专利名称：固态电池供电装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种固态储能装置和这些具有活动触发开关和电路的装置的集成。更具体地说，本发明涉及一种给不同的设备提供固态储能装置(如，电池)的方法和系统，在一些实施例中，该固态储能装置能够在稍晚的时间被自动地致动，和/或提供一种杆-棒应用的有源射频(RF)标记系统。本发明还涉及一种使用卷到卷型移动掩模和/或在沉积站以独立受控速度移动的衬底网形成的薄膜固态储能装置。
背景技术：
电子设备已经被应用到许多便携式设备，如电脑、移动电话、跟踪系统和扫描器等中。便携设备的一个缺点是需要包括给它供电的电源。便携设备通常使用电池作为其电源。电池必须具有足够的容量以能给设备使用时至少较长时间地供电。使用常用电流电池的足够电池容量通常质量重、体积大，不能应用到小型封装中。另一个缺点是绝大数电池使用时必须手动接通。在许多应用中，有一种需求即响应于某些事件或突发过程电池能够被自动地接通。
电子设备已经应用到许多财物跟踪、保密、财政和数据存储等小外形的标识牌中。标识牌的常用方法通常包括无源设备，即从外部资源，例如从接收RF能量，接收其电源的设备。这就限制了标记的功能。使用电池的缺点就是电池必须具有足够的容量以能给使用中的设备至少较长时间地供电。具有足够电池容量可能会导致电源与设备的其它部件相比显得质量重或者体积大。换句话说，常用的电池通常体积相当大，不能装入到小型封装，如标识牌中。
今天，绝大数电池价格非常昂贵。结果是，经济因素阻止了电池的广泛应用，因为目前零售商很少考虑提供电池作为与许多物品相关的封装部分。通常，电池可作为装运产品的部分而不作为封装部分来提供的。
发明内容
本发明的一些实施例提供一种薄膜电池和一种有源致动开关。例如，一种系统包括衬底，与衬底连接的电路，和与衬底连接、并与电路连接的薄膜电池。该薄膜电池给电路供电。加速启动开关还与衬底连接以能电致动该电路。在一些实施例中，该加速启动开关是一种MEMS设备。在一些实施例中，该加速启动开关至少包括一个悬臂梁。所述至少一个悬臂梁响应于加速接触电触点。在另一个实施例中，该加速启动开关至少包括一个悬臂梁和一个电触点。至少一个悬臂梁响应于加速而接触该电触点。在另一个实施例中，该加速启动开关包括第一悬臂梁闭合开关和第二悬臂梁闭合开关。第一悬臂梁闭合开关响应于第一加速形成电接触，第二悬臂梁闭合开关响应于第二加速形成电接触。第一加速与第二加速不同。在另一个实施例中，该加速启动开关响应于第一加速形成电接触，响应于第二加速形成电接触。第一加速与第二加速不同。在又一个实施例中，第一加速启动开关不同地响应于两个不同平面中任一个的加速启动电路。第一悬臂梁闭合开关响应于第一平面中的第一加速形成电接触，第二悬臂梁闭合开关响应于第二平面中的第二加速形成电接触。
一些实施例还包括存储器和/或定时器。定时器记录其中一个第一悬臂梁闭合开关响应于第一加速形成电接触时的时间，或者第二悬臂梁闭合开关响应于第二加速形成电接触时的时间，该时间存储在存储器中。在一些实施例中，另一个第一悬臂梁闭合开关响应于第一加速形成电接触时的时间、或者第二悬臂梁闭合开关响应于第二加速形成电接触时的时间存储在存储器中。
在一些实施例中，电池喷溅在衬底上，电路形成在电池上。在另一个实施例中，电路喷溅在衬底上，电池喷溅制电路上。在又一个实施例中，该系统安装在如封装或弹药的设备中。在另一个实施例中，粘合剂粘接衬底，其中该系统粘接于该设备。粘合剂粘接衬底。
一些实施例包括衬底和位于该衬底上的薄膜电池。薄膜电池还包括第一引线，与第一引线进行电连通的第一电触点，第二引线，和与第二引线进行相通的第二电触点。该系统还包括与衬底上第一引线和第二引线的其中一个相连接的有源致动开关，用于将该薄膜电池与第一电触点和第二电触点进行电连接。粘合剂粘接衬底。有源致动开关响应于加速而被致动。在一些实施例中，有源致动开关响应于磁场而被致动。在另一个实施例中，有源致动开关响应于湿气而被致动。在又一个实施例中，有源致动开关响应于无线信号而被致动。在还一个实施例中，有源致动开关响应于压力而被致动。在再一个实施例中，有源致动开关响应于光而被致动。该系统还包括与第一引线和第二引线连接的电子设备。电子设备还与衬底相连接。在一些实施例中，电子设备连接在衬底上，薄膜电池连接在电子设备上。在另一个实施例中，薄膜电池连接在衬底上，至少电子设备的一部分连接在薄膜电池上。有源致动开关使用微电子制造技术而形成。
一些实施例提供一种方法，包括启动有源致动开关以使薄膜电池与一组电子设备相通；使用被供电的电子设备引导弹药(ordinance)。另一种方法包括启动有源致动开关以使薄膜电池与一组电子设备相通；使用被供电的电子设备存储保修的起始时间。在一些实施例中，启动有源致动开关包括在所选择水平上加速启动有源致动开关。在另一个实施例中，该方法还包括执行自检，并响应于启动有源致动开关存储自检结果。在其它实施例中，存储其它加速。还记录与超过所选择阈值的其它加速相关的时间。对该时间的其它加速时间可与其它周期，如货主占有该有源致动开关的时间，相比较。
优点是，包括一个或多个电池，和启动或致动电池或电池组的设备，及电路的系统能够形成薄膜上，并能被置于小型封装或产品中。此外，电池组、致动装置和电路能够形成在其上面具有粘合剂的软片上，以使该封装实质上是一种能够放置在包装外部，或者与产品包装一起放置，或者放置在产品或设备上的标识牌。一种完整的系统还可以装置在产品或设备中以能控制设备的外形或者记录有关产品或设备的信息。启动或致动装置能够在稍后时间响应于事件启动开关。该系统不必进行手动致动。相反，该系统响应于事件可被自动地致动，如迅速加速(开枪射击)、慢加速(如被挑选的现货)、或中加速(如跌落到地板上)。
该整个系统的价格不昂贵。因此，这些系统能够具有广泛的应用基础。结果是，制造商、批发商和甚至是零售商都能够提供这样的一种系统，它既能够安装在设备上，又能够作为与许多设备或产品相关的包装的一部分。此外，这些系统体积小、重量轻，并能够提供足够的储能而会实现至少一种功能。该系统是由无毒材料而制成的以便与产品或设备一起使用时不会产生危害。
在一些实施例中，本发明提供一种使用卷到卷掩膜的卷到卷沉积系统，该卷到卷掩膜具有许多不同的掩膜图案以便不同的沉积操作使用。本发明概要的意图是对本发明专利申请的保护客体提供一种综述。它并没有对本发明提供一种专有的或穷尽的解释。这里所包含的详细描述是用于对本发明专利申请的保护客体提供了更多的信息。
图1A是根据本发明的储能装置的截面视图。
图1B是根据本发明的储能装置的另一个实施例的截面视图。
图1C是根据本发明的储能装置的截面视图。
图1D是根据本发明的储能装置和超大电容器的截面视图。
图2A是根据本发明教导的制造过程的一个实施例的流程图。
图2B是根据本发明教导的制造过程的一个实施例的流程图。
图2C是根据本发明教导的制造过程的一个实施例的流程图。
图3A是根据本发明教导的一种制造薄膜电池的设备的视图。
图3B是根据本发明教导的一种制造薄膜电池的设备的视图。
图4是根据本发明教导的一种制造薄膜电池的设备的另一个实施例的视图。
图5A是根据本发明教导的一种制造薄膜电池的设备的另一个实施例的视图。
图5B是根据本发明教导的一种制造薄膜电池的设备的另一个实施例的视图。
图6是根据本发明教导的一种制造薄膜电池的设备的另一个实施例的视图。
图7是根据本发明教导的一种制造薄膜电池的设备的另一个实施例的视图。
图8A表示具有共享了共用端子的集成电池和设备的实施例的起始衬底的平面视图。
图8B表示在沉积共享共用端子的集成电池和设备之后图8A所示衬底的平面视图。
图8C表示在放置和布线与共享共用端子的集成电池和设备相连接的单独制造的芯片之后8B所示衬底的平面视图。
图8D表示在放置和布线回路天线之后图8C所示衬底的平面视图。
图8E表示顶密封层已经被沉积之后图8D所示衬底的平面视图。
图8F表示图8A起始衬底的正视图。
图8G表示图8B所示局部构造设备的正视图。
图8H表示图8C所示局部构造设备的正视图。
图8I表示图8D所示局部构造设备的正视图。
图8J表示图8E所示设备的正视图。
图8K表示在磁再充站的图8E所示设备的透视图。
图8L表示在光再充站的图8E所示设备的透视图。
图8M表示在无线波再充站的图8E所示设备的大致视图。
图9A表示包括电池、电路和活动触发开关的系统的大致视图，其中活动触发开关处于打开位置。
图9B表示包括电池、电路和活动触发开关的系统的大致视图，其中活动触发开关处于闭合位置。
图9C表示包括电池、电路和活动触发开关的系统的大致视图，其中活动触发开关处于打开位置，而电路包括存储器部和定时部。
图9D表示包括电池、电路和活动触发开关的系统的大致视图，其中活动触发开关处于打开位置，而电路包括存储器部、定时部和处理器部。
图10表示图9A-9D所示系统的操作方法的流程图。
图11表示具有电池和活动触发开关的系统的大致视图。
图12A表示活动触发开关的一个实施例的俯视图。
图12B表示图12A所示的活动触发开关的实施例的侧视图。
图13表示包括用于在X，Y和Z轴上检测加速的部分的活动触发开关的另一个实施例。
图14A表示包括具有活动触发开关的系统的标识牌的一个实施例。
图14B表示包括具有活动触发开关的系统的标识牌的另一个实施例。
图15表示包括具有活动触发开关的系统的弹药。
图16A表示通过磁场致动的活动触发开关的一个实施例的顶视图。
图16B表示图16A所示的活动触发开关的实施例的侧视图。
图17表示压力传感活动触发开关的一个实施例。
图18表示湿气传感活动触发开关的一个实施例。
图19表示RF-触发开关的一个实施例。
图20表示活动触发开关的另一个实施例。
图21A表示无线标记系统的透视图。
图21B表示射频识别(RFID)设备的另一个实施例的透视图。
图21C表示RFID设备的另一个实施例的透视图。
图21D表示RFID设备的另一个实施例的透视图。
图21E表示RFID设备的另一个实施例的透视图。
图21F表示柔性衬底上粘合剂的一个实施例的截面视图。
图22表示在柔性衬底上形成的电池的一个实施例的截面视图。
图23A表示RFID设备的大致视图。
图23B表示RFID设备的另一个实施例的大致视图。
图24A表示使用RFID设备的运输标识牌的一个实施例。
图24B表示使用RFID设备的产品标识牌的一个实施例。
图25A表示使用RFID设备的一种方法的流程图。
图25B表示使用RFID设备的一种方法的另一个实施例的流程图。
图25C表示使用RFID设备的一种方法的另一个实施例的流程图。
图25D表示使用RFID设备的一种方法的另一个实施例的流程图。
图25E表示使用RFID设备的一种方法的另一个实施例的流程图。
图26A表示形成RFID设备的一种方法的流程图。
图26B表示形成RFID设备的一种方法的另一个实施例的流程图。
图27表示一种形成包括滚压释放层的RFID设备的方案的视图。
图28A表示制造RFID设备的系统的截面视图。
图28B表示制造图28A所示的RFID设备的系统的另一种视图。
图29A表示制造RFID设备的系统的一个实施例的截面视图。
图29B表示制造图29A所示的RFID设备的系统的另一种视图。
在这些附图中，多幅附图中相同的参考标号实质上表示相同的部件。信号和连接也可以用相同的参考标号描述，其含义从上下文的描述中将会明白。
具体实施例方式
在下面较佳实施例的详细描述中，将参考形成其一部分的附图，其中附图是通过实施本发明的解释和具体的实施例来显示的。应该明白其它的实施例也可以使用，在不脱离本发明保护范围的情况下可对其结构作出修改。
应该明白在本发明的不同实施例中，附图或描述中的每个电池组能够通过使用一个或多个电池元件实现，如果使用多个电池元件来实现，电池元件可以用导线进行串联或并联。因此，如果描述或显示一个电池组或多个元件，其它的实施例就使用单个电池元件，如果描述或显示单个电池元件，其它的实施例就使用一个电池组或多个电池元件。而且，对相关术语，如顶端、底端、上部、底部，和其它相关术语的引用指的是举例性指向用，如在附图中使用，不一定是在制造或使用过程中使用的指向用。
这里所使用的术语“晶片”和“衬底”包括具有膜或层沉积在其上面的暴露表面的任何结构，例如，以能形成集成电路(IC)结构或储能装置。术语“衬底”可被理解为包括半导体晶片、塑料薄膜、金属薄片、模制塑料壳和根据本发明的教导可在其上面制造储能装置的其它结构。术语“衬底”还用于涉及处理加工过程中包含在其上面先前或随后已经形成其它层的结构。在一些实施例中，晶片和衬底包括掺杂和未掺杂的半导体、受基础半导体或绝缘体支撑的外延半导体层，以及本领域技术人员熟知的其它半导体结构。“衬底”这里还可用作描述任何与此处所述制造方法一起使用的任何开始材料。
这里使用的术语“电池组”指的是储能装置的一个实例。电池组可由单个电池单元或许多串联或并联的电池单元形成。电池单元是将化学能，如离子能，转换为电能的原电池单元。电池单元通常包括相异材料形成的两个电极，它们通过离子能够移动的电解液相互绝缘。
这里使用的术语“任务”广泛地涉及软件或固件程序、状态机和/或适于在运行或操作时执行特定功能的组合逻辑。这里使用的术语“吸附原子”涉及还没有形成结构或薄膜的材料的粒子、分子或离子。
这里使用的术语“插入”涉及允许离子方便地迁入和迁出材料而材料没有改变其相态的材料属性。因此，固态插入薄膜在储能装置放电和充电的过程中保持在固态状态。这里使用的术语“射频(RF)”包括，例如如果互感耦接的非常低的频率电磁信号，以及频率范围从kHz到MHz及GHz的无线发射信号。
图1A表示根据本发明储能装置50的一个实施例。设置一个衬底55，在其上面形成接触膜57。接触膜57用作集流器，并与引线58相连接，在一些实施例中，引线58将储能装置50的一个极与外部电路相连接。在一些实施例中，电子电路固定于如此形成的电池组上。在其它的实施例中，电路可远离电池组，例如，不固定于如此形成的电池组上。在接触膜57上形成电极膜59。在一些实施例中，电极膜59基本上覆盖接触膜57的表面，以能通过使膜之间的界面面积最大化而使电阻变得最小。在一些实施例中，电极膜59是薄膜电池的阴极。在其它的实施例中，电极膜59是超大电容器的电极。在电极膜59上形成电解质膜61。在电解质膜61上形成电极膜63。在电极膜63上形成接触膜65。接触膜65用作集流器，并与引线67相连接，引线67将储能装置50的一个极与外部电路相连接。在一些实施例中，接触膜65基本上覆盖电极膜63的表面，以能通过使这些膜之间的界面面积最大化而使电阻变得最小。在一些实施例中，电极膜63是薄膜电池的阳极。在其它的实施例中，电极膜63是超大电容器的电极。
图1B表示储能装置50的另一个实施例。该特定的实施例与图1A中所示的实施例紧密相关，因此，为了简洁起见，这里仅讨论它们的不同点。主要不同点在于粘合剂层56位于衬底55上。要说明的是，粘合剂56可能是包括可释放型粘合剂或永久粘合剂的任何类型的粘合剂。在一些实施例中，粘合剂层50是一种被可剥离纸或塑料膜层156覆盖的剥粘型粘合剂。在一些实施例中，粘合剂层56覆盖整个衬底55的表面，而在其它的实施例中，粘合剂层仅覆盖衬底表面55的一部分。在其它实施例中，粘合剂56固定于储能装置50(如，接触膜65的顶端)上，而不直接固定于衬底55上。
图1C是储能装置50C一个实施例的截面视图。设置衬底55，在一些实施例中，衬底55包括附加层和/或与其一起形成的设备。正如下面将讨论和显示的那样，这样的其它设备包括活动触发开关和电路。在一些实施例中，电池组，或储能装置，或其它设备形成在电池组上或顶端上。在其它实施例中，电池组形成在电路，或电路与有源致动开的顶端上。在一些实施例中，衬底55包括如上所述和本文其它处所述的衬底。接触膜57和电极59根据本文所述的方法形成在衬底55上。在一些实施例中，接触膜57和电极59是金属膜，它根据本领域公知的其它方法沉积在衬底上。接触膜57和电极59用作将储能装置50C与其它电路元件(未图示)相连接的触点。
在接触膜57上形成电极第一膜59。在一些实施例中，例如，薄膜电池组实施例中，电极第一膜59包括金属或夹层材料，其中电极第一膜59用作阴极。在一些实施例中，电极第一膜59包括金属和/或锂夹层材料。在其它实施例中，如超大电容器中，电极第一膜59是金属氧化物。希望使电极第一膜59和接触膜57之间的接触界面最大化。因此，在一些实施例中，电极第一膜59基本上覆盖接触膜57，除了为与外部电路连接的预留部分。
电解质膜61C形成在，或至少部分形成在电极第一膜59上，在一些实施例中，电解质膜61C完全封闭电极第一膜59。电解质膜61C通过使用本文所述的系统和方法而形成。在一些实施例中，电解质膜61C的第一材料使用第一源进行沉积，第一源将第一电解质材料(吸附原子)引向衬底上的位置，或引向如图1C所示的电极第一膜59上的某个位置。
在电解质膜61C上形成电极第二膜63。电解质膜61C完全将电极第一膜59与电极第二膜63隔离开。在一些实施例中，例如，薄膜电池组实施例中，电极第二膜63包括金属或夹层材料，其中电极第二膜是阳极。在其它实施例中，如超大电容器中，电极第二膜63是金属氧化物。在一些实施例中，电极第二膜63根据本文所述的方法进行沉积。在其它实施例中，电极第二膜63根据本领域公知的方法而形成。
正如所沉积的电解质膜61C包括电解质材料。在一些实施例中，电解质材料的第一源(如，本文所述的源311，511，511A和711)是物理气相沉积源。在另一个实施例中，第一源是化学气相沉积源。第二源将赋能的粒子提供给此位置。赋能的粒子撞击在电解质材料上，有助于这些所需的电解质膜61C的结构。在一些实施例中，第二源同时向供给电解质材料的第一源提供赋能的粒子。赋能的粒子的使用使电解质膜61C与电极第一膜59相一致，以使电解质膜提供必要的绝缘属性，即防止电子在电极第一膜59和电极第二膜63之间直接进行移动，即避免缩短电极，同时还能够使离子(即，锂离子)在阴极59和阳极63之间(根据设备是否充电或放电的移动方向)进行移动。在一些实施例中，电极59被指定为“阳极”，电极63被指定为“阴极”，由此转换正在充电和正在放电的离子移动方向。在一些实施例中，第二源是本文所述的离子源，如源313，413或713。第二源从第一源将供给能量的赋能离子提供给电解质材料。通过离子供给的能量有助于使所形成的电解质膜61C与电极第一层59相一致。可以相信在本文所述的能量范围内的赋能粒子的使用在先前膜表面上提供了生长电解质材料的迁移扩展期，该迁移扩展期允许电解质材料以一种更加无污染的方式进行生长。
在一些实施例中，希望电解质膜61C的形成尽可能薄(“超薄”)以便降低其对储能装置内部电阻的作用。还希望维持阻挡电子流(将会导致阴极未达到阳极)的电解质属性，同时又允许提供电池组功能的离子流过电解质。通过使用本文所述的系统和方法，电解质膜61C形成为大约小于5000埃的厚度61C’。在一些实施例中，电解质膜61C的厚度大约小于1000埃。在一些实施例中，电解质膜61C的厚度61C’大约小于500埃。在一些实施例中，电解质膜61C的厚度61C’大约小于250埃。在一些实施例中，电解质膜61C的厚度61C’大约小于100埃。在一些实施例中，电解质膜61C的厚度61C’范围大约介于10埃和200埃之间。在一些实施例中，电解质膜61C的厚度61C’范围大约介于10埃和100埃之间。
在一些实施例中，电解质膜61C包括LiPON，并通过使用第一源311与第二源313或413一起形成。正如本文所使用的那样，LiPON通常是指离磷氮氧化物材料。一个例子是Li3PO4N。为了提高锂离子通过电解质的迁移率，其它例子包含了较高的氮的比例。在一些实施例中，第一源311在氮保护气氛中提供Li3PO4。在其它实施例中，第一源311在背景压力小于1E-3托的真空环境中提供Li3PO4。第二源313或413从源气体中提供赋能的粒子。在一些实施例中，第二源是从包括氧气(如O2)或氮气(如，N2)的源中提供赋能的粒子的离子源。在其它实施例中，源气体包括惰性气体，如氩气、氙气、氦气、氖气和氪气。赋能的粒子和/或离子增加了形成电解质膜61C的材料的能量，因此促进了逐层生长。综上所述，该电解质膜的质量比常用的电解质层的质量要好。
形成LiPON电解质膜61C的一个实施例包括第一源和第二源，第一源在将形成LiPON电解质膜的位置提供Li3PO4，第二源提供赋能的氮粒子给相同的位置或附近位置。赋能的氮粒子与在形成电解质膜的位置提供的Li3PO4发生反应。这就提高了LiPON电解质膜中氮的含量。氮含量的增加最好用于提高锂离子穿过电解质的迁移率。
在又一个实施例中，衬底55所处的腔室具有氮提高的空气。LiPON电解质膜61C通过第一源提供的Li3PO4与腔室中的氮发生反应而形成。第二源提供有助于电解质膜形成的赋能粒子。在另一个实施例中，第二源还在该位置提供氮给Li3PO4。因此，Li3PO4与腔室中的氮、和第二源提供的包含粒子的赋能氮发生反应。这就提高了电解质膜61C的氮含量。在一些实施例中，是希望提高电解质膜61C中的氮含量，因为从位于田纳西州(Tennessee)的奥克里季(Oak Ridge)的能源部实验室公布的数据显示氮含量的提高能够增加电解质膜中的离子传导率或迁移率。
通过阅读本发明将会明白，根据本发明本文所示的用于沉积薄膜的系统适于形成电解质膜61C。这样一些系统的例子如图3A-7所示。
图1D表示根据本发明教导的储能装置的另一个实施例。超大电容器70形成在具有超薄电解质膜61的储能装置50C上。在形成超大电容器70之前在衬底上形成的储能装置50C代表在将本文所述的技术用于形成储能和/或能量转换设备之前在衬底上形成的层/设备的实施例。超大电容器70包括在与电极膜71和75物理接触中而形成的中间膜73。在一些实施例中，中间膜73是用于通过感应电流的过程存储和释放电荷电解质。在一些实施例中，中间膜73包括介电材料。接触膜65与电极71形成物理和电接触。因此，在该实施例中，接触膜65是用于储能装置50C和超大电容器70的共享的接触膜。在其它实施例中，储能装置50C和超大电容器70具有分离的接触膜。在一些实施例中，中间膜73包括LiPON。在一些实施例中，电解质膜73包括TaO。在一些实施例中，电极膜是RuO2。在电极膜75上形成接触膜77。引线76从接触膜77延伸以能将超大电容器的一个极板与外部电路接触。
在一些实施例中，接触膜65被省略了，单个电极膜用作装置70的电极71和装置50C的电极63。
现在将参考图1A和2A描述固态储能装置50的制造方法250A。该方法包括提供衬底55(操作过程251)和在衬底55上沉积阴极接触膜57(操作过程253)。在一些实施例中，操作过程251包括提供衬底，该衬底具有在其上面形成的绝缘层或其它层/设备。该方法还包括在衬底上某个位置沉积电极材料的操作过程255，并同时将赋能的粒子提供给衬底上的电极材料。在一些实施例中，辅助源提供赋能粒子。在一些这样的实施例中，赋能粒子束被引导向与衬底上电极材料相同的位置。在一个实施例中，赋能粒子是赋能的离子。在一个实施例中，赋能的离子包括与电极材料不同的材料。赋能的粒子或离子束有助于控制电极材料的结构在该位置的生长。在一些实施例中，操作过程255用于形成阴极膜或固态薄膜电池组的层59。阴极膜59与阴极触点形成电和物理接触。电解质膜61在操作过程257中沉积在阴极膜59上。阳极膜63在操作过程259中沉积在电解质膜上。电解质膜61分离阴极膜59和阳极膜以防止缩短储能设备50，即电池组。阳极触点在操作过程261中与阳极膜形成电和物理接触。根据本发明的薄膜电池组现在已经形成，并经过后储能装置制造操作过程263。
阴极膜的沉积包括将第一材料(如吸附原子)引向衬底上的某个位置，并同时将第二材料的赋能粒子(如离子)提供给衬底上的该位置。在一些实施例中，第二材料与第一材料不同。赋能粒子提供能量给第一材料以能有助于阴极膜中所需晶体结构的生长。而且，这样可控制生长膜在衬底上该位置的化学计算法。在一些实施例中，第一材料是用作固态薄膜电池组阴极的锂夹层材料。辅助源将供能范围在5eV-3000eV之间的离子提供给锂夹层材料。在由辅助源产生的离子中能量的控制为具有晶体结构的锂夹层膜生长提供了就地控制。离子的能量促使锂夹层材料在沉积时形成为晶体结构。在一些实施例中，用于形成离子的气体用于控制生长晶体膜的化学计算法。例如，一种O2的电离辅助束用于控制LiCoO2夹层材料的生长和化学计算法。在一些这样的实施例中，电离辅助束中的O2在该位置与LiCo结合而形成LiCoO2夹层材料。
根据本文教导而形成的薄膜的晶体结构比使用常用阴极膜形成技术而获得的晶体结构具有更高的阶数。常用的技术依靠高温、后阴极沉积退火来重排和结晶常用阴极膜的结构。遗憾的是，这种常用的技术将全部结构退火为相同的温度，这是不希望的，原因在于衬底必须经受这样的温度时，就会排除许多其它合适衬底材料的考虑。而且，不同的层就不能被提供成适于它们不同需求的不同退火处理。根据本文所述的教导，通过提供所需的能量以形成所需的高阶和合适定位晶体结构，而不使衬底和形成在衬底上包括阴极接触膜的其它层经过高温退火，就能如愿地获得高阶晶体阴极膜。而且，每个层使用不同的退火处理(如，不同的层使用具有不同能量的离子辅助束，或者以不同的速率或不同的工作持续时间进行沉积和退火)能够进行退火。而且，通过退火在先层的表面层，在后层能够沉积在已经以特定方式(如，获得特定晶体取向，或特定离子粘合表面)进行排序的表面上，该特定方式能够提高后续层的质量。
图2B表示一种制造储能装置的方法250B的一个实施例。操作过程251，253，259，261和263实质上与上面参考图2A所述的操作过程相同。操作过程255C是一个将阴极膜至少部分沉积在阴极接触膜上的操作过程。在一个实施例中，对阴极膜如上面操作过程255所述进行沉积。在其它实施例中，阴极膜根据本领域公知的其它沉积过程进行沉积。通过将电解质材料沉积在某个位置，至少部分与阴极膜形成接触(操作过程257C)而形成电解质膜。在较佳实施例中，如果不与阴极膜整个表面接触，电解质材料就与实体部分形成接触。在一些实施例中，在它形成电解质膜时，辅助源同时提供赋能的粒子给电解质材料。在一个实施例中，辅助源提供与电解质材料不同的一束辅助材料的赋能离子。在一些实施例中，第二材料束被引向与衬底上电解质材料相同的位置。在一些实施例中，赋能的离子束未被聚焦。离子束在另一个实施例中被聚焦。
电解质膜的沉积包括将电解质材料引向至少部分与阴极膜形成接触的某个位置，同时给电解质材料提供能量。在一些实施例中，该能量通过赋能的粒子进行提供。在这样的一些实施例中，赋能的粒子是赋能的离子。在这样的一些实施例中，来自辅助源的赋能的粒子是与电解质材料不同的材料。赋能的粒子提供能量给电解质第一材料以有助于生长出所需的固态电解质膜结构。而且，这样可控制生长电解质膜的化学计算。
在一个实例中，电解质材料是锂磷氮氧化物。在一些实施例中，辅助源将供能范围在大约5eV-大约3000eV之间的离子提供给锂磷氮氧化物(“LiPON”)。在由辅助源产生的离子中控制能量为在该位置的锂磷氮氧化合物结构的生长提供了就地控制。离子的能量促使锂磷氮氧化合物在沉积时形成为所需的结构。在一些实施例中，用于形成离子的气体用于控制生长电解质膜的化学计算。例如，一种O2的电离辅助束用于控制锂磷氮氧化合物材料的生长和化学计算。在另一个实施例中，使用了N2的电离辅助束。在该实施例中，N2不仅控制电解质膜的生长和化学计算，而且将另外的氮注射到电解质膜中。这是所希望的，因为LiPON电解质膜的离子迁移性取决于膜中的氮含量。
图2C表示另一种制造储能装置的方法250C的一个实施例。操作过程251，253，257，261和263实质上与上面参考图2A所述的操作过程相同。操作过程255C是将阴极膜至少部分沉积在阴极接触膜上的操作过程。在一个实施例中，阴极膜如上面参考图2A所述进行沉积。在其它实施例中，阴极膜根据本领域公知的其它沉积过程进行沉积。操作过程259D是将电极材料沉积到至少部分在电解质膜上的某个位置，同时提供赋能的粒子给电极材料的操作过程。在一些实施例中，赋能的粒子被引向与电极材料相同的位置。在一个实施例中，赋能的粒子是赋能的离子。在一个实施例中，赋能的离子包括与第一材料不同的第二材料。赋能的粒子或离子束有助于控制电极材料结构的生长。在一些实施例中，操作过程259D用于形成固态薄膜电池组的阳极膜。该阳极膜与阳极触点和电解质膜形成电和物理接触。
阳极膜的沉积包括将电极材料引向至少部分与电解质膜形成接触的某个位置，同时提供第二材料的赋能粒子。赋能的粒子提供能量给电极材料以有助于生长出所需的阳极膜中的晶体结构。而且，这样可控制生长膜的化学计算。在一些实施例中，电极材料包括用作电池组阳极的锂夹层材料。在一个实施例中，阳极包括锂金属或锂合金。在另一个实施例中，阳极包括含碳材料，如石墨或类金刚石碳。在另一个实施例中，阳极包括金属氧化物，如RuO或VaO。在另一个实施例中，阳极包括氮化物材料。第二源提供粒子，它们是离子，在一些实施例中，它们提供的范围大约介于5eV到300eV之间的能量给锂夹层材料。在一些实施例中，离子提供的能量大约为135eV。在一些实施例中，离子提供的能量范围大约介于5eV到100eV之间。在一些实施例中，能量范围大约介于5eV到1000eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于50eV到90eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于55eV到85eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于60eV到80eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于65eV到75eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于10eV到100eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于10eV到90eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于30eV到300eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于60eV到150eV之间。在另一个实施例中，第二源的离子的能量大约为70eV。在一些实施例中，离子提供的能量范围大约介于45eV到95eV之间。
在由辅助源产生的离子中控制能量为在该位置的锂夹层晶体结构的生长提供了就地控制。离子的能量促使锂夹层材料在沉积时形成为晶体结构。在一些实施例中，用于形成离子的气体用于控制生长晶体膜的化学计算。
根据本文教导而形成的电极薄膜的晶体结构比使用常用膜形成技术而获得的晶体结构具有更高的阶数。常用的技术依靠高温、后沉积退火，这样会影响衬底和其它层、及想重排和结晶膜结构的膜。与此相比，本发明提供一种在沉积时或在沉积后重排沉积膜表面而实质上没有加热低层或衬底的受控能源。在一些实施例中，在沉积膜的每个原子层时提供能量以使每个原子层在结晶为膜时进行排序。这种能源的例子包括或与正被沉积的吸附原子发生反应的，或/和提供动能以有助于膜沉积的原子束。能源的其它实例包括高温、短持续热源、短持续等离子源、激光和其它高强度感光源，它们重排邻接膜表面的晶体结构而不会影响其它层或衬底。根据本文所述的教导能够如愿地获得高阶阴极或阳极。
虽然上述制造过程描述了以某种顺序形成阴极和阳极，但是其它实施例可以颠倒阴极膜和阳极膜的形成顺序。而且，该制造过程描述了例如，在电池组中形成阴极膜和阳极膜。在一些实施例中，阴极和阳极膜是电池组的电极。其它的实施例包括形成不同超大电容器层的膜。超大电容器在这些实施例中工作，至少其中一个形成超大电容器的膜，如电极膜71，75和电解质和/或介电膜73已经改进了晶体结构、晶体尺寸，或没有缺陷，而且并没有对全部结构采取高温退火以提供这些属性。因此，如本文所述的在储能装置中使用的制造薄膜的技术和系统都可应用于固态电池组和固态电容器。
在另一个实施例中，在衬底上形成薄膜储能装置。在衬底上形成接触膜，它可导电，不与后来沉积的相邻阴极膜发生反应。接触膜用作衬底和阴极膜之间的阻挡层。接触膜还用作集流器，而且作为阴极膜与储能装置的外部电路之间的连接。在一个实施例中，接触膜的厚度大于0.3微米。
图3A表示包括衬底309所在反应室307的沉积装置305的视图，其中储能装置在衬底309上进行制造。在一些实施例中，反应室307是容纳用于反应的气体和提供辅助大气压的密封室。在一些实施例中，希望反应室中容纳的气压大约小于一倍的10-3托。在反应室中设置第一材料源311。第一源311产生在衬底309上沉积的第一材料的一束吸附原子312。在一些实施例中，第一材料源311是物理气相沉积源。在一种这样实施例中，材料源311是电子束源。在另一个这种实施例中，第一源311是包括，例如，阴极电弧源、阳极电弧源和CAVAD电弧源的电弧源。电弧源特别适用于作为源，因为它们在低温运行的反应室中工作非常有效。在另一个实施例中，第一源311是包括，例如溅射源的物理沉积源。在另一个实施例中，源311是包括，例如使用烃基前体气体(hydrocarbon precursor gas)的直接离子源的化学沉积源。束312聚焦在衬底309上的某个位置319，在此，束312的材料进行沉积以能形成储能装置的膜。辅助源313设置在反应室中，并产生被引向至少相邻衬底309上的位置319的一束赋能粒子。在一些实施例中，辅助源313是赋能的离子产生原。在一些实施例中，辅助源313偏离第一源311以使这些源的束不重合。赋能的粒子束314提供用于控制第一束312中的材料在衬底上生长和化学计算为晶体结构所需的能量，这些将详细地进行解释。在一些实施例中，赋能的粒子束314还提供在进行沉积的膜中所需的元素。在另一个实施例中，束314被引向至少靠近位置319，以使形成所需晶体结构的充足能量和正在进行沉积的膜的化学计算通过束314提供给第一束312中的材料。在一些实施例中，沉积系统305至少包括一个附加辅助源313A。在一些实施例中，每个附加源313A提供一个附加辅助束314A，它提供能量给衬底上的到达的吸附原子。下面将描述辅助束314的不同实施例。
图3B表示沉积装置305的另一个实施例。辅助源313产生能量束314，能量束314沿着必须是正交于衬底319的路径前行。将被沉积的材料源311偏离辅助源313。在一些实施例中，源311产生吸附原子束312，原子束312沿着没有正交于衬底319的路径前行。能量束从本文所述的束312中提供能量给吸附原子。
图4是基本上与图3A相似的示意图，除了沉积装置405包括用于产生赋能束的辅助源413，辅助源413枢轴地安装于固定在反应室307中的托架上。辅助源413绕枢轴转动以使赋能的粒子束414以所需的撞击角度引向衬底309的表面。在一个实施例中，撞击角度401的范围从正交于衬底大约介于15度到70度之间。因此，在一些实施例中，撞击角度401是可改变的。在一些实施例中，撞击角度大约是45度。在一些实施例中，沉积系统405至少包括一个附加的辅助源413A。在一些实施例中，每个源413A以角度402提供附加的辅助束414A，在该角度402提供能量给衬底上的到达吸附原子。在一些实施例中，有辅助束414提供的能量不同于由至少其中一个辅助束414A提供的能量。在一些实施例中，辅助束414和414A不必同时传输能量给吸附原子。在一些实施例中，束414和414A传输能量的方式是不同的。在一些实施例中，束414和414A中的材料是不同的。
图5A是基本上与图3相似的示意图，除了沉积装置505包括许多第一沉积源511外。在一些实施例中，其中每个第一沉积源511将其相应的束512引向衬底309上的位置309。在一些实施例中，每一个第一源511产生包括相同材料的束512。在其它实施例中，至少其中一个第一源511产生与另一个第一源511不同的材料束512。在一些实施例中，来自许多第一源512的材料在位置309结合以形成所需的膜。在其它实施例中，第一束512中的材料与辅助束314的材料结合以形成所需的膜。在一些实施例中，其中一个第一源511引导其束512到衬底319，但是远离位置309。在一些实施例中，两个或更多辅助源313提供能量给束512的吸附原子。
图5B表示沉积装置505B的另一个实施例。安置了许多辅助源313以将能量提供给衬底319上的形成膜。许多材料源511A、511B和511C提供材料给反应室307，并邻接衬底309的表面。在一些实施例中，每个材料源511A、511B和511C提供相同的材料，因此，它们有能力比其中单独一个源提供一个更多的数量。在一些实施例中，至少其中一个材料源511A、511B和511C提供与另一个材料源不同的材料。在一些实施例中，这些不同的材料在反应室307中发生反应以能产生将在衬底319上形成膜的吸附原子材料。在一些实施例中，至少其中一个材料源511A、511B和511C提供原始材料给反应室307，另一个材料源提供反应材料给反应室。原始和反应材料一起发生反应而产生将形成膜的材料。在一些实施例中，至少其中一个材料源511A、511B和511C包括发生化学反应的化学反应器。然后该源将合成材料注射到反应室中。该合成材料包含在膜形成过程中。
图6是基本上与图5A相似的示意图，除了沉积装置605包括许多第一沉积源511和枢轴辅助源413外。在一些实施例中，向给定的沉积位置提供了更多的材料。在一些实施例中，在多个位置提供了沉积。在其它的实施例中，这样就允许不同源的不同材料进行结合。
图7表示根据本发明教导的沉积装置705的另一个实施例。沉积装置705包括其内设置细长的反应室707和在其上面制造储能装置的柔性衬底709。衬底709在弧形热控制表面715上从源滚筒710供给，并被端部滚筒713接收。第一材料源711设置在反应室707中，它是一个物理沉积源。第一源711产生将在衬底709上进行沉积的材料的吸附原子712束。在一些实施例中，第一源711是包括，例如，阴极电弧源、阳极电弧源和CAVAD电弧源的电弧源。在另一个实施例中，第一源711是包括，例如溅射源的物理气相沉积源。在另一个实施例中，源711是化学气相沉积源。而且，在一些实施例中，源711代表许多不同材料的源。束712聚焦在衬底709上的某个位置719，在此束的吸附原子进行沉积以能形成储能装置的膜。辅助源713设置在反应室中，并产生在衬底709上引导的赋能粒子714的射束。在一个实施例中，辅助源713产生赋能离子714的射束。赋能的粒子束714提供用于控制第一束712的沉积材料的生长和化学计算所需的能量。因此，在衬底709上形成晶体结构，这些将详细地进行解释。在一些实施例中，衬底709是在其上面制造储能装置的合成橡胶、聚合物或塑料网(薄膜)。细长的衬底709允许许多储能装置沉积在衬底的连续位置上，以此提高了储能装置的生产效率。而且，在一些实施例中，许多沉积装置705或源711是为同时在衬底709上的不同位置沉积许多膜而设置的。
热控制表面715连接热源725，热源725控制表面715的温度。衬底709与表面7 15形成热动态接触，由此控制在特定衬底上进行特定沉积过程所需的衬底温度。在一些实施例中，热源是冷却剂源，例如，为将压缩过的氦释放给表面715以冷却它的低温真空泵。在与衬底709直接接触的热控表面715的使用，特别是，在直接接触经过准直或与薄膜形成的位置一致时，就允许使用衬底，这些衬底比使用常用固态薄膜电池组制造过程具有更低的热梯度温度。
上面提供了实现本发明以能制造储能装置或换能装置的系统的不同实施例的描述。在本发明的保护范围内可以用与所示和所述的不同方式组合该系统的部件，只要本文所述的方法对于这样的系统是可执行的即可。例如，在一些实施例中，柔性衬底709和滚筒710，713能够与图3A-6任何实施例进行组合。在一些实施例中，热源725还可以与图3A-6任何实施例进行组合。在一些实施例中，枢轴的辅助源413可与图3A、3B、5A、5B和7的任何实施例进行组合。在一些实施例中，热源511A、511B和511C可与图3A-5A和6-7的实施例进行组合。
在一些实施例中，电极的第二膜，如，膜59或71，是至少叠加部分第一膜，如接触膜57或63，但是没有延伸出第一膜边界的锂夹层材料。因此，夹层第二膜在储能装置充电和放电过程中保持在固态。在一些实施例中，第二膜使用第一沉积源与提供赋能离子给生长第二膜的第二源同时进行沉积。在一些实施例中，第一沉积源是物理气相沉积源。在一些实施例中，第二源是从包括氧气(即，O2)或氮气(即，N2)的源气体供给赋能离子的离子源。在另一个实施例中，源气体包括惰性气体，如氩气、氙气、氦气、氖气和氪气。在又一个实施例中，源气体包括碳氢化合物材料，如碳氢化合物前体。第二源气体的选择是以对沉积膜的化学计算法所需影响为基础的。在一些实施例中，第二源提供赋能离子的聚焦射束。在一些实施例中，第二源提供赋能离子的未聚焦射束。赋能离子提供范围大约介于5eV到3000eV之间的能量给锂夹层材料。在一些实施例中，离子提供的能量范围大约介于5eV到1000eV之间。在一些实施例中，能量范围大约介于30eV到300eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于60eV到150eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约为140eV。在一些实施例中，离子提供的能量大约为135eV。在一些实施例中，能量范围大约介于5eV到100eV之间。在一些实施例中，能量范围大约介于5eV到1000eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于50eV到90eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于55eV到85eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于60eV到80eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于65eV到75eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于10eV到100eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于10eV到90eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于30eV到300eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于60eV到150eV之间。在另一个实施例中，第二源离子的能量大约为70eV。在一些实施例中，离子提供的能量范围大约介于45eV到95eV之间。
在一个实施例中，第二膜的厚度大于10微米。在一些实施例中，第二膜的厚度范围大约介于10微米至20微米之间。在一些实施例中，第二膜的厚度范围大约介于1微米至5微米之间。
电解质第三膜，即，膜61，61C或73，具有离子传输质量，但是没有导电性(电解质)，它经过沉积成能完全叠加第二沉积膜。在一些实施例中，第三膜使用第一沉积源和提供赋能离子给生长膜的第二源进行沉积。在一些实施例中，第一沉积源是物理气相沉积源。在一些实施例中，第二源是能够提供能量大于5eV的赋能离子的离子源。在另一个实施例中，能量范围大约介于5eV到3000eV之间。在一些实施例中，能量范围大约介于5eV到1000eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于10eV到500eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于30eV到300eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于60eV到150eV之间。在另一个实施例中，第二源的离子能量大约为140eV。在一些实施例中，离子提供的能量大约为135eV。在一些实施例中，离子提供的能量范围大约介于5eV到100eV之间。在一些实施例中，能量范围大约介于5eV到1000eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于50eV到90eV之间。在又一个实施例中，能量范围大约介于55eV到85eV之间。在又一个实施例中，能量范围大约介于55eV到85eV之间。在又一个实施例中，能量范围大约介于60eV到80eV之间。在又一个实施例中，能量范围大约介于65eV到75eV之间。在又一个实施例中，能量范围大约介于10eV到100eV之间。在又一个实施例中，能量范围大约介于10eV到90eV之间。在又一个实施例中，能量范围大约介于30eV到300eV之间。在又一个实施例中，能量范围大约介于60eV到150eV之间。在另一个实施例中，第二源离子提供的能量大约为70eV。在一些实施例中，离子提供的能量范围大约介于45eV到95eV之间。
在一些实施例中，第二源是从包括氧气(即，O2)或氮气(即，N2)。在另一个实施例中，第二源气体包括惰性气体，如氩气、氙气、氦气、氖气和氪气。在又一个实施例中，第二源气体包括碳氢化合物材料，如碳氢化合物前体。第二源气体的选择是以对沉积膜的化学计算法所需影响为基础的。在一些实施例中，第二源提供赋能离子的聚焦射束。在一些实施例中，第二源提供赋能离子的未聚焦射束。希望电解质和第三膜尽可能薄，并避免阴极和阳极层缩短。在一个实施例中，第三膜的厚度小于1微米。在一些实施例中，第三膜的厚度小于5000埃。在另一个实施例中，第三膜的厚度范围小于1000埃。在另一个实施例中，第三膜的厚度范围大约介于10微米至100埃之间。
在另一个实施例中，第三膜使用以15度到70度的撞击角度提供赋能离子(5eV到3000eV之间)给材料源(目标)的第一源和提供赋能离子给生长膜的第二源进行沉积。第一沉积源包括气体源的聚焦赋能离子束。气体源包括其中一个本文所述的气体源。
阳极，第四膜，即，膜65或75包括沉积在上面、并叠加第三膜，但没有接触第一膜(阻挡层)或第二膜(阴极)的锂夹层材料。在一些实施例中，第四膜使用第一沉积源与提供赋能离子给生长第四膜的第二源同时进行沉积。在一些实施例中，第一沉积源是物理气相沉积源。在一些实施例中，第二源是从包括氧气(即，O2)或氮气(即，N2)的源气体供给赋能离子的离子源。在另一个实施例中，源气体包括惰性气体，如氩气、氙气、氦气、氖气和氪气。在又一个实施例中，源气体包括碳氢化合物材料，如碳氢化合物前体。第二源气体的选择是以对沉积膜的化学计算法所需影响为基础的。在一些实施例中，第二源提供赋能离子的聚焦射束。在一些实施例中，第二源提供赋能离子的未聚焦射束。赋能离子提供范围大约介于5eV到3000eV之间的能量给锂夹层材料。在一些实施例中，能量范围大约介于5eV到1000eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于10eV到500eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于30eV到300eV之间。在另一个实施例中，能量范围大约介于60eV到150eV之间。在另一个实施例中，第二源离子的能量大约为140eV。在一个实施例中，第四膜的厚度大于10微米。第四膜的厚度范围大约介于10微米一40微米之间。
在另一个实施例中，第四膜通过原氢化合物前体沉积在衬底的表面上，以此形成离夹层阳极。在一些实施例中，沉积通过使用碳氢化合物前体用等离子改进的CVD来实现。在一些实施例中，沉积包括掺杂剂，如N2。在一些实施例中，第二源提供赋能的离子有助于第四膜的沉积。赋能的离子提供本文所述范围中的能量。在一些实施例中，第二源与本文所述的任何源相同。
在另一个实施例中，阳极、第四膜通过使用碳氢化合物前体的离夹层材料的直接离子束沉积进行沉积。第一沉积源从指向目标材料的源气体碳氢化合物前体提供聚焦赋能离子(5eV-3000eV)的束。在一些实施例中，第二源提供赋能离子以有助于第四膜的生长，并且作为本文所述的第二源。
接触第五膜，即，膜65或77，具有导电性，不与第四膜发生反应，它至少与部分第四膜形成接触。第五膜不接触第二膜(阴极)。在一个实施例中，第五膜的厚度大于0.5微米。第五膜用作与外部电路接触的阳极集流器。
在一些实施例中，钝化不具有导电性而且化学性质不活泼的第六膜79必须覆盖至此形成的储能装置，即，所有第二、第三和第四膜，以便它们能被包装，并免受环境污染物，这些污染物可与这些膜发生反应，并且降低储能装置的性能。环境污染物可进一步包括与储能装置一体形成的装置的制造材料。在一些实施例中，第一和第五接触膜部分暴露在第六膜的外面以能与储能装置外的电路相连接。
其上沉积本文所述膜的衬底55、309或709包括任何能够支撑薄膜和能够经得起本文所述沉积过程的材料。在一些实施例中，衬底是由具有在此由于小于70摄氏温度的热效应而开始降低的温度的材料形成。另一个实施例包括具有在此经历过小于或等于大约30摄氏温度的热降低的温度的衬底。衬底的热降低包括衬底形状的损失、足够支撑储能装置刚性的损失、衬底的化学破损、衬底和/或膜上的材料的交联、熔化和燃烧。衬底的实例包括硅片和绝缘结构上的硅。衬底材料的其它实例包括金属，绝缘层在形成本文所述的储能装置前形成在金属上。在另一个实例中，该金属可用作具有绝缘层的储能装置将电介质膜、阳极膜和阳极触点与金属衬底进行电隔离的触点。其它具有较低热降低温度的材料的实例包括纸、织物(天然和合成的)、聚合物、塑料、玻璃和陶瓷，这些材料适用于制造本文所述的储能装置。
衬底55、309或709具有一种形式，它适用于用来制造根据本文的教导所述的储能装置的装置类型。衬底形状的一个实例是半导体晶片。衬底的其它形式包括细长的网、织物、箔片和薄层。在本发明的范围内提供一种尺寸足够大的衬底，在该衬底上能够制造许多储能装置和/或许多换能装置。
衬底55、309或709的一些实施例包括在现场温度处理过程中保持其支撑特性的衬底。在现场温度处理过程中，衬底设置成与热受控表面，如表面715，密切接触。在一些实施例中，热受控表面是冷却的表面以使与本文所述的任何膜的沉积相关的热达到热平衡，以便不能热降低衬底或者在衬底上在线形成的任何其它结构部件。因此，在一些实施例中，具有低热降低温度，如低熔点或低燃烧温度的衬底用作本制造方法中的衬底。例如，衬底包括基于陶瓷、玻璃、聚合物、塑料和纸的材料。在根据本文的教导所述的一个实施例中，衬底是许多储能装置沉积在上面的塑料或金属衬底。然后，该衬底被划分为具有至少一个储能装置的分割片。然后，这些分割片能被加工，如，进行冷加工，成为如储能装置应用所规定的所需形状。
在另一个实施例中，衬底是由柔性材料制成，如，衬底709。柔性衬底形成为细长的滚卷，它的产生能够传送弯曲的物体，并使材料与弯曲物体的表面形成密切接触。弯曲物体是热受控装置(即，图7所示的装置725)，以控制衬底的温度并且在沉积过程中平衡在衬底和膜上产生的热效应。例如，该物体是中空的，并阻隔沉积容器的环境。在一些实施例中，空腔填充冷却剂，即，低温气体，如从液态N2或液态氦气获得的气体，同时冷却剂要经常进行补充。衬底和物体之间的密切接触的面积是一致的，并正对材料从沉积源撞击在衬底上的位置。在另一个实施例中，冷却剂是一种经常补充的冷冻水。在另一个实施例中，电热冷却装置热控制弯曲物体。在另一个实施例中，弯曲物体是一种在衬底绕轴移动的方向上既可以静止又可以转动的鼓。
在另一个实施例中，衬底55或309是由刚性材料的板条形成。刚性衬底的形成能够在冷却的、热受控表面上传送。这里描述冷却表面的例子。冷却表面的一个例子是它通过释放低温液体，如液态N2或液态氦气进行物体本体中的通道中进行冷却，该物体具有表面，但是阻隔沉积室的环境。其它的冷却剂源包括冷冻水、低温气体和电热装置。
图8A表示具有共享了共用端子的集成电池组和设备的实施例的起始衬底的平面视图。图8F表示图8A的起始衬底的正视图。
图8B表示在沉积共享了共用端子的集成电池组820和装置2430之后图8A的衬底810的平面视图。在一些实施例中，集成电池组820和装置2430是薄膜电池组和电路，它们分别具有电接线2322、2324和2431。图8G表示图8B的局部构造设备的正视图。
图8C表示在放置和布线与共享了共用端子的集成电池组2320和设备2430相连接的单个制造的芯片2440之后图8B的衬底的平面视图。图8H表示图8C的局部构造设备的正视图。
图8D表示在一些实施例中放置和布线回路天线850之后图8C的衬底810的平面视图。图8I表示图8D的局部构造设备的正视图。
图8E表示顶密封层860已经被沉积后具有图8D的局部构造设备的最终设备800的平面视图。在一些实施例中，设备800包括浮雕和/或印刷品880，和/或磁性可读条870。
图8J表示图8E的设备的截面正视图。图8E-8J的正视图不是比例尺寸图。在一些实施例中，设备800的尺寸和厚度大致与普通的信用卡相同。在一些实施例中，磁条870和凸出字母880也可在设备800上形成。
图8K表示在充磁站图8E的设备的透视图。在图示的实施例中，线圈890使用内部电流产生60Hz的磁场，并与线圈850一起，形成在线圈850中流动的感应电流的变压器(未标记)，该电流经过整流，用于关闭开关。在开关闭合时，附加电路就执行任务。现在将描述这种系统的一个例子的应用。目前，充磁站用于禁止防盗电路工作。磁场实质上禁止防盗设备的谐振频率天线工作，以使购买者在零售公司步行过读卡器时，天线将不会启动报警。在本发明的实施例中，用于禁止防盗设备工作的磁场能够启动依次给电路供电的开关。在一些实施例中，电路开始计时，标志着与销售产品相关的保修期的开始。
图8L表示图8E设备800的透视图，但是还包括光电池2650。在一些实施例中，设备800作为运输标签进行制造。运输标签包括不透明的剥离背衬。一旦被剥离，光就照射在光电池上，并闭合开关以给电路供电。在一些实施例中，该电路开始计时，标志着与销售产品相关的保修期的开始。
图8M表示在无线波站892中图8E的设备的大致视图。无线波站892的无线波通过天线850进行拾取，所接收到的无线波的功率经过滤波以闭合开关，并在电路2440中实施。在一些实施例中，电路开始计时，标志着与销售产品相关的保修期的开始。
如上所述的固态可充电电池组具有直接与它们供电的电子设备一起集成的独特能力。而且，将被用作如图8K所示的两相变压器其中之一线圈的薄线天线/线圈850的集成和/或如在无键进入系统中使用的RF滤波技术允许对固态薄膜电池820进行无线充电(通过空气)。通过使用已经在RFI.D.标识中共用的技术，所连通的能量能够转换直流电压，并用于在电路板上执行功能。在电池组已经存在于电路板上的情况下，直流电压用于给充电电路加电以能对电路板上的电池组进行无线充电。
在工业中存在某些需求，从将能量、存储和电子设备集成在单个平台上会受益。
本发明提供一种将电子设备、固态电池组和事件致动开关集中在单个平台上的平台。在许多情况下，系统或平台具有非常小的形状因素。图9A至20表示这样系统或平台的大致视图。下面讨论具体的实例。
图9A和9B表示包括电池组908、电路910和有源致动开关930的系统900的大致视图。电池组908参考图1A-8M所讨论的那样形成。电池组908是一种典型的形成在衬底，如图1A-1D所示衬底55上的薄膜电池组。电路可结合在并固定于衬底55上的电池组908中。在另一种可选择方案中，电路910可形成在衬底55上，电池组908形成在电路910顶部上。有源致动开关930(如通过下面所述的加速、磁性和静电放电等致动的MEMS开关)与电池组908和电路910一起可形成在衬底上。图9A表示以电路910、固态电池组908和事件致动开关930形式集成电子设备的系统900或平台，其中事件致动开关不工作或打开。图9B表示相同的系统或平台，其中开关930已经被启动，它将固态电池组置于与电路或电子设备910进行电连接。然后，电路910或电子设备被供电以能响应于有源致动开关的致动执行某些任务。
图9C表示包括电池组908、电路910和有源致动开关930的系统900或平台。在图9C中，电路或电子设备910包括附加设备，如固态存储器912和/或定时电路914。如图9C所示，包括电池组908、电路910和有源致动开关930的平台900处于非工作状态。
图9C和9D所示的平台900处于非工作状态，或开关或有源致动开关930显示为断开，仅是说明性目的用。应该注意要说明的是，平台还可显示为启动状态，而有源致动开关930处于闭合状态。如图所示的存储器912是一种典型的静态非易失(NV)存储器。NV存储器存储电路910是否被供电的信息。换句话说，使用非易失存储器912和定时电路914，它能够在电池组908给电路910供电的时间帧过程中将某些事件的时间记录在存储器912中。例如，在一些情况下，有源致动开关930闭合或置于有源状态的冲击事件或时间可记录在存储器912中。定时电路914包括计时器，用于记录发生启动开关903的特定活动的日期和时间或仅是时间。
图9D表示包括电池组908、电路910和处于打开或非启动位置的有源致动开关930的另一个系统900或平台。电路910包括存储器912、定时器914和微处理器916。在图9D所示的特定实施例中，有源致动开关930能被启动，定时器914能够将启动的日期和时间记录在NV存储器912中。一旦被启动，微处理器916就能够执行特定的功能。在一些情况下，微处理器916能够具有非常特殊和具体的任务，并可称为微控制器，因为它专用于执行特殊任务。应该注意图9A，9B，9C和9D所示的固态电池组908可能仅是一种一次性使用的电池组，或者可能形成为长时间的充电。电池组908通过使用光电电池和将平台暴露于光进行充电，或者使用无线电频率的周期脉冲，或任何其它类似的方式进行充电。可充电电池的使用在2001年3月23日提出的申请号为No.09/815，884，名称为“电池操作的无线通信装置和方法”申请中进行了讨论，其内容在此作参考引用。
图10表示图9A-9D所示的电路的工作方法的流程图。如图10所示，包括电池组908、电路910和有源致动开关930的平台或系统900开始处于非工作状态，用参考标号1010表示。应该注意要说明的是，通常所说的非工作状态是开关930处于打开位置。但是，也可能是这些情况，非工作状态是有源致动开关处于闭合位置。而且，可能是有许多开关机构，在另一个开关被启动时，一个特定的开关可能被处于非工作状态。从非工作状态1010，可发生启动动作1020。启动动作通常闭合有源致动开关930而且使电池组与电路或电子设备910进行电连接。换句话说，有源致动开关闭合时，电池组908现在给电路910供电。在启动动作1020后，电路910或电子设备910工作，或置于操作状态1030。操作1030可能包括根据定时电路914(图9A-9D所示)在特定计时时存储器91 2中的存储事件。而且，该操作可包括通过微处理器或微控制器916(图9D所示)执行的特殊任务。
图11表示本发明的另一个实施例。在该特定实施例中包括电池组1110和有源致动开关1130。换句话说，电池组1110是如图1-8中所示和形成的薄膜电池，有源致动开关1130固定于(或集成于)电池组1110上。有源致动开关1130能够作为薄膜电池组的部分而形成，或者更准确地说，能够与电池组1110一起在衬底55上形成。电路，或其它电子设备没有设置在衬底55上，但是后来与触点1141和1142相连接。换句话说，电子设备或电路远离设置在衬底55上的薄膜固态电池组1110和有源致动开关1130，薄膜固态电池组1110和有源致动开关1130能够与没有设置在衬底上的任何形式的电子设备相连接。
图12A和12B表示能够在图9A-9D所示设备和其它合适设备中使用的一种类型的有源致动开关。图12A和12B所示的有源致动开关是MEMS设备。图12A表示MEMS有源致动开关1230的顶视图，而图12B表示MEMS有源致动开关1230的正视图或底视图。有源致动开关1230包括底部1201。固定于底部1201是第一(长)悬臂梁1210，第二(中长)悬臂梁1212和第三(短)悬臂梁1214。在第一悬臂梁的端部是重量或负荷端1211，同样，在第二悬臂梁1212的端部是负荷端1213，在第三悬臂梁1214的端部是悬臂端1215。每个悬臂梁的端部还包括电接触材料。悬臂梁能沿着电路径或电轨迹引导电流。第一悬臂梁1210具有在接触或衬垫区1241结束的电轨迹1240。第二悬臂梁1212包括在电衬垫或端部1243结束的电轨迹1242，而第三悬臂梁1214包括在衬垫或端部1245结束的电轨迹1244。悬臂梁1210、1212和1214分别具有不同的长度。结果是，每个弯曲悬臂梁所需的力的大小不同。换句话说，具有负荷端的长悬臂梁将会弯曲，并在比弯曲悬臂梁1212所需冲击更小的冲击负荷下接触电衬垫1220，并使它接触电衬垫1222。第三悬臂梁1214比悬臂梁1210或1212中任何一个都短。结果是，冲击负荷或力必须非常大而导致悬臂梁1214产生弯曲以使它电接触触点1224。有源致动开关1230(图12A和12B所示)基本上是以变化的冲击等级启动的三级开关。在该特定有源致动开关1230的其它实施例中，每个悬臂梁可能具有相同的长度，在悬臂梁端部的负荷可能会改变以便较大的重量响应于较低的冲击负荷，而较轻的负荷梁将仅响应于较大的冲击负荷。正如进一步预期的那样，可能是一个悬臂梁或者是许多悬臂梁。换句话说，有源致动开关的发明不必局限于三悬臂梁结构。
图13表示有源致动开关1330的另一个实施例。有源致动开关1330实际上包括X轴、Y轴和Z轴活动的分离开关。Z轴开关1330A是包括三种悬臂梁的MEMS设备，三种悬臂梁具有实质相同的长度和分别设有负荷端1311、1313和1315。每端1311、1313和1315上的重量实质相同。但是，每个悬臂梁1310、1312和1314的本体或宽度是可以改变的，以使第一悬臂梁1310的宽度较小，最后悬臂梁1314的宽度比悬臂梁1312的宽度更宽实，悬臂梁1312的宽度是梁1310宽度和梁1314宽度的平均值。这样，相同大小的负荷将在不同的冲击负荷下影响每个臂或悬臂梁1310、1312和1314。悬臂梁的端部与衬垫1320、1322和1324形成电接触。每个梁具有电轨迹以使每个开关由于冲击负荷而被启动时，事件的时间能被存储在静态存储器中。
如前所述，1330A表示Z轴的有源致动开关。系统或平台或有源致动开关1330还包括X方向的开关1330B，Y方向的开关1330C。每个开关是相同的，因此，为了方便起见，将仅描述其中一个开关1330B。而且，有源致动开关1330B包括一组悬臂梁1310’，1312’和1314’。在悬臂梁1310的端部是负荷1311’，在悬臂梁1312’的端部是负荷1313’，在悬臂梁1314’的端部是负荷1315’。一组触点固定于有源致动开关1330B的基座。开关1320’设置成能够接触第一悬臂梁1310’的端部。同样，触点1322’设置成能够接收或接触第二悬臂梁1312’的端部1313’。此外，触点1324’设置成能够接收悬臂梁1314’的端部1315’。有源致动开关1330B设计成使其中一个开关在不同冲击负荷级能够启动或闭合。因此，悬臂梁1310’、1312’和1314’可能形成更充实，或者端部的负荷能够改变，或者长度能够改变以使开关的不同部分在不同的冲击负荷可启动。有源致动开关1330B与图1330A所示的MEMS设备略有不同。开关1330B也是MEMS设备。同样的开关1330C设置成检测Y方向上的冲击负荷。要说明的是，在每个X-、Y-和Z-轴上的冲击负荷促动开关防止在一些轴上产生的冲击未被检测。要说明的是，冲击负荷的不同分量将会在X轴、Y轴和Z轴被感知到。
图20表示包括电池组2008、电路2010和有源致动开关2030的系统2000的另一个实施例。电池组2008、电路2010和有源致动开关2030位于衬底2001上。衬底包括粘合剂材料56。阻挡层156覆盖粘合剂材料56。在一些实施例中，阻挡层156是一种能被去除而暴露粘合剂56的可去除剥离纸。有源致动开关2030包括第一悬臂杆2031和第二悬臂杆2032。第一悬臂杆2031设置在第一触点2033、第二触点2034和第三触点2035之间。触点2033和2034是L形状，包括位于平行于衬底平面中的部分，衬底实质上也包括一部分悬臂2031。因此，在X或Y方向上衬底的平面内处于所选择水平的加速会使悬臂2031接触电触点2033或电触点2034。电触点2035位于悬臂下面，或者位于平行于悬臂2031端部的平面内。在Z方向上的加速会使臂203 1接触或连接触点2035。在初始加速后悬臂梁在其它方向上通过时，使悬臂梁偏离触点2035的加速还电连接于触点2035。换句话说，悬臂梁2031拍打触点2035以能形成电连接。
悬臂梁2032位于触点2036和另一个触点2037之间。触点2036和2037是L形状，包括位于基本上与衬底2001平面平行的平面内的部分。悬臂梁2032的端部也在相同的平面内。在一些实施例中，悬臂梁2031和2032同样地形成以使某些平面内的所选择的加速级将会产生电接触或连接于不同的触点。在其它实施例中，悬臂梁2031和悬臂梁2032的形成要对加速具有不同的响应以使悬臂梁接触部件2031和2032中的其中一个根据对加速的响应比其它悬臂梁接触元件更灵敏。在其中一个悬臂梁接触部件2031和2032接触或与相关悬臂梁元件的触点形成电连接时，电池组就启动电路2010。电路2010执行特定的功能。
在操作中，这样的开关可用于检测冲击负荷和记录它们的时间。例如，这样的一组开关或有源致动开关1330、1230、2030在一些运输情形下是有用的。货运者可包括具有很低冲击负荷阈值的有源致动开关，以开始启动有源致动开关的更多个响应部分中的其中一个。换句话说，货运者可具有一种在从货架上取走包装时能启动的开关，该开关通过非常低的冲击负荷就能被启动。然后该活动通过定时器或定时电路914进行记录，然后放置在存储器912中。如果在运输过程中或在运输后其它时间包装坠落或受到其它严重地负荷冲击，另一个悬臂梁将会与其相应的触点形成接触。换句话说，较大的冲击事件将通过其中一个较短或较少响应梁进行记录。换一种方式说，在较大冲击负荷的事件中，至少两个梁将它们相应的触点形成接触，或者可能与有源致动开关中的所有三个梁形成接触。然后，时间也能被记录，并确定谁担负被运输的破损产品。换句话说，如果产品在拥有包装的时间帧过程中进行运输，那么货运者就应该担负破损产品的费用。如果显示它已经被发送，那么消费者就担负破损产品的费用，或者制造商或货运者就不应该承担产品的损失。
使用冲击负荷的这种特定有源致动开关的另一个例子可能会标记保修期的开始的时间。例如，如果其中一个冲击负荷促动开关在包装和运输时非常灵敏，时钟或定时器就会根据标记保修期开始或其它时间帧的开关的促动开始工作。在消费者寻找保修使用的后来时间时，要求可能是包装与产品一起返回。然后能够检查保修时间。这样将会防止消费者订购另一种产品，并在保修期内将它作为一种新产品返回。
在一些实施例中，包括冲击负荷致动开关1330或1230或2030的系统可包含在剥离的标识牌或运输标识牌中，这些标识牌既可以直接固定于产品上又可以直接固定于产品的包装上。图14A和14B表示使用包括冲击负荷致动开关，如1230，1330或2030(未在图14A或14B中显示的开关)系统的两个特定标识牌。还应该注意冲击负荷致动开关1230，1330和2030也可以称之为加速计。包括电池组、薄膜、固态电池组、加速计或冲击负荷致动开关1230、1330和2030，和电路或电子设备910(图9A和9B所示)的系统可形成为标识牌的一部分，如图14A中所示的运输标识牌，或图14B中所示的产品标识牌。每个标识牌包括平台或系统1410、1410’，平台或系统包括薄膜、固态电池组(图9A和9B所示)、电路910(图9A和9B所示)和有源致动开关930(图9A和9B所示)。
正如在一些实施例中所规定的，图15表示包括平台或系统1520的弹头或其他法令1500，平台或系统1520具有电池组908、电路910和有源致动开关930(图9A和9B所示)，如开关1230或1 330或2030(未在图15中显示)。图15包括弹头或法令1510。容设在弹头或法令中的是包括电池组908、电路910(图9A和9B所示)、有源致动开关1230或1330或2030(未在图15中显示)的系统或平台。电路910可包括微处理器或微控制器916(图9A和9B所示)。弹头或法令1510也包括带有参考标号1512所示的尾翼。尾翼1512是可控制的。在法令1510受到射击或加速时，有源致动开关就使系统从非启动状态进入启动状态。然后尾翼1512就能受到系统1520中的微处理器或微控制器控制以能将法令指向目标。固定于电池组908和有源致动开关930上的电路或电子设备910可包括附加传感器1530。例如，传感器1530可以是用于测热的红外传感器，或者是用于检测光的光电器或者是其它一些检测目标其它特性的传感器。要说明的是，具有系统1520的弹头或法令是非常小的尺寸，包括从来福枪或手枪射击出的法令，或者从大炮中射出的非常大的尺寸。
图16A表示磁致动的有源致动开关1630的顶视图。图16B表示磁致动开关的另一个实施例。而且开关1630或开关1630’是一种具有一系列悬臂梁1610、1612、1614的MEMS设备。MEMS设备具有响应于磁场的顺磁端。梁1610、1612、1614具有不同的截面宽度以使它们将响应于不同特定强度的磁场。图16B所示的磁开关包括悬臂梁1610’、1612’和1614’。这些悬臂梁或臂也响应于不同的磁场。臂1610、1612、1614与电触点1620、1622和1624形成接触。一旦臂1610、1612、1614、1610’、1612’或1614’中的其中一个在电场中接触电触点1620、1622、1624、1620’、1622’或1624’，在此情况下的电池组就连接图9B所示的电路910。特定有源致动开关1630、1630’用于开启保修期或记录保修期的开始。例如，在消费者在零售商场购买商品时，通常一个磁性设备用于消除防盗机构。磁性设备产生不启动防盗机构的磁场。相同的磁场可用于启动图16A或16B所示的一个或数个臂1610、1612、1614、1610’、1612’或1614’。因此，用于不启动防盗设备的相同磁场能够用来启动或开始保修时间。另一种潜在的作用是已经被购买的包装中的商品或设备已使防盗设备进行消磁而不能启动，还在于磁传感器1630、1630’触发刚购买产品或商品的自检。自检的时间和结果可以记录在静态的RAM或静态的存储器912(如图9所示)以便于在后日期的检索。因此，在购买时，能够注意设备通过自检，这样有利于后来的保修工作。
图17表示有源致动开关930的另一个实施例。图17表示压敏开关1730的大致视图。压敏开关1730包括第一细长电触点1710和第二细长电触点1712。第一电触点1710与第二电触点1712相隔离。压敏开关1730可放置于图14A或14B所示的标识牌中。该标识牌可设有剥离的背面，剥离需要主标识牌柔软或弯曲的表面的纯动作可能是将第一触点1710设置成与压敏开关1730的第二触点1712相连接的活动。而且，压敏性的有源致动开关可能用于运输应用或保修工作。这些应用的例子已经针对于有源致动开关1230和1330在上面进行了讨论。
图18表示湿气致动活动开关1830的一些实施例的视图。湿气致动开关1830包括第一倾斜表面1801和第二倾斜表面1802。第一电触点1810固定或连接于第一倾斜表面1801上，第二电触点1812固定或连接于第二倾斜表面1802上。在遇到或产生湿气时，倾斜表面移动湿气至最低可能点，假设湿气致动开关1830设置成使其重心用于移动倾斜表面1801、1802上的湿气至最低可能点。因为湿气移动至最低可能点，湿气就收集在贮液器1820中。贮液器1820填充有湿气直到贮液器1820中的湿气渡过第一电触点1810和第二电触点1812之间的缝隙。因此，开关在该区域接收到雨水就能被启动，或者设备一旦浸没在潮湿环境中就能被启动。此外，收集在倾斜表面1801和1802上的露水能够提供湿气以填充贮液器1820到第一电触点1810与第二电触点1812相电连接的水平位。在足够的湿气通过开关1830闭合或提供电接触时，这样的开关可用于将电池组908设置成与电路或电子设备(见图9A和9B所示)相连接。
有源致动开关的其它应用也可以考虑。在一些实施例中，使用热致动活动开关930。该结构与在建筑物中自动喷水灭火系统所需的结构相似。在该特定实施例中，热致动开关将电池组908设置成与电路910或电子设备910相连接。一个例子的应用将会用于自动喷水灭火系统中，以此喷水装置在启动后，如果不再检测到烟雾或房间的温度低于某个阈值，它就不会启动。
有源致动开关930的使用的又一个例子将会是加速致动型开关1230、1330用在飞机试飞员弹射座位中。试飞员经常在非常高的海拔高度上驾驶飞机，如果在其中一个海拔高度需要弹射，直到座位上的飞行员处于他们具有足够生存的氧气的海拔高度时跳伞者才能必须打开降落伞。换句话说，如果在高海拔飞行，弹射座位必须被展开，它的好处是，即使在救生时，飞行员也能够从较高的海拔高度下降到飞行员具有足够生存的氧气的海拔高度。这样的海拔高度可以是从10-15,000英尺的任何高度或者是其它任何所选择范围内的高度。因此，有源致动开关1230、1330将会给包括高度计的电子设备或电路910供电。电子设备将会使用高度计读数以确定何时展开固定于弹射座位上的降落伞。这样将会给在较高海拔高度必须弹射的飞行员一个更佳的逃生机会。
图19表示RF致动开关。设想在RF信号启动有源致动开关930和1930后其它应用将是可用的。图20表示上面所述的内容。
图21A表示无线标记系统2100的一个实施例。该系统包括射频标识符(RFID)设备2170和与RFID设备相通信的远程RF设备2160。RFID设备2170包括沉积在柔性衬底2110上的电池组2120、位于电池组2120上并有序地耦接电池组2120以便电池组2120给电子电路2130供电的电子电路2130、沉积在电池组2120上并耦接电子电路2130的RF天线2140和沉积在与电池组2120和电子电路2130层相对的柔性衬底的侧面上的粘合剂层2150。在图示的实施例中，布线2131将电子电路2130与电池组2120和天线2140相连接。在另一个实施例中，布线和触点的层沉积在电池组2120和电子电路2130之间以提供电子电路2130与电池组2120相连接。在一些实施例中，电子电路形成为RFID设备上的层。在其它实施例中，电子电路包括安装在沉积层并通过布线层与电池组连接的预形成(即，预构建)集成电路。
在图21B所示的系统2100的另一个实施例中，RF天线2140沉积在柔性衬底2110上。
在图21C所示的系统2100的另一个实施例中，RF天线2140沉积在柔性衬底2110上。电子电路2130在柔性衬底2110上设置成与电池组2120相邻，粘合剂层2150沉积在与电池组2120和电子电路2130相对的柔性衬底的侧面上。
在图21D所示的系统2100的另一个实施例中，电子电路2130在柔性衬底2110上设置成与电池组2120相邻以形成均匀的表面，从而允许粘合剂层2150’沉积在通过电池组2120和电子电路2130形成的均匀表面上，或者允许粘合剂层2150’形成在柔性衬底2110上。
在图21E所示的系统2100的另一个实施例中，电池组2120沉积在柔性衬底2110的第一侧面上，而电子电路2130和RF天线2140放置在柔性衬底2110的相对侧面上，以允许粘合剂层2150’沉积在电子电路2130上，或者允许粘合剂层2150’沉积在电池组2120上。
图21F表示位于柔性衬底2110上的粘合剂2150的一个实施例。要说明的是，粘合剂2150可以是包括释放型粘合剂或永久粘合剂的任何类型的粘合剂。在一些实施例中，粘合剂层2150是被可剥离纸(也称之为释放纸)或塑料层2152覆盖的剥离条型粘合剂。在一些实施例中，粘合剂层2150覆盖整个衬底2110，而在其它一些实施例中，粘合剂层2150仅覆盖一部分衬底表面2110。在一些实施例中，粘合剂层2150覆盖所有或部分电池组2120。在一些实施例中，粘合剂层2150覆盖所有或部分电子电路。在一些实施例中，粘合剂层2150覆盖所有或部分通过电子电路2130沉积在电池组2120附近而形成的均匀表面。
