FR3058610A1 - Dispositif electronique textile pour vetements intelligents - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif électronique textile (100) apte à être connecté à une zone conductrice d'un textile, ledit dispositif comprenant un circuit électronique (140) ; au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) apte à se connecter à la zone conductrice d'un textile ; un substrat textile (130) comprenant au moins un second moyen de connexion électrique (131), ledit au moins un second moyen de connexion électrique étant connecté électriquement au circuit électronique (140) et au au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) ; et une enveloppe flexible (110) englobant totalement ou partiellement ledit circuit électronique (140), ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) et ledit substrat textile (130), ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) étant au moins partiellement accessible à travers l'enveloppe flexible (110). La présente invention concerne également un procédé pour la fabrication d'un tel dispositif.

Description

058 610
60936 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national
COURBEVOIE ©IntCI8: H 05 K 1/03 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
©) Date de dépôt : 10.11.16. (© Priorité : © Demandeur(s) : BIOSERENITY— FR.
©) Date de mise à la disposition du public de la demande : 11.05.18 Bulletin 18/19. @ Inventeur(s) : GOUTHEZ MARION et FROUIN MARC.
©) Liste des documents cités dans le rapport de recherche préliminaire : Se reporter à la fin du présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux apparentés : ® Titulaire(s) : BIOSERENITY.
©) Demande(s) d’extension : (© Mandataire(s) : ICOSA.
DISPOSITIF ELECTRONIQUE TEXTILE POUR VETEMENTS INTELLIGENTS.
FR 3 058 610 - A1
La présente invention concerne un dispositif électronique textile (100) apte à être connecté à une zone conductrice d'un textile, ledit dispositif comprenant un circuit électronique (140); au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) apte à se connecter à la zone conductrice d'un textile; un substrat textile (130) comprenant au moins un second moyen de connexion électrique (131), ledit au moins un second moyen de connexion électrique étant connecté électriquement au circuit électronique (140) et au au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) ; et une enveloppe flexible (110) englobant totalement ou partiellement ledit circuit électronique (140), ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) et ledit substrat textile (130), ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) étant au moins partiellement accessible à travers l'enveloppe flexible (110). La présente invention concerne également un procédé pour la fabrication d'un tel dispositif.
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DISPOSITIF ÉLECTRONIQUE TEXTILE POUR VÊTEMENTS INTELLIGENTS
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un dispositif électronique textile adapté aux vêtements intelligents et un vêtement comprenant un tel dispositif.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Les vêtements et textiles intelligents nécessitent d’intégrer de l’électronique sur des supports compatibles aux contraintes textiles. Pour supporter ces contraintes, les équipements électroniques doivent être flexibles, étanches, et ne doivent pas avoir une épaisseur trop importante susceptible de gêner l’utilisateur. L’électronique doit également être capable de résister à toutes contraintes subies par le textile ou le vêtement dans son utilisation quotidienne (manipulation, lavage, séchage, pliage...).
Les vêtements intelligents impliquent souvent d’embarquer des circuits électroniques. Les circuits électroniques comportent un ensemble de composants électroniques souvent interconnectés à l’aide d’un circuit imprimé. La technologie des circuits électroniques a été développée depuis de nombreuses années pour devenir aujourd’hui une technologie mature, avec un coût raisonnable, un contrôle efficace de la qualité, et une capacité à intégrer un nombre de composants élevé comparé aux autres technologies comme les systèmes sur puces (SOC). Un autre avantage dans l’utilisation des circuits électroniques est leur interchangeabilité, par exemple, après la détérioration d’un vêtement.
Il convient donc de trouver un moyen de connecter le circuit électronique au textile. Plusieurs alternatives existent mais comportent encore de nombreux inconvénients.
Il existe tout d’abord la possibilité de connecter les fils conducteurs du textile aux pistes du circuit électronique par soudage afin de connecter la zone conductrice du textile au circuit électronique. Ce procédé permet de limiter à la fois la taille et la masse des dispositifs connectés au textile. Cependant, le processus de soudage de chaque composant à chaque fils ou partie conductrice du textile est long et difficile à automatiser. De plus, cette méthode tend à concentrer les contraintes au niveau de l’axe de la soudure et augmente le risque de cassure du fil conducteur du textile soudé.
On connaît également une méthode consistant à installer des fermoirs pour connecter le dispositif électronique et le textile. Le fermoir est ainsi relié de manière détachable, d’un coté au textile, de l’autre au circuit électronique. Cependant, la connexion ne se fait que sur un ou plusieurs points ; ce qui rend la connexion fragile en cas de contraintes sur une extrémité du dispositif et rend la connexion instable. De plus, la rigidité inhérente à une telle méthode ainsi que le volume occupé par le dispositif peut procurer une gêne pour l’utilisateur et fragiliser d’autant plus la connexion.
Il existe également la possibilité de monter un circuit électronique directement sur le textile, et de coudre des fils métalliques à l’interconnexion avec le circuit électronique (C. Kallmayer, T. Linz, R. Aschenbrenner, and H. Reichl. System intégration technologies for smart textiles, mst news, 2:42-43, 2005.). Cette technique semble toutefois difficile à réaliser à l’échelle industrielle et n’autorise pas le remplacement du circuit électronique, ou à l’inverse, le détachement du circuit électronique flexible pour le connecter à un autre textile.
La présente invention vise donc à mettre au point un nouveau dispositif comprenant un circuit électronique relié à un textile, permettant une connexion électrique et mécanique efficace, capable de résister aux contraintes que le textile ou le vêtement peut être amené à subir dans son utilisation quotidienne. La présente invention vise, dans le même temps, à créer un calculateur, qui soit à la fois flexible et adapté au cycle de vie d’un textile porté au contact de la peau de l’utilisateur. La présente invention vise également à proposer un procédé de fabrication d’un circuit électronique souple adapté aux vêtements intelligents. Le dispositif selon la présente invention doit pouvoir se fixer et se détacher du textile électronique sans la mise en œuvre d’opérations complexes ou sans l’intervention d’un technicien, de manière à ce que l’utilisateur puisse lui-même réaliser ces opérations sans difficultés. Le dispositif selon la présente invention doit pouvoir être porté par l’utilisateur du textile sans aucune gêne tout en assurant l’utilisation quotidienne classique du vêtement réalisé avec ce textile.
RÉSUMÉ
L’invention concerne un dispositif électronique textile apte à être connecté à une zone conductrice d’un textile, ledit dispositif comprenant :
- un circuit électronique ;
- au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique apte à se connecter à la zone conductrice d’un textile ;
- un substrat textile comprenant au moins un second moyen de connexion électrique, ledit au moins un second moyen de connexion électrique étant connecté électriquement au circuit électronique et au au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique ; et
- une enveloppe flexible englobant totalement ou partiellement ledit circuit électronique, ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique et ledit substrat textile, ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique étant au moins partiellement accessible à travers l’enveloppe flexible.
Selon un mode de réalisation, l’enveloppe flexible est en polymère, préférablement en élastomère, en polyuréthane, en caoutchouc ou en silicone.
Selon un mode de réalisation, l’enveloppe flexible est étanche.
Selon un mode de réalisation, le substrat textile est flexible.
Selon un mode de réalisation, ledit dispositif a une flexibilité permettant de courber ledit dispositif sur une pièce cylindrique ayant un rayon de 5 à 10 cm sans subir de déformation plastique.
Selon un mode de réalisation, le dispositif a une épaisseur inférieure à 5mm.
Selon un mode de réalisation, le au moins un second moyen de connexion électrique du substrat textile comprend des fils conducteurs, lesdits fils conducteurs sont constitués d’un matériau conducteur ou de fils textiles recouverts d’une surface conductrice ou d’un matériau conducteur, préférentiellement de fils textiles recouverts de métaux conducteurs comme de l’argent.
Selon un mode de réalisation alternatif, le au moins un second moyen de connexion électrique du substrat textile comprend une encre conductrice ou une peinture conductrice.
Selon un mode de réalisation, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique apte à se connecter à la zone conductrice d’un textile est un bouton pression mâle et/ou un bouton pression femelle et/ou un élément d’un dispositif de dents engrenées à l’aide d’un curseur et/ou un moyen de connexion magnétique conducteur et/ou un rivet ou une combinaison desdits moyens.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins une pièce de renfort entre le circuit électronique et le substrat textile.
Selon un mode de réalisation, le circuit électronique et le au moins un second moyen de connexion électrique sont connectés électriquement par un matériau de soudure ou par une connexion mécanique.
Selon un mode de réalisation, le substrat textile est au moins partiellement élastique et réalisé soit par tissage de fils textiles souples soit par tricotage de fils textiles. Ledit tricotage de fils textiles étant réalisé avec des fils textiles souples ou non.
