(57)【要約】  一実施形態では、可撓性導電性基板の両面にアノード活性材料またはカソード活性材料を同時に堆積するための装置が提供される。この装置は、１つまたは複数の処理領域を画定するチャンバ本体を備え、１つまたは複数の処理領域内で、可撓性導電性基板が両面噴霧堆積プロセスにさらされ、１つまたは複数の処理領域がそれぞれ、可撓性導電性基板の一部分の両面にアノード活性材料またはカソード活性材料を同時に噴霧するために、第１の噴霧堆積領域と第２の噴霧堆積領域にさらに分割され、第１の噴霧堆積領域と第２の噴霧堆積領域がそれぞれ、活性化された材料を可撓性導電性基板に向けて送給するためのスプレーディスペンサカートリッジと、可動収集シャッタとを備える。
2013542555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性導電性基板の両面で、アノード活性材料またはカソード活性材料を同時に堆積するための装置であって、
１つまたは複数の処理領域を画定するモジュール式のチャンバ本体であって、前記１つまたは複数の処理領域内で、前記可撓性導電性基板が両面堆積プロセスにさらされ、前記１つまたは複数の処理領域がそれぞれ、前記可撓性導電性基板の一部分の両面に前記活性材料を同時に噴霧するために、第１の噴霧堆積領域と第２の噴霧堆積領域にさらに分割されることを特徴とするチャンバ本体と、
前記可撓性導電性基板に向けて前記活性材料を噴霧するための、前記第１の噴霧堆積領域内に配設された第１のスプレーディスペンサカートリッジと、
閉じた位置にあるときに前記第１のスプレーディスペンサカートリッジからの前記活性材料の流路を遮断するための、前記第１の噴霧堆積領域内に配設された第１の可動収集シャッタと、
前記可撓性導電性基板に向けて前記活性材料を噴霧するための、前記第２の噴霧堆積領域内に配設された第２のスプレーディスペンサカートリッジと、
閉じた位置にあるときに前記第２のスプレーディスペンサカートリッジからの前記活性材料の流路を遮断するための、前記第２の噴霧堆積領域内に配設された第２の可動収集シャッタと
を備える装置。
【請求項２】
前記第１の噴霧堆積領域と前記第２の噴霧堆積領域がそれぞれ、各噴霧堆積領域からガスを排気し、各噴霧堆積領域内部の圧力を制御するために、第１の半円形ポンピングチャネルと第２の半円形ポンピングチャネルによって画定される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１のスプレーディスペンサカートリッジと前記第２のスプレーディスペンサカートリッジがそれぞれ、前記チャンバ本体の側壁内に着脱可能に挿入される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
各スプレーディスペンサカートリッジが、堆積前駆体を電場に露出して堆積前駆体を励起して前記活性材料を生成するために、電源に結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記電源が、ＲＦ源またはＤＣ源である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記モジュール式のチャンバ本体が、前記１つまたは複数の処理領域を、相互汚染を防止するように２つの隔離された処理領域に分割する内壁をさらに備え、隔離された各処理領域が、前記可撓性導電性基板の両面を同時に処理するために、第１の噴霧堆積領域と、前記第１の噴霧堆積領域とは反対側の第２の噴霧堆積領域とを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
各スプレーディスペンサカートリッジが、
ディスペンサ本体と、
前記ディスペンサ本体に結合された、前記ディスペンサ本体に対して１つまたは複数の噴霧ノズルを位置決めするための面板と、
活性化された材料を前記可撓性導電性基板に向けて送給するための１つまたは複数の噴霧ノズルと
を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
各スプレーディスペンサカートリッジが、
加熱された空気を前記活性化された材料に向けて送給し、前記活性化された材料からの液体の空中蒸発を可能にするための、１つまたは複数の噴霧ノズルそれぞれの両側に位置決めされた１対の補助噴霧ノズル
をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記補助ノズルがそれぞれ、各噴霧ノズルの中心を通って長手方向に延びる中心軸に対して２０度〜５０度の間で個別に角度を付けられる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記スプレーディスペンサが、各噴霧ノズルと前記可撓性導電性基板との間の距離を増加または減少させるように可動である、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
各スプレーディスペンサカートリッジに結合された活性材料源をさらに備え、前記活性材料源が、二酸化コバルトリチウム（ＬｉＣｏＯ２）、二酸化マンガンリチウム（ＬｉＭｎＯ２）、二硫化チタン（ＴｉＳ２）、ＬｉＮｉｘＣｏ１−２ｘＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、鉄オリビン（ＬｉＦｅＰＯ４）、ＬｉＦｅ１−ｘＭｇＰＯ４、ＬｉＭｏＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３、ＬｉＶＯＰＯ４、ＬｉＭＰ２Ｏ７、ＬｉＦｅ１．５Ｐ２Ｏ７、ＬｉＶＰＯ４Ｆ、ＬｉＡｌＰＯ４Ｆ、Ｌｉ５Ｖ（ＰＯ４）２Ｆ２、Ｌｉ５Ｃｒ（ＰＯ４）２Ｆ２、Ｌｉ２ＣｏＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＮｉＰＯ４Ｆ、Ｎａ５Ｖ２（ＰＯ４）２Ｆ３、Ｌｉ２ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ２ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ２ＶＯＳｉＯ４、およびそれらの組合せの少なくとも１つから選択されるカソード活性材料源である、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
可撓性導電性基板の両面に電気活性材料を同時に堆積するための方法であって、
その上に堆積されている３次元多孔質構造を有する前記可撓性導電性基板の一部分を、第１のスプレーディスペンサカートリッジと第２のスプレーディスペンサカートリッジの間で、両面活性材料噴霧チャンバの第１の処理領域を通して並進させること、
前記３次元多孔質構造を有する前記可撓性導電性基板の一部分の上に、前記可撓性導電性基板の両面で、前記第１のスプレーディスペンサカートリッジおよび前記第２のスプレーディスペンサカートリッジを使用して第１の電気活性材料を噴霧し、第１の層を形成すること、
