INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La troisième étape iii) consiste à assembler l’ensemble formé par le capteur 10 et le berceau 30 au circuit imprimé 20 par insertion des bossages de fixation 32 dans les trous dédiés. Le berceau 30 est inséré dans le circuit imprimé 20 à travers les trous associés aux bossages jusqu’au contact des broches 103 du capteur avec les pistes métalliques du circuit imprimé 20.
Selon un mode de réalisation, 0 ≤ b ≤ 0,25.
Selon un mode de réalisation, le composé est choisi parmi Li 1,25 Mn 0,5 Nb 0,25 O 2 et Li 1,33 Mn 0,67 O 1,33 F 0,67 (Li 2 MnO 2 F).
Selon un mode de réalisation, la masse de carbone représente au plus 15% de la somme de la masse du composé de formule (I) et de la masse de carbone.
Selon un mode de réalisation, le composé est sous forme de particules dont la surface est revêtue à au moins 90% par du carbone.
L’invention a également pour objet une électrode comprenant la composition telle que décrite ci-avant.
L’invention a également pour objet un élément électrochimique comprenant : - au moins une électrode positive qui est une électrode telle que décrite ci-avant ; - au moins une électrode négative.
Enfin, l’invention a pour objet un procédé de préparation d’une électrode comprenant les étapes de : a) mise à disposition du composé de formule (I) ; b) enrobage du composé par du carbone ; c) dissolution ou dispersion d’au moins un liant dans un solvant ; d) dispersion du composé de formule (I) enrobé de carbone obtenu à l’étape b) dans la solution ou la dispersion obtenue à l’étape c) pour obtenir une encre ; e) dépôt de l’encre sur au moins une face d’un feuillard métallique pour obtenir une électrode ; f) séchage de l’électrode.
Selon un mode de réalisation, le solvant de l’étape c) est choisi parmi la N-methyl-2-pyrrolidone, l’eau et l’isobutyrate d’isobutyle.
Selon un mode de réalisation, le procédé ne comprend pas l’ajout d’un composé conducteur électronique autre que le carbone à l’étape b) du procédé.
représente la structure d’un oxyde lithié lamellaire.
représente la structure d’un oxyde lithié désordonné de la famille des DRS.
représente schématiquement une particule du composé de formule (I) dont la surface totale est enrobée de carbone.
représente la variation de la tension au cours du premier cycle de formation d’un élément comportant une électrode positive comprenant le composé Li 2 MnO 2 F dont les particules sont revêtues de carbone et une électrode négative en lithium métallique . Le cycle de formation se produit au régime de C/20 et D/20 à température ambiante entre les tensions de 2 et 4,8 V.
représente la variation de la capacité déchargée au cours du cyclage d’un élément comportant une électrode positive comprenant le composé Li 2 MnO 2 F dont les particules sont revêtues de carbone et une électrode négative en lithium métallique . Le cyclage est effectué avec des décharges au régime de C/20 à température ambiante entre les tensions de 2 et 4,8 V. D escription des modes de réalisation de l'invention
Le composé de la famille des DRS a pour formule (I) A 1+x [M a M’ b ]O 2-y F y (I) où : A est choisi parmi Li et Na, de préférence Li, 0 a > 0 b ≥ 0 a + b ≤ 1 – x 0 ≤ y ≤ 0,67 M représente au moins un élément chimique électrochimiquement actif choisi parmi V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu et Ru ; M’ représente un ou plusieurs éléments chimiques optionnels, non électrochimiquement actifs, choisis parmi Ti, Zr, Nb, Mo, Ta, W, Sn, Si, Al et Zn.
Selon une variante de réalisation, le premier substrat fourni l’étape a) comprend une ou plusieurs premières vignettes provenant du vignetage du premier substrat de sorte à obtenir un collage direct de l’une ou plusieurs premières vignettes au second substrat.
La première surface de collage est délimitée par la face exposée de l’une ou plusieurs premières vignettes.
Selon une autre variante, le second substrat fourni l’étape a) comprend une ou plusieurs secondes vignettes provenant du vignetage du second substrat de sorte à obtenir un collage direct entre l’une ou plusieurs premières vignettes et l’une ou plusieurs secondes vignettes.
La seconde surface de collage est délimitée par la face exposée de l’une ou plusieurs secondes vignettes.
Selon d’autres caractéristiques, le procédé de fabrication de la structure multicouche de l’invention comporte une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes considérées seules ou en combinaison :
Le premier substrat et/ou le second substrat présentent une épaisseur supérieure à 50 micromètres, de préférence supérieure à 100 micromètres, et par exemple une épaisseur d’environ 725 micromètres. Le premier substrat et/ou le second substrat peuvent être des couches suffisamment épaisses pour être autoportées. Le premier substrat et le second substrat sont des empilements d’au moins deux couches de matériau de nature différente. La première surface de collage et la seconde surface de collage respectivement du premier et du second substrat sont chacune formées au moins en partie par un film hydrophile en un oxyde natif, un oxyde de silicium, un nitrure de silicium, un oxyde de cuivre ou une combinaison de ces matériaux. La première surface de collage et/ou la seconde surface de collage respectivement du premier et du second substrat sont chacune totalement formées par un film hydrophile continu en un oxyde natif, un oxyde de silicium), un nitrure de silicium ou un oxyde de cuivre. Seule la première surface de collage ou la seconde surface de collage présente un caractère hydrophile avant la mise en contact. Le premier substrat et/ou le second substrat comprennent des évidements débouchant respectivement à la première et/ou la seconde surface de collage. La première surface de collage et la seconde surface de collage sont dépourvues de toute matière ajoutée avant la mise en contact à l’étape b). Le procédé comprend avant l'étape b) de mise en contact des surfaces de collage, une étape consistant à appliquer un traitement plasma sur les surfaces de collage des premier et second substrats. Il est ainsi possible de sensiblement diminuer la température du budget thermique tout en conservant une forte énergie de collage.
Le séchage de la première surface de collage et de la seconde surface de collage comprend une centrifugation des premier et second substrats, en particulier à 2000 tours/min pendant 45 s. Le séchage de la première surface de collage et de la seconde surface de collage comprend un séchage utilisant l’effet Marangoni. La première surface de collage et/ou de la seconde surface de collage sont nettoyées par l’eau ozonée avant l’étape b). La première surface de collage et/ou de la seconde surface de collage sont nettoyées par un trainement SC1 et/ou un traitement SC2 avant l’étape b). La mise en contact selon l’étape b) est réalisée de préférence à température ambiante sous une atmosphère présentant une humidité relative d’environ 75% ou une valeur d’humidité inférieure ou sous vide ( -2 mbar) ou sous atmosphère anhydre ( Le premier substrat et le second substrat fournis à l’étape a) comprennent chacun un substrat de silicium présentant un diamètre compris entre 50 mm et 300 mm, par exemple entre 100 mm et 200 mm, et la première surface de collage et la seconde surface de collage sont chacune formées par un film d’oxyde de silicium, l’étape c) comprend la disposition de l’interface de collage direct, obtenue à l’étape b), dans l’environnement basique sur une durée comprise entre 1 et 40 jours, en particulier l’environnement basique est une solution basique aqueuse de NaOH présentant une concentration molaire comprise entre 10 -7 mol/l et 5 mol/l notamment entre 10 -7 mol/l et 10 -2 mol/l et par exemple de 10 -3 mol/l, et l’étape d) comprend l’application d’un traitement thermique à 300°C, de sorte à obtenir un collage direct entre le premier substrat et le second substrat, le collage direct présentant une énergie de collage supérieure à 5J/m 2 . Le premier et le second substrat présentent un diamètre de 50 mm et la durée de l’étape c) est comprise entre environ 1 à 2 jours. Le premier et le second substrat présentent un diamètre de 100 mm et la durée de l’étape c) est comprise entre environ 4 à 6 jours. Le premier et le second substrat présentent un diamètre de 200 mm et la durée de l’étape c) est comprise entre environ 15 à 20 jours. L’étape c) de disposition d’au moins l’interface de collage direct est réalisée dans un environnement basique présentant une température comprise entre la température ambiante et 100°C à la pression atmosphérique et par exemple entre environ 50 °C et 60°C. Le premier et le second substrat présentent un diamètre de 300 mm et la durée de l’étape c) est comprise entre environ 35 à 40 jours. L’étape d) d’application du traitement thermique est réalisée de façon concomitante avec l’étape c). L’étape d) d’application du traitement thermique est réalisée au cours de l’étape c) sur une durée inférieure à celle de l’étape c).
