説明

集積回路または回路基板上の薄膜電池、およびその製造方法

本発明は、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面上の可撓性薄膜電池と、かかる電池を構成する方法とに関する。電気化学的素子は、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面に接着されてもよく、またはその上に直接堆積されてもよい。また、本発明は、可撓性プリント回路基板上の可撓性薄膜電池にも関し、この電気化学的素子も、この可撓性プリント回路基板に接着または堆積されてもよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願)
本発明は、米国仮特許出願第60/799,904号(2006年5月12日出願)に対し、米国特許法第119条(e)の優先権を主張し、その内容のすべてが参考として本明細書において援用され、また、本発明は、米国特許出願第11/687,032号(2007年3月16日出願、名称「Metal Film Encapsulation」)の一部継続であり、該出願に対し、米国特許法第120条の利益を主張し、該出願は、米国仮特許出願第60/782,792号(2006年3月16日出願)に対し、米国特許法第119条(e)の優先権を主張し、両出願は、その内容のすべてが参考として本明細書において援用される。本出願は、米国仮特許出願第11/561,277号(2006年11月17日出願、名称「Hybrid Thin Film Battery」)に関連し、該仮出願は、米国仮特許出願第60/759,479号(2006年1月17日出願)に対し、米国特許法第119条(e)の優先権を主張し、前者の内容のすべてが参考として本明細書において援用される。本出願は、また、米国仮特許出願第60/737,613号(2005年11月17日出願、名称「Flexible,Rechargeable,Solid−State,Ultra−Thin Performance Battery」)に関連し、該出願の内容のすべてが参考として本明細書において援用される。本出願は、また、米国特許出願第11/209,536号(2005年8月23日出願、名称「Electrochemical Apparatus with Barrier Layer Protected Substrate」)に関連し、該出願の内容のすべてが参考として本明細書において援用される。本出願は、また、米国特許出願第11/374,282号(2005年6月15日出願、名称「Electrochemical Apparatus with Barrier Layer Protected Substrate」)に関連し、該出願の内容のすべてが参考として本明細書において援用される。本出願は、また、米国特許第6,916,679号(2005年7月12日発行、名称「Methods of and Device for Encapsulation and Termination of Electronic Devices」)に関連し、該特許の内容のすべてが参考として本明細書において援用される。本出願は、また、米国仮特許出願第60/690,697号(2005年1月15日出願、名称「Electrochemical Apparatus with Barrier Layer Protected Substrate」)に関連し、該出願の内容のすべてが参考として本明細書において援用される。本出願は、米国特許出願第10/611,431号(2003年7月2日出願、名称「Method and Apparatus for an Ambient Energy Battery or Capacitor Recharge System」)に関連し、該出願は、さらに、米国仮特許出願第60/464,357号(2003年4月22日出願)の利益を主張し、両者の内容のすべてが参考として本明細書において援用される。
【0002】
(技術分野)
本発明の技術分野は、素子、組成物、ならびに可撓性固体、薄膜、二次的および一次的な電気化学的素子の、堆積および加工方法であり、この電気化学的素子には、半導体表面上、集積回路チップ等の半導体素子の導電もしくは絶縁性表面上、またはプリント回路基板等の回路基板上の電池を含む。
【背景技術】
【0003】
一般的な電気化学的素子は、アノード、カソード、電解質、基板、電流コレクタ等の多数の電気的に活性の層を含む。例えば、リチウムを含むアノード層等の一部の層は、非常に環境敏感な材料から構成される。例えば、基板は、別個の電池要素でなくてもよいが、代わりに、電池が取り付けられる半導体素子の、半導体表面によってまたは導電もしくは絶縁パッケージ表面上に提供され得る。かかる電池は、かかる環境に敏感な材料を保護するために、封入を必要とする。一部のスキームは、金箔を用いた封入等、電気化学的素子の敏感な層を封入する。他のスキームは、例えば、素子周辺の周りを密封する、金属およびプラスチックでできている袋を用いて素子を封入する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の例示的な実施形態は、半導体チップ上に加工された、または可撓性プリント回路基板上に加工された電池を含む。例えば、該電池は、第1の電気接触部と、該第1の電気接触部に結合され、第1の埋め込み導体を有する接着層と、該第1の埋め込み導体を介して該第1の電気接触部と選択的に電気接触している少なくとも1つの電池セル構造と、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面とを含む。
【0005】
該半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面に結合された該接着層は、任意の第2の埋め込み導体等の1つより多い導体を有してもよく、これは、該第1の電気接触部との、該半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面の任意の選択的電気接触を生成する。いかなる場合においても、該接着層および該少なくとも1つの電池セル構造は、該第1の接触層と該半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面との間に狭装されてもよい。
【0006】
該第1の電気接触部は、例えば、封入金属を含んでもよい。該接着層は、接着性材料、絶縁材料、プラスチック、ポリマー材料、ガラス、および/または繊維ガラスであってもよい。絶縁補強層は、該接着層内に埋め込まれてもよい。かかる補強層は、選択的に導電性であってもよい。該導体は、例えば、タブ、ワイヤ、金属片、金属薄帯、多数のワイヤ、多数の金属片、多数の金属薄帯、ワイヤメッシュ、パンチングメタル、接着剤層に塗布された金属被覆、または円盤であってもよい。該導体は、該接着層内に組み入れられてもよく、該接着層は、該埋め込み導体が組み入れられるスリットを含んでもよい。
【0007】
該電池セル構造は、アノード、電解質、カソード、および障壁層を含んでもよい。該カソードは、例えば、全くアニールされなくても、対流炉、高速熱アニール法を用いることによって、またはレーザアニールおよび/または結晶化過程によって、低温でアニールまたは高温でアニールされてもよい。
【0008】
本発明の別の例示的な実施形態は、薄膜電池を製造する方法を含み、順不同で、選択的導電接着層を生成するステップと、該接着層を第1の接触層に結合するステップと、電池セル構造の第1の側面を半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面、あるいは可撓性プリント回路基板に結合するステップと、該電池セル構造の第2の側面を該接着層に結合するステップとを含む。任意で、該接着層は、該選択的導電接着層が、該第1の接触層と該半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面、あるいは可撓性プリント回路基板との間に電気接触を生成する付加的な場所で、選択的に導電性とされてもよい。本発明のさらに別の例示的な実施形態は、薄膜電池を製造する方法を含み、順不同で、選択的導電接着層を生成するステップと、該接着層を第1の接触層に結合するステップと、電池セルの第1の側面も該第1の接触層に結合するステップと、該接着層を該半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面あるいは可撓性プリント回路基板に結合するステップと、該電池セル構造の第2の側面を該接着層に結合するステップとを含む。
この実施形態の例は、アノード、カソード、および電解質層で電池セル構造を生成するステップと、該接着層内に少なくとも1つの導体を埋め込むステップと、該接着層を介して少なくとも1つの導電ワイヤを組み入れるステップであって、該導電ワイヤの選択的部分は露出される、ステップと、該接着層を加熱し、該接着層内で該導体を圧縮するステップと、絶縁材料で該電池を絶縁するステップと、を含んでもよい。この例示的な実施形態は、該接着層内に埋め込まれた絶縁補強層を提供することを含んでもよい。該補強層は、選択的導電性であってもよい。
【0009】
本発明のさらに別の例示的な実施形態は、可撓性プリント回路基板上の電池を包含し、該電池セル構造の第1の側面は、該可撓性プリント回路基板と少なくとも直接的に機械的接触している。該電池は、第1の電気接触部と、該第1の電気接触部に結合され、第1の埋め込み導体を含む接着層と、該第1の埋め込み導体を介して該第1の電気接触部と選択的に電気接触している少なくとも1つの電池セル構造とを含み、該接着層は、該第1の電気接触部に結合され、第2の埋め込み導体を含み、該第1の電気接触部および該可撓性プリント回路基板と選択的に電気接触している。該接着層および該少なくとも1つの電池セル構造は、該第1の接触層と該可撓性プリント回路基板との間に狭装される。
【0010】
本発明の別の例示的な実施形態は、可撓性プリント回路基板上の電池を包含し、該電池セル構造は、該可撓性プリント回路基板と直接的に機械的接触しているのではなく、少なくとも該接着層によって機械的に分離されている。該電池は、第1の電気接触部と、該第1の電気接触部に結合され、第1の埋め込み導体を含む接着層と、該第1の埋め込み導体を介して、該第1の電気接触部と選択的に電気接触している少なくとも1つの電池セル構造とを含み、該接着層は、該可撓性プリント回路基板に結合され、該接着層内の任意の第2の埋め込み導体を有し、そして、可撓性プリント回路基板と該第1の電気接触部との任意の選択的な電気接触を生成する。該接着層および該少なくとも1つの電池セル構造は、該第1の接触層と可撓性プリント回路基板との間に狭装される。
【0011】
別の例示的な実施形態において、薄膜電池を製造する方法は、選択的導電接着層を生成するステップと、該接着層を第1の接触層に結合するステップと、電池セル構造の第1の側面を可撓性プリント回路基板に結合するステップと、該電池セル構造の第2の側面を該接着層に結合するステップとを含む。
【0012】
さらに別の例示的な実施形態において、薄膜電池を製造する方法は、選択的導電接着層を生成するステップと、該接着層を第1の接触層に結合するステップと、電池セル構造の第1の側面を該第1の接触層に結合するステップと、該電池セル構造の第2の側面を前記選択的接着層に結合するステップと、該接着層を該可撓性プリント回路基板に結合するステップとを含む。
【0013】
本発明の別の例示的な実施形態は、該電池セルと半導体素子の半導体表面または導電パッケージ表面との間の電気的接続を含む。該電池セルと半導体素子の半導体表面または導電パッケージ表面との間の該電気的接続は、直接的な物理的接触によって、またはワイヤボンディングによってなされることができる。
【0014】
別の側面において、該半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面上、あるいは可撓性プリント回路基板内もしくは上へのその統合に先立って、該電池は、個別素子として加工され、次いで、その基板およびその封入とともに全体として統合されてもよい。
【0015】
本発明の別の実施形態は、多電池セルスタックと該半導体素子の半導体表面または導電パッケージ表面との間の電気的接続を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
図1Aは、本発明の例示的な一実施形態による電気化学的素子の側面図を示す。この実施形態において、第1の接触部101は接着層110に結合され、第1の接触部101の一部は接着層110を過ぎて延在する。接着層110は、例えば、セル構造115と接着してもよい。半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面は、電池セル構造115の下に設置される。半導体素子105の絶縁表面は、例えば、半導体素子の絶縁パッケージ表面または半導体素子の上部絶縁表面であってもよい。導電表面は、例えば、素子表面上にまたは該素子表面で形成された導電性接触パッド、導電線、導電ビアまたは他の導電層を含んでもよい。また、導電表面は、半導体素子のパッケージ表面上に形成された導電表面等の絶縁表面と一緒に形成されてもよい。接着層110内に埋め込まれた第1の埋め込み導体120を示す。この第1の埋め込み導体120は、例えば、選択的導電接着層を生成する。選択的導電接着層110は、特定点において、セル構造115から接着層110を介して第1の接触部101への伝導を可能にし、さらに、第1の接触部101と半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面との間に絶縁を提供する。また、電池セル構造の他のタイプが含まれてもよい。
【0017】
電気化学的素子は、第1の接触部101と半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面との間で、電気接触を選択的に生成する第2の埋め込み導体121を有してもよい。この場合において、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面は、第1の埋め込み導体120および第2の埋め込み導体121が、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁(例えば、パッケージ)表面に触れる接触点間で選択的に絶縁でなければならない。
【0018】
図1Bは、本発明の例示的な実施形態による電気化学的素子の側面図を示す。この実施形態において、第1の接触部101は、電池セル構造115に結合される。接着層110は、電池セル構造115と、接着層110を過ぎて延在する第1の接触部101の一部とに結合される。半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面は、接着層110に結合される。接着層110内に埋め込まれた第1の埋め込み導体120を示す。この第1の埋め込み導体120は、例えば、選択的導電接着層を生成する。選択的導電接着層110は、特定点において、セル構造115から接着層110を介して半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁(例えば、パッケージ)表面への伝導を可能にし、さらに、第1の接触部101と半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面との間に絶縁を提供する。電気化学的素子は、第1の接触部101と半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面との間で、電気接触を選択的に生成する第2の埋め込み導体121を有してもよい。この場合において、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面は、第1の埋め込み導体120および第2の埋め込み導体121が、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面に触れる接触点間で選択的に絶縁でなければならない。第1の埋め込み導体120および第2の埋め込み導体121は、多くの異なる方法で、接着層110内に設置されてもよい。例えば、金属タブ、金属ワイヤ、金属片、金属薄帯、多数の金属ワイヤ、多数の金属片、多数の金属薄帯、金属ワイヤメッシュ、パンチングメタル箔、パンチングメタル、接着剤層に塗布された金属被覆、金属円盤、金属被覆された繊維ガラスまたはそれらの組み合わせが使用されてもよい。これらの例のそれぞれにおいて、第1の埋め込み導体120および第2の埋め込み導体121は、セル構造115と第1の接触部101との間に電気伝導を提供することができ、接着層110は、第1の接触部101と半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面との間に絶縁を提供する。一部の実施形態において、埋め込み導体120および121は、接着層110内に組み入れられてもよい。埋め込み導体120および121は、例えば、接着層110内に埋め込まれた円盤であってもよい。一部の実施形態において、接着層110を介して埋め込み導体120および121を組み入れるまたは設置するために、接着層110内にスリットが作られてもよい。また、例えば、空孔または他の手段は、接着層110を介して埋め込み導体120および121を設置するために使用されてもよい。