その上に堆積されている前記第１の電気活性材料を有する前記可撓性導電性基板の一部分を、第３のスプレーディスペンサカートリッジと第４のスプレーディスペンサカートリッジの間で、前記噴霧堆積チャンバの第２の処理領域を通して並進させること、および
前記第３のスプレーディスペンサカートリッジと前記第４のスプレーディスペンサカートリッジを使用して、前記可撓性導電性基板の両面で、前記第１の電気活性材料の上に第２の電気活性材料を噴霧することを含み、前記第１の処理チャンバと前記第２の処理チャンバが、相互汚染を防止するために互いに隔離される方法。
【請求項１３】
前記第１の電気活性材料が、第１の直径を有するカソード活性粒子を備え、前記第２の電気活性材料が、第２の直径を有するアノード活性粒子を備え、前記第２の直径が前記第１の直径よりも大きい、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記可撓性導電性基板が、送りロールおよび移送ロールによって並進されるウェブベースの基板である、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、リチウムイオン電池および電池セル構成要素に関し、より詳細には、噴霧堆積技法を使用して、２層電池セルおよび２層電池セル構成要素を含むことがある構造を製造するためのシステムおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池など高容量エネルギーストレージデバイスは、ますます多くの用途で使用されており、それらの用途としては、携帯用電子機器、医療、輸送、グリッド接続型の高エネルギーストレージ、再生可能エネルギーストレージ、および無停電電源装置（ＵＰＳ）が挙げられる。
【０００３】
エネルギーストレージデバイスのほとんどの用途に関して、エネルギーストレージデバイスの充電時間およびエネルギー容量が重要なパラメータである。さらに、そのようなエネルギーストレージデバイスのサイズ、重量、および／または製造費が重要な因子である。
【０００４】
エネルギーストレージデバイスを製造するための一方法は、原理的には、カソード活性材料またはアノード活性材料の粘性粉末スラリ混合物を導電性の集電体上にスリットコーティングし、その後、長時間加熱して、乾燥させたキャストシートを形成し、ひび割れを防止することに基づく。溶媒を蒸発させる乾燥工程後の電極の厚さは、最後に、最終層の密度および多孔率を調節する圧縮またはカレンダリングによって決定される。粘性スラリのスリットコーティングは、高度に発展した製造技術であり、この技術は、スラリの配合、構成、および均質性に大きく依存する。形成される活性層は、乾燥プロセスの速度および熱的詳細の影響を非常に受けやすい。
【０００５】
この技術のその他の問題および制限のうちでも、とりわけ、動作が遅くコストの高い乾燥構成要素があり、これは、大きく長い設置面積と、蒸発した揮発性成分のための精巧な収集およびリサイクリングシステムとの両方を必要とする。これらの多くは、揮発性の有機化合物であり、精巧な軽減システムをさらに必要とする。さらに、最終的に得られるこれらのタイプの電極の導電率も、電極の厚さ、したがって電極の体積を制限する。
【０００６】
したがって、より小型で軽量であって高い生産率で製造することができる、より高速での充電が可能な、より高容量のエネルギーストレージデバイスを、より高い費用対効果で製造するためのシステムおよび装置が、当技術分野で必要である。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態は、一般に、リチウムイオン電池および電池セル構成要素に関し、より詳細には、噴霧堆積技法を使用して、２層電池セルおよび２層電池セル構成要素を含むことがある構造を製造するためのシステムおよび装置に関する。一実施形態では、可撓性導電性基板の両面にアノード活性材料またはカソード活性材料を同時に堆積するための装置が提供される。可撓性導電性基板は、水平に向けることも、垂直に向けることもできる。この装置は、１つまたは複数の処理領域を画定するモジュール式のチャンバ本体を備え、１つまたは複数の処理領域内で、可撓性導電性基板が両面堆積プロセスにさらされ、１つまたは複数の処理領域がそれぞれ、可撓性導電性基板の一部分の両面に活性材料を同時に噴霧するために、第１の噴霧堆積領域と第２の噴霧堆積領域にさらに分割され、装置がさらに、可撓性導電性基板に向けて活性材料を噴霧するための、第１の噴霧堆積領域内に配設された第１のスプレーディスペンサカートリッジと、閉じた位置にあるときに第１のスプレーディスペンサカートリッジからの活性材料の流路を遮断するための、第１の噴霧堆積領域内に配設された第１の可動収集シャッタと、可撓性導電性基板に向けて活性材料を噴霧するための、第２の噴霧堆積領域内に配設された第２のスプレーディスペンサカートリッジと、閉じた位置にあるときに第２のスプレーディスペンサカートリッジからの活性材料の流路を遮断するための、第２の噴霧堆積領域内に配設された第２の可動収集シャッタとを備える。
【０００８】
別の実施形態では、可撓性導電性基板の両面に、アノード活性材料またはカソード活性材料を同時に堆積するためのモジュール式の基板処理システムが提供される。モジュール基板処理システムは、可撓性導電性基板の上に複数の導電性ポケットを形成するように構成されたモジュール式の微細構造形成チャンバと、複数の導電性ポケットの上に活性材料を堆積するための両面活性材料噴霧チャンバとを備え、噴霧堆積チャンバが、１つまたは複数の処理領域を有し、１つまたは複数の処理領域内で、可撓性導電性基板が両面堆積プロセスにさらされ、１つまたは複数の処理領域がそれぞれ、可撓性導電性基板の一部分の両面にアノード活性材料またはカソード活性材料を同時に噴霧するために、第１の噴霧堆積領域と第２の噴霧堆積領域にさらに分割され、システムがさらに、可撓性導電性基板に向けて活性材料を送給するための、第１の噴霧堆積領域内に配設された第１のスプレーディスペンサカートリッジと、閉じた位置にあるときにはスプレーディスペンサカートリッジからの活性材料の流路を遮断して活性材料を収集し、開いた位置にあるときには活性材料が可撓性導電性基板に向かって流れることができるようにするための、第１の噴霧堆積領域内に配設された第１の可動収集シャッタと、可撓性導電性基板に向けて活性材料を送給するための、第２の噴霧堆積領域内に配設された第２のスプレーディスペンサカートリッジと、閉じた位置にあるときには第２のスプレーディスペンサカートリッジからの活性材料の流路を遮断して活性材料を収集し、開いた位置にあるときには活性材料が可撓性導電性基板に向かって流れることができるようにするための、第２の噴霧堆積領域内に配設された第２の可動収集シャッタと、チャンバ間で可撓性導電性基板を移送するように構成された基板移送メカニズムとを備える。
