CN111676561A - 具有嵌入式电子部件的织物 - Google Patents

Abstract

本发明题为：“具有嵌入式电子部件的织物”。本发明公开了电子部件，该电子部件可具有塑料封装件。可在所述塑料封装件的外表面上形成触点。电子部件所用的塑料封装件可具有沿纵向轴线延伸的细长形状。第一沟槽可在所述塑料封装件的下表面上平行于所述纵向轴线延展。第二沟槽可在所述塑料封装件的相对上表面上垂直于所述第一沟槽延展。可将所述电子部件耦合到织物诸如织造织物中的纤维。可在所述第一沟槽与第一纤维诸如纬向纤维之间形成第一焊料连接件。可在所述第二沟槽与第二纤维诸如经向纤维之间形成第二焊料连接件。

Description

具有嵌入式电子部件的织物

本申请是申请日为2015年9月16日、发明名称为“具有嵌入式电子部件的织物”的中国专利申请201580052971.3的分案申请。

本申请要求于2014年9月30日提交的美国临时专利申请62/057，368的优先权，其据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及电子设备，并且更具体地，涉及具有安装到织物的电子部件的电子设备。

背景技术

织物可设置有金属线和其他导电纤维。这些纤维可用于为电子部件承载信号。电子设备可由包含电子部件的织物形成。

在将电子部件安装到织物时，可能会面临挑战。稍有不慎，织物上的应力往往会使电子部件脱落。如果信号路径未适当地隔离，则可能发生短路。过分突出的安装布置可能是不美观的。

期望能够通过提供改进的技术将电子部件安装到电子设备的织物来解决这些问题。

发明内容

电子设备可包括由缠结纤维形成的织物。电子部件可安装到这些纤维。纤维可包括在电子设备中在电子部件与控制电路之间传送信号的导电纤维。

可在部件的封装件上形成部件触点。可使用电连接件将每个部件耦合到织物中的纤维。织物可以是具有经向纤维和纬向纤维的织造织物或其他合适的织物。

可在第一触点与第一纤维之间形成第一电连接件。可在第二触点与第二纤维之间形成第二电连接件。也可与一个或多个其他纤维形成可选的附加连接件。可使用不同类型的连接材料和/或不同类型的连接结构形成这些连接件。

也可使用其中织物中的纤维与部件重叠以便于将部件保持在适当位置的织物构形。

附图说明

图1为根据一个实施例的例示性电子设备的透视图。

图2为根据一个实施例的例示性电子设备的示意图。

图3为根据一个实施例的用于形成包括安装到织物的电子部件的电子设备的例示性装备的图。

图4为根据一个实施例的可用于形成织物的例示性织造装置的侧视图。

图5为根据一个实施例的用于将电子部件安装到织物的例示性取放机器的侧视图。

图6为根据一个实施例的例示性织物的一部分的顶视图。

图7为根据一个实施例的具有可用于促进电子部件附接到织物的这一类型的封装件的例示性电子部件的透视图。

图8为根据一个实施例的图7的电子部件在附接到织物中的纤维之后的透视图。

图9为根据一个实施例的织机的一部分的图，示出了可如何将纬向纤维插入两组经向纤维之间。

图10为根据一个实施例的图9的织机的图，示出了在纬向纤维已插入经向纤维之间后，可如何使用取放机器来将电子部件与纬向纤维对准。

图11为根据一个实施例的在电子部件利用取放机器附接到纬向纤维之后图10的织机的图。

图12为根据一个实施例的图11的织机呈一定构型时的图，其中织机中的钢筘正将纬向纤维推到适当位置。

图13为根据一个实施例的图12的织机进行了以下操作之后的图，即，将钢筘从纬向纤维中移除并将上部径线移动到电子部件的顶部，使得取放机器可将电子部件附接到上部径线中的信号路径。

图14为根据一个实施例的图13的织机的图，示出了在将电子部件附接至纬向纤维和经向纤维后，织造过程可如何继续。

图15为根据一个实施例的在形成电子设备的织物时，将电子部件附接到纤维的过程中所涉及的例示性步骤的流程图。

图16为根据一个实施例的具有用于纤维附接的平行沟槽的例示性电子部件的透视图。

图17为根据一个实施例的图16所示类型的例示性电子部件在安装到织物中的纤维之后的顶视图。

图18为根据一个实施例的图17的例示性电子部件和织物的侧视图。

图19为根据一个实施例的结合到织物中的例示性部件的示意图。

图20为根据一个实施例的耦合到织物中的纤维的具有圆形形状的例示性部件的图。

图21为根据一个实施例的耦合到织物中的纤维的具有C形形状的例示性部件的图。

图22为根据一个实施例的耦合到织物中的纤维的具有正方形形状的例示性部件的图。

图23为根据一个实施例的耦合到织物中的纤维的具有十字形形状的例示性部件的图。

图24为根据一个实施例的耦合到织物中的纤维的具有梯形形状的例示性部件的图。

图25为根据一个实施例的耦合到织物中的纤维的具有一定形状的例示性部件的图，该形状具有曲边和直边的组合。

图26为根据一个实施例的具有卷曲纤维连接件的例示性电子部件的侧视图。

图27为根据一个实施例的在具有圆边轮廓的部件主体上具有一对卷曲纤维连接件的例示性电子部件的侧视图。

图28为根据一个实施例的具有压配合纤维连接件的例示性电子部件的侧视图。

图29为根据一个实施例的具有夹紧纤维连接件的例示性电子部件的侧视图。

图30为根据一个实施例的具有模制纤维连接件的例示性电子部件的侧视图。

图31为根据一个实施例的具有紧固件的例示性电子部件的侧视图，该紧固件形成基于紧固件的纤维连接件。

图32为根据一个实施例的具有焊接纤维连接件的例示性电子部件的侧视图。

图33为根据一个实施例的具有绕接纤维连接件的例示性电子部件的侧视图，该绕接纤维连接件由缠绕该部件的纤维形成。

具体实施方式

电子设备诸如图1的电子设备10可包含织物。可将一个或多个电子部件安装到织物。电子部件可包括：音频部件、传感器、发光二极管及其他基于光的部件、按钮、连接器、电池、微电子机械系统设备、集成电路、封装部件、分立部件(诸如电感器、电阻器和电容器)、开关，以及其他电子部件。设备10可包括控制电路和电源诸如用于为电子部件提供电信号的电池。

包含织物的电子设备可以是蜂窝电话、平板电脑、腕表设备、膝上型计算机或其他电子设备的附件。例如，电子设备可以是电子装置的可移除外壳体，可以是带条，可以是腕带或头带，可以是设备的可移除盖，可以是具有带条或具有其他用于接收并承载电子装备和其他物品的结构的壳体或袋子，可以是项圈或臂带，可以是钱包、套袖、口袋或其他可插入有电子设备或其他物品的结构，可以是椅子、沙发或其他座椅的一部分，可以是一件衣服的一部分，或者可以是任何其他合适的基于织物的物品。如果需要，织物可用于形成电子设备的一部分，所述电子设备诸如以下：膝上型计算机；计算机监视器，该计算机监视器包含嵌入式计算机；平板电脑；蜂窝电话；媒体播放器；或其他手持式或便携式电子设备；较小的设备，诸如腕表设备；挂式设备；耳机或听筒设备；被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他装备；或其他可佩戴式或微型设备；电视机；不包含嵌入式计算机的计算机显示器；游戏设备；导航设备；嵌入式系统，诸如其中基于织物的装备被安装在信息亭、汽车或其他交通工具中的系统、实现两个或更多个这些设备的功能的装置；或其他电子装置。

已安装有电子部件的织物可形成电子设备的全部或一部分，可形成电子设备的外壳壁的全部或一部分，可形成电子设备中的内部结构，或可形成其他基于织物的结构。基于织物的设备可以是软的(例如，该设备可具有接受轻微触摸的织物表面)，可具有刚硬触感(例如，该设备的表面可由刚性织物形成)，可以是粗糙的，可以是平滑的，可具有肋状物或其他图案化纹理，和/或可形成为设备的一部分，该设备具有由塑料、金属、玻璃、晶体材料、陶瓷或其他材料的非织物结构形成的多个部分。

在图1的例示性构型中，设备10具有可由织物形成的多个部分，诸如顶面12-1和侧壁12-2。电子部件20已安装到织物内的纤维。如果需要，可使用织物中的开口来容纳部件诸如按钮22、按钮16和连接器18，或者可以省去部件诸如部件16、部件18和部件22。如果需要，则可在织物中形成开口以接收配对的装备或其他物品(例如，当设备10正作为壳体使用时)。电子部件20可按照具有数行和数列的规则阵列的形式安装到设备10的织物，可按照伪随机图案的形式安装，可按照线性阵列的形式安装，或可使用其他合适的图案结合到设备10的织物中。在图1的示例中，部件20覆盖设备10的上表面和设备10的边缘。部件20还可覆盖设备10的下表面，可仅覆盖设备10的一些或全部表面的一部分，或可形成于设备10的单侧的一部分或全部上。图1的部件20的例示性布局和图1的设备10的例示性形状仅仅作为示例提供。

图2中示出了例示性电子设备的示意图，该例示性电子设备可包括已安装有一个或多个部件20的织物。如图2所示，设备10可包括输入输出设备26。设备26可包括部件20。控制电路24可使用织物中的导电纤维和/或其他导电信号路径以在操作期间为设备26和部件20提供电信号。部件20可用于形成触摸传感器阵列、声传感器阵列、其他传感器阵列、音频部件阵列、连接器阵列、显示器、状态指示器、标志、装饰性图案或其他由控制电路24控制和/或由电池或设备10的其他电源供电的基于织物的结构。

如果需要，控制电路24可包括用于支持设备10操作的存储和处理电路。存储和处理电路可包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。控制电路24中的处理电路可用于控制设备10的操作。处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器和其他无线通信电路、片上系统处理器、电源管理单元、音频芯片、专用集成电路等。

设备10中的输入输出电路，诸如输入输出设备26(例如，部件20和/或其他部件)，可用于允许将数据提供给设备10以及允许将数据从设备10提供给外部设备。输入输出设备26可包括按钮、操纵杆、滚轮、触控板、小键盘、键盘、麦克风、扬声器、音频发生器、振动器、摄像机、传感器诸如触摸传感器、电容式接近传感器、基于光的接近传感器、环境光传感器、罗盘、陀螺仪、加速度计、湿度传感器、发光二极管和其他视觉状态指示器、数据端口、连接器、开关、音频部件、集成电路等。用户可通过经由输入输出设备26提供命令来控制设备10的操作，并且可使用输入输出设备26的输出资源从设备10接收状态信息和其他输出。已安装到设备10中的织物的部件20可用于采集输入和/或提供输出，和/或其他部件26可用于采集输入和/或提供输出。

可使用控制电路24在设备10上运行软件，诸如操作系统代码和应用程序。在设备10的操作期间，运行于控制电路24上的软件可在一个或多个显示器上为用户显示图像，并且可使用输入输出设备26内的其他设备。例如，在控制电路24上运行的软件可用于使用一个或多个传感器(例如，电容触摸传感器、机械传感器、热传感器、力传感器、开关、触摸屏显示器和其他部件)来处理用户的输入，并且可用于提供状态指示器输出和其他视觉和/或音频输出。控制电路24还可使用设备26来提供振动和其他物理输出(例如，触觉输出)。例如，设备26可包括螺线管、振动器或结合按下按钮、触摸输入或其他用户活动而为用户提供物理反馈(例如，振动)的其他部件。织物属性诸如织物温度、纹理、尺寸和形状的变化也可使用设备26而产生以向用户传送输出。

图3中示出可用于将一个或多个电子部件安装到设备10的织物的这一类型的例示性装备。如图3所示，图3的装备可设置有来自纤维源28的纤维。由纤维源28提供的纤维可以是单股细丝，也可以是线、纱线或其他已通过将单链细丝缠结而形成的纤维。纤维可由聚合物、金属、玻璃、石墨、陶瓷、天然材料诸如棉或竹、或其他有机和/或无机材料以及这些材料的组合而形成。导电涂层诸如金属涂层可形成于非导电纤维芯上。纤维也可由单丝金属线或绞线形成。纤维可以是绝缘的或导电的。纤维可沿它们的整个长度具有导电性或可具有导电区段(例如，通过从绝缘导电纤维中局部地移除聚合物绝缘件而暴露的金属部分)。线和其他已由缠结细丝形成的多股纤维可包含导电纤维和绝缘纤维的混合物(例如，具有或不具有外部绝缘层的金属纤维或金属涂层纤维可结合绝缘的固体塑料纤维或天然纤维来使用)。

来自纤维源28的纤维可使用缠结装备30来缠结。装备30可包括织造工具、针织工具、用于形成编织织物的工具或其他用于将来自源28的纤维缠结的装备。装备30可以是自动化的。例如，装备30可包括计算机控制的致动器，这些致动器调控来自源28的纤维并将它们缠结。

部件20可附接到利用装备30形成的织物中的纤维。例如，计算机控制的设备诸如取放工具32可用于将部件20附接到纤维。部件20可具有导电触点(例如，由金属或其他导电材料形成的触点)。装备32可使用导电连接件诸如焊料接点，导电粘合剂连接件(例如，导电环氧树脂连接件)，焊接连接件，卷曲连接件，弹簧触点，使用夹具、紧固件或其他结构以将金属触点压向导电纤维而形成的连接件等来将部件20中的每个导电触点附接到相应的导电纤维。装备32使用焊料来将部件20附接到来自源28的纤维的布置有时在本文作为一个示例来描述，这些纤维通过工具形成为织物。然而，这仅仅是例示性的。一般来讲，可使用任何合适的导电附接机构来将每个部件20中的一个或多个端子电耦合到设备10的织物中的相应的导电纤维。也可使用粘合剂和其他附接机构来将绝缘纤维附接到部件20。

在使用缠结工具30和取放工具32形成织物和其他具有嵌入式部件20的结构34后，可使用装备36来执行附加的处理步骤。装备36可包括用于将控制电路24、部件26和设备10的其他结构与由装备32和30产生的织物组合起来的装备，从而形成成品设备10的全部或一部分。装备36可包括注塑工具，用于施加涂层的工具，切割和机加工装备，用于使用紧固件、粘合剂和其他附接机构而将多个结构附接在一起的组装装备、用于将印刷电路上的连接器与其他信号路径衬底互连的装备等。

如果需要，缠结工具30可以是织机。图4中示出了例示性织造装备。如图4所示，织造装备30包括经向纤维源诸如源70。源70可包括转筒或其他结构诸如沿方向46围绕旋转轴线44旋转的转筒42。可在转筒42旋转时分配经向纤维40-1和经向纤维40-2。

可使用计算机控制的定位器50-1和针状物48-1或其他纤维引导结构来定位经向纤维40-1。可使用计算机控制的定位器50-2和针状物48-2或其他纤维引导结构来定位经向纤维40-2。定位器50-1和50-2可沿垂直轴线52行进(例如，用于将经向纤维40-1向下移动，同时将经向纤维40-2向上移动，以交换纤维40-1和40-2的位置)。

可使用梭子58或其他纬向纤维定位装备来将纬向纤维60插入经向纤维40-1与40-2之间(例如，通过将纬向纤维60沿图4的取向移入移出页面来进行)。在梭子58每一次经过后，钢筘55可沿方向56移动(且随后缩回)，以将已插入经向纤维40-1与40-2之间的纬向纤维压靠在先前织造的织物62上，从而确保产生令人满意的密织织物。可在转筒66围绕旋转轴线68沿方向64旋转时，在转筒66上采集已经按照这种方式织造的织物62。

图4的装备可使用计算装备来控制。例如，计算装备可使用定位器50-1和50-2来控制针状物48-1和48-2的位置并且计算机控制的定位器可用于控制钢筘55、梭子58以及转筒42和转筒66的移动。计算装备还可控制用于将部件20安装在织物62中的装备。通过一种合适的布置，计算机控制的装备诸如图3的取放机器32可用于将部件20焊接到织物62中的纤维。

图5中示出例示性取放机器。如图5所示，取放机器32可包括计算机控制的致动器诸如计算机控制的定位器84。定位器84可用于定位取放头部82。头部(喷嘴)82可包括真空抽吸结构或其他用于抓持部件诸如部件20的抓持设备。部件20可在带卷或其他合适的部件分配结构上馈送到机器32中。

当需要将部件20安装到织物62中的纤维诸如纤维74(例如，织造织物中的经向纤维或纬向纤维)时，头部82可被定位成使得导电材料76插入部件20与纤维74之间。纤维74可以是裸金属线、金属涂层绝缘纤维、金属线或具有局部条状绝缘涂层的金属涂层绝缘纤维、包含至少一种金属纤维或金属涂层纤维的多股纤维或其他导电纤维。部件20可具有金属触点诸如触点78。导电材料76可以是焊料、导电粘合剂，或其他用于将触点78连接到导电纤维74从而将部件20电子地且机械地接合的导电材料。导电材料76诸如焊料可呈焊膏的形式来分配，该焊膏使用头部82中的加热元件和/或使用外部热源来加热(回流)。焊膏76可在机器32中在带卷上由部件20携带，可作为将部件20附接到纤维74的过程的一部分而施加，和/或可在安装部件20之前施加到纤维74。如果需要，可使用不同类型的焊料而针对单个部件上的不同触点78形成接点。例如，可使用在不同温度下熔化(流动)的焊料来形成不同的连接件。

图6为具有纤维74的例示性织物的顶视图，部件20可使用取放工具32安装到纤维74。在图6的示例中，织物62为织造织物，该织造织物具有平织并且包括经向纤维40-1和40-2以及纬向纤维60。一般来讲，织物62可包括任何缠结纤维74(织造、针织、编织等)。图6的平织织物仅仅是例示性的。织物62可包含导电纤维和/或可包含导电纤维和绝缘纤维的混合物。部件20的触点78可电耦合到织物62中的导电纤维。

图6中示出部件20的触点78可焊接到纤维74的这一类型的例示性焊接位置86。部件20可具有两个或更多个端子(触点78)、三个或更多个端子、四个或更多个端子、或其他合适数量的端子。在其中部件20各自具有一对端子的构型中，可将一个端子耦合到导电经向纤维并且可将另一个端子耦合到导电纬向纤维，可将第一端子和第二端子耦合到共用导电经向纤维或耦合到两个不同的导电经向纤维，或者可将第一端子和第二端子耦合到共用导电纬向纤维或耦合到两个不同的导电纬向纤维。在其中部件20各自具有三个或更多个端子的构型中，可将经向纤维和纬向纤维的附加组合耦合到这些端子。部件的一对焊接位置86可位于水平相邻的纤维74上，可位于垂直相邻的纤维74上，可沿延展跨过织物62的对角线定位，可形成于通过将绝缘纤维74或其他未形成连接的纤维74缠结而分开的纤维74上，或可在纤维74上位于任何其他合适的相应的第一位置和第二位置。

图7为可附接到织物62中的纤维74的这一类型的例示性电子部件的透视图。在图7的示例中，部件20包括封装件诸如封装件90。封装件90可由塑料、陶瓷或其他材料形成。部件20可具有一个或多个电子设备诸如设备92。诸如设备92等设备可包括一个或多个半导体模片或其他电路。例如，设备92可以是硅集成电路，硅基微电子机械系统设备诸如传感器、电容器、电感器或电阻器，形成发光二极管或光检测器的化合物半导体模片，被配置为形成麦克风的薄膜或者传感器或另一部件的驱动板结构的半导体衬底，或半导体开关或驱动电路，或其他合适类型的电子设备。设备92可使用导电屏蔽结构来屏蔽，并且可被封入外壳诸如封装件90内。如果需要，可将印刷电路板或其他具有迹线的衬底封入封装件90内(例如，可将设备92安装到印刷电路，然后再使用注塑技术将印刷电路和设备92封入塑料封装件主体内)。部件20中的信号线可由印刷电路或部件20中的其他结构上的金属迹线94形成。金属迹线94可用于将电子设备92或其他电路的端子耦合到部件20中的部件触点。

如果需要，可为封装件主体90提供接收并保持纤维74的纤维引导结构。引导结构可包括接线柱、壁或其他突起、形成沟槽的平面凹槽和弯曲凹槽、突起和凹槽的组合、或接收纤维74并且有助于防止纤维74滑到主体90外部的其他结构。在图7的例示性示例中，封装件主体90具有沟槽诸如沟槽96和96’。主体90的上表面具有平行沟槽并且主体90的下表面具有垂直沟槽。

部件20的触点可形成于这些沟槽中或主体90外部的其他地方。例如，第一触点诸如触点78A可形成于沟槽96中的第一沟槽上，并且第二触点诸如触点78B可形成于沟槽96中的第二沟槽上。触点78A和触点78B可由焊料兼容金属形成。迹线94可将触点78A和触点78B耦合到设备92和/或封装件主体90中的其他电路的相应电端子。如果需要，部件20可具有附加的触点。例如，附加的触点可形成于沟槽96’中并且可焊接到另一个导电纤维。绝缘纤维和其他纤维也可使用粘合剂安装在沟槽96’中(例如，用于提供结构支撑而无需提供任何电信号路径)。图7中的布置仅为例示性的。

在图7的示例中，部件20具有沿纵向轴线100延伸的细长形状。触点78B沿封装件90中平行于轴线100延展的沟槽延伸。触点78A沿封装件90中垂直轴线102延展的沟槽延伸。在织物62内进行安装时，可使轴线100与纬向纤维60对准并且可使轴线102与经向纤维40-1和40-2对准(反之亦然)。例如，如图8所示，触点78B可以是利用焊料76B焊接到纬向纤维60的纬向纤维触点，并且触点78A可以是利用焊料76A焊接到经向纤维40-1的经向纤维触点。经向纤维40-2可以是利用未电耦合到部件20中的触点的粘合剂附接到封装件90的绝缘纤维，或经向纤维40-2可以是焊接到沟槽96’中的触点的导电纤维。

如果需要，焊料76B和焊料76A可由不同类型的焊料形成并且可具有不同的熔化温度。这可在使用装备30织造织物62时，促进使用取放装备32来将部件20附接到织物62。

在图9、图10、图11、图12、图13和图14中示出在织造操作期间将部件20安装到织物62的过程中所涉及的例示性步骤。

图9为正用于产生织物62的织机的一部分的图。如图9所示，织造织物62包括与经向纤维40-1和40-2缠结的纬向纤维60’。可通过使用图4所示类型的装备将纬向纤维诸如纬向纤维60插入经向纤维40-1与经向纤维40-2之间。

在插入纬向纤维60后，取放机器诸如图3的取放机器32可使部件20与纬向纤维60对准，如图10所示。

取放机器32随后可使用焊料76B将部件20的触点78B焊接到纬向纤维60，如图11所示。焊料76B可具有第一熔化温度T1(例如，180℃或其他合适的温度)。

在部件20已使用触点76B焊接到纬向纤维60之后，钢筘55可沿方向56移动(例如，旋转)以将纬向纤维60在经向纤维40-1与40-2之间压入适当位置，如图12所示。随着钢筘55的移动，部件20可响应于附接有部件20的纬向纤维60的任何旋转而自由地旋转。

如图13所示，钢筘55随后可沿方向56移动，并且针状物48-1和48-2可移动以切换经向纤维40-1和经向纤维40-2的位置。随着经向纤维互换位置，与部件20相邻的经向纤维被接收在封装件90的上表面上的经向纤维沟槽96和96’内，从而将部件20在织物62内锁定在适当位置。为了紧固部件20并且为了完成电耦合过程，取放机器32可使用焊料76A将触点78A焊接到沟槽96中的经向线(并且如果需要，可在封装件90的相对端上使用真实触点或虚拟触点而针对沟槽96’中的经向线形成焊料连接件)。焊料76A可具有第二熔化温度T2(例如，160℃或其他合适的温度)。熔化温度T2可低于熔化温度T1，这样在形成经向纤维的第二焊料接点的过程中所使用的焊接操作不会破坏经向纤维的先前形成的焊料接点。

一旦经向纤维焊接操作已完成，织造即可通过使纬向纤维60返回经过经向纤维40-2和40-1而继续进行，如图14所示。

可使用取放机器32将任何合适数量的部件20(例如，一个、两个或更多个、十个或更多个、一百个或更多个、一千个或更多个、少于5,000个、1000至100,000个、超过500,000个等)焊接到织物62。焊接到织物62的部件可具有相同类型，或者可使用不同类型的部件的混合物。

在图15的流程图中示出使用图9、图10、图11、图12、图13和图14所示类型的操作形成织物62的过程中所涉及的例示性步骤。

在步骤120处，可使用织机30中的梭子58将纬向纤维60插入经向纤维40-1与40-2之间。

在步骤122处，取放机器32可使用焊料76B和触点78B将部件20焊接到纬向纤维60(即，使得封装件90的纵向轴线100平行于纬向纤维60延展)。

在步骤124处，钢筘55将纬向纤维60推到适当位置。部件20可随着纤维60的任何旋转而自由地旋转。

在步骤126处，交换经向纤维40-1和40-2的位置。作为该过程的一部分，将经向纤维中的一个或多个接收在沟槽结构或者部件20的封装件90中所形成的其他引导结构内。取放机器32将一个或多个经向纤维焊接到部件20。例如，可使用焊料76A将沟槽96中的经向纤维40-1焊接到触点78A。焊料76A可具有比焊料76B低的熔点，使得在与焊料76A形成焊料接点时，与焊料76B形成的焊料接点不会受到破坏。

织造随后可继续进行，如通过图15的线条128示出。

如果需要，可使用其他布置来将织物62中的导电纤维紧固到部件20中的触点(例如，卷曲的金属分接头、内衬有金属触点的孔、对角线地或利用其他构型延展跨过封装件90的沟槽、封装件90中的夹紧到导电纤维上的配合零件等)。一些纤维可与封装件90重叠并且可有助于将封装件90和部件20在织物62内保持在适当位置。图16中示出可通过这种类型的布置用于封装件90的构型。

图16的部件20的封装件90具有第一沟槽96-1和第二沟槽96-2，该第一沟槽和该第二沟槽中的每个可具有部件20的相应的电触点。沟槽96-1和96-2可以是平行沟槽或其他纤维引导结构，这些纤维引导结构形成于部件20的相对端(侧)上，并且被配置为接收织物62中的相应的导电纤维(例如，经向纤维或纬向纤维)。

图17为图16的电子部件20呈例示性构型的顶视图，其中经向纤维40中的第一经向纤维40A已被焊接到沟槽96-1中的触点，并且第二经向纤维40B已被焊接到沟槽96-2中的触点。三个经向纤维40E与封装件90重叠。如果需要，一个经向纤维40E可与封装件90重叠或超过两个纤维40E可与封装件90重叠。经向纤维40E介于纤维40A与纤维40B之间，并且平行于纤维40A与纤维40B延展。纤维40E可以是绝缘纤维，也可以是导电纤维。

图18为沿线130截取并沿方向132观察到的图17的部件20的横截面侧视图。如图18所示，经向纤维40E可有助于通过形成封装件90的保持口袋而将部件20在织物62中的纬向纤维60的顶部保持在适当位置。

一般来讲，部件20可使用任何合适类型的部件安装装备和纤维缠结装备在任何合适的纤维缠结操作期间(例如，在织造、针织、编织等期间)嵌入织物62中。安装装备可包括用于熔化焊料、形成焊接件、固化粘合剂、模制封装件90等的加热元件，和/或可包括用于将螺钉拧入封装件90中、用于卷曲金属分接头以及以其他方式机械地处理部件20(例如，以便与纤维形成电连接件)的机械装备。安装装备还可包括用于分配粘合剂、用于施加光(例如，激光)、用于操作纤维等的装备。

如图19的示意图所示，部件20可具有一个或多个触点96，该一个或多个触点使用一个或多个相应的电连接件134电连接至一个或多个纤维74。部件20可具有任何合适形状(圆形、长方形、球形、框形、锥形等)的主体，可具有由任何合适的材料(塑料、玻璃、陶瓷、晶体材料、金属、基于纤维的复合物等)形成的主体，并且可包含任何一个或多个合适的电子设备诸如发光部件、集成电路、发光二极管、封装有基于晶体管的电路诸如通信电路的发光二极管和/或允许每个部件在显示器作为像素操作的发光二极管驱动电路、分立部件诸如晶体管、电容器和电感器、音频部件诸如麦克风和/或扬声器、传感器诸如触摸传感器(具有或不具有协同定位的触摸传感器处理电路)、加速度计、温度传感器、力传感器、微电子机械系统(MEMS)设备、换能器、螺线管、电磁体、压力传感器、光传感器、接近度传感器、按钮、开关、两端设备、三端设备、具有四个或更多个触点的设备等。电连接件134可使用焊料、导电粘合剂、焊接件、模制封装件零件、机械紧固件、绕接纤维连接件、压配合连接件和其他机械连接件或使用任何其他适于在导电结构之间形成短路的布置而形成。

如图20所示，部件20可具有连接至一个或多个纤维74的圆形主体。

图21为耦合到纤维74的具有C形主体的例示性部件的图。

图22示出了部件20的主体90可如何具有正方形形状。

图23示出了部件20的主体90可如何具有十字形形状。

图24示出了部件20的主体90可如何具有梯形形状。

在图25的示例中，主体90具有一定形状，该形状具有曲边和直边的组合。

如果需要，主体90也可使用其他形状。图20、图21、图22、图23、图24和图25的示例仅是例示性的。此外，可将任意数量的纤维74耦合到这些主体类型中的任一个和/或其他形状的部件20(例如，一个经向纤维和一个纬向纤维，两个经向纤维和一个纬向纤维，两个纬向纤维和一个经向纤维，多个经向纤维，多个纬向纤维，在任何时候三个或更多个纤维、针织织物或编织织物中的纤维等)。

图26、图27、图28、图29、图30、图31、图32和图33为例示性部件20(或部件20的多个部分)的侧视图，示出了各种连接布置(例如，图19的连接件134的示例)。

图26为呈一种构型的部件20的侧视图，其中触点96由金属(例如，可弯曲型金属分接头)或其他与纤维74形成卷曲电连接件的导电材料形成。

图27为呈一定构型的部件20的侧视图，其中正与纤维74形成一对卷曲纤维连接件并且其中主体90具有圆边轮廓。

图28为具有压配合纤维连接件的例示性电子部件的侧视图。在这种类型的布置中，纤维74被迫穿过窄的开口160，这导致主体90的部分162暂时向外伸展。当部分162沿方向164松开时，纤维74被压靠在触点96上。

如图29所示，主体90可具有两个部分，这两个部分使用粘合剂140来耦合，从而将纤维74截留在触点96上(即，部件20可与纤维74形成夹紧纤维连接件)。

图30示出了可如何围绕触点96和纤维74模制主体90(例如，使用塑料模制设备)。触点96可以是例如在织物形成过程中卷曲到纤维74上的金属结构。可通过将主体90中的塑料围绕纤维74模制或通过以其他方式使用热量以使得塑料或其他材料被模制为所需形状，以便与纤维74形成电连接件而形成图30所示类型的模制连接件。

如图31所示，可将紧固件诸如螺钉142拧入主体90中以将纤维74保持在触点96上。

如图32所示，可使用激光146或来自另一源的热量来将纤维74(例如，金属纤维)焊接到触点96上。焊接连接件可在不使用焊料的情况下形成或可与基于焊料的连接布置或其他电连接件相结合。

在图33的例示性布置中，纤维74的一个或多个环抵靠触点96而缠绕主体90，从而在纤维74与部件20之间形成绕接纤维电连接件。

如果需要，则可使用附加类型的连接件来将纤维74耦合到部件20。图26、图27、图28、图29、图30、图31、图32和图33的布置仅是例示性的。

根据一个实施例，提供了一种装置，该装置包括：织物，该织物由纤维形成；以及电子部件，该电子部件具有垂直的第一纤维引导结构和第二纤维引导结构，这些纤维中的第一纤维被焊接在第一纤维引导结构中，并且这些纤维中的第二纤维被焊接在第二纤维引导结构中。

根据另一个实施例，第一纤维引导结构和第二纤维引导结构为垂直的第一沟槽和第二沟槽并且第一纤维和第二纤维为导电纤维。

根据另一个实施例，第一纤维使用第一类型的焊料焊接到第一沟槽中的第一金属触点，并且第二纤维使用第二类型的焊料焊接到第二沟槽中的第二金属触点，第二类型的焊料具有比第一类型的焊料低的熔点。

根据另一个实施例，该装置包括电路，该电路使用在第一纤维和第二纤维上承载的信号而控制部件。

根据另一个实施例，电子部件为焊接到织物的纤维的一系列电子部件中的一个电子部件。

根据另一个实施例，织物包括织造织物，纤维包括纬向纤维和经向纤维，第一纤维为纬向纤维中的一个纬向纤维，并且第二纤维为经向纤维中的一个经向纤维。

根据另一个实施例，电子部件包括电子设备，以及包封电子设备的塑料封装件，在塑料封装件中形成第一沟槽和第二沟槽。

根据另一个实施例，塑料封装件具有细长形状，该细长形状沿纵向轴线延伸，并且第一沟槽平行于纵向轴线延展。

根据另一个实施例，塑料封装件包括第三沟槽，该第三沟槽平行于第二沟槽延展并且接收经向纤维中的一个经向纤维。

根据另一个实施例，电子部件包括发光二极管。

根据另一个实施例，电子部件包括传感器。

根据一个实施例，提供了一种装置，该装置包括：织造织物，该织造织物由经向纤维和纬向纤维形成；以及电子部件，该电子部件具有第一触点和第二触点，这些经向纤维中的第一经向纤维焊接到第一触点并且这些经向纤维中的第二经向纤维焊接到第二触点，并且织物中的经向纤维中的至少一个为介于第一纤维与第二纤维之间并且与电子部件重叠的绝缘经向纤维。

根据另一个实施例，第一经向纤维和第二经向纤维为导电经向纤维，并且与电子部件重叠的绝缘经向纤维为介于第一纤维与第二纤维之间并且与电子部件重叠的至少三个绝缘经向纤维中的一个绝缘经向纤维。

根据另一个实施例，电子部件包括发光二极管。

根据另一个实施例，电子部件包括传感器。

根据一个实施例，提供了一种电子设备，该电子设备包括：控制电路；以及织造织物，该织造织物具有经向纤维和纬向纤维，这些经向纤维和纬向纤维包括至少一些导电经向纤维和导电纬向纤维；以及一系列电子部件，该一系列电子部件通过由控制电路在导电经向纤维和导电纬向纤维上提供的信号来控制，每个电子部件具有第一沟槽，其中第一触点焊接到导电纬向纤维中的一个导电纬向纤维，并且每个电子部件具有第二沟槽，其中第二触点焊接到导电经向纤维中的一个导电经向纤维。

根据一个实施例，电子部件具有细长封装件，该细长封装件沿平行于第一沟槽的纵向轴线延伸。

根据一个实施例，第一触点使用第一类型的焊料来焊接，并且第二触点使用第二类型的焊料来焊接，第二类型的焊料具有比第一类型的所述焊料低的熔化温度。

根据另一个实施例，电子部件包括发光二极管。

根据另一个实施例，第二沟槽垂直于第一沟槽延展，第一沟槽形成于塑料封装件的一个表面上，并且第二沟槽形成于塑料封装件的相对表面上。

根据一个实施例，提供了一种装置，该装置包括：织物，该织物由纤维形成；以及电子部件，该电子部件在织物的形成期间被安装在织物中，该电子部件至少具有利用第一电连接件耦合到这些纤维中的第一纤维的第一触点和利用第二电连接件耦合到这些纤维中的第二纤维的第二触点。

根据另一个实施例，第一电连接件和所述第二电连接件选自由以下各项组成的组：焊接连接件、焊料连接件、导电粘合剂连接件、卷曲金属连接件、夹紧纤维触点连接件、基于紧固件的连接件、模制连接件、绕接纤维连接件，以及压配合连接件。

根据另一个实施例，第一纤维为经向纤维，第二纤维为纬向纤维。

根据另一个实施例，织物包括织造织物并且电子部件在织物的织造期间被安装到纤维。

根据另一个实施例，电子部件包括一个部件，该部件选自由以下各项组成的组：集成电路、发光二极管、封装有基于晶体管的电路的发光二极管、电阻器、电容器、电感器、音频部件、触摸传感器、加速度计、温度传感器、力传感器、微电子机械系统设备、换能器、螺线管、电磁体、压力传感器、光传感器、接近传感器、按钮，以及开关。

根据另一个实施例，第一电连接件和第二电连接件包括由具有相应的第一熔点和第二熔点的焊料形成的焊料连接件。

根据一个实施例，提供了一种用于形成基于织物的物品的方法，该方法包括：将纤维用纤维缠结装备缠结以产生织物；以及在将纤维缠结时，通过将每个电子部件上的至少第一触点和第二触点电连接到这些纤维中的相应纤维而将电子部件安装在织物内。

根据另一个实施例，这些纤维包括经向纤维和纬向纤维，纤维缠结装备包括织造装备，并且将这些纤维缠结包括织造经向纤维和纬向纤维以产生织物。

根据另一个实施例，安装电子部件包括通过将该部件的第一触点附接到经向纤维中的一个经向纤维，并且通过将该部件的第二触点附接到纬向纤维中的一个纬向纤维而安装这些部件中的至少一个部件。

根据另一个实施例，附接第一触点和第二触点包括使用在相应的不同的第一温度和第二温度下熔化的焊料而形成连接件。

根据另一个实施例，附接第一触点和第二触点包括使用电连接件而形成连接，这些电连接件选自由以下各项组成的组：焊接连接件、焊料连接件、导电粘合剂连接件、卷曲金属连接件、夹紧触点连接件、基于紧固件的连接件、模制连接件、绕接纤维连接件，以及压配合连接件。

以上内容仅是例示性的，本领域的技术人员可在不脱离所述实施例的范围和实质的情况下作出各种修改。上述实施例可单独实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种基于织物的物品，包括：

由缠结的纤维形成的织造织物，其中所述缠结的纤维包括在第一方向上延伸的第一组纤维和在第二方向上延伸的第二组纤维；和

具有相对的第一表面和第二表面并且在所述第一表面上具有第一触点和第二触点的电子部件，其中所述第一组纤维中的第一纤维在第一纤维引导结构中耦合到所述第一触点并且所述第一组纤维中的第二纤维在在第二纤维引导结构中耦合到第二触点，并且其中所述第一组纤维中的第三纤维在所述第一组纤维中的第一纤维与第二纤维之间并且与所述电子部件的第二表面接触。

2.根据权利要求1所述的基于织物的物品，其中所述第一组纤维中的第一纤维和第二纤维是导电纤维。

3.根据权利要求2所述的基于织物的物品，其中所述导电纤维包括在非导电芯上的导电涂层。

4.根据权利要求3所述的基于织物的物品，其中所述导电纤维包括局部剥离的绝缘涂层。

5.根据权利要求2所述的基于织物的物品，其中所述第一组纤维中的第三纤维是所述第一组纤维中的位于所述第一纤维和所述第二纤维之间并且各自与所述电子部件重叠的至少三个绝缘纤维中的一个。

6.根据权利要求1所述的基于织物的物品，其中所述电子部件包括发光二极管。

7.根据权利要求1所述的基于织物的物品，其中所述电子部件包括传感器。

8.根据权利要求1所述的基于织物的物品，其中所述第一方向和所述第二方向是正交的。

9.一种基于织物的物品，包括：

织造织物，其中所述织造织物包括缠结的绝缘股线和导电股线；和

具有第一表面和相对的第二表面并且在所述第一表面中具有平行的第一纤维引导结构和第二纤维引导结构的电子部件，其中所述导电股线中的导电线在第一纤维引导结构中的电连接到所述电子部件，并且其中所述绝缘股线中的绝缘股线与所述相对的第二表面接触。

10.根据权利要求9所述的基于织物的物品，其中所述导电股线平行于所述绝缘股线。

11.根据权利要求10所述的基于织物的物品，还包括：

在所述第二纤维引导结构电连接到所述电子部件的附加的导电股线。

12.根据权利要求11所述的基于织物的物品，还包括：

与所述绝缘股线正交的附加的绝缘股线，其中所述绝缘股线插入在所述附加的绝缘股线和所述电子部件之间。

13.如权利要求12所述的基于织物的物品，其中所述第一纤维引导结构和所述第二纤维引导结构包括具有弯曲侧面的凹槽。

14.根据权利要求9所述的基于织物的物品，其中所述电子部件包括封装在塑料封装件中的电子设备，其中所述第一纤维引导结构和所述第二纤维引导结构形成在所述塑料封装件中。

15.根据权利要求14所述的基于织物的物品，还包括：

延伸穿过所述塑料封装将并且将所述电子设备的端子耦合到所述第一纤维引导结构和所述第二纤维引导结构的金属迹线。

16.根据权利要求15所述的基于织物的物品，还包括：

屏蔽所述电子设备的导电屏蔽结构。

17.根据权利要求14所述的基于织物的物品，其中所述封装件是细长的并且沿着纵轴延伸，并且其中所述第一纤维引导结构和所述第二纤维引导结构与所述纵轴正交。

18.一种基于织物的物品，包括：

织物，所述织物由包括平行的第一纤维、第二纤维和第三纤维的缠结纤维形成，其中所述第三纤维插入在所述第一纤维和所述第二纤维之间；和

电子部件的阵列，每个电子部件具有相对的第一表面和第二表面，其中每个电子部件在所述第一表面上具有平行的第一纤维引导结构和第二纤维引导结构，其中所述第一纤维引导结构电耦合到第一纤维，其中所述第二纤维引导纤维结构耦合到第二纤维，并且其中所述电子部件插入在所述第一纤维和所述第三纤维之间。

19.根据权利要求18所述的基于织物的物品，其中所述电子部件的阵列形成触摸传感器阵列。

20.根据权利要求18所述的基于织物的物品，其中所述电子部件的阵列中的每个电子部件包括发光二极管，并且所述电子部件的阵列中的每个电子部件用作显示器中的像素。

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