【0019】
本発明の別の例示的な実施形態において、補強層が、接着層内に設置されてもよい。例えば、繊維ガラス材料が、接着層の半分の片面を被覆し、層を介して組み入れられ、次いで、接着層の他方半分を被覆してもよい。導電被覆のないかかる繊維ガラスの層は、間に設置される材料を絶縁するであろう。繊維ガラスは、導電材料で局部において被覆されてもよい。かかる導電被覆は、接着層の上部および下部表面における繊維ガラス部分を被覆することができる。そのような実施形態において、例えば、繊維ガラスは、上部接触部とセルとの間で伝導し得る。導電材料は、インクジェット、シルクスクリーン、プラズマ蒸着、電子ビーム蒸着、溶射および/またはブラシ法を使用して繊維ガラス上に配置されてもよい。例えば、Kevlar(登録商標)、プラスチック、ガラスまたは他の絶縁材料等の繊維ガラスよりむしろ、他の材料が使用されてもよい。
【0020】
本発明の別の例示的な実施形態は、接着層内の空孔を介して、第1の接触部と電池セル構造との間に選択的接触を提供してもよい。そのような実施形態において、接着層内の空孔は、第1の接触部と電池セル構造が接触し続けることを可能にする。層は、例えば、接触を生成するためにともに押圧されてもよい。あるいは、導電性接着剤またはインクが、層間に接触を作るために接着層内の空孔部分内または付近に塗布されてもよい。また、リチウムが使用されてもよい。
埋め込み導体120および121および/または第1の接触部は、例えば、金、白金、ステンレス鋼、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、アルミニウム、インジウム、スズ、銀、炭素、青銅、黄銅、ベリリウム、またはそれらの酸化物、窒化物、炭化物、および合金で作られてもよい。第1の接触部は、例えば、ステンレス鋼または必要量の導電性のような、必要なもしくは適切な特性および性質を有する任意の他の金属物質で作られてもよい金属箔であってもよい。金属箔は、はんだ付け可能な合金、例えば、銅、ニッケル、またはスズの合金を好適に含んでもよい。第1の接触部は、例えば、厚さ100ミクロン未満、厚さ50ミクロン未満、または厚さ25ミクロン未満であってもよい。
【0021】
電気化学的素子115は、カソード、アノードおよび電解質を含んでもよい。例えば、カソードはLiCoOを含んでもよく、アノードはリチウムを含んでもよく、電解質はLIPONを含んでもよい。他の電気化学的素子が、必要に応じて使用されてもよい。
【0022】
電気化学的素子115は、種々の方法で、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面に結合されてもよい。一実施形態において、電気化学的素子は、例えば、接着剤を使用して、半導体素子105の半導体表面または絶縁表面に結合されてもよい。本出願に用いられる接着剤は、電気化学的素子115を半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面に付着させ得る任意の材料にまで及ぶ。接着剤は、2つの層間の機械的または化学的接着のいずれか一方を生成してもよい。また、接着剤は、別の材料または層を導入することなく、2つの層を化学的に接着することを含んでもよい。接着剤は、例えば、セメント接着剤および樹脂系接着剤を含んでもよいがこれらに限定されない。接着剤は、電気的に導体、半導体、または絶縁であってもよい。
【0023】
別の例示的な実施形態において、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁(例えば、パッケージ)表面は、電池のための基板として機能する。半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面が提供され、電気化学的素子115は、その上に堆積されてもよい。また、電気化学的素子115は、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面に接着剤でつけられてもよい。
【0024】
例示的な実施形態において、LiCoOカソード層は、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面上に堆積される。多くの堆積技術が当技術分野において既知であり、これらは、反応性または非反応性RFマグネトロンスパッタリング、反応性または非反応性パルスDCマグネトロンスパッタリング、反応性または非反応性DCダイオードスパッタリング、反応性または非反応性熱(抵抗)蒸着、反応性または非反応性電子ビーム蒸着、イオンビーム支援蒸着、プラズマ化学気相成長法、または、例えばスピンコーティング、インク噴射、熱溶射堆積、浸漬被覆等を含み得る堆積方法を含むがこれらに限定されない。加工工程の一部として、例えば、カソードは、低温でのアニール、高温でのアニール、または対流炉もしくは高速熱アニール法を使用すること等による熱アニールを使用してアニールされてもよい。別のまたは代替的な堆積後アニールは、その電気化学ポテンシャル、そのエネルギー、その電力性能、および電気化学および熱サイクルに対するその可逆格子定数等のその化学的性質を微調整および最適化できるように、LiCoO2層の結晶化を向上させるレーザアニールを含んでもよい。
【0025】
カソード層の堆積後、電解質が、カソード上に、続いてアノードが堆積されてもよい。さらに、これらの層は、当技術分野において一般的な任意の多くの工程によって堆積されてもよい。特定の一実施形態において、電気化学的素子115が半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面上に堆積され次第、接着層110は、電気化学的素子と第1の電気接触部101との間に設置されてもよい。図1Aに示すこの特定の実施形態において、また、金属封入層101が、第1の接触部であってもよい。別の特定の実施形態において、電気化学的素子115が第1の電気接触部101上に堆積され次第、接着層110が、電気化学的素子115と半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁表面との間に設置されてもよい。図1Bに示すこの特定の実施形態において、また、金属封入層101が、第1の接触部であってもよい。上記のように、第1の接触部は、例えば、ステンレス鋼または必要量の導電性等の必要なもしくは適切な特性および性質を有する任意の他の金属物質で作られてもよい金属箔であってもよい。金属箔は、はんだ付け可能な合金、例えば、銅、ニッケル、またはスズの合金を好適に含んでもよい。第1の接触部は、例えば、厚さ100ミクロン未満、厚さ50ミクロン未満、または厚さ25ミクロン未満であってもよい。
【0026】
接着層110は、例えば、接着性材料、絶縁材料、ポリマー材料、ガラス、Kevlar(登録商標)、補強材料、および繊維ガラスを含んでもよい。埋め込み導体120および121は、例えば、タブ、ワイヤ、金属片、金属薄帯、多数のワイヤ、多数の金属片、多数の金属薄帯、ワイヤメッシュ、パンチングメタル、接着剤層に塗布された金属被覆、および円盤を含んでもよい。
【0027】
図2は、チップ上の薄膜電池の第2の実施形態を示す。この実施形態において、電池は、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面に堆積されたカソード層145、電解質150、アノード165、調節層160、封入155、アノード電流コレクタ170および絶縁体175を含んでもよい。例えば、カソード145はLiCoOを含んでもよく、アノード160はリチウムを含んでもよく、電解質150はLIPONを含んでもよい。他の電気化学的素子が、必要に応じて使用されてもよい。封入155は、窒化ジルコニウムとジルコニウム、または窒化チタンとチタンの複数の交代層のセラミック金属複合積層を含んでもよい。