【０００９】
さらに別の実施形態では、可撓性導電性基板の両面に電気活性材料を同時に堆積するための方法が提供される。この方法は、その上に堆積されている３次元多孔質構造を有する可撓性導電性基板の一部分を、第１のスプレーディスペンサカートリッジと第２のスプレーディスペンサカートリッジの間で、両面活性材料噴霧チャンバの第１の処理領域を通して並進させること、３次元多孔質構造を有する基板の一部分の上に、可撓性導電性基板の両面で、第１のスプレーディスペンサカートリッジおよび第２のスプレーディスペンサカートリッジを使用して第１の電気活性材料を噴霧し、第１の層を形成すること、その上に堆積されている第１の電気活性材料を有する可撓性導電性基板の一部分を、第３のスプレーディスペンサカートリッジと第４のスプレーディスペンサカートリッジの間で、噴霧堆積チャンバの第２の処理領域を通して並進させること、および第３のスプレーディスペンサカートリッジと第４のスプレーディスペンサカートリッジを使用して、可撓性導電性基板の両面で、第１の電気活性材料の上に第２の電気活性材料を噴霧することを含み、第１の処理チャンバと第２の処理チャンバが、相互汚染を防止するために互いに隔離される。
【００１０】
本発明の上記の特徴を詳細に理解することができるように、いくつかの実施形態を参照して、上に簡単に要約した本発明をより詳細に説明することができ、実施形態のいくつかは添付図面に図示されている。しかし、添付図面は本発明の典型的な実施形態しか例示しておらず、したがって、本発明が他の同等に効果的な実施形態を含むこともあるので、添付図面が本発明の範囲を限定するとみなすべきではないことに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本明細書で述べる実施形態による垂直インライン処理システムの一実施形態の概略図である。
【図２】本明細書で述べる実施形態による、両面噴霧チャンバを有する図１のインライン垂直処理システムの一部分の一実施形態の斜視図である。
【図３】本明細書で述べる実施形態による、両面噴霧チャンバを有する図１の垂直インライン処理システムの一部分の概略断面上面図である。
【図４】図２に示される両面噴霧チャンバの一実施形態の断面斜視側面図である。
【図５】本明細書で述べる実施形態によるスプレーディスペンサカートリッジの一実施形態の斜視図である。
【図６】本明細書で述べる実施形態によるスプレーディスペンサカートリッジの補助ノズルの向きの一実施形態の斜視図である。
【図７】インライン処理システムの別の実施形態の部分概略側面図である。
【図８】両面噴霧チャンバの別の実施形態の部分概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
理解しやすくするために、可能な場合には常に、複数の図面に共通の同一の要素を表すために同一の参照番号を使用している。さらに記述しないが、一実施形態の要素および／またはプロセスステップを他の実施形態に有益に組み込むことができると考えられる。
【００１３】
本発明の実施形態は、一般に、リチウムイオン電池および電池セル構成要素に関し、より詳細には、噴霧堆積技法を使用して、２層電池セルおよび２層電池セル構成要素を含むことがある構造を製造するためのシステムおよび装置に関する。噴霧堆積技法は、限定はしないが、静電噴霧技法、プラズマ溶射技法、および熱溶射またはフレーム溶射技法を含む。本明細書で述べるいくつかの実施形態は、噴霧堆積技法を使用して電気活性粉末（例えば、カソード活性材料またはアノード活性材料）を３次元導電性多孔質構造に組み込み、アノード活性層またはカソード活性層を集電体として働く基板（例えば、アノードに関しては銅基板、カソードに関してはアルミニウム基板）上に形成することによって、電池セル電極を製造することを含む。２層電池セルおよび電池セル構成要素に関して、処理される基板の両面を同時に処理して２層構造を形成することができる。本明細書で述べる実施形態を使用して形成することができるアノード構造およびカソード構造の例示的実施形態は、本願と同一の譲受人に譲渡された２０１０年７月１９日出願のＢａｃｈｒａｃｈらの「ＣＯＭＰＲＲＥＳＳＥＤ  ＰＯＷＤＥＲ  ３Ｄ  ＢＡＴＴＥＲＹ  ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ」という名称の米国特許出願第１２／８３９，０５１号（代理人整理番号ＡＰＰＭ／０１４０８０／ＥＥＳ／ＡＥＰ／ＥＳＯＮＧ）の図１、図２Ａ〜図２Ｄ、図３、図５Ａおよび図５Ｂ、ならびに対応する段落［００４１］〜［００６６］および［００９４］〜［０１００］に記載されている。上記の図面および段落を参照により本明細書に組み込む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、堆積される電気活性粉末は、ナノスケールサイズの粒子および／またはマイクロスケールサイズの粒子を含むことがある。いくつかの実施形態では、３次元導電性多孔質構造は、多孔性電気めっきプロセス、エンボスプロセス、またはナノインプリントプロセスの少なくとも１つによって形成される。いくつかの実施形態では、３次元導電性多孔質構造は、ワイヤメッシュ構造を備える。３次元導電性多孔質構造の形成は、電極の厚さを決定し、ポケットまたはウェルを提供し、ポケットまたはウェル内に、本明細書で述べるシステムおよび装置を使用して、アノード活性粉末またはカソード活性粉末を堆積することができる。
【００１５】
本明細書で述べる実施形態を使用して堆積することができるカソード活性粉末は、限定はしないが、以下のものを含む群から選択されるカソード活性粒子を含む。二酸化コバルトリチウム（ＬｉＣｏＯ２）、二酸化マンガンリチウム（ＬｉＭｎＯ２）、二硫化チタン（ＴｉＳ２）、ＬｉＮｉｘＣｏ１−２ｘＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、鉄オリビン（ＬｉＦｅＰＯ４）、およびその変種（例えば、ＬｉＦｅ１−ｘＭｇＰＯ４）、ＬｉＭｏＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３、ＬｉＶＯＰＯ４、ＬｉＭＰ２Ｏ７、ＬｉＦｅ１．５Ｐ２Ｏ７、ＬｉＶＰＯ４Ｆ、ＬｉＡｌＰＯ４Ｆ、Ｌｉ５Ｖ（ＰＯ４）２Ｆ２、Ｌｉ５Ｃｒ（ＰＯ４）２Ｆ２、Ｌｉ２ＣｏＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＮｉＰＯ４Ｆ、Ｎａ５Ｖ２（ＰＯ４）２Ｆ３、Ｌｉ２ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ２ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ２ＶＯＳｉＯ４、他の適格な粉末、それらの複合材、およびそれらの組合せ。
