Brevet FR3068830A1 (20190111)

REVENDICATIONS1. Système d'encapsulation (30) d'un objet tel qu'un composant électronique ou d'une batterie, caractérisé en ce qu'il est formé par trois couches successives comprenant (i) une première couche de recouvrement (31,31') composée d'une matière électriquement isolante déposée par ALD (Atomic Layer Deposition), qui recouvre au moins en partie ledit objet, (ii) une deuxième couche de recouvrement (32,32') comprenant du parylène, disposée sur la première couche de recouvrement, (iii) une troisième couche de recouvrement (33,33') déposée sur la deuxième couche de recouvrement de manière à protéger la deuxième couche d'encapsulation, notamment de l'oxygène et à accroître la durée de vie de l'objet. Système d'encapsulation d'un objet comprenant une couche de recouvrement comprenant du parylène, de préférence du parylène N et un système d'encapsulation (30) déposé sur la dite couche de recouvrement comprenant du parylène selon la revendication\n<CLM>\1\tComposant électronique ou batterie comprenant un système d'encapsulation (30) selon la revendication 1 ou la revendication\n<CLM>\1\tBatterie selon la revendication 3, comprenant un empilement alterné entre au moins une anode (10,10') et au moins une cathode (20,20'), chacune constituée d'un empilement de couches minces et 25 dans lequel l'anode (10,10') comprend o au moins une couche mince d'un matériau actif eanode (12), et o éventuellement une couche mince d'un matériau d'électrolyte (13), et dans lequel empilement la cathode (20,20') comprend o au moins une couche mince d'un matériau actif de cathode (22), et 30 o éventuellement une couche mince d'un matériau d'électrolyte (23) de sorte que la batterie comprenne successivement au moins une couche mince d'un matériau actif d'anode (12), au moins une couche mince d'un matériau d'électrolyte (13,23) et au moins une couche mince d'un matériau actif de cathode (22), 35 un système d'encapsulation (30) selon la revendication 1, dans lequel ladite première couche (31,31') recouvre au moins en partie l'empilement, 10\n<CLM>\1\t15\n<CLM>\1\t20\n<CLM>\1\t31 ledit système recouvrant partiellement ledit empilement, une première anode (10) ou cathode (20) comprenant au moins une zone de connexion accessible, alors que la cathode (20) ou l'anode (10) adjacente comprend une zone de recouvrement (ZRT), qui est recouverte par au moins ladite première couche de recouvrement (31,31') et 5 ladite deuxième couche de recouvrement (32,32') , ladite zone de recouvrement étant située en regard des zones de connexion (ZC) de la première anode ou cathode, selon une direction perpendiculaire au plan dudit empilement.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un composant électronique ou d'une batterie encapsulé(e), comprenant la formation d'un système d'encapsulation selon la revendication 1 et dans lequel on dépose successivement de manière à former ledit système d'encapsulation : une première couche (31,31') de recouvrement composée d'une matière électriquement isolante par ALD (Atomic Layer Deposition), une deuxième couche de recouvrement (32,32') comprenant du parylène, déposée sur ladite première couche de recouvrement, une troisième couche de recouvrement (33,33'), déposée sur la deuxième couche de recouvrement, apte à, et déposée de manière à, protéger la deuxième couche d'encapsulation notamment de l'oxygène.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un composant électronique ou d'une batterie encapsulé(e), comprenant la formation d'un système d'encapsulation selon la revendication 2 et dans lequel on dépose successivement de manière à former ledit système d'encapsulation : une couche de recouvrement comprenant du parylène sur ledit composant électronique ou ladite batterie une première couche (31,31') de recouvrement composée d'une matière électriquement isolante par ALD (Atomic Layer Deposition) déposée sur ladite couche de recouvrement comprenant du parylène, une deuxième couche de recouvrement (32,32') comprenant du parylène, déposée sur ladite première couche de recouvrement, une troisième couche de recouvrement (33,33'), déposée sur la deuxième couche de recouvrement, apte à, et déposée de manière à, protéger la deuxième couche d'encapsulation notamment de l'oxygène.