【0028】
カソード145、電解質150およびアノード155を含んでもよい電気化学的素子は、種々の方法で、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面であってもよい。一実施形態において、電気化学的素子は、例えば、接着剤を使用して、半導体素子105の十分に導電性の半導体表面または導電パッケージ表面に結合されてもよい。本出願に用いられる接着剤は、電気化学的素子の一部を半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面に付着させ得る任意の材料にまで及ぶ。接着剤は、2つの層間の機械的または化学的接着のいずれか一方を生成してもよい。また、接着剤は、別の材料または層を導入することなく、2つの層を化学的に接着することを含んでもよい。接着剤は、電流コレクタとして半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面を使用するために、電気的に導電であってもよい。接着剤は、例えば、電気的に導電性のあるセメント接着剤および樹脂系接着剤を含んでもよいがこれらに限定されない。
【0029】
また、カソード145は、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面上に直接堆積されてもよい。特定の実施形態において、LiCoOカソード層が、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面上に堆積される。多くの堆積技術が当技術分野においては既知であり、これらは、反応性または非反応性RFマグネトロンスパッタリング、反応性または非反応性パルスDCマグネトロンスパッタリング、反応性または非反応性DCダイオードスパッタリング、反応性または非反応性熱(抵抗)蒸着、反応性または非反応性電子ビーム蒸着、イオンビーム支援蒸着、プラズマ化学気相成長法、またはスピンコーティング、インク噴射、熱溶射堆積、浸漬被覆等を含み得る堆積方法を含むが、これらに限定されない。加工工程の一部として、例えば、堆積後レーザアニールは、その電気化学ポテンシャル、そのエネルギー、その電力性能、および電気化学および熱サイクルに対するその可逆格子定数等のその化学的性質を微調整および最適化するために、カソード層145の結晶化を向上させるために使用されてもよい。LiCoOを堆積するために使用される方法の例は、2006年11月7日に出願された米国特許出願第11/557,383号に開示され、参照によりその全体が本願明細書に組み込まれる。
【0030】
上記実施形態における半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面は、任意の集積回路の一部であってもよく、記憶素子、プロセッサまたは他の論理回路を含んでもよい。
【0031】
本発明の別の実施形態は、例えば、第1の電気接触部と、第1の電気接触部に結合され、埋め込み導体を有する接着層と、少なくとも1つの電池セル構造と、可撓性プリント回路基板とを含む、可撓性プリント回路基板上に堆積された電池を含む。接着層および少なくとも1つの電池セル構造は、第1の接触層と可撓性プリント回路基板との間に狭装されてもよい。接着層は、埋め込み導体を介して選択的に導電性であってもよい。電池セル構造は、さらに、埋め込み導体を介して第1の電気接触部と選択的に電気接触していてもよい。
【0032】
図3Aは、本発明の別の実施形態による電気化学的素子の側面図を示す。この実施形態において、第1の接触部301は、接着層310に結合され、第1の接触部301の一部は、接着層310を過ぎて延在する。接着層310は、例えば、セル構造315と接着してもよい。可撓性プリント回路基板305は、電池セル構造315の下に設置される。接着層310内に埋め込まれた第1の埋め込み導体320を示す。この第1の埋め込み導体320は、例えば、選択的導電接着層を生成する。選択的導電接着層310は、特定点において、セル構造315から接着層310を介して第1の接触部301への伝導を可能にし、さらに、第1の接触部301と可撓性回路基板305との間に絶縁を提供する。また、接着層310内に埋め込まれた第2の埋め込み導体321を示す。この第2の導体は、例えば、選択的導電接着層をさらに生成する。さらなる選択的導電接着層310は、特定点において、可撓性プリント回路基板305から接着層310を介して第1の接触部301への伝導を可能にし、さらに、第1の接触部301と可撓性プリント回路基板305との間に絶縁を提供する。また、電池セル構造の他のタイプが含まれてもよい。
【0033】
図3Bは、本発明の例示的な一実施形態による電気化学的素子の側面図を示す。この実施形態において、第1の接触部301は、電池セル構造315に結合される。接着層310は、電池セル構造315と、接着層310を過ぎて延在する第1の接触部301の一部とに結合される。可撓性プリント回路基板305は、接着層310に結合される。接着層310に埋め込まれた第1の埋め込み導体320を示す。この第1の埋め込み導体320は、例えば、選択的導電接着層を生成する。選択的導電接着層310は、特定点において、セル構造315から接着層310を介して可撓性プリント回路基板305への伝導を可能にし、さらに、第1の接触部301と可撓性プリント回路基板305との間に絶縁を提供する。電気化学的素子は、第1の接触部301と可撓性プリント回路基板305との間で、電気接触を選択的に生成する第2の埋め込み導体321を有してもよい。この場合において、可撓性プリント回路基板305は、第1の埋め込み導体320および第2の埋め込み導体321が、可撓性プリント回路基板305に触れる接触点間で選択的に絶縁でなければならない。
【0034】
図3Cは、図3Aおよび3Bに関して上述した例示的な素子等の、可撓性回路基板305と統合された例示的な電子化学的素子の上面図である。図3Cに示すように、導電トレース330、331が、回路基板305の表面上に形成される。接触パッド、配線、露出した導電ビア等、またはそれらの組み合わせ等の導電表面の他のタイプが、電気化学的素子を受け取るために、回路基板表面上に提供されてもよい。平面図において、導電トレース330と電気接触するために接着層310を通過する第1の埋め込み導体320を示し、導電トレース331と電気接触するために接着層310を通過する第2の埋め込み導体321を示す。類似の配置は、図1Aおよび1Bに関して上述したような、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面を含む例に関して達成されることができることを理解されたい。
【0035】
可撓性回路基板305は、例えば、トレース、片面もしくは両面、セミリジッド、膜、および/またはポリイミド膜を有するおよび有さない多数の回路基板層を含んでもよい。
【0036】
埋め込み導体320および321は、多くの異なる方法で、接着層310内に設置されてもよい。例えば、金属タブ、金属ワイヤ、金属片、金属薄帯、多数の金属ワイヤ、多数の金属片、多数の金属薄帯、金属ワイヤメッシュ、パンチングメタル箔、パンチングメタル、接着剤層に塗布された金属被覆、金属円盤、金属被覆された繊維ガラスまたはそれらの組み合わせが使用されてもよい。これらの例のそれぞれにおいて、第1の埋め込み導体320は、セル構造315と第1の接触部301または可撓性プリント回路基板305との間に選択的に電気伝導を提供することができ、さらに、電池セル構造315と第1の接触部301または可撓性プリント回路基板305との間に絶縁を提供する。また、これらの例のそれぞれにおいて、第2の埋め込み導体321は、第1の接触部301と可撓性プリント回路基板305との間に選択的に電気伝導を提供することができ、さらに、第1の接触部301と可撓性プリント回路基板305との間に絶縁を提供する。一部の実施形態において、第1の埋め込み導体320は、接着層310内に組み入れられてもよい。第1の埋め込み導体320は、例えば、接着層310内に埋め込まれた円盤であってもよい。一部の実施形態において、接着層310を介して第1の埋め込み導体320を組み入れるまたは設置するために、接着層310内にスリットが作られてもよい。また、例えば、空孔または他の手段が、接着層310を介して第1の埋め込み導体320を設置するために使用されてもよい。一部の実施形態において、第2の埋め込み導体321は、接着層310内に組み入れられてもよい。第2の埋め込み導体321は、例えば、接着層310内に埋め込まれた円盤であってもよい。一部の実施形態において、接着層310を介して第2の埋め込み導体321を組み入れるまたは設置するために、接着層310内にスリットが作られてもよい。また、例えば、空孔または他の手段は、接着層310を介して第2の埋め込み導体321を設置するために使用されてもよい。
【0037】
電気化学的素子315は、カソード、アノードおよび電解質を含んでもよい。例えば、カソードはLiCoOを含んでもよく、アノードはリチウムを含んでもよく、電解質はLIPONを含んでもよい。他の電気化学的素子が、必要に応じて使用されてもよい。
【0038】
電気化学的素子315は、種々の方法で、可撓性プリント回路基板305に結合されてもよい。一実施形態において、電気化学的素子315は、例えば、接着剤を使用して、可撓性プリント回路基板305に結合されてもよい。本出願に用いられる接着剤は、電気化学的素子315を可撓性プリント回路基板305に付着させ得る任意の材料にまで及ぶ。接着剤は、2つの層間の機械的または化学的接着のいずれか一方を生成してもよい。また、接着剤は、別の材料または層を導入することなく、2つの層を化学的に接着することを含んでもよい。接着剤は、例えば、セメント接着剤および樹脂系接着剤を含んでもよいがこれらに限定されない。接着剤は、電気的に導体、半導体、または絶縁であってもよい。
【0039】
電気化学的素子315は、種々の方法で、第1の電気接触部301に結合されてもよい。一実施形態において、電気化学的素子315は、例えば、接着剤を使用して、第1の電気接触部301に結合されてもよい。本出願に用いられる接着剤は、電気化学的素子315を第1の電気接触部301に付着させ得る任意の材料にまで及ぶ。接着剤は、2つの層間の機械的または化学的接着のいずれか一方を生成してもよい。また、接着剤は、別の材料または層を導入することなく、2つの層を化学的に接着することを含んでもよい。接着剤は、例えば、セメント接着剤および樹脂系接着剤を含んでもよいがこれらに限定されない。接着剤は、電気的に導体、半導体、または絶縁であってもよい。
【0040】
別の実施形態において、可撓性プリント回路基板305は、その上に堆積されてもよい電池のための基板として機能する。
【0041】
別の実施形態において、第1の電気接触部301は、その上に堆積されてもよい電池のための基板として機能する。
【0042】
別の実施形態において、可撓性プリント回路基板305は、電池のための封入として機能する。
【0043】
別の実施形態において、第1の電気接触部301は、電池のための封入として機能する。
【0044】
図4Aに示す別の例示的な実施形態において、薄膜電池は、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面上に、それらの間に障壁層を有し提供される。図1Aの上記ものと同じ参照番号を有する図4Aに示す要素が示される。この実施形態において、第1の接触部101は、接着層110に結合され、第1の接触部101の一部は接着層110を過ぎて延在する。接着層110は、例えば、セル構造115と接着してもよい。障壁層107を伴う半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁(例えば、パッケージ)表面は、電池セル構造115の下に設置される。
【0045】
この実施形態において、障壁層107は、例えば、窒化チタンを含んでもよい。また、障壁層107は、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面を含んでもよい。導電表面は、例えば、素子表面上にまたは該素子表面で形成された導電性接触パッド、導電線、導電ビアまたは他の導電層を含んでもよい。また、導電表面は、半導体素子のパッケージ表面上に形成された導電表面のように、絶縁表面と一緒に形成されてもよい。半導体素子105の絶縁表面は、例えば、半導体素子の絶縁パッケージ表面または半導体素子の上部絶縁表面であってもよい。接着層110内に埋め込まれた導体120を示す。この導体120は、例えば、選択的導電接着層を生成する。選択的導電接着層110は、特定点において、セル構造115から接着層110を介して第1の接触部101への伝導を可能にし、さらに、第1の接触部101と障壁層107との間に絶縁を提供する。また、電池セル構造の他のタイプが含まれてもよい。
【0046】
電気化学的素子115は、種々の方法で、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁(例えば、パッケージ)表面ならびに障壁層107に結合されてもよい。一実施形態において、電気化学的素子は、例えば、接着剤を使用して障壁層に結合されてもよい。本出願に用いられる接着剤は、電気化学的素子115を障壁層107に付着させ得る任意の材料にまで及ぶ。接着剤は、2つの層間の機械的または化学的接着のいずれか一方を生成してもよい。また、接着剤は、別の材料または層を導入することなく、2つの層を化学的に接着することを含んでもよい。接着剤は、例えば、セメント接着剤および樹脂系接着剤を含んでもよいがこれらに限定されない。接着剤は、電気的に導体、半導体、または絶縁であってもよい。
【0047】
別の例示的な実施形態において、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面は、電池のための基板として機能する。半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面が提供され、障壁層107はその上に堆積されてもよい。また、障壁層107は、半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面に接着されてもよい。障壁層107および基板105を準備し次第、電気化学的素子115は、障壁層107上に直接堆積されてもよい。
【0048】
例示的な実施形態において、LiCoOカソード層は、上記の方法によって障壁層107上に堆積される。
【0049】
図4Bに示すさらに別の例示的な実施形態において、薄膜電池は可撓性回路基板上に提供される。図3Aの上記のものと同じ参照番号を有する図4Bに図示する要素が示される。この実施形態において、第1の接触部301は接着層310に結合され、第1の接触部301の一部は接着層310を過ぎて延在する。接着層310は、例えば、セル構造315と接着してもよい。上述したような可撓性プリント回路基板305および障壁層307は、電池セル構造315の下に設置される。この実施形態において、障壁層307は、例えば、窒化チタンを含んでもよい。接着層310内に埋め込まれた導体320を示す。この導体320は、例えば、選択的導電接着層を生成する。選択的導電接着層310は、特定点において、セル構造315から接着層310を介して第1の接触部301への伝導を可能にし、さらに、第1の接触部301と障壁層307との間に絶縁を提供する。導体320は、上記のように、接着層310内に提供されてもよい。これらの例のそれぞれにおいて、導体320は、セル構造315と第1の接触部301との間に電気伝導を提供することができ、さらに、第1の接触部301と障壁層307との間に絶縁を提供する。
【0050】
電気化学的素子315は、種々の方法で、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面305ならびに障壁層307に結合されてもよい。一実施形態において、電気化学的素子は、例えば、接着剤を使用して障壁層に結合されてもよい。本出願に用いられる接着剤は、電気化学的素子315を障壁層307に付着させ得る任意の材料にまで及ぶ。接着剤は、2つの層間の機械的または化学的接着のいずれか一方を生成してもよい。また、接着剤は、別の材料または層を導入することなく、2つの層を化学的に接着することを含んでもよい。接着剤は、例えば、セメント接着剤および樹脂系接着剤を含んでもよいがこれらに限定されない。接着剤は、電気的に導体、半導体、または絶縁であってもよい。
【0051】
別の実施形態において、可撓性プリント回路基板305は、電池のための基板として機能し、障壁層307はその上に堆積されてもよい。また、障壁層307は、可撓性プリント回路基板305に接着されてもよい。障壁層307およびプリント回路基板305を準備し次第、電気化学的素子315は、障壁層307上に直接堆積されてもよい。
【0052】
図4Aおよび4Bは、1つの導体120、320のみをそれぞれ示すが、例示的な実施形態は、図1Aおよび3Aに関連して上述した導体121、321それぞれ等の、少なくとも1つの第2の導体を含んでもよいことを理解されたい。さらに、第1の接触部101、301と、下層の、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面、あるいは可撓性回路基板との間の電気的接続は、接着層および/または障壁層を介して、導体121、321によってなされてもよい。
【0053】
また、上記の例示的な実施形態は、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁(例えば、パッケージ)表面上に積み重ねられた多数の電気化学的素子を含んでもよい。
【0054】
また、上記の例示的な実施形態は、第1の電気接触部301上に積み重ねられた多数の電気化学的素子を含んでもよい。
【0055】
本例示的な実施形態は、電気化学的素子の化学的および機械的敏感な層を封入するために、代替的なスキームを提供し、金箔を使用する従来の封入スキームよりも安価である。また、上記の例示的な実施形態は、金属およびプラスチック袋内のガスを膨張および/または収縮させる温度変化から生じる、電気化学的素子を封入する金属およびプラスチック袋の密封の破裂に関する他の従来のスキームの問題も回避する。
【0056】
また、本明細書に記述した例示的な実施形態は、集積回路等の半導体素子上に直接加工された再充電可能な第2の電池も提供する。かかる電池は、回路の電力がオフにされる時に電力を供給し、電力再開時に早急および容易に最充電される。重要な電気回路は、かかる電池によって供給される局所的な電力の利益を享受し得る。また、例示的な実施形態は、より安価でより信頼度の高い封入アプローチ、ならびに既知の封入方法よりも大幅に薄い封入を含む、電気導電性の接触を提供するためのより良いアプローチも提供する。また、例示的な実施形態は、その上に結合された薄膜可撓性電池を有する可撓性集積回路および/または可撓性プリント回路基板も提供する。
【0057】
上記の実施形態は、スリット等の接着層内の開口部に提供された導電材料に関して説明するが、電池セル構造115、315と第1の電気接触部101、301との間の電気接触は、種々の他の方法によって提供されてもよいことを理解されたい。例えば、接着層110、310を形成する接着剤内に導電性粉末を埋め込むことにより、セル構造115、315と第1の接触部101、301との間に電気伝導を提供し得る。例えば、金属粉末(例えば、ニッケル粉末)等の導電性粉末は、接着剤接着層110、310内の1つ以上の選択された部分での、および接着部101、301と電池セル構造115、315との間の、接着剤接着層110、310に埋め込まれることができる。当業者は、接着剤内に選択的に提供される導電性ボール、スラグ、配線メッシュ等の選択的な伝導に対して提供されてもよい他の導電材料を理解されたい。電池セル構造115、315と第1の接触部101、301との間に電気伝導をもたらし、さらに、接触部と電池セル構造との間に絶縁を提供する方法は、本明細書で説明した例を限定するものとして見なされるべきではない。
【0058】
電池セル構造115、315と半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面、あるいは可撓性プリント回路基板305との間の電気接触についても同じことが当てはまる。また、第1の接触部101、301と半導体素子105の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面、あるいは可撓性プリント回路基板305との間の電気接触についても同じことが当てはまる。
【0059】
さらに、電気化学的素子は、半導体素子の半導体表面、導電または絶縁表面あるいは可撓性プリント回路基板上の(例えば、その自らの基板および自らの封入で完全にパッケージされた)個別素子を含んでもよいことを理解されたい。例えば、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面上への、あるいは可撓性プリント回路基板内もしくは上へのその統合に先立って、電気化学的素子は、個別素子として加工され、次いで、その基板およびその封入と一緒に全体として統合されてもよい。
【0060】
上記の実施形態は、例示でしかない。当業者は、本開示の範囲内に含まれることが意図される、本明細書に具体的に記述された実施形態からの変形を認識することができる。厳密な意味で、本発明は、下記の特許請求の範囲によってのみ限定される。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内にある限り、本発明の変更を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【0061】
【図1A】図1Aは、本発明の例示的な実施形態による、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面、あるいは可撓性プリント回路基板とともに薄膜電池の例の側面図を示す。
【図1B】図1Bは、本発明の例示的な実施形態による、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面、あるいは可撓性プリント回路基板とともに薄膜電池の別の例の側面図を示す。
【図2】図2は、本発明の別の例示的な実施形態による、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面とともに薄膜電池の例の側面図を示す。
【図3A】図3Aは、本発明の別の例示的な実施形態による、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面、あるいは可撓性プリント回路基板上の例示的な薄膜電池の側面図を示す。
【図3B】図3Bは、本発明の別の例示的な実施形態による、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面、あるいは可撓性プリント回路基板上の例示的な薄膜電池の側面図を示す。
【図3C】図3Cは、本発明の別の例示的な実施形態による、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面、あるいは可撓性プリント回路基板上の例示的な薄膜電池の上面図を示す。
【図4A】図4Aは、本発明の別の例示的な実施形態による、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面上の例示的な薄膜電池の側面図を示す。
【図4B】図4Bは、本発明の別の例示的な実施形態による、可撓性プリント回路基板上の例示的な薄膜電池の側面図を示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の電気接触部と、
該第1の電気接触部に結合され、少なくとも1つの埋め込み導体を備える、接着層と、
該少なくとも1つの埋め込み導体を介して、該第1の電気接触部と選択的に電気接触している少なくとも1つの電池セル構造と、
半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面と
を備え、
該接着層および該少なくとも1つの電池セル構造は、該第1の接触層と、該半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面との間に狭装される、電池を含む集積回路。
【請求項2】
少なくとも1つの埋め込み導体を介して、前記半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面と選択的に電気接触している前記第1の電気接触部をさらに備える、請求項1に記載の集積回路。
【請求項3】
前記第1の電気接触部は、封入金属をさらに備える、請求項1に記載の集積回路。
【請求項4】
前記半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面は、前記少なくとも1つの電池セル構造の封入として機能する、請求項1に記載の集積回路。
