CN109934326A - 导电纱线模组 - Google Patents
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Abstract
一种导电纱线模组，包含纱线、第一导电层、第二导电层、绝缘层以及电子元件。第一导电层覆盖在纱线上。第二导电层覆盖在纱线上。绝缘层覆盖在纱线上，并配置在第一导电层与第二导电层之间。电子元件设置在第一导电层、第二导电层及绝缘层上，并具有第一接脚及第二接脚，其中第一接脚电性连接第一导电层，而第二接脚电性连接第二导电层。通过此配置，可在不使用纱线以外的承载物的情况下，达到调整第一导电层及第二导电层的阻抗值的效果，借以使导电纱线模组可应用为纺织布料的材料。
Description
技术领域
本发明是有关于一种导电纱线模组，且特别是有关于一种单支纱线的导电纱线模组。
背景技术
近年来，随着物联网的发展逐渐活跃起来，穿戴式装置的发展，许多消费产品也已经被设计成与电子元件与结合，从而达成使消费产品实现互联互通的网络。
通过物联网，可将真实的物体上网联结，使得在物联网上都可以查出这些物体的具体位置。另一方面，在将这些物体上网联结后，可进一步再使用中心电脑对物体进行集中管理、控制，借以搜寻位置、防止物品被盗或是类似的自动化操控功能。
为了实现物联网，消费产品也被设计为与电子标签结合，其中电子标签可在不与任何装置接触的情况下达成数据交换。对此，如何实现将消费产品与电子标签结合的课题已成为当前重要研发方向之一。
发明内容
本发明的一实施方式提供一种导电纱线模组，其特征在于，包含纱线、第一导电层、第二导电层以及电子元件，其中电子元件可以是无线射频芯片，且电子元件的两个接脚分别电性连接第一导电层以及第二导电层。第一导电层以及第二导电层覆盖在纱线上，并在纱线上延伸，使其长度可适于电子元件的运作条件。通过此配置，在导电纱线模组的架构中，可在不使用纱线以外的承载物的情况下，即可达到调整第一导电层及第二导电层的阻抗值的效果。此外，导电纱线模组可应用为纺织布料的材料，从而使纺织布料具有机能性。
本发明的一实施方式提供一种导电纱线模组，包含纱线、第一导电层、第二导电层、绝缘层以及电子元件。第一导电层覆盖在纱线上。第二导电层覆盖在纱线上。绝缘层覆盖在纱线上，并配置在第一导电层与第二导电层之间。电子元件设置在第一导电层、第二导电层及绝缘层上，并具有第一接脚及第二接脚，其中第一接脚电性连接第一导电层，而第二接脚电性连接第二导电层。
于部分实施方式中，电子元件包含无线射频集成电路。
于部分实施方式中，纱线的材料包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氨酯(TPU)、聚亚酰胺(PI)或聚丙烯(PP)。
于部分实施方式中，导电纱线模组还包含导电胶。导电胶配置在第一导电层与电子元件之间以及配置在第二导电层与电子元件之间，并且自第一导电层延伸至第二导电层，其中导电胶将第一接脚及第二接脚各自电性连接至第一导电层及第二导电层。
于部分实施方式中，纱线的表面具有曲率，且第一导电层及第二导电层覆盖在纱线的表面上。
于部分实施方式中，第一导电层、第二导电层及绝缘层包覆纱线。
于部分实施方式中，纱线具有凹陷部，且第一导电层、第二导电层及绝缘层位于凹陷部内。
于部分实施方式中，纱线的边界与第一导电层的边界以及第二导电层的边界切齐。
于部分实施方式中，第一导电层自绝缘层朝纱线的一端延伸，且第一导电层的延伸路径与一部分的纱线的延伸路径相同。
于部分实施方式中，纱线的截面积为22微米(μm)×600微米(μm)至70微米(μm)×600微米(μm)。
附图说明
图1A依据本揭露内容的第一实施方式绘示导电纱线模组的上视示意图；
图1B绘示图1A的导电纱线模组的侧视示意图；
图1C绘示沿图1A的线段1C-1C’的剖面示意图；
图1D绘示的导电纱线模组整体的示意图；
图2依据本揭露内容的第二实施方式绘示导电纱线模组的剖面示意图，其剖面位置与图1C相同；
图3依据本揭露内容的第三实施方式绘示导电纱线模组的剖面示意图，其剖面位置与图1C相同；
图4依据本揭露内容的第四实施方式绘示导电纱线模组的剖面示意图，其剖面位置与图1C相同；