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie en couches minces selon la revendication 5, ladite batterie comprenant un empilement alterné entre au moins une anode (10) et 32 au moins une cathode (20,201, chacune constituée d'un empilement de couches minces et dans lequel l'anode (10,10') comprend : o au moins une couche mince d'un matériau actif d'anode (12), et o éventuellement une couche mince d'un matériau d'électrolyte (13), 5 et dans lequel la cathode (20,20') comprend : o au moins une couche mince d'un matériau actif de cathode (22), et o éventuellement une couche mince d'un matériau d'électrolyte (23) de sorte que la batterie comprenne successivement au moins une couche mince d'un matériau actif d'anode (12), au moins une couche mince d'un matériau 10 d'électrolyte (13,23) et au moins une couche mince d'un matériau actif de cathode (22), ledit procédé comprenant les étapes suivantes : (a) on forme une superposition primaire, comprenant une succession alternée de feuilles de cathode et de feuilles d'anode, ladite superposition primaire étant 15 destinée à former au moins une batterie, deux feuilles adjacentes définissant au moins une région en saillie (RS), destinée à former ladite zone de connexion accessible (ZC), ainsi qu'au moins une région en retrait (RT), destinée à former ladite zone de recouvrement (RTC), (b) on dépose le système d'encapsulation selon la revendication 1 par le procédé 20 selon la revendication\n<CLM>\1\t8. Procédé de fabrication d'une batterie selon la revendication 7 dans lequel, après l'étape (b), on fait apparaître la zone de connexion accessible (ZC) ou chaque zone de connexion accessible (ZC). 25\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon la revendication 7 ou 8 dans lequel, après l'étape (b), on réalise une étape (c) comprenant au moins une découpe primaire perpendiculairement au plan de ladite superposition primaire de manière à rendre accessible une zone de connexion (ZC) au niveau de l'anode ci-après zone de 30 connexion anodique et on réalise au moins une découpe primaire perpendiculairement au plan de ladite superposition primaire de manière à rendre accessible une zone de connexion (ZC) au niveau de la cathode ci-après zone de connexion cathodique. 33\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon la revendication 9, caractérisé en ce que les découpes primaires sont réalisées au niveau des bords opposés de ladite superposition primaire. 5\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que les bords des deux feuilles adjacentes de la superposition primaire comprenant une succession alternée de feuilles de cathode et de feuilles d'anode sont des bords droits, le bord d'une première feuille formant la région en saillie (RS) alors que le bord d'une deuxième feuille formant la région en retrait (RR). 10\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'on réalise, dans le bord d'une première feuille de la superposition primaire comprenant une succession alternée de feuilles de cathode et de feuilles d'anode, des premières échancrures (50, 50', 50", 50") ayant une 15 première ou grande section, la paroi desdites premières échancrures constituant ladite région en retrait, et on réalise, dans une deuxième feuille adjacente, des deuxièmes échancrures ayant une deuxième ou petite section, inférieure à la première section, la paroi desdites deuxièmes échancrures (50, 50', 50", 50") constituant ladite région en saillie (RS). 20\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon la revendication 12, caractérisé en ce que les feuilles de cathode et les feuilles d'anode, présentent des échancrures (50, 50', 50", 50") en forme de cercle. 25\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'on réalise, dans une première feuille, des premiers orifices ayant une première ou grande section, la paroi desdits orifices constituant ladite région en retrait, on réalise, dans une deuxième feuille adjacente, des deuxièmes orifices ayant une deuxième ou petite section, inférieure à la première section, la 30 paroi desdits orifices constituant ladite région en saillie (RS), on remplit le volume intérieur desdits orifices au moyen du système d'encapsulation et on réalise des découpes secondaires à l'intérieur desdits premiers et deuxièmes orifices, de sorte que les zones de connexion (ZC) sont formées au voisinage des parois présentant la petite section et les zones de recouvrement sont formées au voisinage des parois 35 présentant la grande section. 34\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce qu'on réalise, dans deux feuilles adjacentes, des premières et deuxièmes fentes, mutuellement décalées selon la direction perpendiculaire au plan desdites feuilles, on remplit le volume intérieur desdites fentes au moyen du système 5 d'encapsulation et on réalise des découpes secondaires à l'intérieur desdites fentes, de sorte que les zones de connexion sont formées au voisinage des parois d'une première fente et les zones de recouvrement sont formées au voisinage des parois d'une deuxième fente. 10\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 9 à 15 dans lequel, après l'étape (c), les zones de connexion (ZC) anodique et cathodique sont connectées électriquement entre elles par un dépôt en couche mince d'un conducteur électronique et dans lequel le dépôt est réalisé par ALD (41, 41'). 15\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 9 à 15 caractérisé en ce qu'on réalise des terminaisons (40, 40') anodiques et cathodiques par métallisation des sections préalablement recouvertes d'une couche mince d'un conducteur électronique. 20\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 9 à 15 dans lequel, après l'étape (c), les zones de connexion anodique et cathodique sont connectées électriquement entre elles par un système de terminaison comprenant successivement; o une première couche métallique optionnelle, de préférence déposée par ALD 25 (41,41'), o une seconde couche (42, 42') à base de résine époxy chargée à l'argent, déposée sur la première couche métallique, et o une troisième couche (43, 43') à base d'étain, déposée sur la deuxième couche. 30\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 9 à 15 dans lequel, après l'étape (c), les zones de connexion anodique et cathodique sont connectées électriquement entre elles par un système de terminaison comprenant successivement : o une première couche métallique, optionnelle, de préférence déposée par ALD 35 (41), o une seconde couche (42) à base de résine époxy chargée à l'argent, déposée sur la première couche métallique, et o une troisième couche (43a) à base de nickel, déposée sur la deuxième couche, 35 o une quatrième couche (43b) à base d'étain ou de cuivre, déposée sur la troisième couche.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 7 à 5 19, dans lequel les feuilles présentent des dimensions nettement supérieures à celles de la batterie finale, caractérisé en ce qu'on réalise au moins une autre découpe dite secondaire, dans une partie médiane desdites feuilles.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 7 à 10 20, caractérisé en ce que ladite matière électriquement isolante est choisie parmi A1203, Si02, SiOyNx, et les résines époxydes.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 7 à 21, caractérisé en ce que la deuxième couche de recouvrement comprend du 15 parylène N.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 7 à 22, caractérisé en ce que l'épaisseur de la première couche mince de recouvrement est inférieure à 200 nm, de préférence comprise entre 5 nm et 200 nm, et encore plus 20 préférentiellement d'environ 50 nm et l'épaisseur de la deuxième couche de recouvrement est comprise entre 1 pm et 50 pm, de préférence d'environ 10 pm.