【請求項5】
前記接着層は、接着性材料、絶縁材料、プラスチック、ガラス、Kevlar(登録商標)、補強材料、および繊維ガラスを備える群から選択される材料を備える、請求項1に記載の集積回路。
【請求項6】
前記埋め込み導体は、タブ、ワイヤ、金属片、金属薄帯、多数のワイヤ、多数の金属片、多数の金属薄帯、ワイヤメッシュ、パンチングメタル、接着剤層に塗布された金属被覆、および円盤から成る群から選択される、請求項1に記載の集積回路。
【請求項7】
前記導体は、前記接着層内に組み入れられる、請求項1に記載の集積回路。
【請求項8】
前記接着層は、前記埋め込み導体が組み入れられるスリットを備える、請求項7に記載の集積回路。
【請求項9】
前記第1の接触部は、金、白金、ステンレス鋼、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ジルコニウム、アルミニウム、インジウム、ニッケル、銅、銀、炭素、青銅、黄銅、ベリリウム、ならびにそれらの酸化物、窒化物、炭化物、および合金から成る群から選択される材料を備える、請求項1に記載の集積回路。
【請求項10】
前記電池セル構造は、
アノードと、
電解質と、
カソードと
を少なくとも備える、請求項1に記載の集積回路。
【請求項11】
前記カソードはアニールされる、請求項10に記載の集積回路。
【請求項12】
前記カソードは結晶化される、請求項10に記載の集積回路。
【請求項13】
前記第1の接触部は、前記電池セル構造の正端子として機能する、請求項1に記載の集積回路。
【請求項14】
前記第1の接触部は、前記電池セル構造の負端子として機能する、請求項1に記載の集積回路。
【請求項15】
前記電池セル構造と、前記半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面との間の障壁層をさらに備える、請求項1に記載の集積回路。
【請求項16】
前記第1の接触部は、金属箔を備える、請求項1に記載の集積回路。
【請求項17】
少なくとも1つの金属箔が各電池セル構造を封入し、順次積み重ねられた複数の電池セル構造をさらに備える、請求項1に記載の集積回路。
【請求項18】
前記第1の接触部の一部は、絶縁材料で被覆される、請求項1に記載の集積回路。
【請求項19】
前記電池セル構造は、該電池セル構造と前記第1の電気接触部との間に狭装される基板をさらに備える、請求項1に記載の集積回路。
【請求項20】
前記接着層と前記第1の電気接触部との間に狭装される封入をさらに備える、請求項1に記載の集積回路。
【請求項21】
表面を有する半導体素子と、
該半導体素子の該表面に結合され、少なくとも1つの埋め込み導体を備える、接着層と、
該少なくとも1つの埋め込み導体を介して該半導体素子の該表面と選択的に電気接触している少なくとも1つの電池セル構造と、
第1の電気接触部と、
を備え、
該接着層および該少なくとも1つの電池セル構造は、該半導体素子の該表面と該第1の接触層との間に狭装される、電池を含む集積回路。
【請求項22】
前記半導体素子の前記表面は、半導体表面、導電表面および絶縁パッケージ表面から選択される、請求項21に記載の集積回路素子。
【請求項23】
前記少なくとも1つの埋め込み導体を介して、前記第1の電気接触部と選択的に電気接触している前記半導体素子の前記表面をさらに備える、請求項21に記載の集積回路。
【請求項24】
前記電池セル構造と前記第1の電気接触部との間の障壁層をさらに備える、請求項21に記載の集積回路。
【請求項25】
前記電池セル構造は、該電池セル構造と前記第1の電気接触部との間に狭装される基板をさらに備える、請求項21に記載の集積回路。
【請求項26】
前記接着層と前記半導体素子の前記表面との間に狭装される封入を備える、請求項21に記載の集積回路。
【請求項27】
半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面上の電池を製造する方法であって、
選択的導電接着層を生成するステップと、
該接着層を第1の接触層に結合するステップと、
電池セル構造の第1の側面を、半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面に結合するステップと、
該電池セル構造の第2の側面を該接着層に結合するステップと
を含む、方法。
【請求項28】
電池セル構造の第1の側面を半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面に結合する前記ステップは、電池セル構造の第1の側面を半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面に接着するステップを含む、請求項27に記載の方法。
【請求項29】
前記半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁パッケージ表面上にカソードを堆積するステップをさらに含む、請求項27に記載の方法。
【請求項30】
前記カソードをレーザで結晶化するステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
【請求項31】
高速熱アニールにより、前記カソードをアニールするステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
【請求項32】
第1の電気接触部上の電池を製造する方法であって、
選択的導電接着層を生成するステップと、
該接着層を半導体素子の表面に結合するステップと、
電池セル構造の第1の側面を第1の電気接触部に結合するステップと、
該電池セル構造の第2の側面を該接着層に結合するステップと
を含む、方法。
【請求項33】
半導体表面、導電表面および絶縁表面の群から前記半導体素子の表面を選択するステップをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項34】
電池セル構造の第1の側面を第1の電気接触部に結合する前記ステップは、電池セル構造の第1の側面を第1の電気接触部に接着するステップを含む、請求項32に記載の方法。
【請求項35】
前記電池セル構造の前記第1の側面と前記第1の電気接触部との間に狭装される基板を加工するステップをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項36】
前記接着層と前記半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面との間に狭装される封入を加工するステップをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項37】
第1の電気接触部と、
該第1の電気接触部に結合され、少なくとも1つの埋め込み導体を備える、接着層と、
該少なくとも1つの埋め込み導体を介して該第1の電気接触部と選択的に電気接触している少なくとも1つの電池セル構造と、
可撓性プリント回路基板と、
を備え、
該接着層および該少なくとも1つの電池セル構造は、該第1の接触層と該可撓性プリント回路基板との間に狭装される、可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項38】
少なくとも1つの埋め込み導体を介して、前記可撓性プリント回路基板と選択的に電気接触している前記第1の電気接触部をさらに備える、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項39】
前記可撓性プリント回路基板は、トレースを有する多数の回路基板層およびトレースを有さない多数の回路基板層、片面プリント回路基板、両面プリント回路基板、およびセミリジッドプリント回路基板から成る群から選択される、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項40】
前記可撓性プリント回路基板は、ポリイミド膜を備える、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項41】
前記第1の電気接触部は、封入金属をさらに備える、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項42】
前記接着層は、接着性材料、絶縁材料、プラスチック、ガラス、Kevlar(登録商標)、補強材料、および繊維ガラスを備える群から選択される材料を備える、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池,
【請求項43】
前記導体は、タブ、ワイヤ、金属片、金属薄帯、多数のワイヤ、多数の金属片、多数の金属薄帯、ワイヤメッシュ、パンチングメタル、接着剤層に塗布された金属被覆および円盤から成る群から選択される、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項44】
前記導体は、前記接着層内に組み入れられる、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項45】
前記接着層は、前記埋め込み導体が組み入れられるスリットを備える、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項46】
前記第1の接触部は、金、白金、ステンレス鋼、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ジルコニウム、アルミニウム、インジウム、ニッケル、銅、銀、炭素、青銅、黄銅、ベリリウム、ならびにそれらの酸化物、窒化物、炭化物、および合金から成る群から選択される材料を備える、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項47】
前記電池セル構造は、
アノードと、
電解質と、
カソードと、
を少なくとも備える、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項48】
前記カソードはアニールされる、請求項47に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項49】
前記カソードは結晶化される、請求項47に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項50】
前記電池セル構造と前記半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面との間の障壁層をさらに備える、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池.
【請求項51】
前記第1の接触部は、金属箔を備える、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項52】
少なくとも1つの金属箔が各電池セル構造を封入し、順次積み重ねられた複数の電池セル構造をさらに備える、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項53】
前記第1の接触部の一部は、絶縁材料で被覆される、請求項37に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項54】
可撓性プリント回路基板と、
該可撓性プリント回路基板に結合され、少なくとも1つの埋め込み導体を備える接着層と、
該少なくとも1つの埋め込み導体を介して該可撓性プリント回路基板と選択的に電気接触している少なくとも1つの電池セル構造と、
第1の電気接触部と、
を備え、
該接着層および該少なくとも1つの電池セル構造は、該可撓性プリント回路基板と該第1の接触層との間に狭装される、可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項55】
少なくとも1つの埋め込み導体を介して、第1の電気接触部と選択的に電気接触している前記可撓性プリント回路基板を備える、請求項54に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項56】
前記電池セル構造と前記第1の電気接触部との間の障壁層をさらに備える、請求項54に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項57】
前記電池セル構造は、前記電池セル構造と前記第1の電気接触部との間に狭装される基板をさらに備える、請求項54に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項58】
前記接着層と前記可撓性プリント回路基板との間に狭装される封入をさらに備える、請求項54に記載の可撓性プリント回路基板上の電池。
【請求項59】
可撓性プリント回路基板上の電池を製造する方法であって、
選択的導電接着層を生成するステップと、
該接着層を第1の接触層に結合するステップと、
電池セル構造の第1の側面を可撓性プリント回路基板に結合するステップと、
該電池セル構造の第2の側面を該接着層に結合するステップと
を含む、方法。
【請求項60】
電池セル構造の第1の側面を可撓性プリント回路基板に結合する前記ステップは、電池セル構造の第1の側面を可撓性プリント回路基板に接着するステップを含む、請求項59に記載の方法。
【請求項61】
前記可撓性プリント回路基板上にカソードを堆積するステップをさらに含む、請求項59に記載の方法。
【請求項62】
前記カソードをレーザで結晶化するステップをさらに含む、請求項61に記載の方法。
【請求項63】
高速熱アニールにより前記カソードをアニールするステップをさらに含む、請求項61に記載の方法。
【請求項64】
可撓性プリント回路基板上の電池を製造する方法であって、
選択的導電接着層を生成するステップと、
該接着層を可撓性プリント回路基板に結合するステップと、
電池セル構造の第1の側面を第1の電気接触部に結合するステップと、
該電池セル構造の第2の側面を該接着層に結合するステップと、
を含む、方法。
【請求項65】
電池セル構造の第1の側面を第1の電気接触部に結合する前記ステップは、電池セル構造の第1の側面を第1の電気接触部に接着するステップを含む、請求項64に記載の方法。
【請求項66】
電池セル構造の前記第1の側面と前記第1の電気接触部との間に狭装される基板を加工するステップをさらに含む、請求項64に記載の方法。
【請求項67】
前記接着層と前記半導体素子の半導体表面または導電もしくは絶縁表面との間に狭装される封入を加工するステップをさらに含む、請求項64に記載の方法。
【請求項68】
電池を含む集積回路を備える装置であって、該電池を含む集積回路は、請求項1および21に記載の電池を含む集積回路から選択される、装置。
【請求項69】
前記装置は、コンピュータ、携帯電話、計算機、電気機器、記憶装置、カメラ、スマートカード、識別タグ、およびコンピュータ周辺ハードウェアから選択される、請求項68に記載の装置。
【請求項70】
可撓性プリント回路基板上の電池を備える装置であって、該可撓性プリント回路基板上の電池は、請求項37および54に記載の可撓性プリント回路基板上の電池から選択される、装置。
【請求項71】
前記装置は、コンピュータ、携帯電話、計算機、電気機器、記憶装置、カメラ、スマートカード、識別タグ、およびコンピュータ周辺ハードウェアから選択される、請求項70に記載の装置。

【図1A】
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【図1B】
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【図2】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図4A】
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【図4B】
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【公表番号】特表2009−537068(P2009−537068A)
【公表日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−510200(P2009−510200)
【出願日】平成19年5月14日(2007.5.14)
【国際出願番号】PCT/US2007/068915
【国際公開番号】WO2007/134308
【国際公開日】平成19年11月22日(2007.11.22)
【出願人】(508147728)インフィニット パワー ソリューションズ, インコーポレイテッド (14)
【Fターム(参考)】