D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante de différentes variantes de réalisation de celle-ci, données à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés. Dans la suite de la description, par souci de simplification, des éléments identiques, similaires ou équivalents des différentes formes de réalisation portent les mêmes références numériques. Les figures ne respectent pas nécessairement l'échelle de tous les éléments représentés de sorte à améliorer leur lisibilité et dans lesquelles :
représente une vue schématique des étapes a) et b) du procédé selon un premier mode de réalisation de l’invention.
représente une vue schématique de l’étape c) du procédé selon le premier mode de réalisation de l’invention.
représente une vue schématique de l’étape d) du procédé selon le premier mode de réalisation de l’invention.
représente une vue schématique des étapes a) et b) du procédé selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
représente une vue schématique de l’étape c) du procédé selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
représente une vue schématique de l’étape d) du procédé selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
représente une vue schématique de l’étape c) du procédé selon une variante de réalisation de l’invention.
Comme illustré aux figures 1 à 3, le procédé de collage direct de la présente invention comprend les étapes de mise en contact d'un premier substrat 1 et d'un second substrat 2 ( étapes a et b), une étape de disposition dans un environnement basique, à savoir une solution aqueuse basique 8 dont le pH est strictement supérieur à 7,5 ( étape c) et une étape de traitement thermique de recuit de collage de sorte à obtenir une structure multicouche 100 présentant une énergie de collage plus importante que celle obtenue sans l’étape c) de disposition dans un environnement basique ( étape d). Les premier et second substrats 1,2 sont en silicium et présentent un diamètre de 200 mm et une épaisseur de 725 micromètres. Ces deux substrats 1,2 comprennent respectivement une première surface de collage 3 en un oxyde natif de silicium (non visible sur les figures) et une seconde surface de collage 4 formée en oxyde thermique de silicium (film hydrophile 5 d’oxyde de 145 nm d‘épaisseur). Les première et seconde surfaces 3,4 sont préparées avant la mise en contact par un nettoyage à l’eau ozonée, au SC1 (mélange d’ammoniaque 30%, d’eau oxygénée 30% et d’eau déionisée dans les proportions volumiques respectives 1 : 1 : 5) suivi d’un SC2 (mélange d’acide chlorhydrique à 30%, d’eau oxygénée à 30% et d’eau dans les proportions volumiques respectives 1 : 1 : 5). Ces nettoyages permettent d’enlever les contaminations organiques et particulaires qui sont très préjudiciables au collage direct. Selon une variante non illustrée, l’étape de préparation des surfaces avant la mise en contact comprend un traitement plasma conventionnel.
L’anneau accroche-flammes 53 comprend en outre un orifice de passage de bougie d’allumage 60 formé dans la branche externe 54A.
Une bougie d’allumage 64 (visible sur la ) traverse l’orifice de passage de bougie d’allumage 60 de sorte que ladite bougie présente une tête 66 au sein de l’espace annulaire 55.