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 7 à 23, caractérisé en ce que l'épaisseur de la troisième couche mince de recouvrement 25 est comprise entre 1 pm et 50 pm, de préférence inférieure à 10 pm, préférentiellement inférieure à 5 pm et encore plus préférentiellement d'environ 2 pm.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une batterie selon l'une quelconque des revendications 7 à 24, caractérisé en ce que la couche de matériau d'anode est réalisée à partir d'un 30 matériau choisi parmi : les oxynitrures d'étain (de formule typique SnOxKly) ; le phosphate de fer lithié (de formule typique LiFePO4); les oxynitrures mixtes de silicium et étain (de formule typique SiaSnbOyNx avec 35 a>0, b>0, 0 0, b>0, a+bs2, 0 0, b>0, a+b>0, a+112, 0 0, b>0, a+bs2, 0\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 25, caractérisé en ce que la 10 couche de matériau d'électrolyte est réalisée à partir de matériau d'électrolyte choisi parmi : 2 Al x - 0 les grenats de formule Lid A (1-04)z OÙ ^ A' représente un cation de degré d'oxydation +II, de préférence Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Y, Gd ; et où 15 - g représente un cation de degré d'oxydation +III, de préférence Al, Fe, Cr, Ga, Ti, La ; et où - (T04) représente un anion dans lequel T est un atome de degré d'oxydation +IV, situé au centre d'un tétraèdre formé par les atomes d'oxygène, et dans lequel T04 représente avantageusement l'anion silicate ou zirconate, sachant 20 que tout ou partie des éléments T d'un degré d'oxydation +1V peuvent être remplacés par des atomes d'un degré d'oxydation +111 ou +V, tels que AI, Fe, As, V, Nb, In, Ta; - sachant que : d est compris entre 2 et 10, préférentiellement entre 3 et 9, et encore plus préférentiellement entre 4 et 8; x est de 3 mais peut être compris 25 entre 2,6 et 3,4 (de préférence entre 2,8 et 3,2) ; y est de 2 mais peut être compris entre 1,7 et 2,3 (de préférence entre 1,9 et 2,1) et z est de 3 mais peut être compris entre 2.9 et 3.1; o les grenats, de préférence choisi parmi : le Li7La3Zr2012; le LieLa2BaTa2012 ; le Li6,5La3Nb1,751r10.25012 ; le L15La3M2012 avec M = Nb ou Ta ou un mélange des 30 deux composés ; le Li7_xBaxLa3-xM2012 avec 0ÉxÉ1 et M = Nb ou Ta ou un mélange des deux composés ; le Li7..'La3Zr2_xMx012 avec 0ÉxÉ2 et M = AI, Ga ou Ta ou un mélange de deux ou trois de ces composés ; o les phosphates lithiés, de préférence choisi parmi : le Li3PO4; le Li3(Sc2-xMx)(P003 avec M=A1 ou Y et 0 É x 5 1; le Li1.xMx(Sc)2..x(PO4)3 avec M = AI, Y, Ga ou un 35 mélange des trois composés et 0 x 5 0,8; le 1-11.xMx(Gai-rScy)2-x(PO4)3 avec 0 5 X 5 0,8; 0 É y É 1 et M= Al ou Y ou un mélange des deux composés; le Li1'M,,(Ga)2.',(PO4)3 avec M = Al; Y ou un mélange des deux composés et 0 x 37 0,8 ; le Li1.'Alx112-x(P043 avec 0 SXS 1, ou le Lii.xAlxGe2-x(P003 avec 0 SxS 1 ; ou le Lii,x+zMeei-y-riy)2-xSizP3_z012 avec 05)(50,8 et Osys1,0 & Oszs0,6 et M= Al, Ga ou Y ou un mélange de deux ou trois de ces composés ; le Li3,y(Sc2Mx)QyP3- y012, avec NI = Al et/ou Y et Q = Si et/ou Se, Osxs 0,8 et Os ysl; ou le 5 Lii-Fx-EyMxSc2-xQyP39012, avec M = Al, Y, Ga ou un mélange des trois composés et Q = Si et/ou Se, 0 S xS 0,8 et 0 s y 5 1; ou le Li1+x-FelMx(Ga1-rScy)2-x1:1P3-,012 avec 0 x 0,8 ;Os ysl;Oszs 0,6 avec M = AI ou Y ou un mélange des deux composés et Q= Si et/ou Se; ou Li1+xNxM2-xP3012, avec 0\n<CLM>\1\tBatterie en couches minces susceptible d'être obtenue par le procédé selon l'une 15 quelconque des revendications 7 à\n<CLM>\1\t28. Batterie en couches minces susceptible d'être obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 26, caractérisée en ce que ledit système d'encapsulation revêt totalement quatre des six faces de ladite batterie et 20 partiellement les deux faces restantes latéralement opposées, les dites deux faces restantes étant partiellement revêtues par au moins ladite première couche de recouvrement (31,31') et au moins ladite deuxième couche (32,32') et les dites deux faces restantes comprenant une zone de connexion anodique et une zone de connexion cathodique. 25