[發明專利]垂直薄膜電池的無掩模制造

在審

• 申請號: 201380067241.1
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN104871361A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 宋道英;沖·蔣;秉·圣·利奧·郭
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0585
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

1.一種制造薄膜電池的方法，所述方法包括以下步驟：

在導電基板上沉積覆蓋層的第一堆疊，所述第一堆疊包括陰極集電器層、陰極層、電解質層、陽極層和陽極集電器層；

激光沖模圖案化所述第一堆疊，以形成一個或更多個第二堆疊，各第二堆疊形成獨立薄膜電池的核心；

在所述一個或更多個第二堆疊之上覆蓋沉積封裝層；

激光圖案化所述封裝層，以為所述一個或更多個第二堆疊的每一者上的所述陽極集電器打開接觸區域；

在所述封裝層和所述接觸區域之上覆蓋沉積金屬襯墊層；和

激光圖案化所述金屬襯墊層，以電隔離所述一個或更多個薄膜電池的每一者的所述陽極集電器。

2.如權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟：在所述激光圖案化所述封裝層的步驟之后和在所述覆蓋沉積所述金屬襯墊層的步驟之前，覆蓋沉積第二封裝層，并且激光圖案化所述第二封裝層，以打開所述接觸區域。

3.如權利要求1所述的方法，其中所述激光圖案化所述金屬襯墊層的步驟是激光切割被包括所述金屬襯墊層的層所覆蓋的所述導電基板，以物理地分離所述獨立TFB。

4.如權利要求1所述的方法，其中所述陽極層為鋰層。

5.一種制造薄膜電池的方法，所述方法包括以下步驟：

在非導電基板的頂表面上沉積覆蓋層的第一堆疊，所述第一堆疊包括陰極集電器層、陰極層、電解質層、陽極層和陽極集電器層；

激光沖模圖案化所述第一堆疊，以形成一個或更多個第二堆疊，各第二堆疊形成獨立薄膜電池的核心；

在所述一個或更多個第二堆疊之上覆蓋沉積封裝層；

激光圖案化所述封裝層，以為所述一個或更多個第二堆疊的每一者上的所述陽極集電器打開陽極接觸區域；

在所述封裝層和所述陽極接觸區域之上覆蓋沉積金屬襯墊層；

激光圖案化所述金屬襯墊層，以電隔離所述一個或更多個薄膜電池的每一者的所述陽極集電器；和

穿過所述基板打開所述一個或更多個薄膜電池的每一者的所述陰極集電器上的陰極接觸區域。

6.如權利要求5所述的方法，其中所述第一堆疊進一步包括沖模圖案化輔助層，所述沖模圖案化輔助層位于所述非導電基板與所述陰極集電器層之間。

7.如權利要求5所述的方法，其中所述打開陰極接觸區域的步驟包括：激光燒蝕所述基板。

8.如權利要求5所述的方法，其中所述激光圖案化所述封裝層的步驟進一步包括：完全移除在所述第二堆疊的邊緣周圍且鄰近于所述第二堆疊的邊緣的所述封裝層的條帶，所述條帶約為所述封裝層距離所述第二堆疊的邊緣的厚度。

9.如權利要求5所述的方法，其中所述打開陰極接觸區域的步驟包括：

在所述基板的底表面之上沉積抗蝕劑；

移除所述抗蝕劑的一些部分，以暴露所述基板的所述底表面的一些區域；和

在暴露區域處蝕刻穿過所述基板，以暴露所述陰極接觸區域。

10.一種用于制造薄膜電池的設備，所述設備包括：

第一系統，所述第一系統用于在基板上沉積覆蓋層的第一堆疊，所述第一堆疊包括陰極集電器層、陰極層、電解質層、陽極層和陽極集電器層；

第二系統，所述第二系統用于激光沖模圖案化所述第一堆疊，以形成一個或更多個第二堆疊，各第二堆疊形成獨立薄膜電池的核心；

第三系統，所述第三系統用于在所述一個或更多個第二堆疊之上覆蓋沉積封裝層；

第四系統，所述第四系統用于激光圖案化所述封裝層，以為所述一個或更多個第二堆疊的每一者上的所述陽極集電器打開陽極接觸區域；

第五系統，所述第五系統用于在所述封裝層和所述陽極接觸區域之上覆蓋沉積金屬襯墊層；和

第六系統，所述第六系統用于激光圖案化所述金屬襯墊層，以電隔離所述一個或更多個薄膜電池的每一者的所述陽極集電器。

11.如權利要求10所述的設備，其中所述第二系統和所述第四系統為相同的系統。

12.如權利要求10所述的設備，其中所述基板為非導電基板，且所述設備進一步包括第七系統，所述第七系統用于穿過所述基板，打開所述一個或更多個薄膜電池的每一者的所述陰極集電器上的陰極接觸區域。

13.如權利要求10所述的設備，其中所述基板為導電基板。