CN109935388A - 导电线材模组 - Google Patents

Abstract

一种导电线材模组，包含第一线材以及第二线材。第一线材包含纱线、导电层、绝缘层以及电子元件。导电层配置在纱线上，且导电层具有第一导电部及第二导电部。绝缘层配置在纱线上且位于第一导电部与第二导电部之间。电子元件配置在纱线上且与第一导电部及第二导电部电性连接。第二线材沿着第一线材的路径包绕第一线材。通过使用第二线材包绕且包覆第一线材，可加强导电线材模组整体的结构强度。

Description

导电线材模组

技术领域

本发明是有关于一种导电线材模组。

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线材模组，其特征在于，包含第一线材及第二线材，其中第二线材沿着第一线材的路径包绕第一线材，而第一线材包含纱线、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，且电子元件电性连接导电层。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。通过使用第二线材包绕且包覆第一线材，可加强导电线材模组整体的结构强度，从而防止第一线材的纱线或是导电层断裂。

本发明的一实施方式提供一种导电线材模组，其特征在于，包含第一线材以及第二线材。第一线材包含纱线、导电层、绝缘层以及电子元件。导电层配置在纱线上，且导电层具有第一导电部及第二导电部。绝缘层配置在纱线上且位于第一导电部与第二导电部之间。电子元件配置在纱线上且与第一导电部及第二导电部电性连接。第二线材沿着第一线材的路径包绕第一线材。

于部分实施方式中，第一线材具有第一线部、第二线部及第三线部，且第二线部位于第一线部与第三线部之间，导电层仅配置在第二线部上，而第二线材自第一线部至第三线部包绕第一线材。

于部分实施方式中，第二线材的包绕密度为1000TPM(Twist Per Meter)至3000TPM。

于部分实施方式中，导电线材模组还包含第三线材，第三线材包绕第一线材及第二线材。

于部分实施方式中，第二线材及第三线材具有相异的包绕捻向。

于部分实施方式中，第三线材接触第一线材。

于部分实施方式中，第三线材的包绕密度为1000TPM至3000TPM。

本发明的一实施方式提供一种导电线材模组，其特征在于，包含第一线材以及第二线材。第一线材包含纱线、导电层、绝缘层以及电子元件。导电层配置在纱线上，且导电层具有第一导电部及第二导电部。绝缘层配置在纱线上且位于第一导电部与第二导电部之间。电子元件配置在纱线上且与第一导电部及第二导电部电性连接。第一线材沿着第二线材的路径包绕第二线材。

于部分实施方式中，第一线材的包绕密度为1000TPM至3000TPM。

于部分实施方式中，第一线材及第三线材具有相异的包绕捻向。

附图说明

图1A依据本揭露内容的第一实施方式绘示导电线材模组的示意图；

图1B绘示第一线材的上视示意图；

图1C绘示第一线材的侧视示意图；

图1D绘示沿图1B的线段1D-1D'的剖面示意图；

图1E绘示第一线材整体的示意图；

图2依据本揭露内容的第二实施方式绘示导电线材模组的剖面示意图，其剖面位置与图1D相同；

图3依据本揭露内容的第三实施方式绘示导电线材模组的剖面示意图，其剖面位置与图1D相同；

图4依据本揭露内容的第四实施方式绘示导电线材模组的剖面示意图，其剖面位置与图1D相同；

图5依据本揭露内容的第五实施方式绘示导电线材模组的剖面示意图；

图6依据本揭露内容的第六实施方式绘示导电线材模组的剖面示意图。

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之。

本揭露内容的导电线材模组于其内设置有无线射频集成电路，从而使导电线材模组具备机能性，其中此无线射频集成电路可透过包绕而由线材包覆，从而防止无线射频集成电路受到损伤。请先看到图1A，图1A依据本揭露内容的第一实施方式绘示导电线材模组100的示意图。导电线材模组100包含第一线材102以及第二线材104，其中第一线材102可做为芯线，而第二线材104可沿着第一线材102的路径包绕第一线材102。

以下叙述将先对第一线材102的结构做说明，在图1A的导电线材模组100中，若将第二线材104自第一线材102上移除，则第一线材102的结构可如图1B以及图1C所示，其中图1B绘示第一线材102的上视示意图，而图1C绘示第一线材102的侧视示意图。

如图1B以及图1C所示，第一线材102具有第一线部A1、第二线部A2及第三线部A3。第二线部A2位于第一线部A1与第三线部A3之间，其中当第二线材104(如图1A所示)沿着第一线材102的路径包绕第一线材102的时候，第二线材104是自第一线部A1至第三线部A3包绕第一线材102。更详细而言，第一线材102包含纱线108、导电层110、绝缘层120、导电胶130以及电子元件140，且导电层110、绝缘层120、导电胶130及电子元件140可位于第二线部A2中。

纱线108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108的的截面积可为22微米(μm)×600微米(μm)至70微米(μm)×600微米(μm)。此外，纱线108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。

导电层110配置在纱线108上，其中导电层110仅配置在第二线部A2上。导电层110具有第一导电部112及第二导电部114。第一导电部112以及第二导电部114覆盖在纱线108上。第一导电部112及第二导电部114可经由将导电浆料涂布在纱线108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部112及第二导电部114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，第一导电部112以及第二导电部114是以部分包覆的方式覆盖在纱线108上。

举例来说，请同时看到图1B以及图1D，其中图1D绘示沿图1B的线段1D-1D'的剖面示意图。纱线108的横截面的形状可趋近圆形，且纱线108的表面会具有曲率。第一导电部112覆盖在纱线108的局部表面上，且第一导电部112与此局部表面共形，即第一导电部112具有与纱线108大致相同的曲率。第二导电部114与第一导电部112对向设置，且第二导电部114与纱线108之间的配置关系可与第一导电部112与纱线108之间的配置关系大致雷同。

请再回到图1B以及图1C。绝缘层120覆盖在纱线108上，并配置在第一导电部112与第二导电部114之间，从而做为第一导电部112与第二导电部114之间的绝缘特征。此外，虽本实施方式所绘的绝缘层120是部分包覆纱线108，然而，绝缘层120也可以将纱线108完全包覆，即绝缘层120的横截面的形状会呈现环状。绝缘层120可经由将绝缘材料涂布在纱线108来形成，其中绝缘层120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130配置在第一导电部112、第二导电部114以及绝缘层120上，其可经由涂布的方式配置。导电胶130可自第一导电部112延伸至第二导电部114，即其为单一层状物。此外，导电胶130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140设置在第一导电部112、第二导电部114、绝缘层120以及导电胶130上。电子元件140可与第一导电部112以及第二导电部114电性连接。具体来说，电子元件140具有第一接脚142及第二接脚144，其中第一接脚140与第二接脚142可透过导电胶130分别电性连接第一导电部112与第二导电部114。当导电胶130的材料选用异方性导电胶的时候，自第一导电部112至第一接脚142的导电路径与自第二导电部114至第二接脚144的导电路径之间不会产生短路。在本实施方式中，电子元件140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130也可以是分段的层状物，其一部分会位于第一导电部112与第一接脚142之间，而另一部分则位于第二导电部114与第二接脚144之间，且此两部分完全断开(未绘示)。于此配置下，导电胶130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1E，图1E绘示第一线材102整体的示意图。为了可清楚表示导电线材模组100的元件及层状物之间的关系，图1E所绘的第一线材102的元件或层状物并未依照实际比例绘示。由于电子元件140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部112及第二导电部114的阻抗值，因此，第一导电部112及第二导电部114会在纱线108上延伸，从而调整其阻抗值为可适于电子元件140的运作条件。

进一步来说，纱线108具有相对的第一端T1以及第二端T2。第一导电部112可自绝缘层120朝纱线108的第一端T1延伸，其中第一导电部112的延伸路径会与其所包覆的纱线108的延伸路径相同，且第一导电部112的边界可与纱线108的第一端T1间隔一段距离，以便于第二线材104包绕。更详细来说，由于第一导电部112与纱线108的第一端T1具有一段空白纱线，故第二线材104在包绕第一线材102时，可具有缓冲区以提高包绕加工性及包绕强度。第二导电部114可自绝缘层120朝纱线108的第二端T2延伸，其中第二导电部114的延伸路径也会与其所包覆的纱线108的延伸路径相同，且第二导电部114的边界亦可与纱线108的第二端T2的间隔一段距离，以提升包绕加工性。此外，通过控制第一导电部112及第二导电部114的延伸长度，可调整第一导电部112及第二导电部114的阻抗值，从而使电子元件140的负载阻抗可符合运作条件。具体来说，第一导电部112与第二导电部114在纱线108上的延伸长度的总和可以是介于15厘米(cm)至20厘米(cm)，且纱线108的总长度会大于或等于第一导电部112与第二导电部114的延伸长度的总和。举例来说，当电子元件140例如是无线射频集成电路，第一导电部112及第二导电部114各自的长度例如是约8厘米(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，于本实施方式中，虽第一导电部112及第二导电部114分别是与纱线108的两端的边界间隔一段距离，然而，本揭露内容不以此为限，于其他实施方式中，第一导电部112及第二导电部114可各自与纱线108的两端的边界切齐。

请再回到图1A，在图1A导电线材模组100的结构中，由于第二线材104包绕第一线材102，故图1B及图1C所绘的导电层110、绝缘层120、导电胶130以及电子元件140可被包覆在第二线材104内。根据前述，由于第一线材102的纱线108可足以提供导电层110达到调整阻抗值的用途，故在第一线材102的结构中，可使用单支纱线108来承载导电层110，从而简化导电线材模组100的结构，并也使第二线材104易于包绕第一线材102。此外，第二线材104的材料可包含化学纤维(例如聚酯纤维或耐纶纤维)、天然纤维以及人造纤维。

通过使用第二线材104包绕且包覆第一线材102，可加强导电线材模组100整体的结构强度，从而防止第一线材102的纱线108或是导电层110断裂。此外，第二线材104也可使第一线材102的电子元件140与外部环境隔绝，从而防止电子元件140因受到拉扯而脱落。根据上述特性，导电线材模组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线材模组100做为其材料之一的时候，穿着衣物的相关资讯可记录在电子元件140之中，从而使穿着衣物带有非接触式感应功能。

除此之外，第二线材104包绕第一线材102的包绕密度可视使用条件而弹性调整，其中第二线材104的包绕密度可为1000TPM(Twist Per Meter)至3000TPM。于此包绕密度的范围中，当第一线材102越趋近被完全包覆时，结构强度受到增益的程度会越高；反之，于此包绕密度的范围中，当第一线材102的一部分自第二线材104裸露出来的时候，导电线材模组100在此裸露出来的部分会具有较好的柔软度。因此，使用者可根据所需要的保护程度或柔软度来选择第二线材104的包绕密度。另一方面，为了易于使用第二线材104包绕第一线材102，第一线材102以及第二线材104的纤维强度可彼此匹配，从而使得单一导电线材模组100的结构强度大于1公斤重(即9.8牛顿)。

虽本实施方式所绘的导电线材模组100的结构是使用第二线材104包绕第一线材102，然而，本揭露内容不以此为例。于其他实施方式中，可在第一线材102的架构不改变的情况下，使用第一线材102沿着第二线材104的路径包绕第二线材104，其中导电层110以及电子元件140可夹在纱线108与第二线材104之间，此外，第一线材102的包绕密度也可为1000TPM至3000TPM。亦即，除了前述将第二线材104做为第一线材102的包绕材的实施方式外，本案亦可将第一线材102做为第二线材104的包绕材，从而达成提高导电线材模组100的强度的目的。

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线材模组的剖面示意图，其剖面位置与图1D相同。本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于：在本实施方式的第一线材202中，第一导电部212完整包覆纱线208。在此，所述的完整包覆意思为：在第一导电部212自绝缘层(未绘示，其位置可同于图1E的绝缘层120)朝着纱线208的第一端(未绘示，其位置可同于图1E的第一端T1)的延伸路径内，第一导电部212会完整包覆纱线208的表面，且其横截面形状会是如图2所示的环状。第二导电部与纱线208之间的配置关系可与第一导电部212与纱线208之间的配置关系大致雷同，故不再赘述。此外，第一导电部212以及第二导电部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线材模组的剖面示意图，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：在本实施方式的第一线材302中，纱线308具有凹陷部309，且第一导电部312会位于纱线308的凹陷部309内。第二导电部相对凹陷部309的配置关系可与第一导电部312相对凹陷部309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纱线308，从而形成凹陷部309，接着，再将第一导电部312及第二导电部填入至凹陷部309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线材模组的剖面示意图，其剖面位置与图1D相同。本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于：在本实施方式的第一线材402中，纱线408的横截面形状为矩形，其中第一导电部412覆盖并部分包覆纱线408。第二导电部与纱线408之间的配置关系可与第一导电部412与纱线408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，但本揭露内容不以此为限，于其他实施方式中，亦可以是三边形、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线材模组500的示意图。本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于：本实施方式的导电线材模组500还包含第三线材506，其中第三线材506的材料可包含化学纤维(例如聚酯纤维或耐纶纤维)、天然纤维以及人造纤维。

如图5所示，第二线材504包绕第一线材502，而第三线材506包绕第一线材502及第二线材504，其中第二线材504及第三线材506具有相异的包绕捻向，且第三线材506的包绕密度可为1000TPM至3000TPM。举例来说，第二线材504及第三线材506的其中一者的包绕捻向为顺时针(S捻)，而其中另一者的包绕捻向为逆时针(Z捻)，从而提升导电线材模组500整体的结构强度。此外，第二线材504可将第一线材502完整包覆于其中，故当第三线材506包绕第一线材502及第二线材504的时候，第一线材502会与第三线材506分隔开来，从而提供给第一线材502更强的保护力。另一方面，第三线材506亦可具有染色性，从而易于调整导电线材模组500的外观颜色。此外，在使用第一线材包绕第二线材的实施方式中，第一线材及第三线材可具有相异的包绕捻向。

请再参照图6，图6依据本揭露内容的第六实施方式绘示导电线材模组600的示意图。本实施方式与第五实施方式的至少一个差异点在于：本实施方式的第三线材606接触第一线材602。

如图6所示，第二线材604包绕第一线材602，其中会有部分的第一线材602自第二线材604裸露出来，因此，当第三线材606包绕第一线材602及第二线材604的时候，第一线材602自第二线材604裸露出来的部分会接触第三线材606。透过此配置，导电线材模组600可具有较佳的柔软度及可染色性。

综合上述，本揭露内容的导电线材模组包含第一线材及第二线材，其中第二线材沿着第一线材的路径包绕第一线材，而第一线材包含纱线、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，且电子元件电性连接导电层。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，在导电线材模组的架构中，可在使用单支纱线做为承载物的情况下，即可达到调整导电层的阻抗值的效果。此外，通过使用第二线材包绕且包覆第一线材，可加强导电线材模组整体的结构强度，从而防止第一线材的纱线或是导电层断裂。根据上述特性，导电线材模组可适于应用为织物的材料，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 (11)

1.一种导电线材模组，其特征在于，包含：

第一线材，包含：纱线；导电层，配置在所述纱线上，且所述导电层具有第一导电部及第二导电部；绝缘层，配置在所述纱线上且位于所述第一导电部与所述第二导电部之间；以及电子元件，配置在所述纱线上且与所述第一导电部及所述第二导电部电性连接；以及

第二线材，沿着所述第一线材的路径包绕所述第一线材。

2.根据权利要求1所述的导电线材模组，其特征在于，所述第一线材具有第一线部、第二线部及第三线部，且所述第二线部位于所述第一线部与所述第三线部之间，所述导电层仅配置在所述第二线部上，而所述第二线材自所述第一线部至所述第三线部包绕所述第一线材。

3.根据权利要求1所述的导电线材模组，其特征在于，所述第二线材的包绕密度为1000TPM(Twist Per Meter)至3000TPM。

4.根据权利要求1所述的导电线材模组，其特征在于，还包含第三线材，包绕所述第一线材及所述第二线材。

5.根据权利要求4所述的导电线材模组，其特征在于，所述第二线材及所述第三线材具有相异的包绕捻向。

6.根据权利要求4所述的导电线材模组，其特征在于，所述第三线材接触所述第一线材。

7.根据权利要求4所述的导电线材模组，其特征在于，所述第三线材的包绕密度为1000TPM(Twist Per Meter)至3000TPM。

8.一种导电线材模组，其特征在于，包含：

第一线材，包含：纱线；导电层，配置在所述纱线上，且所述导电层具有第一导电部及第二导电部；绝缘层，配置在所述纱线上且位于所述第一导电部与所述第二导电部之间；以及电子元件，配置在所述纱线上且与所述第一导电部及所述第二导电部电性连接；以及

第二线材，所述第一线材沿着所述第二线材的路径包绕所述第二线材。

9.根据权利要求8所述的导电线材模组，其特征在于，所述第一线材的包绕密度为1000TPM(Twist Per Meter)至3000TPM。

10.根据权利要求8所述的导电线材模组，其特征在于，还包含第三线材，包绕所述第一线材及所述第二线材。

11.根据权利要求8所述的导电线材模组，其特征在于，所述第一线材及所述第三线材具有相异的包绕捻向。