L’orifice 60 est par exemple pourvu d’une douille 68 destinée au centrage de la bougie d’allumage 64, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit.
En référence aux figures 3 et 4, l’anneau accroche-flammes 53 comprend un conduit de circulation de gaz 100 formé du côté amont par rapport à l’enveloppe annulaire 54, le long d’un segment angulaire 54D de l’enveloppe annulaire 54 dans lequel est situé l’orifice de passage de bougie d’allumage 60, de sorte que ledit conduit 100 présente une entrée 100A adjacente à la branche radialement interne 54B et une sortie 100B adjacente à la branche radialement externe 54A et à recouvrir ainsi la portion de raccordement 54C. L’entrée 100A est destinée à recevoir une portion de gaz issue du flux primaire F2 pour la faire circuler au sein du conduit 100 le long de la surface amont du segment angulaire 54D de l’enveloppe 54, de manière à accroître localement la température de cette dernière, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit.
Le conduit de circulation de gaz 100 est ainsi délimité du côté aval par l’enveloppe annulaire 54. Du côté amont, le conduit de circulation de gaz 100 est délimité par un capot 102 s’étendant le long et en regard du segment angulaire 54D de l’enveloppe annulaire 54, et notamment en regard de la portion de raccordement 54C.
Dans l’exemple préférentiel illustré, le capot 102 s’étend jusqu’en regard de la branche radialement interne 54B et jusqu’en regard de la branche radialement externe 54A. Le capot 102 comporte par exemple une branche radialement externe 102A et une branche radialement interne 102B qui sont chacune en forme de portion d’anneau centré sur l’axe 11 et de section sensiblement rectiligne, et qui sont raccordées l’une à l’autre du côté amont en formant une portion de raccordement 102C de section concave vers l’aval. Le capot 102 présente ainsi par exemple une forme de section sensiblement homothétique par rapport à la forme du segment angulaire 54D de l’enveloppe annulaire 54.
Le capot 102 présente des extrémités circonférentielles 102E ( ) pliées ou incurvées en direction de l’enveloppe 54 et raccordées à cette dernière de manière à fermer circonférentiellement le conduit 100.
Dans le mode de réalisation illustré, l’anneau accroche-flammes 53 comprend en outre une écope 69 s’étendant radialement vers l'intérieur à partir de la branche radialement interne 54B de l’enveloppe 54 au niveau dudit segment angulaire 54D de celle-ci, et configurée pour dévier vers l’entrée 100A du conduit de circulation de gaz 100 ladite portion de gaz issus du flux primaire F2, circulant initialement de l’amont vers l’aval le long de la surface interne de la virole de confluence 30.
L’écope 69 comporte avantageusement un muret déflecteur 72 s’étendant radialement vers l'intérieur à partir de la branche radialement interne 54B au niveau du segment angulaire 54D de l’enveloppe annulaire 54, en regard de l’entrée 100A du conduit de circulation de gaz 100, de manière à dévier vers l’entrée 100A du conduit ladite portion de gaz issus du flux primaire F2.
Il faut comprendre par-là que le muret déflecteur 72 présente un bord 73 plus proche de l’axe longitudinal 11 du turboréacteur que ne l’est l’extrémité libre 54BE de la branche radialement interne 54B.
Le muret déflecteur 72 présente en particulier une extrémité radialement interne axialement en regard de l’extrémité aval de la veine primaire PV, comme cela apparaît plus clairement sur la . À cet effet, le bord aval 32 de la virole de confluence 30 s’étend par exemple axialement en regard du muret déflecteur 72.
Le muret déflecteur 72 est préférentiellement orienté radialement vers l'intérieur en direction de l’amont et est avantageusement incurvé radialement vers l'intérieur en direction de l’amont ( ). Ces particularités permettent de guider au mieux les gaz du flux primaire vers l’entrée 100A du conduit 100.
L’écope 69 comporte avantageusement un manchon de canalisation 74, ouvert d’un côté d’entrée pour admettre ledit flux de gaz. Dans ce cas, le muret déflecteur 72 précité fait partie du manchon 74 et en constitue une portion aval.
Plus précisément, le manchon 74 délimite un espace d’admission de gaz 76, fermé du côté aval par ledit muret déflecteur 72, fermé du côté amont par un muret de canalisation 78 jouxtant le conduit de circulation de gaz 100, et fermé de deux côtés circonférentiels opposés par des portions latérales 79 du manchon 74 ( ) qui relient chacune le muret déflecteur 72 au muret de canalisation 78.
Dans l’exemple préférentiel illustré, le muret de canalisation 78 est raccordé à la branche radialement interne 54B et est pourvu d’un moins un orifice, en l’occurrence de plusieurs orifices 80, définissant l’entrée 100A du conduit de circulation de gaz 100. Le dimensionnement du ou des orifices 80 permet de maîtriser le débit du flux gazeux circulant dans le conduit 100 et donc l’intensité de l’échauffement du segment annulaire 54D de l’enveloppe 54 par ledit flux gazeux.
Le muret de canalisation 78 et la virole de confluence 30 peuvent être en contact glissant ou avoir entre eux un léger jeu pour libérer d’éventuelles dilatations thermiques différentielles entre ces éléments.
Dans la suite de la description, les expressions « avant », « arrière », « supérieur », « inférieur » sont utilisées en référence à l’orientation des figures décrites. Dans la mesure où les éléments peuvent être positionnés selon d’autres orientations, la terminologie directionnelle est indiquée à titre d’illustration et n’est pas limitative.
La illustre une première vue en perspective du module électronique 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le module électronique 1 comprend un capteur optoélectronique 10 monté sur un circuit imprimé 20, un berceau 30 rigide et une pièce de drainage thermique 40. La illustre le module électronique 1 du côté de la face active du capteur optoélectronique 10. La illustre une seconde vue en perspective du module électronique selon le premier mode de réalisation de l’invention. La illustre le module électronique 1 du côté de la pièce de drainage thermique 40.
Le capteur optoélectronique 10 comprend un boitier 101 dans lequel est logée une puce photosensible 102. La puce photosensible 102 présente une première face active plane (orthogonale à l’axe Z) apte à convertir des photons en charges électriques. Le capteur comprend en outre, sur la face opposée orthogonale à l’axe Z (ici face inférieure) du boitier 101, des broches 103 de connexion électrique. Les broches 103 sont destinées à connecter la puce photosensible aux pistes conductrices du circuit imprimé 20. Le circuit imprimé 20 est présenté en transparent sur la afin de visualiser la distribution des broches et la surface inférieure du capteur optoélectronique 10. Les broches 103 occupent partiellement la face inférieure du boitier 101 de manière à laisser une surface partielle sans broches. Dans le cas illustré, il s’agit de la surface centrale de la face inférieure du capteur 10. Les broches 103 peuvent être de type LGA (acronyme de l’expression anglaise Land Grid Array), BGA (acronyme de l’expression anglaise Ball Grid Array), CGA (acronyme de l’expression anglaise Column Grid Array) ou PGA (acronyme de l’expression anglaise Pin Grid Array).
Le circuit imprimé 20 peut être réalisé par un circuit de type PCB (acronyme de Printed Circuit Board) comprenant des pistes électriquement conductrices. Les pistes électriquement conductrices sont connectées aux broches afin d’acheminer les signaux provenant du capteur optoélectronique 10. Alternativement, il est possible d’empiler une pluralité de circuits imprimés l’un sur l’autre en dessous du capteur 10. Les circuits imprimés peuvent être interconnectés par des vias métalliques ou des pistes de conductions latérales.
Le berceau 30 est réalisé sous forme d’un cadre rigide dans lequel le capteur 10 est positionné et collé par sa face arrière comprenant les broches 103. Le berceau 30 joue un rôle de stabilisation mécanique du capteur 10. Le berceau comprend une ouverture 31 dans laquelle le capteur 10 est logé. La périphérie de la face inférieure du capteur 10 repose sur une partie de la surface périphérique de l’ouverture 31. L’ouverture 31 permet le passage des broches 103 vers le circuit imprimé 20. L’ouverture 31 est généralement rectangulaire mais pas nécessairement. Le capteur 10 est fixé au berceau 30 au moyen d’une colle thermiquement conductrice au niveau de la surface de contact périphérique de l’ouverture 31. Avantageusement, le capteur 10 est moulé dans une résine en époxy, de préférence une résine en époxy chargée en billes de silice. Cela permet de stabiliser mécaniquement le capteur dans le cadre du berceau 30.
A titre d’exemple non limitatif, le berceau 30 est réalisé avec de l’acier ou de l’aluminium.
De plus, le berceau 30 présente une pluralité de bossages de fixation 32 pour stabiliser mécaniquement le berceau 30 et ainsi le module 3D 10. Le circuit imprimé 20 présente des trous alignés avec le positionnement des bossages de fixation 32. Les bossages de fixation 32 sont insérés dans les trous associés le circuit imprimé 20 est assemblé avec le berceau 30 par brasage. Les bossages de fixation 32 sont insérés dans les trous du circuit imprimé 20 de manière à obtenir un contact électrique entre les broches 103 du capteur et les pistes métalliques du circuit imprimé 20 à travers l’ouverture 31.
D’ailleurs, le berceau 30 joue le rôle de masse thermique pour l’ensemble du module électrique 3D 1. Plus particulièrement, il s’agit d’interface thermique pour le capteur du module électronique 3D. Le berceau 30 est refroidi par des moyens de refroidissement externes non représentés par souci de simplification. Les moyens de refroidissement peuvent être réalisés par différents moyens actifs (caloduc par exemple) ou passifs (dispositif de type Peltier par exemple) qui se connectent via les interfaces mécaniques disponibles sur le module électronique 3D. Ainsi, la température du berceau est maintenue à une valeur cible généralement basse dans le contexte de l’invention.
La pièce de drainage thermique 40 comprend une base 41 et une protubérance 42 qui s’étend à partir de la base vers la face inférieure du capteur 10. La base 41 est fixée à au moins un bossage de fixation 32 par collage au moyen d’une colle thermiquement conductrice. Cela permet de créer au moins un point de contact thermique entre la base 41 et le berceau jouant le rôle de masse thermique.
De plus, la protubérance 42 s’étend de la base jusqu’à atteindre la face inférieure du capteur 10 à travers un trou aligné avec le positionnement de la protubérance 42 . La protubérance est insérée dans le trou associé dans le circuit imprimé 20 et sa hauteur est choisie de manière à venir en butée avec la face inférieure du capteur 10. Cela permet de créer au moins une surface de contact thermique entre la pièce de drainage thermique 40 et le capteur 10 à refroidir. La surface de contact entre la protubérance 41 et la face inférieure du capteur 10 se situe dans une zone de ladite face dépourvue des broches 103.
Avantageusement, la protubérance 41 présente une surface supérieure plane. Il est possible de fixer la surface supérieure de la protubérance 42 à la face inférieure du capteur 10 en utilisant une colle thermiquement conductrice. Cela permet d’améliorer la robustesse mécanique de la structure du module électronique 3D.
Il en résulte la création d’un circuit d’évacuation de la chaleur du capteur 10 vers le berceau 30 jouant le rôle de masse thermique. L’introduction de la pièce de drainage thermique 40 permet d’augmenter la surface d’échange thermique entre le berceau 30 et le capteur 10. Ainsi, l’invention permet de diminuer la résistance thermique entre le berceau et le capteur sans augmenter l’encombrement du module électronique 3D par rapport à une structure sans drainage thermique.