图5依据本揭露内容的第五实施方式绘示导电纱线模组的剖面示意图，其剖面位置与图1C相同；
图6依据本揭露内容的第六实施方式绘示导电纱线模组的剖面示意图，其剖面位置与图1C相同。
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
本揭露内容的导电纱线模组于其内设置有无线射频集成电路，从而使导电纱线模组具备机能性，其中所具备的机能性例如像是提供非接触式感应功能。请同时参照图1A、图1B以及图1C，图1A依据本揭露内容的第一实施方式绘示导电纱线模组100的上视示意图，图1B绘示图1A的导电纱线模组100的侧视示意图，图1C绘示沿图1A的线段1C-1C’的剖面示意图。导电纱线模组100包含纱线102、第一导电层110、第二导电层120、绝缘层130、导电胶140以及电子元件150。
纱线102具有柔软性，其材料可包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氨酯(TPU)、聚亚酰胺(PI)或聚丙烯(PP)。纱线102的截面积可为22微米(μm)×600微米(μm)至70微米(μm)×600微米(μm)。此外，纱线102可以是单丝纱线(monofilament)或复丝结构(multifilament)，且其横截面的形状可趋近多边形、圆形或椭圆形。
第一导电层110以及第二导电层120覆盖在纱线102上。第一导电层110及第二导电层120可经由将导电浆料涂布在纱线102来形成，其中导电浆料可以是银浆或是锡膏，且所形成的第一导电层110及第二导电层120的厚度各自可以介于5微米(μm)至30微米(μm)之间。此外，本实施方式中，第一导电层110以及第二导电层120是以部分包覆的方式覆盖在纱线102上。
举例来说，如图1C所示，纱线102的横截面的形状可趋近圆形，且纱线102的表面会具有曲率。第一导电层110覆盖在纱线102的局部表面上，且第一导电层110与此局部表面共形，即第一导电层110具有与纱线102大致相同的曲率。第二导电层120与纱线102之间的配置关系可与第一导电层110与纱线102之间的配置关系大致雷同。
绝缘层130覆盖在纱线102上，并配置在第一导电层110与第二导电层120之间，从而做为第一导电层110与第二导电层120之间的绝缘特征。此外，虽本实施方式所绘的绝缘层130是部分包覆纱线102，然而，绝缘层130也可以将纱线102完全包覆，即绝缘层130的横截面的形状会呈现环状。绝缘层130可经由将绝缘材料涂布在纱线102来形成，其中绝缘层130的厚度可以介于10微米(μm)与30微米(μm)之间，且其材料可以是环氧树脂(Epoxy)或其他适合的非导电材料。
导电胶140配置在第一导电层110、第二导电层120以及绝缘层130上，其可经由涂布的方式配置。导电胶140可自第一导电层110延伸至第二导电层120，即其为单一层状物。此外，导电胶140的材料可以是异方性导电胶(Anisotropic Conductive Paste；ACP)，且其厚度可以介于10微米(μm)与30微米(μm)之间。
电子元件150设置在第一导电层110、第二导电层120、绝缘层130以及导电胶140上。电子元件150具有第一接脚152及第二接脚154，其中第一接脚152与第二接脚154可透过导电胶140分别电性连接第一导电层110与第二导电层120。当导电胶140的材料选用异方性导电胶的时候，自第一导电层110至第一接脚152的导电路径与自第二导电层120至第二接脚154的导电路径之间不会产生短路。在本实施例中，电子元件150包含无线射频集成电路，例如是无线射频芯片。
于其他实施方式中，导电胶140也可以是分段的层状物，其一部分会位在第一导电层110与第一接脚152之间，而另一部分则位在第二导电层120与第二接脚154之间，且此两部分完全断开。于此配置下，导电胶140的材料除了可以是异方性导电胶之外，也可以是银浆或是锡膏，且其厚度可以介于10微米(μm)与30微米(μm)之间。
请再看到图1D，图1D绘示的导电纱线模组100整体的示意图。为了可清楚表示导电纱线模组100的元件及层状物之间的关系，图1D所绘的导电纱线模组100的元件或层状物并未依照实际比例绘示。