图22表示电池组2220的一个实施例。设置一种衬底2210，在其上面形成接触膜2257。接触膜2257用作集流器，并与引线2258相连接，在一些实施例中，引线2258将电池组2220的一个电极与外部电路相连接。在一些实施例中，电子电路2130(图21A-21E所示)固定于所形成的电池组2220上。在其它实施例中，电子电路2220可远离电池组2220，例如，没有固定于所形成的电池组2220上。电极膜2259形成在接触膜2257上。在一些实施例中，电极膜2259基本上覆盖接触膜2257的表面以能通过膜之间的接口面积最大化而使阻抗最小化。在一些实施例中，电极膜2259是薄膜电池组2220的阴极。电解质膜2261形成在电极膜2259上。电极膜2263是形成在电解质膜2261上的阳极。电解质膜2261将电极膜2259与电极膜2263相绝缘。接触膜2265形成在电极膜2263上。接触膜2265用作集流器，并与引线2267相连接，引线2267将电池组2220的一个电极与外部电路相连接。在一些实施例中，接触膜2265基本上覆盖电极膜2263的表面以能通过这些膜之间的接口面积最大化而使阻抗最小化。在一些实施例中，电极膜2263是薄膜电池组2220的阳极。
在一个实施例中，电解质膜2261包括LiPON。正如这里所使用的，LiPON通常是指锂磷氮氧化物材料。一个例子就是Li3P04。其它的例子包括较高比例含量的氮以便提高锂离子穿过电解质的迁移率。
下面描述固态电池组2220的制造方法。
在一些实施例中，固态电池组2220在五个或六个阶段中形成。第一阶段从预清洗衬底开始，该预清洗通过在氩气中使用Mk II工离子枪系统进行，氩气在电压为70v和电流为2A以四分钟5sccm的速率流过离子枪。然后通过用200mA和6500V的电子束枪沉积镍在衬底2210上形成2500阴极镍金属层。第二阶段从镍阴极收集器的溅射蚀刻开始，溅射蚀刻在12mT压力的氩气中以250W的功率进行1分钟，随后在15mT压力的80％氧气和20％氩气的气体中以1200W的功率进行5分钟的目标预烧时间。然后通过在15mT压力的80％氧气和20％氩气的气体中以1200W的功率沉积LiCoO260分钟在阴极金属层上形成阴极层2259。第三阶段从目标预烧期开始，预烧期在5mT压力的氮气中以750W的功率进行5分钟。然后通过在5mT压力下40sccm的氮气中以750W的功率沉积Li3PO457分钟形成电解质层2261。在其它实施例中，然后执行重心阳极沉积阶段以能沉积阳极。第四阶段从先前形成层的预清洗开始，该预清洗通过在氩气中使用MkII离子枪系统进行，氩气在电压为70v和电流为2A下以4分钟5sccm的速率流过离子枪。然后通过用150mA和7600V的电子束枪沉积铜在电解质层上形成2500阳极铜金属层。第五阶段从从先前形成层的预清洗开始，该预清洗通过在氩气中使用Mk II离子枪系统进行，氩气在电压为70v和电流为2A下以4分钟5sccm的速率流过离子枪。然后在用90V和2A的MkII离子枪系统和流过离子枪的18sccm的氮气气流同时轰击生长膜时，用150mA和7600V的电子束枪形成2500的SiN钝化层。
图23表示包括电池组2320、电子电路2330、RF天线2340和RF致动开关2350的RFID设备2300的大致试图。电池组通常是在图21A-21F和图22所示的衬底2110上形成的薄膜电池组。电路可以装备在和固定于衬底2110上的电池组中。在另一种可选择方案中，电子电路2330可形成在或设置在衬底2110上，电池组2320形成在电子电路2330顶部上。RF致动开关2350也可以与电池组2320和电子电路2330一起形成在衬底上。RF天线2340接收到的RF能量经过检测，放大器电路2352捕获发生的事件。然后闭合开关2354，并可操作地将电池电源耦合至电子电路2330。电子电路2330包括附加设备，如固态存储器2334、定时电路2336和微处理器2332。如图所示的存储器2334通常是非易失性存储器。非易失性存储器存储电子电路2330是否被供电的信息。换句话说，通过使用非易失性存储器2334和定时电路2336，它能够在电池组2320可给电子电路2330供电的时间帧过程中将某些事件的时间记录在存储器2334中。例如，在一些情况下，RF致动电路2350闭合或设置成启动状态的时间能被记录在存储器2334中。可包括计时器的定时电路2336能够用于记录数据和时间或者仅是RF相关事件致动开关2350的时间。一旦电子电路2330被启动，微处理器2332就能够执行特定的功能。在一些情况下，微处理器2332可能具有非常特殊和限定的任务，它也可称之为微控制器，因为它具有执行专门和特定的任务。
图23B表示RFID设备2301的另一个实施例的大致视图。RF能量被RF天线2340接收，并经过放大器电路2352检测。这将启动电子电路2330的触发器2356从低功率模式设定为启动模式。为了重新进入低功率模式，LOW-POWER信号2357复位触发器2356。一旦被启动，该设备就如图23A所讨论的那样进行工作。
要说明的是，图23A和23B所示的固态电池组2320可能仅是一次性使用的电池组，或者是形成为可进行多次充电。电池组2320通过使用光电电池(随意地形成在或沉积在衬底表面上)和将平台曝光进行充电，或者通过使用周期性射频脉冲，或者使用任何其它类似的方式进行充电。可充电电池的使用在2001年3月23日提出的名称为“电池工作的无线通信装置和方法”的美国专利申请号09/815,884，和在2003年1月2日提出的名称为“固态有源致动电池装置和方法”的美国专利申请号10/336,620中讨论过，这两件申请是本申请的申请人所共有，其内容在此作参考引用。
在工业中存在某些需求，即将能量、存储器和电子设备集成在单个平台上有益于工业。
本发明提供一种将电子设备(包括RF电子设备)和固态电池组集成在单个设备中的装置。在许多情况下，该系统或平台具有较小的形状因素。图21A至24B表示这种系统或平台的典型样例的大致视图。下面将讨论具体的实例。
一个实例或特定RFID设备的使用是标记保修期的开始时间。例如，如果RFID设备固定于产品上，RF能量就能够在购买产品时启动设备，时钟开始标记保修起始或时间帧。另一种可选择方案是，RF能量将发射永久存储在设备中的印时戳。这样就允许非常接近保修期开始的时间。在后来消费者希望返回保修期范围内的产品时，保修期的要求可能就是包装或标识牌与产品一起返回。然后可以检查保修期时间。这样将会防止消费者订购另一种产品，并防止在保修期内将它作为新产品返回。在一些实施例中，包括RF致动开关的系统可能包含在既可以直接固定于产品又可以直接固定于产品包装上的剥离标识牌或运输标识牌中。图24A和24B表示使用包含RF致动开关2350系统的所用标识牌的两个实施例。在一些实施例中，包括薄膜固态电池组2320、RF致动开关2350和电子电路2330的系统形成为标识牌的一部分，如图24A所示的运输或邮寄标识牌，或者图24B所示的产品标识牌。每个标识牌包括平台或系统2410，2410’，平台或系统包括薄膜固态电池组2320、电子电路2330和RF致动开关2350。
另一个例子将会在邮寄或运输标识牌2410(见图24A)中使用RFID设备，以检测和记录运输时间和交货相关事件。RF发射设备将会启动RF致动开关2350，并开启定时电路2336以检测和记录运输时间的开始。另一个实例或特定RFID设备的使用包括作为备份、或补充印刷标识牌信息使用。如果印刷信息不再可读，或者由于损耗不可用，RFID设备可能将存储的信息发送给所提示的RF接收设备。
另一个实例是在产品标识牌2410’ (见图24B)中使用RFID设备，以能跟随和追踪物品。远程RF发射和接收设备可放置在仓库或运输和接收区中的不同站点中。然后远程RF设备在包装通过该站点时进行检测和记录。在另一个实例中，RFID设备还用于将物品与便携式RF发射和接收设备一起放置。在一些实施例中，远程RF设备传输特定RFID设备的询问代码。询问的RF能量将会启动RFID设备，然后RFID设备分析询问代码，并通过传输RFID标识代码作出响应，由此将特定RFID设备的存在位置指示给远程RF设备。
另一个实例是RFID设备用在药品处理系统中，该药品处理系统使用贴附于皮肤的药贴片以能通过一种例如电离子透入疗法释放药。薄膜固态电池组的使用允许电子电路在电离子透入疗设备中使用，同时保持较小的设备外形以便不能干扰病人的衣物。在该实例中，RFID设备固定于包含药存储室的药贴片上。电子电路2330启动设备开始释放药丸。微处理器2332将，如设备启动的时间、药丸释放的时间和释放多少药丸的信息存储在存储器2334中。定时电路2336可随意地用于防止病人或护理者服用剂量太频繁。护理者可随意地使用远程RF设备发射RF能量以能开始释放药丸，或者询问RFID设备来确定该设备所提供的药品治疗历史。在一些实施例中，在RF设备启动RF致动开关时启动RFID设备。在其它实施例中，在设备的RFID部分固定于设备药品存储室上时，RFID设备是被开关启动的。
图25A表示一种使用RFID设备的方法2500的一个实施例。该方法2500包括设置柔性剥离条RFID设备2100(2510)，该设备2100包括多位标识符值和沉积在柔性衬底上的薄膜电池组；将RFID设备2100压力粘合于物品(2520)；在RFID设备上接收RF能量(2530)；和根据接收的RF能量，将电池电源耦接给RFID设备2170(图21A所示)以能启动电路(2540)；在启动在RFID设备2170中开始一个任务(2550)，该任务包括根据RFID设备2170的多位标识符发送标识符(ID)值。
在另一个实施例中，如图25B所示，任务是存储RFID设备2170中活动的开始时间(2551)。在图25C所示的另一个实施例中，任务是在RFID设备2170中执行自检(2552)，并存储自检结果(2553)。在图25D所示方法的另一个实施例中，RFID设备2170接收远程RF发射设备2160的询问代码(2554)，并执行对询问代码的分析(2555)，根据询问代码的分析将ID值传输给远程RF接收器设备(2556)。在另一个实施例中，从远程设备接收询问代码使RFID设备2170存储事件的时间戳(2557)。在图25E所示的另一个实施例中，RFID设备2170存储标记运输事件的第一时间戳(2557)和存储标记接收事件的第二时间戳(2558)，然后比较存储的时间戳(2559)以能确定运输相关事件的持续时间。
图26所示的另一种方法，包括形成RFID设备2170。方法(2600)的一个实施例包括提供柔性衬底(2610)；沉积包括阳极、阴极和分离阳极与阴极的电解质的电池组(2620)；沉积布线层(2630)；放置与电池组连接的电子电路在电池组上(2640)；沉积压敏粘合剂以允许剥离条应用(2650)；和覆盖RFID设备(2660)。一些实施例包括以图26所示的顺序执行这些过程，而其它实施例组合一个或多个过程作为单个操作，或者以不同的顺序执行该过程，导致不同顺序的层。一个实施例包括布置RFID设备的部件作为(i)覆盖层，(ii)电子电路，(iii)布线层，(iv)电池组，(v)衬底和(vi)压敏粘合剂。在另一个实施例中，方法2600包括在RFID设备上形成印刷标识牌(2670)。
在图26B所示的另一个实施例中，电池组通过使用大约介于50eV和95eV之间的离子辅助能沉积在衬底上(2620)。
在另一个实施例中，电池组通过使用介于75eV和90eV之间的离子辅助能沉积在衬底上。在其它实施例中，电池组通过使用介于65eV和70eV之间的离子辅助能沉积在衬底上。在其它实施例中，电池组通过使用介于70eV和75eV之间的离子辅助能沉积在衬底上。在其它实施例中，电池组通过使用介于75eV和80eV之间的离子辅助能沉积在衬底上。在其它实施例中，电池组通过使用介于80eV和85eV之间的离子辅助能沉积在衬底上。在其它实施例中，电池组通过使用介于85eV和90eV之间的离子辅助能沉积在衬底上。在其它实施例中，电池组通过使用介于90eV和95eV之间的离子辅助能沉积在衬底上。在其它实施例中，电池组通过使用介于65eV和95eV之间的离子辅助能沉积在衬底上。在其它实施例中，电池组通过使用介于65eV和85eV之间的离子辅助能沉积在衬底上。在其它实施例中，电池组通过使用介于65eV和75eV之间的离子辅助能沉积在衬底上。在其它实施例中，上述范围的一个或两个端点是近似值。在其它实施例中，电池组通过使用大约65eV的离子辅助能沉积在衬底上。在其它实施例中，电池组通过使用大约70eV的离子辅助能沉积在衬底上。
在一些实施例中，沉积在柔性衬底上的电池组是可充电电池。
本发明的另一种方案提供一种柔性剥离条电池操作设备。该设备2170的一些实施例如图21A-21F所示，包括柔性衬底2110、沉积在柔性衬底2110上的薄膜电池组2120、沉积在电池组2120上和耦接电池组2120以提供电源给电子电路2130的电子电路2130、与电子电路2130耦接的射频(RF)天线2140和应用于柔性衬底2110的粘合剂2150。在其它实施例中，层的顺序与图26所示的不同，例如，在一些实施例中，电子电路设置在衬底旁边，或在电池组层下面。
在该设备的另一个实施例中，电子电路2130包括RF启动开关，该开关能够电启动电子电路2130。在另一个实施例中，RF启动开关包括MEMs设备。在另一个实施例中，设备的RF天线2140集成在衬底2110上。在另一个实施例中，设备的电池组2120是可充电电池。如图27所示的形成RFID设备的另一种方案包括轧制释放层2710，该层将许多RFID设备2770可释放性地固定在其上面。
本发明的另一种方案提供一种制造如图28A所示的RFID设备的系统。该系统2800包括一个或多个馈送一个或多个源衬底2809的供带盘2810、一个或多个馈送一个或多个电子电路和RF天线的供带盘2810、一个或多个将层沉积在一个或多个衬底上的沉积站2811、馈送固定于衬底上的剥离条粘合剂的供带盘2827和包含供带盘2810、沉积站2811及辅助源2817的真空室2807。沉积在系统中的层包括形成电池的层和将电池组与电子电路耦接、并将RF天线与电子电路耦接的布线层。沉积后形成电池的层包括(a)阴极层，(b)电解质层和(c)阳极层。衬底通过弧形热表面2815进行馈送，并被端部卷轴2813所接收。第一材料沉积站2811产生沉积在衬底2809上的吸附原子束2812。束2812聚焦在衬底2809的位置2819上以能形成电池层。辅助源2817产生指向衬底2809的赋能粒子束2814。赋能粒子束2814提供所需的能量以能控制第一束2812的沉积材料的生长和化学计算法。因此，在衬底2809上形成晶体结构，下面将更详细地进行解释。在不同的实施例中，衬底2809包括在其上面制造储能装置的合成橡胶、聚合物、纸和/或塑料网或片。细长的衬底2809允许许多储能装置沉积在衬底的连续位置上，以此提高储能装置的生产率。在一些实施例中，许多沉积站2811的设置是用于同时在衬底2809的不同位置上沉积许多薄膜。
在一些实施例中，电解质膜的沉积包括将电解质材料指引向至少部分与阴极膜接触的位置，同时将能量提供给电解质材料。在一个实施例中，能量由赋能粒子提供。在这样的实施例中，赋能粒子是赋能离子。在这样的一些实施例中，来自于辅助源的赋能粒子是一种与电解质材料不同的材料，如是惰性气体。在其它实施例中，赋能离子与沉积的其它成分发生反应以有助于所需的固态电解质膜结构的生长。而且，这样能够控制生长电解质膜的化学计算法。
在一些实施例中，第一源的第一材料沉积站2811或者第一源在氮气氛中提供Li3PO4。在其它实施例中，第一源2811在真空环境中提供Li3PO4，其中背景压力小于0.001托。辅助源2817或第二源从源气体提供赋能粒子。在一些实施例中，第二源2817是从包括氧气(即，O2)和/或氮气(即，N2)的源气体中提供赋能离子的离子源。在其它实施例中，源气体包括惰性气体，如氩气、氙气、氦气、氖气和氪气。赋能粒子和/或离子增加了图22中形成电池组的电解质膜2261的材料的能量，因此，提高了逐层生长。从而，电解质膜的质量比常用电解质膜的质量要高。
形成LiPON电解质膜2261的一个实施例包括第一源和第二源，第一源在将形成LiPON电解质膜的位置提供Li3PO4或将Li3PO4提供给将形成LiPON电解质膜的位置，第二源提供赋能氮粒子给或接近相同的位置。赋能氮粒子与在形成电解质膜的位置提供的Li3PO4发生反应。这就增加了氮在LiPON电解质膜中的含量。在一些实施例中，提高氮含量是希望用于提高锂离子通过电解质的迁移率。
在又一个实施例中，衬底2809所处的腔室具有高氮空气。通过第一源与该腔室中的氮气发生反应而提供的Li3PO4形成LiPON电解质膜。第二源提供有助于形成电解质膜的赋能粒子。在另一个实施例中，第二源还在该位置提供氮气给Li3PO4。因此，Li3PO4与腔室中的氮气和第二源提供的赋能含氮粒子发生反应。这就提高了电解质膜2261的氮含量。在一些实施例中，希望提高电解质膜2261中氮的含量，因为从位于田纳西州的奥克里季的能源部实验室公布的数据显示氮含量的提高能够增加电解质膜中的离子传导率或迁移率。
根据本文的教导而形成的薄膜晶体结构比用常用的阴极膜形成金属而实现的具有更高的阶数。常用的技术依靠高温、后阴极沉积退火以能记录和结晶常用阴极膜的结构。遗憾的是，这样常用的技术将整个结构退火为相同的温度，这是不希望的，原因在于衬底必须经受将许多其它合适衬底材料排除考虑的温度。而且，不同的层不能设有适于它们不同需求的不同退火。根据本文所述的教导通过提供所需的能量以能形成所需的高阶和适当定向的晶体结构，而不会使衬底和在包括阴极接触摸的衬底上形成的其它层经受高温退火的情况下，是有希望实现高阶晶体阴极膜的。而且，每个层能够使用不同的退火工艺(如使用在不同的层具有不同能量的离子辅助束，或者以不同的速率、或用不同的持续时间进行沉积和退火)能够进行退火。而且，通过退火先前层的表面层，在后层能够沉积在以提高在后层质量的特定方式(例如，为了实现特定晶体方位，或特定离子粘合表面)已经排序的表面上。
在一些实施例中，根据本发明，这里如图所示的用于沉积薄膜的系统适用于形成电解质膜2261。一些这样系统的例子如图28A-29B所示。
在图28A所示的系统中，热控制表面2815连接热源2825，热源2825用于控制表面2815的温度。衬底2809与表面2815形成热动态接触，用于在特定衬底上需要特定沉积过程时控制衬底的温度。在一个实施例中，热源是冷却剂源，例如，释放压缩氦气给表面2815并冷却它的低温真空泵。与衬底2809直接接触的热受控表面2815的使用，特别是在直接接触准直或者与薄膜形成的位置重合时，允许使用比常用固态薄膜电池制造工艺具有较低热降低温度的衬底是可能的。
图28B表示系统2800的另一个方框图。在该图中，真空室2807容设许多供带盘2810以能馈送从供带盘2827馈送的许多固定于剥离条粘合剂上的衬底2809。衬底在弧形热表面2815上进行馈送，并被许多端部卷轴2813接收。
在一个实施例中，供带盘2810保持不同材料的带。在另一个实施例中，供带盘2810夹持一个部件宽的带。设置许多供带盘允许每个盘的沉淀材料的张力和速度能被单独控制，以及能使许多不同的部件设计成能被同时加载和处理。
在另一个实施例中，热控制表面2815和热源2825设置在鼓上，鼓控制沉积站2811和辅助源2817下面的衬底的移动速率。使用许多材料带的一个好处在于它通过鼓解决了张力分布不均的问题，这些材料带是一个部件宽，鼓有时通过使用具有许多部件的宽条能够被看见。在涉及许多不同部件设计的过程中，所有部件必须以相同的速率在鼓上通过。因此，许多部件设计要不然具有相同的层和作用于它们的相同层厚度。
在另一个实施例中，许多衬底2809以不同的速度在沉积站2811和辅助源2817前面移动，因此允许不同厚度的层作用于不同的带上。在一个实施例中，不同的速度通过提供不同的鼓而实现以能控制衬底带的速度。
图29A表示制造RFID设备的另一个系统2900。该系统2900包括馈送一个或多个源衬底2909的一个或多个供带盘2910、将层沉积在一个或多个衬底上的一个或多个沉积站2911、一个或多个辅助源2917、馈送一个或多个固定于一个或多个衬底上的掩膜2933的一个或多个端部卷轴2930、在衬底在弧形热表面2915上馈送后接收所形成的设备的一个或多个端部卷轴2913和一个包含供带盘2910、2927、端部卷轴2930、2913、沉积站2911和辅助源2917的真空室2907。
图29B表示系统2900的另一个视图。保持许多掩膜2933的许多供带盘2927将允许许多部件沉积在一个系统2900中的许多衬底2909上。通过使用卷到卷的掩膜，能够方便地改变在每个站使用的掩膜。例如，如果设置四个沉积站，在第一次就会使用第一组的四个掩膜，每个掩膜为各自相应的站限定了自己的沉积图案。后来，移动掩膜卷轴，使用第二组的四个掩膜。这样就允许对制造不同的设备改变掩膜图案，而不必打开沉积室。它还允许在掩膜磨损(例如，通过沉积材料累积在掩膜上，或者通过远离掩膜的离子蚀刻)时改变掩膜。
系统的另一个实施例将图28和29所示的系统组合到一个提供供带盘2827、2927的系统中，供带盘用于将粘合剂层和掩膜层提供给源衬底2909。
本发明的一种方案提供一种具有薄膜电池组的射频设备(RFID)设备。如图21A-21F所示的系统2100包括与远程射频(RF)发射器和/或接收器2160通信的RFID设备2170。在一个实施例中，系统2100的RFID设备2170包括柔性衬底2110、沉积在柔性衬底2110上的薄膜电池组2120、设置在电池组2120上并耦接电池组2120以提供电源给电子电路2130的电子电路2130、与电子电路2130耦接的射频(RF)天线2140。在另一个实施例中，RFID设备2170的电池组2120是可充电电池，在从远程设备2160传输能量时对电池组2120进行充电，在另一个实施例中，RFID设备包括RF致动的开关。
RFID设备2170的一个实施例包括图22A所示的RF致动开关。RF能量通过天线2240进行接收，并启动RF致动开关2250，该开关2250设置成使薄膜电池组2220与电子电路2230相连通。在另一个实施例中，RF致动开关2250从低功率睡眠模式启动电子电路2230。
本发明的另一种方案提供一种如图25A所示的方法2500。方法2500包括设置柔性剥离条RFID设备2100(2510)，该设备2100包括多位标识符值和沉积在柔性衬底上的薄膜电池组；将RFID设备压力粘合于物品上(2520)；在RFID设备上接收RF能量(2530)；和根据接收的RF能量，将电池电源耦接给RFID设备以能启动电路(2170)；在启动在RFID设备2170中开始一个任务(2550)，该任务包括根据RFID设备2170的多位标识符发送标识符(ID)值。在另一个实施例中，如图25B所示，任务正在将活动的开始时间存储在RFID设备2710中(2551)。在另一个实施例中，如图25C所示，任务正在执行RFID2710中的自检(2552)，并存储自检的结果(2553)。在该方法的又一个实施例中，如图25D所示，RFID设备2170接收远程RF发射设备2160的询问代码(2554)，并执行对询问代码的分析(2555)，根据询问代码的分析将ID值传输给远程RF接收器设备(2556)。在另一个实施例中，从远程设备接收询问代码使RFID设备2170存储事件的时间戳(2557)。在图25E所示的另一个实施例中，RFID设备2170存储标记运输事件的第一时间戳(2557)和存储标记接收事件的第二时间戳(2558)，然后比较存储的时间戳(2559)以能确定运输相关事件的持续时间。
图26A所示的另一种方法，包括形成RFID设备2170。方法2600的一个实施例包括提供柔性衬底(2610)；沉积包括阳极、阴极和分离阳极与阴极的电解质的电池组(2620)；沉积布线层(2630)；放置与电池组连接的电子电路在电池组上(2640)；沉积压敏粘合剂以允许剥离条应用(2650)；和覆盖RFID设备(2660)。一个实施例包括布置RFID设备的部件作为(i)覆盖层，(ii)电子电路，(iii)布线层，(iv)电池组，(v)衬底和(vi)压敏粘合剂。其它实施例使用层或电路的不同的顺序或位置。在另一个实施例中，方法2600包括在RFID设备上形成印刷标识牌(2670)。在图26B所示的另一个实施例中，电池组通过使用大约介于50eV和95eV之间的能量沉积在衬底上(2620)。在另一个实施例中，电池组通过使用介于70eV和90eV之间的能量沉积在衬底上。在另一个实施例中，沉积在柔性沉底上的电池组是可充电电池。
本发明另一种方案提供一种柔性剥离条电池启动的设备。该设备2170的一个实施例如图21A-21F所示，包括柔性衬底2110、沉积在柔性衬底2110上的薄膜电池组2120、沉积在电池组2120上并耦接电池组2120以提供电源给电子电路21 30的电子电路2130、与电子电路21 30耦接的射频(RF)天线2140和应用于柔性衬底2110的粘合剂2150。在该设备的另一个实施例中，电子电路2130包括RF启动开关，该开关能够电启动电子电路2130。在另一个实施例中，RF启动开关包括MEMs设备。在另一个实施例中，设备的RF天线2140集成在衬底2110上。在另一个实施例中，设备的电池组2120是可充电电池。如图27所示的形成RFID设备的另一种方案包括轧制释放层2710，该层将许多RFID设备2770可释放性地固定在其上面。
本发明的另一种方案提供一种制造如图28A所示的RFID设备的系统。该系统包括一个或多个馈送一个或多个源衬底2809的供带盘2810、一个或多个馈送一个或多个电子电路和RF天线的供带盘2810、一个或多个将层沉积在一个或多个衬底上的沉积站2811、馈送固定于具有热源2825的衬底上的剥离条粘合剂的供带盘2827和包含供带盘2810和沉积站2811的真空室2807。沉积在系统中的层包括形成电池的层和将电池组与电子电路耦接、并将RF天线与电子电路耦接的布线层。沉积后形成电池的层包括(a)阴极层，(b)电解质层和(c)阳极层。
一些实施例提供一种系统，它包括真空室；真空室中的许多对源和收带盘，其中源和收带盘包括提供衬底材料的第一条和第一收带盘的第一源盘，和提供具有许多不同掩膜的第一掩膜条和第二收带盘的第二源盘；第一沉积站，其设置成将材料沉积在在第一源盘和第一收带盘之间移动的衬底的第一条上，正如通过在第二源盘和第二收带盘之间移动的第一掩膜条限定的那样；和控制器，用于可操作地耦接以能在第一源盘和第一收带盘之间以第一独立的速率和张力移动衬底的第一条，并能够在第二源盘和第二收带盘之间移动掩膜条。
一些实施例还包括提供衬底材料第二条和第三收带盘的第三源盘，其中控制器被耦接用于在第三源盘和第三收带盘之间以第二独立的速率和张力移动衬底的第二条。
在一些实施例中，第一掩膜条提供用于第一和第二衬底条的掩膜。
一些实施例还包括提供具有许多不同掩膜的第二掩膜条和第四收带盘的第四源盘；第二沉积站，其设置成将材料沉积在在第三源盘和第三收带盘之间移动的衬底的第二条上，正如通过在第四源盘和第四收带盘之间移动的第二掩膜条限定的那样；和其中控制器用于可操作地耦接以能以第二独立的速率和张力移动衬底的第二条。
在一些实施例中，控制器被可操作地耦接，用于根据第二独立的速率和张力移动第二掩膜条。
其它的实施例提供一种方法，包括通过沉积站提供衬底材料的第一条；通过沉积站移动第一掩膜条；将沉积站的材料的第一层以由第一掩膜条的第一区域限定的图案的形式沉积在第一沉积材料上；和将沉积站的材料的第二层以由第一掩膜条的第二区域限定的图案的形式沉积在第一衬底材料上。
该方法的一些实施例还包括通过沉积站提供衬底材料的第二条；通过沉积站移动第二掩膜条；将沉积站的材料的第一层以由第二掩膜条的第一区域限定的图案的形式沉积在第二沉积材料上；和将沉积站的材料的第二层以由第二掩膜条的第二区域限定的图案的形式沉积在第一衬底材料上。
在一些实施例中，衬底材料的第一和第二条以不同的速率移动。
在一些实施例中，衬底材料的第一和第二条以不同的张力移动。
该方法的一些实施例还包括将粘合剂和释放层沉积在衬底上。
该方法的一些实施例还包括将压敏粘合剂层粘合在衬底上。
又一些实施例提供一种方法，包括提供柔性衬底；沉积电池组，包括将阳极、阴极和由不同掩膜区限定的用于隔离阳极和阴极的电解质沉积在掩膜条上；沉积布线层；将电子电路设置在沉积层上，其中电子电路通过布线层与电池组相连接；沉积压敏粘合剂以允许剥离条的应用；和覆盖设备。
在一些实施例中，RFID设备的元件的层顺序分布包括以下排序的保护层、电子电路、布线层、电池组、衬底和压敏粘合剂。
该方法的一些实施例还包括在设备上形成印刷标识牌。
在一些实施例中，电池组沉积在柔性衬底上包括使用介于50eV和95eV之间的能量。
在一些实施例中，电池组沉积在柔性衬底上包括使用介于70eV和90eV之间的能量。
在一些实施例中，沉积在衬底上的电池组是可充电的。
本发明的又一种方案提供包括许多层的实施例，其中这些层相互保持形成为单个包装，这些层包括柔性衬底、电子电路、用于与电子电路可操作地耦接以能提供电源的薄膜电池组、用于可操作地耦接电子电路的射频(RF)天线和粘合剂层。
在一些实施例中，电子电路包括电启动电子电路的RF致动开关。
在一些实施例中，RF允许开关包括MEMS设备。
在一些实施例中，这些层以下列顺序进行层叠粘合剂层、柔性衬底、薄膜电池组、布线层和电子电路，其中粘合剂层是压敏性的并被可剥离释放层覆盖，薄膜电池组沉积在柔性衬底上，布线层包括沉积在先前层上的RF天线，电子电路包括沉积在布线层上的RF启动开关。
在一些实施例中，RF天线集成到衬底上。
在一些实施例中，电池组是可充电的。
在一些实施例中，本发明包括上述许多任何一个设备可释放地粘附在其上面的轧制释放层。
在一些实施例中，粘合剂层是压敏粘合剂性的、并被可剥离释放层覆盖。
在一些实施例中，这些层从由下面的层组成的组中依次层叠粘合剂层、衬底层、电池组层、电子电路层和RF天线层。
在一些实施例中，这些层从由下面的层组成的组中依次层叠衬底层、电池组层、包括电子电路和RF天线的层、粘合剂层。
在一些实施例中，这些层从由下面的层组成的组中依次层叠衬底层；包括a)电池组层、b)电子电路和c)RF天线的层；及粘合剂层。
其它的实施例包括制造RFID设备的系统，该系统包括一个或多个馈送一个或多个源衬底的供带盘；一个或多个馈送一个或多个电子电路和RF天线的供带盘；一个或多个将层沉积在一个或多个衬底上的沉积站；其中这些层包括形成固态锂基电池的层、包含阳极层、电解质层阳极层的电池层、使电池组与电子电路层耦接并使RF天线与电子电路耦接的布线层；活动掩膜条，其具有用于不同沉积操作的许多不同掩膜区域；馈送剥离条粘合剂层的供带盘；和包含供带盘与沉积站的真空室。
本发明的一些实施例提供一种薄膜电池和一种有源致动开关。一种典型的系统包括衬底，与衬底连接的电路，和与衬底连接并与电路连接的薄膜电池。该薄膜电池给电路供电。加速启动开关还与衬底连接以能电致动该电路。在一些实施例中，该加速启动开关是一种MEMS设备。在一些实施例中，该加速启动开关至少包括一个悬臂梁。在另一个实施例中，该加速启动开关至少包括一个悬臂梁和一个电触点。至少一个悬臂梁响应于加速而接触该电触点。在另一个实施例中，该加速启动开关包括第一悬臂梁闭合开关和第二悬臂梁闭合开关。第一悬臂梁闭合开关响应于第一加速形成电接触，第二悬臂梁闭合开关响应于第二加速形成电触点。第一加速与第二加速不同。在另一个实施例中，该加速启动开关响应于第一加速形成电接触，响应于第二加速形成电接触。第一加速与第二加速不同。在又一个实施例中，第一加速启动开关不同地响应于两个不同平面中任一个的加速启动电路。第一悬臂梁闭合开关响应于第一平面中的第一加速形成电接触，第二悬臂梁闭合开关响应于第二平面中的第二加速形成电接触。
在一些实施例中，电路还包括存储器，和定时器。定时器记录其中一个第一悬臂梁闭合开关响应于第一加速形成电触点时的时间，或者第二悬臂梁闭合开关响应于第二加速形成电触点时的时间，该时间存储在存储器中。在一些实施例中，另一个第一悬臂梁闭合开关响应于第一加速形成电触点时的时间，或者(第二悬臂梁闭合开关根据第二加速电接触)时的时间存储在存储器中。
在一些实施例中，电池喷溅在衬底上，电路形成在电池上。在另一个实施例中，电路喷溅在衬底上，电池喷溅制电路上。在又一个实施例中，该系统安装在如封装或弹药的设备中。在另一个实施例中，粘合剂粘接衬底，其中该系统粘接于该设备。粘合剂粘接衬底。
一些实施例包括衬底和位于该衬底上的薄膜电池。薄膜电池还包括第一引线，与第一引线进行电连通的第一电触点，第二引线，和与第二引线进行相通的第二电触点。该系统还包括与衬底上的第一引线和第二引线中的其中一个相连接的有源致动开关，用于将该薄膜电池与第一电触点和第二电触点进行电连接。粘合剂粘接衬底。有源致动开关响应于加速而被致动。在一些实施例中，有源致动开关响应于磁场而被致动。在另一个实施例中，有源致动开关响应于湿气而被致动。在又一个实施例中，有源致动开关响应于无线信号而被致动。在还一个实施例中，有源致动开关响应于压力而被致动。在再一个实施例中，有源致动开关响应于光而被致动。该系统还包括与第一引线和第二引线连接的电子设备。电子设备还与衬底相连接。在一些实施例中，电子设备连接在衬底上，薄膜电池连接在电子设备上。在另一个实施例中，薄膜电池连接在衬底上，至少电子设备的一部分连接在薄膜电池上。有源致动开关使用微电子制造技术而形成。
一些实施例包括一种方法，用于启动有源致动开关以使薄膜电池与一组电子设备相通；使用被供电的电子设备指导弹药(ordinance)。另一种方法包括启动有源致动开关以使薄膜电池与一组电子设备相通；使用被供电的电子设备存储保修的起始时间。在一些实施例中，启动有源致动开关包括在所选择水平上加速启动有源致动开关。在另一个实施例中，该方法还包括执行自检，并响应于启动有源致动开关存储自检结果。在其它实施例中，存储其它加速。还记录与超过所选择阈值的其它加速相关的时间。对该时间的其它加速时间可与其它周期，如货主占有该有源致动开关的时间，相比较。
优点是，包括一个或多个电池、和启动或致动电池或电池组的设备、及电路的系统能够形成在薄膜上，并能被置于小型封装或产品中。此外，电池组、促动装置和电路能够形成在其上面具有粘合剂的软片上，以使该封装实质上是一种能够放置在包装外部，或者与产品包装一起放置，或者放置在产品或设备上的标识牌。一种完整的系统还可以结合在在产品或设备中以能控制设备的外形或者记录有关产品或设备的信息。启动或致动装置能够在稍后时间响应于事件启动开关。该系统不必进行手动致动。相反，该系统响应于事件可被自动地致动。
在一些实施例中，该整个系统的价格不昂贵。结果是，制造商、批发商和甚至是零售商都能够提供这样的一种系统，它既能够安装在设备上，又能够作为与许多设备或产品相关的包装的一部分。此外，这些系统体积小、重量轻，并能够提供足够的储能而会实现至少一种功能。该系统是由无毒材料制成的，从而与产品或设备一起使用时不会产生危害。
应该明白上面的描述意图是起说明解释用，而不是起限制用。虽然这里所描述的不同实施例的许多特征和效果连同其结构和功能的细节在前面的描述中已经提出，但是对于本领域的技术人员来说，在回顾上面的描述时，其它许多实施例和细节的变化将会是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该参考所附的权利要求以及与这些授权的权利要求相等效的全部范围进行确定。
权利要求
1.一种系统，包括衬底；与衬底连接的电路；与衬底连接、并与电路连接的薄膜电池，该薄膜电池给电路供电；和加速启动开关，与衬底连接以能电致动该电路。
2.如权利要求1所述的系统，其中该加速启动开关是MEMS设备。
3.如权利要求2所述的系统，其中该加速启动开关至少包括一个悬臂梁。
4.如权利要求2所述的系统，其中该加速启动开关包括至少一个悬臂梁和一个电触点，所述至少一个悬臂梁响应于加速而接触该电触点。
5.如权利要求2所述的系统，其中该加速启动开关包括第一悬臂梁闭合开关；和第二悬臂梁闭合开关。
6.如权利要求5所述的系统，其中第一悬臂梁闭合开关响应于第一加速形成电接触，而第二悬臂梁闭合开关响应于第二加速形成电接触，第一加速与第二加速不同。
7.如权利要求2所述的系统，其中该加速启动开关响应于第一加速形成电接触，响应于第二加速形成电接触，第一加速与第二加速不同。
8.如权利要求2所述的系统，其中第一加速启动开关不同地响应于两个不同平面中任一个的加速启动电路。
9.如权利要求8所述的系统，其中第一悬臂梁闭合开关响应于第一平面中的第一加速形成电接触，而第二悬臂梁闭合开关响应于第二平面中的第二加速形成电触点。
10.如权利要求6所述的系统，其中该电路还包括存储器；和定时器，其中定时器记录其中一个第一悬臂梁闭合开关响应于第一加速形成电接触时的时间，或者第二悬臂梁闭合开关响应于第二加速形成电接触时的时间，该时间存储在存储器中。
11.如权利要求10所述的系统，其中另一个第一悬臂梁闭合开关响应于第一加速形成电接触时的时间、或者第二悬臂梁闭合开关响应于第二加速形成电接触时的时间存储在存储器中。
12.如权利要求1所述的系统，其中电池喷溅在衬底上。
13.如权利要求12所述的系统，其中电路形成在电池上。
14.如权利要求1所述的系统，其中电路喷溅在衬底上。
15.如权利要求14所述的系统，其中电池喷溅在电路上。
16.如权利要求1所述的系统，其中该系统安装在设备中。
17.如权利要求16所述的系统，其中该设备是一种包装。
18.如权利要求16所述的系统，其中该设备是弹药。
19.如权利要求2所述的系统，还包括固定于衬底上的粘合剂，其中该系统粘接于该设备。
20.如权利要求15所述的系统，还包括固定于衬底上的粘合剂。
21.一种系统包括衬底；位于该衬底上的薄膜电池，该薄膜电池还包括第一引线；与第一引线进行电连通的第一电触点；第二引线；与第二引线进行电连通的第二电触点；和与衬底上第一引线和第二引线的其中一个相连接的有源致动开关，用于将该薄膜电池与第一电触点和第二电触点进行电连接。
22.如权利要求21所述的系统，还包括与衬底粘接的粘合剂。
23.如权利要求21所述的系统，其中有源致动开关响应于加速而被致动。
24.如权利要求21所述的系统，其中有源致动开关响应于磁场而被致动。
25.如权利要求21所述的系统，其中有源致动开关响应于湿气而被致动。
26.如权利要求21所述的系统，其中有源致动开关响应于无线信号而被致动。
27.如权利要求21所述的系统，其中有源致动开关响应于压力而被致动。
28.如权利要求21所述的系统，其中；有源致动开关响应于光而被致动。
29.如权利要求21所述的系统，它还包括与第一引线和第二引线连接的电子设备，其中电子设备还与衬底相连接。
30.如权利要求29所述的系统，其中电子设备固定于衬底上，薄膜电池固定于电子设备上。
31.如权利要求29所述的系统，其中薄膜电池固定于衬底上，至少电子设备的一部分固定于薄膜电池上。
32.如权利要求21所述的系统，其中有源致动开关使用微电子制造技术而形成。
33.一种方法，包括启动有源致动开关以使薄膜电池与一组电子设备相通；使用被供电的电子设备引导弹药。
34.一种方法，包括启动有源致动开关以使薄膜电池与一组电子设备相通；使用被供电的电子设备存储保修的起始时间。
35.如权利要求34所述的方法，其中启动有源致动开关包括在所选择水平上加速有源致动开关。
36.如权利要求34所述的方法该，还包括执行自检；和响应于启动有源致动开关存储自检结果。
37.如权利要求34所述的方法，还包括存储其它加速。
38.如权利要求34所述的方法，还包括存储与超过所选择阈值的其它加速相关的时间。
39.如权利要求38所述的方法，还包括将货主占有该有源致动开关的时间与其它加速的时间进行比较。
40.一种系统，包括真空室；真空室中许多对源和收带盘，其中源和收带盘包括提供衬底材料的第一条和第一收带盘的第一源盘，和提供具有许多不同掩膜的第一掩膜条和第二收带盘的第二源盘；第一沉积站，其设置成将材料沉积在在第一源盘和第一收带盘之间移动的衬底的第一条上，正如通过在第二源盘和第二收带盘之间移动的第一掩膜条限定的那样；和控制器，用于可操作地耦接以能在第一源盘和第一收带盘之间以第一独立的速率和张力移动衬底的第一条，并能够在第二源盘和第二收带盘之间移动掩膜条。
41.如权利要求40所述的系统，还包括提供衬底第二条和第三收带盘的第三源盘，其中控制器被耦接用于在第三源盘和第三收带盘之间以第二独立的速率和张力移动衬底的第二条。
42.一种方法，包括通过沉积站提供衬底材料的第一条；通过沉积站移动第一掩膜条；将沉积站的材料的第一层以由第一掩膜条的第一区域限定的图案的形式沉积在第一沉积材料上；和将沉积站的材料的第二层以由第一掩膜条的第二区域限定的图案的形式沉积在第二衬底材料上。
43.如权利要求42所述的方法，还包括通过沉积站提供衬底材料的第二条；通过沉积站移动第二掩膜条；将沉积站的材料的第一层以由第二掩膜条的第一区域限定的图案的形式沉积在第二沉积材料上；和将沉积站的材料的第二层以由第二掩膜条的第二区域限定的图案的形式沉积在第一衬底材料上。
44.一种形成设备的方法，该方法包括提供柔性衬底；沉积电池组，包括将阳极、阴极和由不同掩膜区限定的用于隔离阳极和阴极的电解质沉积在掩膜条上；沉积布线层；将电子电路设置在沉积层上，其中电子电路通过布线层与电池组可操作地相连接；沉积压敏粘合剂以允许剥离条的应用；和覆盖设备。
45.如权利要求44所述的方法，其中RFID设备的元件的层顺序分布包括(i)保护层，(ii)电子电路，(iii)布线层，(iv)电池组，(v)衬底，和(vi)压敏粘合剂。
46.一种柔性剥离条电池操作的设备，包括许多层，其中这些层相互保持形成为单个包装，这些层包括柔性衬底；电子电路；用于与电子电路耦接以能提供电源的薄膜电池组；用于耦接电子电路的射频(RF)天线；和粘合剂层。
47.如权利要求46所述的设备，其中电子电路包括电启动电子电路的RF致动开关。
48.一种制造RFID设备的系统，该系统包括一个或多个馈送一个或多个源衬底的供带盘；一个或多个馈送一个或多个电子电路和RF天线的供带盘；一个或多个将层沉积在一个或多个衬底上的沉积站；其中这些层包括(i)形成固态锂基电池的层，电池层包含a)阴极层；b)电解质层；c)阳极层；(ii)使电池组与电子电路层耦接并使RF天线与电子电路耦接的布线层；活动掩膜条，具有用于不同沉积操作的许多不同掩膜区域；馈送剥离条粘合剂层的供带盘；和包含供带盘与沉积站的真空室。
49.一种系统，包括沉积室，它包含真空室中许多对源和收带盘，其中源和收带盘包括第一源盘、第二源盘和第二收带盘；沉积站，其设置成将材料沉积在在第一源盘和第一收带盘之间移动的衬底的第一条上，并能够将材料沉积在在第二源盘和第二收带盘之间移动的衬底的第二条上；和控制器，用于可操作地耦接以能在第一源盘和第一收带盘之间以第一独立的速率和张力移动衬底的第一条，并能够在第二源盘和第二收带盘之间以第二独立的速率和张力移动衬底的第二条。
50.如权利要求49所述的系统，还包括许多可移动掩膜条，每个掩膜条与许多源和收带盘中的一个相连接，每个掩膜条包括许多掩膜区，每个掩膜区限定沉积在衬底相应条上的图案。
51.一种方法，包括；通过沉积站以独立的移动速率移动许多衬底条；和将层中的材料沉积在每个衬底条上。
52.如权利要求51所述的方法，还包括通过沉积站移动许多可移动掩膜条，每个掩膜条与许多衬底条中的一个相连接，每个掩膜条包括许多掩膜区，每个掩膜区限定了控制沉积站的图案。
53.一种系统，包括沉积室，它包含通过沉积站以独立的移动速率移动许多衬底条的器件；和将层中的材料沉积在每个衬底条上的沉积站。
54.如权利要求53所述的系统，还包括许多可移动掩膜条，每个掩膜条与许多源和收带盘中的一个相连接，每个掩膜条包括许多掩膜区，每个掩膜区限定了沉积在衬底相应条上的图案。
55.一种系统，包括射频标识符(RFID)设备，用于与远程射频(RF)发射器和/或接收器设备相通信，其中RFID设备包括柔性沉底；用于将RFID设备与一个表面相连接的压敏粘合剂；沉积在柔性沉底上的薄膜电池组；位于电池组上并耦接电池组的电子电路，其中电池组用于可操作地耦接电子电路以能供电；和与电子电路相连接的射频(RF)天线。
56.如权利要求55所述的系统，其中电池组是可充电电池组，而且在能量从远程设备通过RF天线和电子电路进行传输时电池组能被充电。
57.一种方法，包括设置柔性剥离条RFID设备，该设备包括多位标识符值和沉积在柔性衬底上的薄膜电池组；将RFID设备压力粘合于物品上；在RFID设备上接收RF能量；和根据接收的RF能量，将电池电源耦接给RFID设备以能启动电路，并使用电池组的功率在RFID设备中启动一个任务，该任务包括根据RFID设备的多位标识符发送标识符(ID)值。
58.如权利要求57所述的方法，其中任务包括存储RFID设备中活动的开始时间。
59.一种形成RFID设备的方法，该方法包括提供柔性衬底；沉积包括阳极、阴极和分离阳极与阴极的电解质的电池组；沉积布线层；将电子电路置于沉积层上，其中电子电路用于可操作地通过布线层与电池组连接；沉积压敏粘合剂以允许剥离条应用；和覆盖RFID设备。
60.如权利要求59所述的方法，其中RFID设备的元件的层顺序分布包括保护层，电子电路，布线层，电池组，衬底，和压敏粘合剂。
61.一种柔性剥离条电池操作的设备，包括许多层，其中这些层相互保持形成为单个包装，这些层包括柔性衬底；电子电路；用于与电子电路耦接以能提供电源的薄膜电池组；用于耦接电子电路的射频(RF)天线；和粘合剂层。
62.如权利要求61所述的设备，其中电子电路包括电启动电子电路的RF致动开关。
63.一种制造RFID设备的系统，该系统包括一个或多个馈送一个或多个源衬底的供带盘；一个或多个馈送一个或多个电子电路和RF天线的供带盘；一个或多个将层沉积在一个或多个衬底上的沉积站；其中这些层包括(iii)形成固态锂基电池的层，电池层包含a)阴极层；b)电解质层；c)阳极层；(iv)使电池组与电子电路层耦接并使RF天线与电子电路耦接的布线层；和馈送剥离条粘合剂层的供带盘；和包含供带盘与沉积站的真空室。
全文摘要
一种系统，包括薄膜电池组和活动致动开关。该系统用粘合剂背衬设置于衬底上。在一些实施例中，衬底是柔性的。而且在衬底上形成的是包括电子设备的电子电路。该有源致动开关将薄膜电池组设置成与电路和电子设备相电连接。电池组和电路形成在衬底上，并可由一个或许多沉积层组成。
文档编号H01M2/10GK1757086SQ200380110086
公开日2006年4月5日 申请日期2003年12月31日 优先权日2003年1月2日
发明者马克·L·詹森, 乔迪·J·克拉森, 斯图尔特·K·沙克斯皮尔, 詹姆斯·R·沙利文, 里查德·E·比利翁, 查理·A·勒迈尔 申请人:Cymbet公司