【００１６】
本明細書で述べる実施形態を使用して堆積することができるアノード活性粉末は、限定はしないが、以下のものを含む群から選択されるアノード活性粒子を含む。黒鉛、グラフェンハードカーボン、カーボンブラック、炭素被覆シリコン、スズ粒子、銅−スズ粒子、酸化スズ、炭化ケイ素、シリコン（アモルファスまたは結晶性）、シリコン合金、ドープされたシリコン、チタン酸リチウム、任意の他の適切な電気活性の粉末、それらの複合材、およびそれらの組合せ。
【００１７】
また、本明細書で述べる材料が上に形成される様々なタイプの基板の使用も企図される。本明細書で述べるいくつかの実施形態を施すことができる特定の基板は限定されないが、例えば、ウェブベースの基板、パネル、およびディスクリートシートを含む可撓性導電性基板上で実施形態を実施することが特に有益である。また、基板は、箔、膜、または薄板の形態でもよい。基板が垂直向きの基板であるいくつかの実施形態では、垂直向きの基板は、垂直面に対して角度を付けられることがある。例えば、いくつかの実施形態では、基板は、垂直面から約１度〜約２０度傾けることができる。基板が水平向きの基板であるいくつかの実施形態では、水平向きの基板は、水平面に対して角度を付けられることがある。例えば、いくつかの実施形態では、基板は、水平面から約１度〜約２０度傾けることができる。本明細書で使用するとき、用語「垂直」は、可撓性導電性基板の主要面または堆積表面が水平線に対して直角であることと定義される。本明細書で使用するとき、用語「水平」は、可撓性導電性基板の主要面または堆積表面が水平線に対して平行であることと定義される。
【００１８】
図１は、本明細書で述べる実施形態による、両面活性材料噴霧チャンバ１２４を備えるインライン垂直処理システム１００の一実施形態を概略的に示す。いくつかの実施形態では、処理システム１００は、一直線上に配置された複数の処理チャンバ１１０〜１３４を備え、各処理チャンバが、可撓性導電性基板１０８に対して１つの処理ステップを行うように構成される。一実施形態では、処理チャンバ１１０〜１３４は、独立型のモジュール式処理チャンバであり、各モジュール式処理チャンバは、他のモジュール式処理チャンバから構造的に分離されている。したがって、独立型のモジュール式処理チャンバはそれぞれ、相互に影響なく別個に配置、配置変更、交換、または保守することができる。いくつかの実施形態では、処理チャンバ１１０〜１３４は、可撓性導電性基板１０８の両面を処理するように構成される。いくつかの実施形態では、処理チャンバ１１０〜１３４は、共通の輸送アーキテクチャを共有する。いくつかの実施形態では、共通の輸送アーキテクチャは、システム用の共通の巻取りロールおよび送りロールを有するロールツーロールシステムを備える。いくつかの実施形態では、共通の輸送アーキテクチャは、さらに、巻取りロールと送りロールの間に位置決めされた１つまたは複数の中間移送ローラを備える。いくつかの実施形態では、共通の輸送アーキテクチャは、ロールツーロールシステムであり、各チャンバが、個別の巻取りロールおよび送りロールと、巻取りロールと送りロールの間に位置決めされた１つまたは複数の任意選択の中間移送ローラとを有する。いくつかの実施形態では、共通の輸送アーキテクチャは、トラックシステムを備え、トラックシステムは、処理チャンバを通って延在し、ウェブ基板またはディスクリート基板を輸送するように構成される。
【００１９】
一実施形態では、処理システム１００は、可撓性導電性基板１０８の上に多孔質構造を形成するための微細構造形成チャンバ１１２に入れる前に、可撓性導電性基板１０８の少なくとも一部分に対して第１の調整プロセスを行うように構成された第１の調整モジュール１１０を備える。いくつかの実施形態では、第１の調整モジュール１１０は、可撓性導電性基板１０８を加熱して可撓性導電性基板１０８の塑性流動を増加させること、可撓性導電性基板１０８を洗浄すること、および可撓性導電性基板１０８の一部分を予め濡らす、またはリンスすることの少なくとも１つを行うように構成される。
【００２０】
微細構造形成チャンバ１１２がエンボス加工用チャンバであるいくつかの実施形態では、チャンバは、可撓性導電性基板１０８の両面をエンボス加工するように構成することができる。本明細書で述べる実施形態と共に使用することができるエンボス加工用チャンバの一例示的実施形態は、本願と同一の譲受人に譲渡された２０１０年７月１９日出願のＢａｃｈｒａｃｈらの「ＣＯＭＰＲＲＥＳＳＥＤ  ＰＯＷＤＥＲ  ３Ｄ  ＢＡＴＴＥＲＹ  ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ」という名称の米国特許出願第１２／８３９，０５１号（代理人整理番号ＡＰＰＭ／０１４０８０／ＥＥＳ／ＡＥＰ／ＥＳＯＮＧ）の図４Ｂおよび対応する段落［００８７］〜［００９０］に記載されており、図４Ｂおよび対応する段落［００８７］〜［００９０］を参照により本明細書に組み込む。いくつかの実施形態では、微細構造形成チャンバ１１２は、可撓性導電性基板１０８にポケットまたはウェルを形成するために、可撓性導電性基板１０８の少なくとも一部分に第１のめっきプロセス、例えば銅めっきプロセスを行うように構成されためっきチャンバである。
【００２１】
いくつかの実施形態では、処理システム１００は、さらに、第２の調整チャンバ１１４を備え、この調整チャンバ１１４は、微細構造形成チャンバ１１２に隣接させて位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、第２の調整チャンバ１１４は、酸化物除去プロセスを行うように構成され、例えば、可撓性導電性基板１０８がアルミニウムを含む実施形態では、第２の調整チャンバは、酸化アルミニウム除去プロセスを行うように構成することができる。微細構造形成チャンバ１１２がめっきプロセスを行うように構成されたいくつかの実施形態では、第２の調整チャンバ１１４は、第１のめっきプロセス後に、リンス流体、例えばイオンが除去された水を用いて可撓性導電性基板１０８の一部分をリンスして残余めっき溶液を除去するように構成することができる。
【００２２】
一実施形態では、処理システム１００は、さらに、第２の微細構造形成チャンバ１１６を備え、第２の微細構造形成チャンバ１１６は、第２の調整チャンバ１１４の次に位置決めすることができる。一実施形態では、第２の微細構造形成チャンバ１１６は、可撓性導電性基板１０８の上に第２の導電性材料を堆積するために、めっきプロセス、例えばスズめっきを行うように構成される。一実施形態では、第２の微細構造形成チャンバ１１６は、可撓性導電性基板１０８の上にナノ構造を堆積するように適合される。
【００２３】
一実施形態では、処理システム１００は、さらに、リンスチャンバ１１８を備える。一実施形態では、リンスチャンバ１１８は、めっきプロセス後に、リンス流体、例えば脱イオン水を用いて可撓性導電性基板１０８の一部分をリンスして残余めっき溶液を除去するように構成される。一実施形態では、エアナイフを備えるチャンバ１２０が、リンスチャンバ１１８に隣接して位置決めされる。
【００２４】
一実施形態では、処理システム１００は、さらに、予熱チャンバ１２２を備える。一実施形態では、予熱チャンバ１２２は、堆積された多孔質構造から余分な水分を除去するために、可撓性導電性基板１０８を乾燥プロセスにさらすように構成される。一実施形態では、予熱チャンバ１２２は、空気乾燥プロセス、赤外線乾燥プロセス、電磁乾燥プロセス、またはマランゴニ乾燥プロセスなどの乾燥プロセスを行うように構成された熱源を含む。
【００２５】
一実施形態では、処理システム１００は、さらに、可撓性導電性基板１０８の両面に形成された導電性微細構造の上および／または中に、アノード活性粉末またはカソード活性粉末を同時に堆積するように構成された第１の両面スプレーコーティングチャンバを備える。一実施形態では、第１の両面活性材料噴霧チャンバ１２４は、可撓性導電性基板１０８の上に形成された導電性微細構造の上に粉末を堆積するように構成されたスプレーコーティングチャンバである。
【００２６】
一実施形態では、処理システム１００は、さらに、後乾燥チャンバ１２６を備え、後乾燥チャンバ１２６は、第１の両面活性材料噴霧チャンバ１２４に隣接して配設することができ、可撓性導電性基板１０８を乾燥プロセスにさらすように構成される。一実施形態では、後乾燥チャンバ１２６は、空気乾燥プロセス、赤外線乾燥プロセス、電磁乾燥プロセス、またはマランゴニ乾燥プロセスなどの乾燥プロセスを行うように構成される。
【００２７】
一実施形態では、処理システム１００は、さらに、第２の両面活性材料噴霧チャンバ１２８を備え、第２の両面活性材料噴霧チャンバ１２８は、後乾燥チャンバ１２６に隣接させて位置決めすることができる。一実施形態では、第２の両面活性材料噴霧チャンバ１２８は、両面スプレーコーティングチャンバである。一実施形態では、第２の両面活性材料噴霧チャンバ１２８は、可撓性導電性基板１０８の上にバインダなど添加材を堆積するように構成される。２段階スプレーコーティングプロセスが使用されるいくつかの実施形態では、第１の両面活性材料噴霧チャンバ１２４は、第１の段階中に、例えば静電噴霧プロセスを使用して可撓性導電性基板１０８の上に粉末を堆積するように構成することができ、第２の両面活性材料噴霧チャンバ１２８も、第２の段階中に、導電性基板１０８の上に粉末を堆積するために静電噴霧プロセスを行うように構成することができる。
【００２８】
一実施形態では、処理システム１００は、さらに、圧縮チャンバ１３０を備え、圧縮チャンバ１３０は、後乾燥チャンバ１２６に隣接させて位置決めすることができ、可撓性導電性基板１０８を圧縮プロセスにさらすように構成される。一実施形態では、圧縮チャンバ１３０は、堆積後の粉末を導電性微細構造内に圧縮するように構成される。一実施形態では、圧縮チャンバ１３０は、カレンダリングプロセスによって粉末を圧縮するように構成される。
【００２９】
一実施形態では、処理システム１００は、さらに、追加の乾燥チャンバ１３２を備え、追加の乾燥チャンバ１３２は、圧縮チャンバ１３０に隣接させて位置決めすることができ、可撓性導電性基板１０８を乾燥プロセスにさらすように構成することができる。一実施形態では、追加の乾燥チャンバ１３２は、空気乾燥プロセス、赤外線乾燥プロセス、電磁乾燥プロセス、またはマランゴニ乾燥プロセスなどの乾燥プロセスを行うように構成される。
【００３０】
一実施形態では、処理システム１００は、さらに、第３の活性材料堆積チャンバ１３４を備え、第３の活性材料堆積チャンバ１３４は、追加の乾燥チャンバ１３２に隣接させて位置決めすることができる。第３の活性材料堆積チャンバ１３４は、スプレーコーティングチャンバとして論じるが、前述した粉末堆積プロセスの任意のものを行うように構成することができる。一実施形態では、第３の活性材料堆積チャンバは、エレクトロスピニングプロセスを行うように構成することができる。一実施形態では、第３の活性材料堆積チャンバ１３４は、可撓性導電性基板の上にセパレータ層を堆積するように構成される。
【００３１】
処理チャンバ１１０〜１３４は、送りロール１４０と巻取りロール１４２を含む共通の輸送アーキテクチャによって可撓性導電性基板１０８の一部分を各チャンバに能率的に通すことができるように、一般に一直線に沿って配置される。一実施形態では、各処理チャンバ１１０〜１３４は、１つまたは複数の任意選択の中間移送ローラを有する個別の送りロールおよび巻取りロールを有する。いくつかの実施形態では、共通の輸送アーキテクチャは、垂直処理システムを通してディスクリート基板を輸送するための直線トラックシステムを備える。一実施形態では、送りロールおよび巻取りロールは、１つまたは複数の任意選択の中間移送ローラに関連付けて基板移送中に同時に作動させることができ、可撓性導電性基板１０８の各部分を１つ先のチャンバに移動させる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、垂直処理システム１００は、さらに、追加の処理チャンバを備える。追加の処理チャンバは、以下のものを含む処理チャンバの群から選択される１つまたは複数の処理チャンバを備えることができる。電気化学めっきチャンバ、無電解堆積チャンバ、化学気相堆積チャンバ、プラズマ化学気相堆積チャンバ、原子層堆積チャンバ、リンスチャンバ、アニールチャンバ、乾燥チャンバ、スプレーコーティングチャンバ、およびそれらの組合せ。また、追加のチャンバまたはより少数のチャンバをインライン処理システムに含めることができることも理解すべきである。さらに、図１に示されるプロセスフローは例示にすぎず、異なる順序で行われる他のプロセスフローを実施するために処理チャンバを再構成することができることを理解すべきである。
【００３３】
処理チャンバ１１０〜１３４、送りロール１４０、および巻取りロール１４２の動作を制御するために、垂直処理システム１００にコントローラ１９０を結合することができる。コントローラ１９０は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、専用ハードウェアまたは論理、およびそれらの組合せを含むことができる。
【００３４】
図２は、本明細書で述べる実施形態による、第１の両面活性材料噴霧堆積チャンバ１２４を有する図１のインライン垂直処理システム１００の一部分２００の概略断面上面図である。垂直処理システム１００の一部分２００は、予熱チャンバ１２２と、第１の両面活性材料噴霧チャンバ１２４と、後乾燥チャンバ１２６とを備える。第１の両面活性材料噴霧チャンバ１２４は、モジュール式のチャンバ本体２０２を備え、モジュール式のチャンバ本体２０２は、垂直処理システム１００の他の処理チャンバに取り付ける、または他の形で接続することができる。第１の両面活性材料噴霧チャンバ１２４は、垂直処理システム１００の他のチャンバと共通の輸送アーキテクチャを共有することがある。モジュール式のチャンバ本体２０２は、１つまたは複数の隔離された処理領域を画定し、それらの処理領域内で、可撓性導電性基板１０８などの可撓性導電性基板を両面噴霧堆積プロセスにさらすことができる。モジュール式のチャンバ本体２０２は、蓋２０４を支持することができ、蓋２０４は、チャンバ本体２０２に蝶番式に取り付けることができる。チャンバ本体２０２は、側壁２１０と、処理領域を２つの別個の処理領域に分割する内壁２１２と、底壁２１４とを含む。
【００３５】
図３は、本明細書で述べる実施形態による、第１の両面活性材料噴霧チャンバ１２４を有する図１の垂直処理システム１００の一部分２００の一実施形態の一部の概略断面上面図である。側壁２１０と、内壁２１２と、底壁２１４（図３参照）とが、２つの別個の処理領域２１６、２１８を画定する。側壁２１０と内壁２１２は、２つの矩形の処理領域２１６、２１８を画定する。内壁２１２は、２つの処理領域２１６、２１８の間に位置決めされて、２つの処理領域２１６、２１８を互いに隔離して、相互汚染を防止する。
【００３６】
基板の両面を同時に処理するために、各処理領域２１６、２１８は、２つの対置する噴霧堆積領域にさらに分割される。第１の処理領域２１６は、第１の噴霧堆積領域２２０ａと第２の噴霧堆積領域２２０ｂに分割され、第２の処理領域２１８も、第１の噴霧堆積領域２２０ｃと、第２の噴霧堆積領域２２０ｄに分割される。各噴霧堆積領域２２０ａ〜ｄは、第１の半円形ポンピングチャネル２２４ａ〜ｄと、反対側の第２の半円形ポンピングチャネル２２６ａ〜ｄとによって画定され、各チャネル２２４ａ〜ｄ、２２６ａ〜ｄは、側壁２１０の高さまで延在して、各噴霧堆積領域２２０ａ〜ｄからガスを排気し、各噴霧堆積領域２００ａ〜２２０ｄの内部の圧力を制御することができる。各半円形ポンピングチャネル２２４ａ〜ｄおよび２２６ａ〜ｄは、内壁２２８ａ〜ｈと外壁２２９ａ〜ｈによって画定される。
【００３７】
各噴霧堆積領域２２０ａ〜ｄは、活性化された前駆体を可撓性導電性基板１０８に向けて送給するためのスプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄと、可動収集シャッタ２４０ａ〜ｄとを備え、可動収集シャッタ２４０ａ〜ｄは、閉じた位置にあるときには、活性化された前駆体の経路を遮断して前駆体を収集し、開いた位置にあるときには、活性化された前駆体が可撓性導電性基板１０８に向かって流れることができるようにする。
【００３８】
可動収集シャッタ２４０ａ〜ｄは、スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄの任意の定量供給ノズルからの活性化された前駆体または他の噴霧の流れを遮断するように、スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄの長さに延在するように寸法設定することができる。
【００３９】
スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄは、チャンバ本体２０２の側壁２１０に着脱可能に挿入することができ、プロセスフローを最低限しか妨げずに、使用済みのカートリッジまたは損壊したカートリッジの容易な取外しおよび交換を可能にする。
【００４０】
スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄは、堆積前駆体を電場に露出して堆積前駆体を励起するために、電源３１０に結合させることができる。電源３１０は、ＲＦ源またはＤＣ源でよい。電場をスプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄに閉じ込めるために、チャンバ側壁２１０および／またはスプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄ内に電気絶縁体が配設されることがある。
【００４１】
また、スプレーディスペンサカートリッジ３２０ａ〜ｄは、前駆体、処理ガス、カソード活性粒子やアノード活性粒子などの処理材料、推進剤、および洗浄流体を供給するための流体供給源３４０に結合させることもできる。
【００４２】
図４は、図２に示される第１の両面活性材料噴霧チャンバ１２４の一実施形態の断面斜視側面図である。図４に示されるように、第１の両面活性材料噴霧チャンバ１２４の底壁２１４は、溢れた前駆体および他の溢れた流体を捕集するための捕集溝４１０ａ、４１０ｂを形成するように開いていることがある。各捕集溝４１０ａおよび４１０ｂは、対応する排出口４２０ａ、４２０ｂを有することがある。いくつかの実施形態では、各噴霧堆積領域２２０ａ〜ｄは、各噴霧堆積領域２２０ａ〜ｄの下に位置決めされた個別の捕集溝を有する。いくつかの実施形態では、閉じた位置にあるときの可動収集シャッタ２４０ａ〜ｄは、溢れた前駆体を各捕集溝４１０ａ、４１０ｂ内に向ける。
【００４３】
一実施形態では、各スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄが複数の定量供給ノズルを備え、定量供給ノズルは、可撓性導電性基板４０８の経路を横切る方向に向けられて位置決めされ、基板がスプレーディスペンサカートリッジ２３０ａと２３０ｂの間およびスプレーディスペンサカートリッジ２３０ｃと２３０ｄの間を進むときに基板を一様に被覆する。いくつかの実施形態では、各粉末ディスペンサカートリッジは、カートリッジ２３０ａ〜ｄと同様に複数のノズルを有し、直線構成または任意の他の簡便な構成ですべてのノズルを有するように構成することができる。可撓性導電性基板の完全な被覆を実現するために、可撓性導電性基板４０８を横切るように各ディスペンサを並進させながら、活性化された前駆体を噴霧することができ、またはスプレーディスペンサカートリッジ２３０ａと２３０ｂの間およびスプレーディスペンサカートリッジ２３０ｃと２３０ｄの間で可撓性導電性基板４０８を並進させることができ、またはそれら両方を行うことができる。
【００４４】
図５は、本明細書で述べる実施形態によるスプレーディスペンサカートリッジ２３０の１つの例示的実施形態の斜視図である。スプレーディスペンサカートリッジ２３０は、ディスペンサ本体５０２を備え、ディスペンサ本体５０２は、チャンバ本体２０２へのスプレーディスペンサカートリッジ２３０の配置および取外しを容易にするためのハンドル５０６と、１つまたは複数の噴霧ノズル５１０ａ〜ｅをディスペンサ本体５０２に対して位置決めして固定するための面板５０８とに結合される。図５に示されるように、複数の噴霧ノズル５１０ａ〜ｅが面板５０８に結合され、各噴霧ノズル５１０ａ〜ｅは、対応する１対の補助ノズル５１２ａ〜ｅ、５１４ａ〜ｅを有し、補助ノズル５１２ａ〜ｅ、５１４ａ〜ｅは、各噴霧ノズル５１０ａ〜ｅから出る前駆体流に向けて空気を送給するために、各噴霧ノズル５１０ａ〜ｅの両側に位置決めされる。
【００４５】
図６は、本明細書で述べる実施形態によるスプレーディスペンサカートリッジの補助ノズルの向きの一実施形態の斜視図である。各補助ノズル５１２ａ〜ｅ、５１４ａ〜ｅの中心軸６０４ａ、６０４ｂは、各噴霧ノズル５１０ａ〜ｅの中心を通って長手方向に延びる中心軸６１０に対して角度αで傾けられることがある。一実施形態では、各補助ノズル５１２ａ〜ｅ、５１４ａ〜ｅは、中心軸に対して５度〜５０度の間で個別に角度を付けることができる。別の実施形態では、各補助ノズル５１２ａ〜ｅ、５１４ａ〜ｅは、中心軸に対して２０度〜３０度の間で個別に角度を付けることができる。前駆体流が液体として噴霧ノズル５１０ａ〜ｅから出るいくつかの実施形態では、補助ノズル５１２ａ〜ｅ、５１４ａ〜ｅは、加熱された空気を液体前駆体流に送給し、液体前駆体流の空中蒸発を可能にして、可撓性導電性基板１０８の表面に達する前に、活性化された材料から液体の一部を分離する。
【００４６】
ディスペンサ本体５０２は、スプレーディスペンサをチャンバ本体２０２に可動に固定することができるように寸法設定される。スプレーディスペンサ本体５０２は、ｘ方向とｙ方向の少なくとも一方で可動にすることができ、可撓性導電性基板１０８の表面の様々な被覆を可能にする。スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄは、各ノズル５１０ａ〜ｅと可撓性導電性基板１０８との間の距離を増加または減少させるように調節することができる。可撓性導電性基板１０８に対してスプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄを調節することができることにより、スプレーパターンのサイズの制御が可能になる。例えば、可撓性導電性基板１０８と噴霧ノズル５１０ａ〜ｅとの間の距離が増加するにつれて、スプレーパターンは、可撓性導電性基板１０８のより大きい表面積を被覆するように広がるが、距離が増加するにつれて、スプレーの速度は低下する。一実施形態では、可撓性導電性基板１０８と噴霧ノズル５１０ａ〜ｅの先端との間の距離は、５〜２０センチメートルの間である。また、図５は一例示的実施形態を示すものであり、スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄは、可撓性導電性基板１０８の望みの領域を一様に被覆するのに十分な任意の数の噴霧ノズル５１０および／または補助ノズル５１２、５１４を備えることができることを理解すべきである。いくつかの実施形態では、噴霧ノズル５１０ａ〜ｅは、スプレーディスペンサに対する噴霧ノズルの移動を可能にするアクチュエータに結合させることができる。いくつかの実施形態では、各噴霧ノズル５１０ａ〜ｅは、独自の流量および圧力制御機構を有する。いくつかの実施形態では、各補助ノズル５１２、５１４は、独自の流量および圧力制御機構を有する。
【００４７】
一実施形態では、活性化された粒子を可撓性導電性基板１０８の全体または大部分の上に堆積するために、スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄが可撓性導電性基板１０８に対して移動する。これは、スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄ、各スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄの１つまたは複数の噴霧ノズル、および可撓性導電性基板１０８の少なくとも１つを移動させることによって達成することができる。一実施形態では、スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄは、アクチュエータを使用して、噴霧堆積領域を横切って移動するように構成することができる。別法として、または追加として、送りロール１４０および巻取りロール１４２、ならびに任意選択の中間移送ローラが、位置決めメカニズムを有することがあり、この位置決めメカニズムは、基板がｚ方向に移動できるようにして、可撓性導電性基板１０８の一様な被覆を可能にする。
【００４８】
１つまたは複数のノズルはそれぞれ、液体、スラリ、または懸濁前駆体用のアトマイザを特徴として含むことがある混合チャンバ（図示せず）に結合させることができ、混合チャンバ内で、堆積前駆体が混合ガスと混合され、その後、噴霧堆積領域内に送られる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、各噴霧ノズル５１０ａ〜ｅは、各噴霧ノズル５１０ａ〜ｅが乾燥するのを防止するために各噴霧ノズル５１０ａ〜ｅを洗浄して詰まりを除去するために、脱イオン水源などの洗浄液体源、および窒素ガス源などの非反応性ガス源に結合させることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄから出た混合ガスは、キャリア混合ガス中で搬送される、基板上に堆積すべき活性化された粒子を含み、任意選択で燃焼生成物を含むこともある。混合ガスは、水蒸気、一酸化炭素および二酸化炭素、ならびに微量の気化した電気化学材料、例えば金属の少なくとも１つを含むことがある。一実施形態では、混合ガスは、活性化された材料を基板に送給するのを助けるために使用される非反応性キャリアガス成分、例えばアルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ２）を含む。
【００５１】
活性化された粒子を含む混合ガスは、さらに、燃焼反応を誘発するための可燃性混合物を含むことがあり、燃焼反応は、熱エネルギーを解放し、活性化された材料を可撓性導電性基板１０８に向けてスプレーパターンで伝播させる。スプレーパターンは、可撓性導電性基板１０８の大部分を一様に被覆するように、ノズル形状寸法、ガス流の速度、および燃焼反応の速度の少なくとも１つによって形状設定することができる。スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ〜ｄが複数の噴霧ノズルを備えるいくつかの実施形態では、ノズルは、直線構成で配設することができ、または、両側のマルチヘッドスプレーカートリッジの間を進むときに可撓性導電性基板１０８の表面を一様に被覆することができるようにする任意の他の簡便な構成で配設することができる。
【００５２】
圧力およびガス流量は、活性材料噴霧チャンバ１２４の内部で調節され、それにより、活性化された粒子とキャリア混合ガスとを含む混合ガスが可撓性導電性基板１０８と接触するとき、活性化された粒子は可撓性導電性基板１０８上に残り、一方、ガスは可撓性導電性基板１０８から反射される。反射されたガスが、噴霧ノズル５１０ａ〜ｅから出る混合ガスの経路内に逆向きに流れるのを防止するために、半円形ポンピングチャネル２２４ａ〜ｄ、２２６ａ〜ｄを使用して排気経路が確立される。排気流路は、反射されたガスを半円形ポンピングチャネル２２４ａ〜ｄ、２２６ａ〜ｄを通して噴霧堆積領域２２０ａ〜ｄから排気することによって、反射されたガスを各噴霧堆積領域２２０ａ〜ｄから除去する。半円形ポンピングチャネル２２４ａ〜ｄ、２２６ａ〜ｄは、排気口（図示せず）に結合させることができ、排気口は、任意の簡便な構成を有していてよい。排気口は、チャンバ本体２０２の壁にある単一の開口でよく、または複数のそのような開口でよく、あるいはチャンバ本体２０２の円周に巡らせて設けられた半円形の排気チャネルでよい。
【００５３】
１つの例示的実施形態では、その上に堆積された３次元多孔質構造を有する基板１０８など可撓性導電性基板の一部分が、側壁２１０にある第１の開口３２０を通って活性材料噴霧チャンバ１２４に入り、スプレーディスペンサカートリッジ２３０ａ、２３０ｂの間の第１の処理領域２１６を通って進み、カートリッジは、可撓性導電性基板１０８の両面で３次元多孔質構造の上に第１の粉末を堆積して、第１の層を形成する。次いで、基板の一部分が、送りロール１４０および巻取りロール１４２、ならびに任意選択の中間移送ローラを使用して、スプレーディスペンサカートリッジ２３０ｃ、２３０ｄの間で第２の処理領域２１８を通して並進され、第２の処理領域２１８において、第１の粉末の上に第２の粉末が堆積される。次いで、第１および第２の粉末で覆われている基板の部分が、さらなる処理のために、第２の開口３３０を通って活性材料噴霧チャンバ１２４から出る。本明細書で述べる装置を使用して実施することができるプロセス、および本明細書で述べる装置を使用して形成することができる構造の例示的実施形態は、本願と同一の譲受人に譲渡された、２０１０年１月１３日出願のＷａｎｇらの「ＧＲＡＤＥＤ  ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＥＮＥＲＧＹ  ＬＩ  ＩＯＮ  ＢＡＴＴＥＲＩＥＳ」という名称の米国仮特許出願第６１／２９４，６２８号に記載されており、その全体をすべて参照により本明細書に組み込む。
【００５４】
図７は、インライン処理システム７００の別の実施形態の部分概略側面図である。インライン処理システム７００の部分断面は、両面活性材料噴霧チャンバ１２４と同様の両面活性材料噴霧チャンバ７２４を備え、可撓性基板移送アセンブリ７３０は、可撓性基板ベースを移動させ、両面活性材料噴霧チャンバ７２４の噴霧堆積領域２２０ａ、２２０ｂ内に可撓性基板の一部分を位置決めするように構成される。両面活性材料噴霧チャンバ７２４は、両面活性材料噴霧チャンバ１２４と同様であるが、ただし、可撓性導電性基板７１０は、両面活性材料噴霧チャンバ７２４内で処理を行うために水平姿勢から垂直姿勢に向け直すことができ、次いで、両面活性材料噴霧チャンバ７２４での処理後、水平姿勢に再び向け直すことができる。
【００５５】
基板移送アセンブリ７３０は、両面活性材料噴霧チャンバ７２４の下に位置決めされた送りロール７３２と、両面活性材料噴霧チャンバ７２４の上に配設された巻取りロール７３４とを備える。送りロール７３２と巻取りロール７３４はそれぞれ、可撓性導電性基板７１０の一部分を保定するように構成される。可撓性基板移送アセンブリ７３０は、処理中に、可撓性導電性基板７１０の一部分を給送し、両面活性材料噴霧チャンバ７２４の内部で位置決めするように構成される。
【００５６】
一実施形態では、送りロール７３２と巻取りロール７３４の少なくとも一方が、アクチュエータに結合される。送りアクチュエータおよび巻取りアクチュエータを使用して、可撓性導電性基板上でスプレープロセスを行うことができるように可撓性導電性基板を位置決めし、望ましい張力を可撓性導電性基板に加えることができる。送りアクチュエータおよび巻取りアクチュエータは、ＤＣサーボモータ、ステッパモータ、機械的ばねおよびブレーキ、または他のデバイスでよく、それらを使用して、可撓性導電性基板７１０を両面活性材料噴霧チャンバ７２４の内部で所望の位置に位置決めして保持することができる。一実施形態では、送りロール７３２と巻取りロール７３４の少なくとも一方が加熱される。
【００５７】
両面活性材料噴霧チャンバ７２４は、両面活性材料噴霧チャンバ１２４と同様であるが、ただし、活性材料噴霧チャンバ７２４は、第１の噴霧堆積領域２２０ａと第２の噴霧堆積領域２２０ｂを有する単一の処理領域を含み、一方、両面活性材料噴霧チャンバ１２４は、４つの噴霧堆積領域２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、および２２０ｄを有する。システム７００は、複数の噴霧堆積領域を有する追加の処理領域を含むことがあることを理解すべきである。
【００５８】
図８は、インライン処理システム８００の別の実施形態の部分概略側面図である。インライン処理システム８００の部分断面は、両面活性材料噴霧チャンバ７２４および両面活性材料噴霧チャンバ１２４と同様の両面噴霧チャンバ８２４を備え、可撓性基板移送アセンブリ８３０は、可撓性導電性基板８１０を移動させ、両面噴霧チャンバ８２４の噴霧堆積領域２２０ａ、２２０ｂ内に可撓性基板の一部分を位置決めするように構成される。両面活性材料噴霧チャンバ８２４は、両面噴霧チャンバ１２４および両面活性材料噴霧チャンバ７２４と同様であるが、ただし、可撓性導電性基板８１０は、両面噴霧チャンバ８２４内で処理を行うために水平姿勢になる。
【００５９】
可撓性基板移送アセンブリ８３０は、移送ロール８３２ａ、８３２ｂを備える。各移送ロール８３２ａ、８３２ｂは、可撓性導電性基板８１０の一部分を保定するように構成される。可撓性基板アセンブリ８３０は、処理中に、可撓性導電性基板８１０の一部分を給送し、両面噴霧チャンバ８２４の内部で位置決めするように構成される。一実施形態では、移送ロール８３２ａ、８３２ｂの少なくとも一方が加熱される。
【００６０】
前述したことは本発明のいくつかの実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明の他の実施形態およびさらなる実施形態を考案することができ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2013542555.tif 000003
【図２】
2013542555.tif 000004
【図３】
2013542555.tif 000005
【図４】
2013542555.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2013542555.tif 000009
【図８】
2013542555.tif 000010
【国際調査報告】
2013542555.tif 000011
2013542555.tif 000012