由于电子元件150的运作条件会与其负载阻抗有相关性，其中此负载阻抗可包含第一导电层110及第二导电层120的阻抗值，因此，第一导电层110及第二导电层120会在纱线102上延伸，从而调整其阻抗值为可适于电子元件的运作条件。
进一步来说，纱线102具有相对的第一端T1以及第二端T2。第一导电层110可自绝缘层130朝纱线102的第一端T1延伸，其中第一导电层110的延伸路径会与其所包覆的纱线102的延伸路径相同，且第一导电层110的边界与纱线102的第一端T1的边界切齐。第二导电层120可自绝缘层130朝纱线102的第二端T2延伸，其中第二导电层120的延伸路径也会与其所包覆的纱线102的延伸路径相同，且第二导电层120的边界与纱线102的第二端T2的边界切齐。通过上述配置，可调整第一导电层110及第二导电层120的阻抗值，从而使电子元件150的负载阻抗可符合运作条件。具体来说，第一导电层110与第二导电层120在纱线102上的延伸长度的总和可以是介于15公分(cm)至20公分(cm)，且纱线102的总长度会大于或等于第一导电层110与第二导电层120的延伸长度的总和。举例来说，当电子元件150例如是无线射频集成电路，第一导电层110及第二导电层120各自的长度例如是约8公分(cm)，从而使得无线射频集成电路达到好的感测效果。
除此之外，在导电纱线模组100的架构中，可在使用单支纱线102的情况下，达到调整第一导电层110及第二导电层120的阻抗值的效果。也因此，导电纱线模组100的尺寸与纱线102的尺寸可大致相同。根据此特性，导电纱线模组100可应用为纺织布料的材料，并使纺织布料具有机能性。举例来说，当穿着衣物使用导电纱线模组100做为其材料之一的时候，穿着衣物的相关资讯可记录在导电纱线模组100的电子元件150之中，从而使穿着衣物带有非接触式感应功能。此外，由于导电纱线模组100仅具有纱线102作为承载物，故易于通过编织或其他方式配置在衣物或其他织物中。
除此之外，于本实施方式中，虽第一导电层110及第二导电层120分别是与纱线102的两端的边界切齐，然而，本揭露内容不以此为限，于其他实施方式中，第一导电层110及第二导电层120可不与纱线102的两端的边界切齐，即其与纱线102的两端的边界可间隔一段距离。
请再参照图2，图2依据本揭露内容的第二实施方式绘示导电纱线模组200的剖面示意图，其剖面位置与图1C相同。本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于：本实施方式的第一导电层210为完整包覆纱线202。在此，所述的完整包覆意思为：在第一导电层210自绝缘层(未绘示，其位置可同于图1D的绝缘层130)朝着纱线202的第一端(未绘示，其位置可同于图1D的第一端T1)的延伸路径内，第一导电层210会完整包覆纱线102的表面，且其横截面形状会是如第2C图所示的环状。第二导电层与纱线202之间的配置关系可与第一导电层210与纱线202之间的配置关系大致雷同，故不再赘述。此外，第一导电层210以及第二导电层可以是透过含浸的方式形成。
请再参照图3，图3依据本揭露内容的第三实施方式绘示导电纱线模组300的剖面示意图，其剖面位置与图1C相同。本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于：本实施方式的纱线302具有凹陷部304，且第一导电层310会位在纱线302的凹陷部304内。第二导电层相对纱线302的凹陷部304的配置关系可与第一导电层310相对纱线302的凹陷部304的配置关系大致雷同，故不再赘述。本实施方式中，可先透过雷射或蚀刻的方式移除部分的纱线302，从而形成凹陷部304，接着，再将第一导电层310及第二导电层填入至凹陷部304内。
请再参照图4，图4依据本揭露内容的第四实施方式绘示导电纱线模组400的剖面示意图，其剖面位置与图1C相同。本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于：本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于：本实施方式的纱线402的横截面形状为矩形，其中第一导电层410覆盖并部分包覆纱线402，且纱线402在长边上的边界与第一导电层410在长边上的边界会切齐。第二导电层与纱线402之间的配置关系可与第一导电层410与纱线402之间的配置关系大致雷同，故不再赘述。此外，虽然图4将第四实施例绘示为矩形以方便叙述，但本揭露不以此为限，而可以是三边形、五边形或其他适合的多边形。
请再参照图5，图5依据本揭露内容的第五实施方式绘示导电纱线模组500的剖面示意图，其剖面位置与图1C相同。本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于：本实施方式的纱线502为复丝结构，且第一导电层510包覆了此复丝结构。第二导电层与纱线502之间的配置关系可与第一导电层510与纱线502之间的配置关系大致雷同，故不再赘述。
导电层与纱线之间的配置关系不以第五实施方式所绘为限，举例来说，请参照图6，图6依据本揭露内容的第六实施方式绘示导电纱线模组600的剖面示意图，其剖面位置与图1C相同。本实施方式与第五实施方式的至少一个差异点在于：第一导电层610仅部分包覆复丝结构的纱线602。此外，由于第二导电层与纱线602之间的配置关系可与第一导电层610与纱线602之间的配置关系大致雷同，故不再赘述。
综合上述，本揭露内容的导电纱线模组包含纱线、第一导电层、第二导电层以及电子元件，其中电子元件可以是无线射频芯片且可包含无线射频集成电路，且电子元件的两个接脚分别电性连接第一导电层以及第二导电层。第一导电层以及第二导电层覆盖在纱线上，并在纱线上延伸，使其长度可适于电子元件的运作条件。通过此配置，在导电纱线模组的架构中，可在使用单支纱线做为承载物的情况下，即可达到调整第一导电层及第二导电层的阻抗值的效果。此外，导电纱线模组可应用为织物的材料，从而使织物具有机能性。
虽然本发明已以多种实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种导电纱线模组，其特征在于，包含：
纱线；
第一导电层，覆盖在所述纱线上；
第二导电层，覆盖在所述纱线上；
绝缘层，覆盖在所述纱线上，并配置所述第一导电层与所述第二导电层之间；以及
电子元件，设置在所述第一导电层、所述第二导电层及所述绝缘层上，并具有第一接脚及第二接脚，其中所述第一接脚电性连接所述第一导电层，而所述第二接脚电性连接所述第二导电层。
2.根据权利要求1所述的导电纱线模组，其特征在于，所述电子元件包含无线射频集成电路。
3.根据权利要求1所述的导电纱线模组，其特征在于，所述纱线的材料包含聚对苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚亚酰胺或聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的导电纱线模组，其特征在于，还包含导电胶，配置在所述第一导电层与所述电子元件之间以及配置在所述第二导电层与所述电子元件之间，并且自所述第一导电层延伸至所述第二导电层，其中所述导电胶将所述第一接脚及所述第二接脚各自电性连接至所述第一导电层及所述第二导电层。
5.根据权利要求1所述的导电纱线模组，其特征在于，所述纱线的表面具有曲率，且所述第一导电层及所述第二导电层覆盖在所述纱线的表面上。
6.根据权利要求2所述的导电纱线模组，其特征在于，所述第一导电层、所述第二导电层及所述绝缘层包覆所述纱线。
7.根据权利要求1所述的导电纱线模组，其特征在于，所述纱线具有凹陷部，且所述第一导电层、所述第二导电层及所述绝缘层位于所述凹陷部内。
8.根据权利要求1所述的导电纱线模组，其特征在于，所述纱线的边界与所述第一导电层的边界以及所述第二导电层的边界切齐。
9.根据权利要求1所述的导电纱线模组，其特征在于，所述第一导电层自所述绝缘层朝所述纱线的一端延伸，且所述第一导电层的延伸路径与所述一部分的所述纱线的延伸路径相同。
10.根据权利要求1所述的导电纱线模组，其特征在于，所述纱线的截面积为22微米×600微米至70微米×600微米。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190625 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |