CN110073296B - 用于制造设置有电子元件插入件的智能带的方法 - Google Patents

用于制造设置有电子元件插入件的智能带的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造设置有电子元件插入件(1’)的带的方法。该方法包括以下步骤：‑制造呈带件形式的用于插入件(1’)的基础的柔性支承件(2)，‑在所述柔性支承件(2)上或所述柔性支承件(2)中形成导电路径(3)，‑在所述柔性支承件(2)上设置连接到所述导电路径(3)的各种电子元件(4，5，6)，以及‑用透明或不透明的保护层(7)覆盖设置在所述柔性支承件(2)上的电子元件(4，5，6)，以完成所述带(1)的插入件(1’)。

Description

用于制造设置有电子元件插入件的智能带的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造设置有电子元件插入件的智能带的方法。
本发明还涉及通过所述带制造方法获得的带。
背景技术
通常，表带由皮革、合成材料、织物、橡胶类材料或金属制成。表带还包括设置在衬里或护套内或在上带件与下带件之间的插入件，所述上带件和下带件随后彼此连接。该插入件主要具有机械和柔韧功能。
在皮革表带的情况下，插入件由防撕裂增强件以及由皮革和无纺布制成的衬垫形成，以使表带具有凸起的形状。还提供皮革衬里以及皮革或合成材料的上部部件。上部部件是“包边的”或完全包裹在衬里周围，这使得可以获得非常耐用的表带。
根据一个变型，表带具有上部部件，该上部部件仅在表带的侧面上翻转并且因此属于“半包边”或翻边型的。半包边或包边表带使用模具和压板机制成。
还可以设想切边皮革表带，其中，所有层彼此粘合。然后可以通过压力机将预制件切割成每个表带段的形状。然后使用边缘涂料或漆保护表带的边缘。然而，这种类型的表带的插入件仅用作柔性防撕裂增强件。
目前，电子元件可以集成在表带中，但应注意，这使得难以确保充分的保护，以免受不同环境条件或潮湿或在手表被佩戴时汗液的影响。已经提出了几种其表带设置有电子元件的手表，所述电子元件用于与另一设备如移动电话或其它设备无线连接。然而，对电子元件的保护仍然不足，这构成了一个缺点。此外，表带的总厚度通常太大，并且电子元件仍然可见，这也不利于表带的美观。
在这方面可以参考法国专利申请FR 2 641 092 A2，其公开了一种表带。该表带包括用于与表壳电连接的部分，以及一组电子元件，该组电子元件至少是集成电路和能量源。然而，没有提供对电子元件的充分保护以防环境条件的影响，这构成了一个缺点。电子元件在表带内部仍然可见，这不利于表带的美观。
专利申请WO 2016/125034 A1公开了一种传统表带，其中，多个电子元件沿着一个或两个表带段集成在一起。这些电子元件未受到保护以防环境条件和冲击的影响，这是一个缺点。
发明内容
本发明的目的是，通过提出一种用于制造智能带的方法来克服现有技术的上述问题，该带设置有插入件，该插入件的电子元件受到良好的保护以防环境条件的影响，并且该带的厚度小。
为此，本发明因此涉及一种用于制造智能带的方法，其包括在独立权利要求1中限定的特征。
用于制造智能带的方法的具体步骤在从属权利要求2至14中限定。
用于制造智能带的方法的一个优点在于，在带的最终三维形状中获得电子元件插入件，在手表或带的佩戴期间保护电子元件免受汗液影响，或一般而言保护电子元件免受潮湿影响，以及保护电子元件免受各种机械冲击和各种环境条件影响。此外，通过塑电(plastronique,plastronics)或MID(模塑互连器件)技术生产的插入件的总厚度被充分减小，以能够替换由皮革或合成材料制成的带衬里内的传统增强插入件而不增加这种带的常规厚度。
本发明还涉及一种根据该带制造方法制造的带，其包括在独立权利要求15中限定的特征。
带的具体实施例在从属权利要求16至17中限定。
附图说明
在下面参考附图的描述中，用于制造设置有电子元件插入件的智能带的方法的目的、优点和特征将更清楚地显现，在附图中：
图1a至1d示出根据本发明的用于制造用于带的电子元件插入件的方法的各个步骤，以及
图2示出设置有根据本发明的塑电型的插入件的带段(brin，strand)。
具体实施方式
在下面的描述中，将仅以简化的方式描述安装在带内的对本技术领域的技术人员来说众所周知的所有那些电子元件。电子元件可包括微处理器、振荡器、用于测量物理参数的传感器、无线通信电路、柔性电池、显示装置(例如OLED类型的显示装置)。电子元件插入件被定义为通过塑电技术生产的类型的插入件。
图1a至1d示出制造塑电型插入件1’的各个步骤的侧视图，其中，组装用于带(例如表带)的若干电子元件。插入件可由柔性塑料支承件构成。这种支承件可以是各种颜色的，硬度大约为30肖氏A至90肖氏A，并且在180°时耐受至少500个正和负弯曲循环。它必须能够抵抗超过250N的牵引力。它对粘合剂和溶剂、汗液和水以及化妆品具有良好的耐化学性。它还必须与氯丁二烯和聚氨酯粘合剂具有良好的化学相容性。用于塑料的材料是能透过电磁波的。
为了获得设置有电子元件插入件1’的智能带，首要的是，制造图1a所示的小厚度带形式的柔性支承件2。柔性支承件2必须由柔性塑料材料制成。该柔性支承件2是电子元件插入件1’的基础部件，其设计成能够放置在传统护套内或者在最终带的至少一段的上带件和下带件之间或者覆盖有如下所述的带的硫化弹性体。
在本发明的一种有利方法中，该柔性支承件2形成印刷电路板的基部。它在该方法的第一步骤中使用塑料或热塑性材料制成带件的形式，然后将其进行选择性等离子体金属化(等离子体涂层3D工艺，PlasmaCoat 3D工艺)。它可以通过经适合带形状或至少一个带段的形状的模具挤出热塑性材料来制造。它也可以通过注塑制成。柔性支承件可以是硬度为65肖氏A至90肖氏A的聚氨酯热塑性塑料。它也可以是满足所期望要求的另一种热塑性弹性体。也可以使用硫化弹性体，例如丁腈橡胶或氟化橡胶、硅氧烷或交联的聚氨酯，其将通过挤出方法实施。
在另一种有利的方法中，柔性的模塑支承件2可以包含有机金属络合物形式的特殊添加剂(LDS激光直接成型添加剂)，以通过由LPKF开发的MID(模塑互连器件)工艺来执行选择性金属化工艺，该MID工艺具有特别是通过聚焦激光束诱导的物理化学反应。该方法记载于专利申请WO2012/056416A1中。
在图1b所示的该方法的第二步骤中，在柔性支承件2上或柔性支承件2中形成导电路径3，使得随后可以定位并连接插入件的电子元件。导电路径3可以通过与等离子体涂层3D工艺相当的工艺获得，或者通过借助于根据元件的电连接模式编程的聚焦激光束L激活来获得，如由LPKF开发的MID工艺中那样。为了执行该操作，可以参考M.Hüske、J.Kickelhain、J.Müller、G.Esser的题为“Laser supported activation and additivemetallization of thermoplastics for 3D-MIDS(用于3D-MIDS的热塑性塑料的激光支持的激活和添加剂金属化)”的文章(Proceedings of the 3rd LANE 2001，2001年8月28日至31日，Erlangen，德国)，其通过引用并入本文。
应注意，等离子体涂层3D工艺提供了一种优点，因为它避免了元件的电镀处理以在导电路径上沉积铜。
在图1c所示的第三步骤中，各种电子元件4、5、6被放置、固定并电连接在柔性支承件2的表面上，柔性支承件2包括导电路径3。为了制造塑电插入件，可以设置一个或多个传感器4、微处理器5和能量源，能量源例如为柔性电池6。传感器4可以是压力传感器、温度传感器、磁场传感器、加速度传感器或其它类型的传感器。还可以设置NFC、蓝牙或其它无线通信电路、显示设备(例如OLED)、振荡器和开关。
最后，在图1d所示的第四步骤中，为电子元件4、5、6覆盖保护层7，保护层7可以是透明的或不透明的。该保护层7保护所有电子元件4、5、6免受环境条件的影响，当带被佩戴在手腕上时免受汗液的影响，并且免受潮湿、化妆品和机械冲击的影响。保护层7由耐环境和机械冲击的热塑性弹性体材料制成，例如在塑电插入件1’上的包覆成型的聚氨酯。它也可以用弹性体材料如硅氧烷、氟化弹性体、聚氨酯制成。
还应注意，保护层7也可以具有美学功能。在这方面，它可包含填料，例如具有特定效果的颜料。
在一种有利的情况下，还可以存在热致变色颜料和改善保护层7的导热性的填料的组合。因此，一些电子元件的热活动可以改变保护层7的颜色。
在另一种有利的情况下，在保护层7之前，可以将能够通过热辐射或光辐射交联的特殊树脂浇注在一些敏感的电子元件上。这可以保护它们免受随后的剧烈制造操作的影响。它可以是热、电或电磁绝缘树脂。
在另一个变型中，柔性支承件2可以通过多种材料的共挤出制成，并且可以包括至少两个带件，其中，一个带件具有技术功能并且另一个带件具有装饰功能。例如，还可以将三个带件从上方看去彼此上下或并排(
Figure BDA0002093229700000051
Figure BDA0002093229700000052
side-by-side)设置。在该后一种情况下，中央带件是磷光性的，两个侧带件是荧光色或珠光色或变色的(variochromiques，variochromic)。用于制造柔性支承件的设备的模头允许制造略微凹入的轮廓。因此，这允许中央带件用于产生在夜间照亮带的装饰，从而使待显示的信息清晰。侧面的荧光带件可以用于产生在白天可见的装饰。
还应注意，柔性支承件2可以由多种注塑或挤出材料构成，并使用热致变色材料，其在不同温度阈值下改变颜色。这使得可以产生在塑电插入件的工作期间作出反应的智能装饰。
形状记忆材料也可用于制造柔性支承件2，如DESMOPAN 2795A SMP，其允许通过热成型工艺制造不同的三维装饰。含有填料的材料也可用于改善带佩戴者的舒适度(包封香料，抗菌，防汗......)。
一旦塑电插入件1’完成，该插入件就可被覆盖硫化弹性体层以获得带。插入件1’也可以被放置在由皮革或合成材料或编织材料制成的护套内，或者放置在特别是由皮革制成的上带件与下带件之间，上带件与下带件彼此固定以获得带。
图2仅示出带1的一段。塑电插入件1’被放置在皮革衬里9内。如前所述，一旦完成，插入件1’便可被放置在皮革护套9内或由皮革制成的上带件和下带件之间。可以在皮革衬里9中或在带的上部部件中制造开口，并且露出柔性支承件或塑电插入件1’的保护层。例如，提出了在带1中靠近其与表壳的附接部存在中央开口8，以获得磷光装饰。
在由三个并排的带件组成的插入件1’的柔性支承件的情况下，中央带件是磷光的，并且两个侧带件是荧光的，以便使待显示的信息例如透过带1的边缘处的开口可见。
根据刚刚给出的描述，本领域技术人员可以设计用于制造具有塑电插入件的带的方法的若干变型而不脱离通过权利要求限定的本发明的范围。插入件的柔性支承件上的导电路径可以通过结构化沉积在柔性支承件的表面上的金属层或通过另一类型的结构化导电层来制造。带可以以佩戴在手腕上的环的形式制成。也可以将塑电插入件放置在具有金属链节的带中，并且与设置在表壳内的电子元件电连接。

Claims (14)

1.一种用于制造设置有电子元件插入件(1’)的带(1)的方法，所述带能附接在表壳上，该方法包括以下步骤：
-制造呈带件形式的用于插入件(1’)的基础的柔性支承件(2)，所述柔性支承件(2)由塑料材料或热塑性材料通过在适合所述带(1)的形状的模具中模塑而获得，并且包括彼此上下或并排设置的至少两个带件，一个带件具有技术功能，另一个带件具有装饰功能，
-在所述柔性支承件(2)上或所述柔性支承件(2)中形成导电路径(3)，
-在所述柔性支承件(2)上设置连接到所述导电路径(3)的各种电子元件(4，5，6)，以及
-用透明或不透明的保护层(7)覆盖设置在所述柔性支承件(2)上的电子元件(4，5，6)，以完成所述带(1)的插入件(1’)，
所述电子元件插入件(1’)设置并固定在所述带(1)的护套内或上带件和下带件之间，
所述保护层(7)由耐受环境影响和机械冲击的热塑性弹性体制成，以及
所述保护层(7)包括热致变色颜料和填料的组合，以允许所述保护层(7)的颜色根据所述电子元件(4，5，6)的热活动度而变化。
2.根据权利要求1所述的带制造方法，其特征在于，通过在适当的模具中注塑或挤出一种热塑性材料或者多种塑料或热塑性材料来获得所述柔性支承件(2)。
3.根据权利要求1所述的带制造方法，其特征在于，所述具有技术功能的带件提供对于所述电子元件的导热性或提供电磁屏蔽，并且所述具有装饰功能的带件为荧光色或珠光色或是变色的或磷光性的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的带制造方法，其特征在于，所述柔性支承件(2)在其中包含有机金属络合物形式的添加剂。
5.根据权利要求4所述的带制造方法，其特征在于，通过激活由根据元件的电连接模式进行编程的聚焦激光束(L)诱导的物理化学反应，在所述柔性支承件(2)上或所述柔性支承件(2)中或所述柔性支承件(2)上的层中获得所述导电路径(3)。
6.根据权利要求1所述的带制造方法，其特征在于，所述电子元件插入件(1’)设置并固定在腕表表带(1)的至少一段的护套内或上带件和下带件之间。
7.根据权利要求1所述的带制造方法，其特征在于，所述带(1)的护套或上带件和下带件由皮革或合成材料或编织材料制成。
8.根据权利要求1所述的带制造方法，其特征在于，所述导电路径通过选择性等离子体喷涂工艺制成。
9.根据权利要求1所述的带制造方法，其特征在于，所述电子元件插入件(1’)覆盖有硫化弹性体，例如丁腈橡胶或氟化橡胶，或覆盖有硅氧烷或交联的聚氨酯。
10.根据权利要求1所述的带制造方法，其特征在于，所述热塑性材料(7)能够透过电磁波。
11.根据权利要求1所述的带制造方法，其特征在于，所述保护层(7)由包覆成型的聚氨酯制成。
12.一种通过根据前述权利要求中任一项所述的带制造方法获得的带(1)，所述带能附接在表壳上，其特征在于，所述带包括电子元件插入件(1’)，所述电子元件插入件包括柔性支承件(2)、导电路径(3)、连接到所述导电路径(3)的电子元件(4，5，6)以及在所述电子元件(4，5，6)和所述柔性支承件(2)上的保护层(7)，并且所述插入件(1’)设置在所述带(1)的至少一段的护套内或上带件和下带件之间，或覆盖有硫化弹性体或硅氧烷或交联的聚氨酯，并且所述插入件(1’)的柔性支承件(2)包括彼此上下或并排设置的三个带件，其中，中央带件是磷光性的，并且两个侧带件呈荧光色，所述保护层(7)由耐受环境影响和机械冲击的热塑性弹性体制成，以及所述保护层(7)包括热致变色颜料和填料的组合，以允许所述保护层(7)的颜色根据所述电子元件(4，5，6)的热活动度而变化。
13.根据权利要求12所述的带(1)，其特征在于，所述插入件(1’)被限制在由皮革或合成材料或编织材料制成的衬里内，并且在所述柔性支承件(2)的中央磷光带件上的衬里中设置有中央开口(8)。
14.根据权利要求12所述的带(1)，其特征在于，所述插入件(1’)被限制在由皮革或合成材料或编织材料制成的衬里内，并且在所述柔性支承件(2)的荧光带件上的衬里的边缘的一部分中设置有开口以便显示信息。
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