MICROBATERÍA QUE INCORPORA CONEXIONES PASANTES Y PROCEDIMIENTO DE REALIZACIÓN DE TAL MICROBATERÍA.

Microbatería que incorpora - un soporte (1) que tiene una cara anterior (2) y una cara posterior (3),

- unos colectores de corriente primero (4) y segundo (5), dispuestos sobre la cara anterior (2) del soporte (1), - un apilamiento que incorpora un ánodo (6) y un cátodo (8) separados por un electrólito (7), hallándose el ánodo (6) y el cátodo (8) respectivamente en contacto con los colectores de corriente primero (4) y segundo (5), - una capa de protección (9) que recubre dicho apilamiento, - unos medios de conexión eléctrica en contacto con los colectores de corriente primero (4) y segundo (5), microbatería caracterizada porque los medios de conexión eléctrica incorporan conexiones (10) que, pasantes por el soporte (1) desde su cara anterior (2) a su cara posterior (3), van estrechándose

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2005/001771.

Solicitante: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: BATIMENT "LE PONANT D" 25, RUE LEBLANC 75015 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: LAURENT, JEAN-YVES, MARSACQ, DIDIER, SALOT,RAPHAEL, ZUSSY,MARC.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 8 de Julio de 2005.

Fecha Concesión Europea: 22 de Septiembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01M10/04F
  • H01M10/0585 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01M PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA CONVERSION DIRECTA DE LA ENERGIA QUIMICA EN ENERGIA ELECTRICA. › H01M 10/00 Celdas secundarias; Su fabricación. › de acumuladores que tienen elementos de estructura planos, es decir, electrodos positivos planos, electrodos negativos planos y separadores planos.
  • H01M2/02E
  • H01M4/04V
  • H01M6/40 H01M […] › H01M 6/00 Celdas primarias; Su fabricación. › Baterías impresas.

Clasificación PCT:

  • H01M10/04 H01M 10/00 […] › Construcción o fabricación en general (H01M 10/058, H01M 10/12, H01M 10/28, H01M 10/38 tienen prioridad).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

MICROBATERÍA QUE INCORPORA CONEXIONES PASANTES Y PROCEDIMIENTO DE REALIZACIÓN DE TAL MICROBATERÍA.

Fragmento de la descripción:

Ámbito técnico de la invención

La invención se refiere a una microbatería que 5 incorpora

- un soporte que tiene una cara anterior y una cara posterior,

- unos colectores de corriente primero y segundo, dispuestos sobre la cara anterior del soporte, 10

- un apilamiento que incorpora un ánodo y un cátodo separados por un electrólito, hallándose el ánodo y el cátodo respectivamente en contacto con los colectores de corriente primero y segundo,

- una capa de protección que recubre dicho 15 apilamiento,

- unos medios de conexión eléctrica en contacto con los colectores de corriente primero y segundo.

Estado de la técnica

Según se representa en la figura 1 y se describe en 20 particular en el documento US-A-2002/0037756, las microbaterías incorporan, como es convencional, un soporte 1 que, teniendo una cara anterior 2 y una cara posterior 3, lleva sobre él dispuestos unos colectores de corriente primero (4) y segundo (5) y un apilamiento que incorpora 25 un ánodo 6 y un cátodo 8 separados por un electrólito 7. El ánodo 6 y el cátodo 8 se hallan respectivamente en contacto con los colectores de corriente primero 4 y segundo 5. Los colectores de corriente 4 y 5 incorporan de ordinario unas lengüetas de contacto que permiten conectar 30 una carga eléctrica externa con los colectores de corriente primero y segundo 4 y 5 y, así, con el ánodo 6 y con el cátodo 7 de la microbatería. Las lengüetas de contacto van dispuestas típicamente sobre el soporte 1, a uno y otro lado de dicho apilamiento y están constituidas, 35 por ejemplo, por las prolongaciones de los colectores de corriente 4 y 5. Sobre las lengüetas de contacto van soldados unos hilos de contacto para conectar la carga eléctrica externa. El espesor del apilamiento puede ser inferior a 50 micrómetros. 5

La energía almacenada en la batería depende esencialmente de la superficie de los electrodos, es decir, del ánodo 6 y del cátodo 8. Así, la reducción del tamaño de las baterías impone el empleo de capas muy delgadas para realizar los electrodos y el electrólito. 10 Por otro lado, cuando la microbatería está montada sobre la pastilla de un circuito integrado, la superficie disponible es a menudo muy limitada.

Se pueden asociar eléctricamente varias microbaterías en serie o en paralelo. Al objeto de reducir 15 al mínimo el tamaño de un dispositivo que incorpora una pluralidad de baterías, se procura entonces reducir al mínimo el tamaño de las lengüetas de contacto.

De manera clásica, la fabricación de las baterías consta de procedimientos de extensión de sucesivas capas 20 activas que constituyen el ánodo, el electrólito y el cátodo. Al estar constituidos el ánodo, el cátodo y el electrólito por materiales muy reactivos, toda la batería se recubre de ordinario con una capa de protección o de revestimiento. Sólo las lengüetas de contacto no han de 25 ser recubiertas, lo que es difícil de realizar, sobre todo en un dispositivo terminado.

Objeto de la invención

La invención tiene por finalidad solventar estos inconvenientes y, especialmente, reducir al mínimo el 30 tamaño de una microbatería y evitar una etapa de apertura focalizada de los contactos en la fase final de fabricación.

De acuerdo con la invención, esta finalidad se logra por las reivindicaciones que se adjuntan y, más 35 particularmente, por el hecho de que los medios de conexión eléctrica incorporan conexiones troncocónicas pasantes por el soporte desde su cara anterior a su cara posterior.

La invención tiene asimismo por objetivo un 5 procedimiento de realización de una microbatería según la invención que consta sucesivamente de:

- el grabado, en la cara anterior del soporte, de cavidades que tienen una profundidad inferior al espesor del soporte, 10

- el llenado de las cavidades con un material conductor destinado a constituir las conexiones pasantes por el soporte,

- la sucesiva deposición, sobre la cara anterior del soporte, de los colectores de corriente primero y 15 segundo, del apilamiento y de la capa de protección,

- la retirada de un espesor de la cara posterior del soporte, de manera que se descubra el material conductor contenido en las cavidades.

Breve descripción de los dibujos 20

Otras ventajas y características resultarán más evidentes a partir de la descripción que sigue de formas de realización particulares de la invención, dadas a título de ejemplos no limitativos y representadas en los dibujos que se adjuntan, en los que: 25

La figura 1 representa una microbatería según la técnica anterior.

La figura 2 representa una forma de realización particular de una microbatería según la invención. 30

Las figuras 3 a 6 representan diferentes etapas de una forma de realización particular de un procedimiento de fabricación de una microbatería según la invención.

Descripción de formas de realización particulares 35

La microbatería representada en la figura 2 incorpora un soporte 1, preferentemente de silicio, que tiene una cara anterior 2 y una cara posterior 3. El soporte de silicio presenta la ventaja de ser compatible con los procedimientos de deposición derivados de las 5 técnicas de la microelectrónica. Sobre la cara anterior 2 del soporte 1, van dispuestos unos colectores de corriente primero (4) y segundo (5). Sobre los colectores de corriente 4 y 5 va dispuesto un apilamiento que incorpora un cátodo 8 y un ánodo 6 separados por un electrólito 7. 10 El ánodo 6 y el cátodo 8 se hallan respectivamente en contacto con los colectores de corriente primero 4 y segundo 5. Una capa de protección 9 recubre dicho apilamiento y, así, garantiza la estanqueidad de la microbatería. Los colectores de corriente primero (4) y 15 segundo (5) se hallan en contacto con unas conexiones 10 pasantes por el soporte 1 desde su cara anterior 2 a su cara posterior 3.

En la forma de realización particular representada en la figura 2, el apilamiento recubre sensiblemente la 20 totalidad de la cara anterior 2 del soporte 1. Así, la totalidad de la cara anterior 2 del soporte 1 es utilizada únicamente para el apilamiento de la microbatería, sin pérdidas de superficie para eventuales lengüetas de contacto. En la figura 2, la microbatería se halla 25 dispuesta sobre una carga eléctrica 11, por ejemplo un circuito integrado, que incorpora unas lengüetas de contacto 12. Unas caras posteriores 14 de las conexiones pasantes 10 van unidas, por ejemplo por mediación de microesferas fusibles 13, a las lengüetas de contacto 12 30 de la carga eléctrica 11. Así, las caras posteriores 14 de las conexiones pasantes 10 cumplen, sobre la cara posterior 3 del soporte 1, la función de bornes de conexión posteriores de la microbatería. Los bornes de contacto permiten enlazar la microbatería con una o varias 35 microbaterías suplementarias, con una pastilla electrónica o con una carga eléctrica cualquiera. Se pueden conectar baterías, por ejemplo, directamente entre sí, cara posterior contra cara posterior, en serie o en paralelo. Se puede proyectar asimismo depositar lengüetas de 5 contacto sobre las caras posteriores 14 de las conexiones pasantes 10. El espesor total de la microbatería, incluidos el apilamiento y el soporte 1, puede ser del orden de 0,1 mm.

Las figuras 3 a 6 representan sucesivas etapas de un 10 procedimiento particular de realización de una microbatería según la invención. Según se representa en la figura 3, en la cara anterior 2 del soporte 1, se graban unas cavidades 15 que tienen una profundidad inferior al espesor del soporte, de manera que se constituyan 15 orificios no pasantes. El grabado puede hacerse mediante un procedimiento de grabado químico o mediante un procedimiento por plasma reactivo. La profundidad de una cavidad 15 es, por ejemplo, de 50 micrómetros y el espesor del soporte 1 es de 100 micrómetros. En la figura 3, las 20 cavidades 15 se estrechan en dirección a la cara posterior del soporte 1. Por el contrario, la solicitud de patente europea EP1673834 que, publicada el 28/07/06 reivindica una prioridad con fecha del 06/10/03, describe una microbatería cuyos contactos van unidos a conexiones 25 pasantes cilíndricas.

Según se representa en la figura 4, a continuación se llenan las cavidades 15 con un material conductor 16 destinado a constituir las conexiones 10 pasantes por...

 


Reivindicaciones:

1. Microbatería que incorpora

- un soporte (1) que tiene una cara anterior (2) y una cara posterior (3), 5

- unos colectores de corriente primero (4) y segundo (5), dispuestos sobre la cara anterior (2) del soporte (1),

- un apilamiento que incorpora un ánodo (6) y un cátodo (8) separados por un electrólito (7), hallándose el 10 ánodo (6) y el cátodo (8) respectivamente en contacto con los colectores de corriente primero (4) y segundo (5),

- una capa de protección (9) que recubre dicho apilamiento,

- unos medios de conexión eléctrica en contacto 15 con los colectores de corriente primero (4) y segundo (5),

microbatería caracterizada porque los medios de conexión eléctrica incorporan conexiones (10) que, pasantes por el soporte (1) desde su cara anterior (2) a su cara posterior (3), van estrechándose. 20

2. Microbatería según la reivindicación 1, caracterizada porque incorpora bornes de conexión dispuestos sobre la cara posterior (3) del soporte (1).

25

3. Microbatería según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque el apilamiento recubre sensiblemente la totalidad de la cara anterior (2) del soporte (1).

30

4. Microbatería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el soporte (1) es de silicio, de vidrio, de cerámica o de polímero.

5. Microbatería según una cualquiera de las 35 reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque presenta un espesor total del orden de 0,1 mm.

6. Procedimiento de realización de una microbatería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, 5 caracterizado porque consta sucesivamente de

- el grabado, en la cara anterior (2) del soporte (1), de cavidades (15) que tienen una profundidad inferior al espesor del soporte (1),

- el llenado de las cavidades (15) con un 10 material conductor (16) destinado a constituir las conexiones (10) pasantes por el soporte (1),

- la sucesiva deposición, sobre la cara anterior (2) del soporte (1), de los colectores de corriente primero (4) y segundo (5), del apilamiento y de la capa de 15 protección (9),

- la retirada de un espesor de la cara posterior (3) del soporte (1), de manera que se descubra el material conductor (16) contenido en las cavidades (15).

20

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el grabado se hace mediante un procedimiento químico o mediante un procedimiento por plasma reactivo.

25

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque el llenado de las cavidades (15) con un material conductor (16) se efectúa por crecimiento electrolítico.

30

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque la retirada de dicho espesor de la cara posterior (3) del soporte (1) se efectúa por pulido mecánico-químico.


 

Patentes similares o relacionadas:

Elementos de energización biomédica con electrolitos de polímero y estructuras de cavidades, del 3 de Abril de 2019, de JOHNSON & JOHNSON VISION CARE, INC.: Un dispositivo biomédico que comprende: un componente electroactivo; una batería que incluye un colector de corriente de ánodo; […]

Baterías primarias biocompatibles para dispositivos biomédicos, del 2 de Mayo de 2018, de JOHNSON & JOHNSON VISION CARE, INC.: Una batería biocompatible para su uso en o próxima al cuerpo de un organismo vivo que comprende una capa espaciadora del hueco un primer orificio localizado […]

Formación de una estructura que comprende litio sobre un sustrato por ALD, del 31 de Mayo de 2017, de UNIVERSITETET I OSLO: Un método para la formación de una capa que comprende Li sobre un substrato mediante deposición de capa atómica que comprende las siguientes etapas: a) proporcionar un […]

Sustrato microestructurado, del 17 de Agosto de 2016, de CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE: Sustrato microestructurado que comprende una pluralidad de al menos una microestructura elemental, presentando dicha al menos una microestructura elemental una forma tubular […]

Elementos de energización recargables biocompatibles para dispositivos biomédicos, del 18 de Mayo de 2016, de JOHNSON & JOHNSON VISION CARE, INC.: Una batería biocompatible para su uso en o en proximidad al cuerpo de un organismo vivo, comprendiendo la batería biocompatible: una capa separadora con espacio […]

Un método de formación de una unión de óxido de grafeno-óxido de grafeno reducido, del 4 de Mayo de 2016, de Nokia Technologies OY: Un aparato que comprende: un primer electrodo que comprende una mezcla sustancialmente homogénea de óxido de grafeno y un conductor de protones; […]

Procedimiento para la preparación de una capa de electrolito y batería, del 4 de Mayo de 2016, de LECLANCHE,S.A.: Procedimiento para la preparacion de al menos una capa de electrolito de una celda electroquimica, comprendiendo el procedimiento: a. procesar una […]

Baterías que incluyen un diseño de placa plana, del 3 de Diciembre de 2014, de CARDIAC PACEMAKERS, INC.: Un método para formar una batería, comprendiendo el método: proporcionar una pluralidad de cátodos de forma no rectangular , donde cada cátodo de forma no rectangular […]

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .