einen eine Unterbrechung
der Stromzufuhr anzeigenden Spannungspegel abfällt.
-
Der Spannungsdetektor zeigt diesen
Zustand einem Umschalter an. Der Umschalter ist mit Betriebslasten
in einem elektrischen Gerät,
mit der Hauptstromversorgung und mit der Reserveenergiespeichereinrichtung
verbunden. Die Umschalteinrichtung ist mit dem Signal von dem Spannungsdetektor verbunden,
welches eine Unterbrechung der Stromzufuhr wie beispielsweise einen
Ausfall oder eine Reduzierung der Lichtstärke (engl. brown-out) anzeigt. Wenn
der Spannungsdetektor eine vorliegende Unterbrechung der Stromzufuhr
erfasst und anzeigt, schaltet der Umschalter die Versorgung der
Betriebslast von der Hauptstromversorgung auf die Reserveenergiespeichereinrichtung
um. Dieser Vorgang findet in der umgekehrten Folge statt, wenn der
Spannungsdetektor die Rückkehr
der Stromversorgungsspannung auf einen normalen Pegel erfasst und
signalisiert.
-
Die Energiespeichereinrichtung ist
mit der Betriebslast durch eine Schaltvorrichtung verknüpft. Deshalb
versorgt die Reserveenergiespeichereinrichtung die Betriebslast
mit Energie, für
den Fall, dass die Hauptstromversorgung aus irgendeinem Grund unterbrochen
wird. Sie kann die Hauptstromversorgung auch nutzen, um sich für die nächste Stromunterbrechung
selbst wieder aufzuladen.
-
Die vorliegende Erfindung beschreibt
eine Vorrichtung, durch welche Reserveenergiespeichereinrichtungen
in geschichteten elektrischen Einrichtungen wie IC-Chips oder gedruckten
Schaltungsplatten integriert werden, ohne dass hierfür Sekundärverbindungen
notwendig sind. Daher muss die Energiespeichereinrichtung keine
getrennte diskrete Einrichtung sein, die getrennt von der geschichteten elektrischen
Einrichtung hergestellt und in einer späteren Herstellungsstufe hinzugefügt wird.
Stattdessen bildet der Hersteller die Energiespeichereinrichtung
als einen integralen Teil einer geschichteten elektrischen Einrichtung
aus. Zweitens belegt die Energiespeichereinrichtung einen minimalen
Bereich der Oberfläche
und des Volumens einer geschichteten elektrischen Einrichtung.
-
Wie 1 zeigt,
ist ein integrierter Schaltungsbaustein 90 aus Schichten
eines leitenden Materials 10, nichtleitenden Materials 20 und
Halbleitermaterials 30 aufgebaut. Stromkreise in dem Chip werden
durch die Bildung von Kanälen 200,
"Durchgänge"
genannt, in den Substraten gebildet, wie das in 2 dargestellt ist. Diese Kanäle können durch mechanisches Ätzen, durch
Röntgenstrahlenlithographie
oder viele andere einschlägig
bekannte Verfahren gebildet werden. Das Legen von dünnen Filmen
eines elektrischen Leiters 210 verbindet die Durchgänge elektrisch
mit einer anderen Schicht. Um das nutzbare Volumen zu maximieren,
werden viele geschichtete elektrische Einrichtungen in Schichten
ausgebildet und zu dem Endprodukt miteinander verbunden.
-
Nicht alle elektrischen Speichereinheiten, wie
zum Beispiel Batterien, haben eine hohe Energiespeicherkapazität, weil
nämlich
ihr Materialvolumen begrenzt ist und weil die Dielektrizitätskonstante der
meisten in dem Chip verwendeten Materialien niedrig ist. Daher ist
es praktisch unmöglich,
eine geschichtete elektrische Einrichtung mit Speichereinrichtungen
auszubilden, die eine beachtliche Menge an Energie speichern können. Außerdem kann
bei den meisten integrierten Schaltungsbausteinen keine über diesen
liegende Energiespeichereinrichtung vorgesehen werden, wie zum Beispiel
im Fall einer gedruckten Schaltungsplatte, die externe Anschlüsse für diskrete
Bauteile besitzt. Dies ist deshalb der Fall, weil eine integrierter
Schaltungsbaustein normalerweise keine Anschlüsse an der Oberfläche des
Chip zulässt.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung, die in 3 dargestellt ist, enthält ein integrierter
Schaltungsbaustein 90 zusätzliche Substrate 40, 50 und 60.
Diese Substrate umfassen ein dielektrisches Material 50 mit
einer hohen Speicherkapazität,
das sandwichartig zwischen den beiden elektrisch leitenden Substraten 40 und 60 aufgenommen
ist.
-
Um, bezugnehmend auf 4, eine Energiespeichereinrichtung wie
einen Kondensator 70 in der geschichteten Baugruppe zu
bilden, muss man lediglich die geeignete benötigte Kapazität herausfinden.
Bei einem gegebenen dielektrischen Material und mit der bekannten
Dicke des Materials muss lediglich die Fläche des leitenden Substrats 40 berechnet
werden, um die leitende Platte 100 zu bilden und zu definieren,
die dem benötigten
Energiespeicher oder der Kapazität
entspricht.
-
Die Struktur eines klassischen Kondensators ist
in 4a gezeigt und umfasst zwei elektrisch
leitende Platten 480 und 440, die zwischen sich
die dielektrische Schicht 450 aufnehmen. Die elektrisch leitenden
Schichten 480 und 440 werden an Spannungen 410 und 460 angeschlossen.
Es ist anzumerken, dass der Kondensator 70 in 4 diese Struktur aufweisen
kann. Wenn eine Spannung an die Schicht 10 und eine Spannung
an die Schicht 60 angelegt wird, ist der komplette Kondensator
präsent.
Hier sei auch bemerkt, dass die gleiche geschichtete Struktur ebenso
für die
Implementierung einer Batterie verwendet werden kann.
-
Anzumerken ist ebenso, dass, wie
in 4b dargestellt, die verfügbare gespeicherte
elektrische Energie erhöht
werden kann, indem eine Gruppe von elektrischen Energiespeichereinrichtungen
kombiniert wird. Dies geschieht in 4b durch
das Parallelschalten von Energiespeichereinrichtungen 70a, 70b, 70c und 70d.
Ferner wird dem Ausgang der Energiespeichereinrichtungen 70a, 70b, 70c und 70d ein
Widerstand R1 hinzugefügt.
Der Widerstand R1 wird hinzugefügt,
um den Fluss der elektrischen Energie von den Speichereinrichtungen 70a, 70b, 70c und 70d zu
regulieren/regeln, und dies ist in der Tat ein bevorzugter Weg für die Implementierung
einer Speichereinrichtung dieser Art.
-
Um eine Energiespeichereinrichtung
innerhalb einer geschichteten elektrischen Einrichtung herzustellen,
bestimmt der Designer oder Hersteller eine geeignete Stelle für die Anordnung
der elektrischen Speichereinrichtung 70, und die leitende
Platte 100 wird von dem Rest des Substrats 40 elektrisch isoliert,
wie das in den 4 und 5 dargestellt ist. Der Durchgang 200 verbindet
schließlich das
Substrat 40 elektrisch mit dem Substrat 10. Dies
bildet einen Kondensator, der in einer geschichteten elektrischen
Einrichtung eingebettet ist, indem die Substrate 40, 50 und 60 geformt
und verwendet werden.
-
Die 6 und 7 zeigen eine Alternative
für die
Bildung einer elektrischen Speichereinrichtung. Das Substrat 40 wird
zu Beginn auf dem Substrat 20 gebildet und mittels der üblichen
Chip-Herstellungstechniken in Größe, Form
und Position angepasst und für
das Verbinden mit einer Wafer 80 aus dielektrischem Material 50 und
einer elektrisch leitenden Schicht 60 vorbereitet. Ein
Praktiker kann dies auf jede im Stand der Technik bekannte Weise
tun. In einer Ausführungsform
der in 7 gezeigten eingebetteten
Energieeinrichtung wird ein Substrat 60 in der Weise vorgeformt,
dass jeder elektrisch getrennte Bereich auf dem Substrat 60, 60a und 60b an
unterschiedliche Spannungen angeschlossen werden kann. Einer Alternative
gemäß, die in 6 dargestellt ist, braucht
man das Substrat 60 nicht abändern. Hier könnte man
jeden Kondensator oder jede andere Energiespeichereinrichtung über das
Substrat 60 an den gleichen Spannungspegel anschließen.
-
Oder man könnte, wie in 8 gezeigt, Substrate 40, 50 und 60 als
eine Einheit ausbilden. Dann ändert
man die Substrate 40 und 60 in die geeignete Größe, Form
und Position ab und verbindet diese mittels der herkömmlichen
Techniken zur Herstellung integrierter Schaltungsbausteine mit dem
Chip 90. Es ist zu bemerken, dass die Schichten 40 und 50 nicht nach
unten von der dielektrischen Schicht 50 weggeätzt werden
müssen.
Diese Schichten können
in der passenden Form, Größe, Position
und Fläche
auf der dielektrischen Schicht 50 aufgebaut werden. Nachdem
die Zwischenteile 300 und 310 miteinander verbunden
wurden, bildet die Herstellung des Durchgangs 200 die elektrische
Verbindung zwischen den elektrisch leitenden Substraten 10 und 40,
wie das vorstehend beschrieben wurde. Es ist zu beachten, dass der
Durchgang 200 vor dem Verbinden hergestellt werden kann.
Dadurch wird dann die elektrische Speichereinrichtung mit dem Rest
der Schaltung verbunden.
-
Entscheidend ist, dass die Dielektrizitätskonstante
des dielektrischen Materials 50 so hoch wie möglich ist,
um die für
einen elektrischen Leiter benötigte
Fläche
zu reduzieren. Das dielektrische Material sollte eine Dielektrizitätskonstante
von wenigstens 50 und vorzugsweise von 100 oder mehr aufweisen. Das
Vorhandensein dieser hohen Speicherkapazität ist aus zwei Gründen entscheidend.
Erstens kann man kleine und mittelgroße Energiespeichereinrichtungen
mit einem geringsten Flächenbetrag
und Nutrungsvolumen innerhalb einer geschichteten elektrischen Einrichtung
bilden. Zweitens ist für
höherrangige
Energiespeichereinrichtungen, die mit Materialien des Standes der
Technik bisher auf einem integrierten Schaltungsbaustein nicht realisierbar
waren, eine höhere
elektrische Speicherkapazität
notwendig. Eine höhere
elektrische Speicherkapazität
erreicht man problemlos mit einer Zusammensetzung, die eine höhere Dielektrizitätskonstante
aufweist. Je höher
die Dielektrizitätskonstante,
desto mehr Energie wird eine gegebene, aus dem Material hergestellte Batterie
speichern. Daher ist mit einem Material 50 mit einer hohen
Dielektrizitätskonstante
mehr elektrische Energie verfügbar.
-
Bevorzugte dielektrische Materialien
zur Verwendung bei der eingebetteten Energiespeichereinrichtung
enthalten solche, die in der U.S. Patentanmeldung Nr. 08/911,716
vom 17. August 1997 mit der Bezeichnung "Semiconductor Supercapacitor
System and Method for Making Same" (Halbleiter-Superkondensator-System
und Verfahren zu dessen Herstellung), auf die hier Bezug genommen
wird, genannt sind. Besonders bevorzugt wird ein dünner Film
der Formel Ba(a)Ti(b)O(c), wobei a und b unabhängig zwischen 0,75 und 1,25
liegen und c zwischen 2,5 und etwa 5,0 liegt. Ein weiteres dielektrisches
Material 50, das in der eingebetteten Energiespeichereinrichtung
verwendet werden kann, ist ein dünner
Film der Formel M(d)Ba(a)Ti(b)O(c), wobei "M" Au, Cu, Ni(3)Al, Ru
oder InSn ist und wobei a und b unabhängig zwischen 0,75 und 1,25
liegen und c zwischen etwa 2,5 bis etwa 5,0 liegt und d etwa 0,01 bis
0,25 beträgt.
-
Die leitenden Substrate 40 und 60 können ein
elektrischer Leiter wie beispielsweise Kupfer oder Silber sein.
In der bevorzugten Ausführungsform wäre Kupfer
wegen seiner thermischen und elektrischen Charakteristika der elektrische
Leiter.
-
Zum Deponieren des vorgenannten Dielektrikums
auf dem leitenden Substrat können
mehrere Dünnfilm-Aufbringungstechniken
angewandt werden, so zum Beispiel das Sol-Gel-Verfahren, Sputtern
oder chemische Dampftechnologien.
-
In einer noch anderen Ausführungsform
der eingebetteten Energieeinrichtung könnte die gleiche Technologie
bei der Herstellung von gedruckten Schaltungsplatten angewendet
werden. Typisch für gedruckte
Schaltungsplatten ist, dass sie die gleiche Substratstruktur integrierter
Schaltungsbausteine haben, dass aber die Schichten abweichende Zusammensetzungen
für verschiedene
Zwecke haben. Wie in 9 gezeigt
ist, enthält
eine gedruckte Schaltungsplatte 150 eine Oberschicht aus
leitendem Material 110, wie zum Beispiel Kupfer, die über die
nichtleitende Schicht 120, wie zum Beispiel Faserglas,
gelegt ist. Zur Herstellung der Schaltungsmuster wird ein Photoresistmuster
im Siebdruckverfahren auf die leitende Schicht 110 aufgebracht,
und die Platte 150 wird säuregewaschen. Dadurch wird
sämtliches
leitendes Material 110 entfernt, mit Ausnahme derjenigen
Bereiche, die durch Siebdruck-Photoresist geschützt sind. Zu beachten ist,
dass die Platte 150 eine zweite Schicht aus einem leitenden
Material 160 an dem Boden aufweisen kann, wie das in 10 gezeigt ist, und das
Verfahren zum Herstellen des Schaltungsmusters ist in diesem Fall
das gleiche.
-
Somit hat die Schaltungsplatte 150 eine
Aufmachung wie in 11 dargestellt,
bei der das leitende Material 110 das Substrat 120 an
bestimmten Stellen überlagert.
Für die
verschiedenen diskreten elektrischen Komponenten wie integrierte
Schaltungsbausteine, Widerstände
und Kondensatoren werden Löcher 130 in
die Platte gebohrt. Das Loch 130 wird dann mit elektrisch
leitendem Ma terial 140 ausgekleidet, wodurch ein Durchgang
für die
gedruckte Schaltungsplatte hergestellt wird. Dies stellt den elektrischen
Kontakt zwischen den diskreten Elementen, die auf der Platte in
den Löchern
angeordnet sind, und dem geätzten
Schaltungsmuster, das durch das leitende Material 110 auf
der Oberfläche
der Platte 150 definiert wird, sicher. Diese Technik kann
auch zur Verbindung von zwei elektrisch leitenden Schichten 110,
die durch eine nichtleitende Schicht 120 getrennt sind,
angewendet werden.
-
Man kann mehrere Schichten miteinander verbinden
und die elektrischen Kontakte durch eine Ebene zur nächsten herstellen,
wie zum Beispiel das Herstellen von Durchgängen durch die oberste Platte zur
zweiten. Auf diese Weise lassen sich Mehrschichtschaltungen herstellen,
wie durch die Mehrschichtplatte 240, die leitenden Schichten 110a, 110b und 110c,
die Durchgänge 200a und 200b und
die nichtleitenden Schichten 120a und 120bb in 12 dargestellt. In den sich
mit Schaltungsplatten befassenden Ausführungsformen der eingebetteten
Energieeinrichtung wird ein Photoresist-Siebdruck in der Form, Fläche und
an der Stelle auf das leitende Material 110 einer Platte
gelegt, dass der Kondensator über
eine für
eine gegebene Dielektrizitätskonstante und
Dicke des Dielektrikums Kapazität
verfügt.
-
13 zeigt
die leitende Schicht 110 und die nichtleitende Schicht 120 mit
dem Durchgang 200, der die Schicht 110 mit. der
leitenden Schicht 250 verbindet. Die elektrisch leitende
Schicht 250 wird in der Weise geformt oder geätzt, dass
sie die für
eine elektrische Energiespeichereinrichtung benötigte Fläche und Form besitzt. Eine
Wafer 410, die eine Schicht aus einem dielektrischen Material 170 mit
einem darunter liegenden elektrisch leitenden Material 180 umfasst,
wird an der geformten leitenden Schicht 250 mit der Wafer 400 verbunden,
wodurch eine in der resultierenden Platte eingeschlossene elektrische
Speichereinrichtung gebildet wird.
-
In 13a wurde
die bodenseitige leitende Schicht einer zweiseitigen Schaltungsanordnung 490 geätzt, um
leitende Platten 500 und 510 herzustellen. Eine
nichtleitende Schaltungsplattenschicht 520 umgibt die leitenden
Platten 500 und 510. Das Phantombild 530 zeigt
den Bereich auf der Platte 490, wo eine Schicht eines dielektrischen
Materials mit der Platte 490 in Kontakt tritt. Zu beachten
ist, dass dieser Bereich die leitenden Platten 500 und 510 einschließt.
-
13b ist
eine Oberseitenansicht derselben zweiseitigen Schaltungsanordnung
wie jene, die in 13a abgebildet ist.
Phantombilder 500 und 510 zeigen den Bereich auf
den gegenüberliegenden Seiten
der Platte 490, wo die leitenden Platten 500 und 510 gebildet
wurden. Elektrische Leitungsdrähte 550 und 560 sind
gebildet worden und werden durch eine nichtleitende Schicht 520 voneinander
isoliert. Durchgänge 540 und 570 verbinden
die Platten 500 und 510 jeweils elektrisch mit
den Drähten 550 und 560.
-
13c ist
ein Querschnitt der Anordnung 600, die an der Anordnung 490 anzubringen
ist. Die Anordnung 600 umfasst einen elektrisch leitenden Wärmeverteiler 590 mit
einem darauf angeordneten Bereich eines dielektrischen Dünnfilmmaterials 580. Die
dielektrische Schicht 580 wird mit den Platten 500 und 510 in
Kontakt gesetzt, wie das in 13a dargestellt
ist. Nach Anbringung an der Anordnung 490 bilden die leitenden
Platten 500 und 510 zusammen mit dem dielektrischen
Volumen 540 und dem Kupfer-Wärmeverteiler 550 ein
Paar elektrischer Speichereinrichtungen. Aus diesen Speichereinrichtungen
herausführende
Verbindungen können
zu einem Widerstand geführt
werden, um den Fluss der elektrischen Energie zu dem Rest einer
angeschlossenen Schaltung präziser
zu regeln.
-
Es ist anzumerken, dass die elektrisch
leitende Schicht 180 selbst so gebildet werden kann, dass verschiedene
Komponenten mit unterschiedlichen Spannungen verbunden werden können, wie
das in 14 dargestellt
ist. 14 zeigt die elektrische Schicht 180a und
die elektrische Schicht 180b jeweils an geschlossen an zwei
mögliche
unterschiedliche Spannungen und über
die elektrischen Schichten 110a und 110b auch
angeschlossen an zwei unterschiedliche elektrische Eingänge. Oder,
wie in 13 gezeigt, es
muss die elektrisch leitende Schicht 180 nicht geändert werden,
wodurch eine gemeinsame Spannung für alle elektrischen Speicherkomponenten,
die aus der elektrisch leitenden Schicht 110 und der dielektrischen
Schicht 170 gebildet sind, bereitgestellt wird.
-
Mit einem Material, das eine angemessen hohe
Dielektrizitätskonstante
aufweist und das die dielektrische Materialschicht 170 umfasst,
kann man eine Energiespeichereinrichtung im Inneren der gedruckten
Schaltungsplatte herstellen. Dadurch wird das Risiko von fehlerhaften
Verbindungen stark reduziert, und es wird wertvolle Fläche und
wertvolles Volumen der Platte zugunsten mehrerer diskreter Komponenten
wie beispielsweise Chips und Widerstände – um nur einige zu nennen,
eingespart. Die elektrischen Speichereinrichtungen gemäß der vorliegenden
eingebetteten Energieeinrichtung würde auch dazu dienen, die Fläche und
das Volumen einer geschichteten elektrischen Einrichtung zu reduzieren.
-
In der in 13 dargestellten bevorzugten Ausführungsform
hat die resultierende Schaltungsplatte eine elektrisch leitende
Schicht 180, die auch als Wärmeverteiler dient. Dadurch
könnten
der Wärmeverteiler
und die leitende Schicht für
Komponenten, die aus der dielektrischen Schicht 170 und
der leitenden Schicht 110 hergestellt sind, zu einem ähnlichen
Spannungspegel werden, z. B. zur Erde. Der Wärmeverteiler wird dann für die Erfüllung von
zwei Aufgaben genutzt, wodurch die Effektivität der Schaltungsplatte in räumlicher
Hinsicht erhöht
wird.
-
15 zeigt
schematisch, wie die eingebettete elektrische Energiespeichereinrichtung
in einer Schaltung innerhalb der geschichteten elektrischhen Einrichtung
implementiert wäre,
die eine elektrische Speichereinheit gemäß der Erfindung bildet. Ein Schaltkreis 300 ist
mit der eingebetteten elektrischen Reserveenergiespeichereinrichtung 310 gekoppelt. Der
Schaltkreis 300 ist auch mit der Hauptstromspannung Vcc gekoppelt. Vcc ist
an eine Spannungsdetektorschaltung 320 angeschlossen.
-
Wenn Vcc unter eine minimale
Spannung abfällt,
signalisiert die Spannungsdetektorschaltung 320 dem Schaltkreis 300 diesen
Zustand über
eine Signalleitung 325. In Reaktion auf das von dem Spannungsdetektor 320 erzeugte
Signal trennt der Schaltkreis 300 Vcc von dem
Rest der Last und verbindet die eingebettete Energiespeichereinrichtung 310 mit
der Last. Dies ermöglicht
einen Betrieb der Last mit der in der eingebetteten Speichereinrichtung 310 gespeicherten
elektrischen Energie. Ein Stromausfall oder eine Unterbrechung von Vcc hat deshalb
nicht den Betriebsverlust der Last 350 zur Folge.
-
Entsprechend meldet der Spannungsdetektor 320 an
den Schaltkreis 300, wenn Vcc auf den normalen
Pegel angestiegen ist. Wenn daher Vcc den normalen Betrieb
anzeigt, weil das Potential über einer
bestimmten Spannung liegt, trennt der Schaltkreis 300 die
eingebettete elektrische Reserveenergiespeichereinrichtung 310 von
der Last 330 und verbindet Vcc mit der Last 330.
-
Es ist zu beachten, dass die eingebettete elektrische
Reserveenergiespeichereinrichtung 310 wie in der in 16 gezeigten Ausführungsform
dargestellt an Vcc angeschlossen werden kann. Wenn Vcc über den
Knotenpunkten der eingebetteten elektrischen Reserveenergiespeichereinrichtung 310 anliegt,
lädt sich
die eingebettete elektrische Reserveenergiespeichereinrichtiung
aus Vcc wieder auf.
-
In 16 ist
ein Beispiel eines Schaltkreises 300 im Detail dargestellt.
Der Schaltkreis 300 enthält zwei Feldeffekttransistoren 350 und 360.
Beide Transistoren können
solche des N-Typs sein oder des P-Typs sein. Beide Transistoren 350 und 360 sind Schalttransistoren.
-
Der Drain des Transistors 350 ist
mit der Vcc-Energieversorgung gekoppelt und seine Quelle mit der
Ausgangslast 330. Das Tor des Transistors 350 ist
so geschaltet, dass es über
einen Inverter 370 das Signal von dem Spannungsdetektor 320 empfängt. Der
Drain des Transistors 360 ist mit der elektrischen Reserveenergiespeichereinrichtung 310 gekoppelt
und seine Quelle mit der Last 330. Das Tor des Transistors 360 ist
so geschaltet, dass es das Signal 325 von dem Spannungsdetektor 320 empfängt.
-
Wie in 16 zu
sehen ist, werden die Transistoren 350 und 360 alternativ
durch das Signal 325 von dem Spannungsdetektor 320 aktiviert.
Wenn der Spannungsdetektor 320 feststellt, das Vcc gefallen ist,
schaltet das Signal 325 den Transistor 360 an
und den Transistor 350 aus. Dadurch wird die Last 300 mit
der Reserveenergiespeichereinrichtung 310 gekoppelt. Wenn
alternativ dazu der Spannungsdetektor 320 Vcc über einer
minimalen Schwelle ermittelt, schaltet das Signal 325 den
Transistor 350 an und den Transistor 360 ab. Dadurch
wird Vcc mit der Last 300 gekoppelt.
-
Es ist möglich, dass es beim Anschalten
des Transistors 350 und Abschalten des Transistors 360 zu
einer leichten Zeitdiskrepanz kommt. Die Verwendung des Kondensators 380 im
Schaltkreis 300 dient zum Glätten von Spannungsspitzen,
die beim schnellen Umschalten an der Last 330 auftreten
können.
-
Der Spannungsdetektor 320 kann
ein beliebiger Spannungsdetektor bekannter Art sein. Die eingebettete
elektrische Reserveenergiespeichereinrichtung 310 ist in
der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet.
-
Es ist anzumerken, dass Vcc eine
Gleichstromversorgung ist. Während
die meisten Geräte mit
Wechselstrom arbeiten, transformieren die meisten elektrischen Einrichtungen
diesen Wechselstrom und diese Wechselspannung in einen Gleichstrom und
eine Gleichspannung vor der Hauptlast.
-
Wenn der Haushalts-Wechselstrom abnimmt,
dann fällt
desgleichen auch die davon abgeleitete Gleichspannung. Daher fällt Vcc,
wenn der Haushalts-Wechselstrom abnimmt.
-
Es sollte beachtet werden, dass in
allen Ausführungsformen
die Resenieenergiespeichereinrichtung als ein integraler Teil der
resultierenden geschichteten Einrichtung, die als Teil in dem elektrischen
Gerät enthalten
ist, vorhanden ist. Im Falle einer gedruckten Schaltungsplatte kann
die fertig geschichtete elektrische Einrichtung als einen Teil ihrer Außenflächen eine
der leitenden Schichten der elektrischen Speichereinrichtung aufweisen.
In diesem Fall wäre
die Speichereinrichtung teilweise in die geschichtete elektrische
Einrichtung eingebettet. In anderen Ausführungsformen wäre die elektrische
Speichereinrichtung vollständig
in der fertig geschichteten elektrischen Einrichtung eingebettet.
-
Es sind verschiedene Modifikationen
hinsichtlich Art, Zusammensetzung, Betrieb und Anordnung der hierin
beschriebenen verschiedenen Elemente, Schritte und Verfahren möglich, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die folgenden Ansprüche angegeben
ist.