L’invention concerne également un procédé de fabrication du dispositif électronique textile selon la présente invention comprenant les étapes suivantes :
- le dépôt d’au moins un second moyen de connexion électrique sur un substrat textile ;
- le dépôt d’un circuit électronique sur le substrat textile de manière à ce qu’au moins une piste du circuit électronique soit en contact électrique avec le second moyen de connexion électrique ;
- la fixation, sur le substrat textile, d’un au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique apte à se connecter à la zone conductrice d’un textile ; ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique étant en contact électrique avec le au moins un second moyen de connexion électrique ; et
- le surmoulage par une enveloppe flexible ou le soudage de deux surfaces formant une enveloppe flexible, ladite enveloppe flexible englobant totalement ou partiellement ledit circuit électronique, ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique et ledit substrat textile, ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique étant au moins partiellement accessible à travers l’enveloppe flexible.
Selon un mode de réalisation, l’étape du procédé de fabrication consistant au dépôt d’un circuit électronique sur le substrat textile de manière à ce qu’au moins une piste du circuit électronique soit en contact électrique avec le second moyen de connexion électrique comprend :
- le dépôt sur le au moins un second moyen de connexion électrique du substrat textile d’un matériau de soudure ;
- le dépôt d’un circuit électronique sur le substrat textile de manière à ce que ledit matériau de soudure soit en contact avec le au moins un second moyen de connexion électrique et le circuit électronique ;
- le chauffage dudit matériau de soudure à une température supérieure à la température de fusion dudit matériau de soudure ;
- le refroidissement dudit matériau de soudure de manière à relier électriquement le au moins un second moyen de connexion électrique du substrat textile au circuit électronique.
L’invention concerne également un système comprenant un dispositif électronique textile selon la présente invention ou obtenu selon le procédé de fabrication selon la présente invention, et un textile comprenant une zone conductrice et au moins un moyen de connexion apte à se connecter au au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique du dispositif électriquement et mécaniquement de manière détachable.
DÉFINITIONS
Dans la présente invention, les termes ci-dessous sont définis de la manière suivante :
Par « Flexible », on entend la capacité d’être courbé sur une pièce cylindrique ayant un rayon de 5 à 10 cm sans subir de déformation plastique.
Par « Textile », on entend un matériau obtenu par assemblage de fils, fibres et/ou filaments par un procédé quelconque tel que par exemple le tissage, ou le tricotage.
Par « Vêtement intelligent », on entend tout textile apte à être porté par un sujet comprenant au moins une zone conductrice configurée pour transmettre ou recevoir un signal électrique.
Par « Moyen de connexion mécanique », on entend tout moyen permettant de connecter physiquement deux pièces l’une à l’autre et de les mettre en contact physique ou magnétique.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
La présente invention concerne un dispositif électronique textile apte à être connecté à une zone conductrice d’un textile.
Le dispositif selon la présente invention comprend un circuit électronique, au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique apte à se connecter à la zone conductrice d’un textile, un substrat textile reliant électriquement le circuit électronique et le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique, et une enveloppe flexible englobant lesdits circuits électroniques, au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique, et substrat textile.
Selon la présente invention, le circuit électronique est un circuit électronique flexible ou rigide. Dans un mode de réalisation, le circuit électronique comprend un circuit imprimé, préférentiellement un circuit imprimé flexible. Un circuit électronique flexible est une technologie bien connue de l’homme du métier, qui consiste à utiliser un substrat plastique haute-performance, comme par exemple le polyamide.
Le circuit électronique est un support électrique et mécanique de composants électroniques. Il peut être réalisé sur un support souple de type polyamide, polyétheréthercétone (PEEK), polyester (PE) ou autre. Ce support souple permet de plier le dispositif ou de le déformer sans casser le circuit électronique flexible.
Il peut également être réalisé sur un support rigide de type résine époxy renforcée de fibres de verres (LR-4), ou autre.
Le circuit électronique est un support électrique et mécanique des composants électroniques.
Le circuit électronique flexible ou rigide, relié électriquement au textile, est capable d’enregistrer ou d’analyser un signal provenant du textile. Il est également capable de répondre à un signal ou de transmettre un signal.
Dans un mode de réalisation, des composants réalisant des fonctions électroniques sont supportés par le circuit électronique. Dans un mode de réalisation, ces composants électriques sont soudés au circuit électronique. Dans un mode de réalisation, le circuit électronique comprend des couches de matériaux conducteurs, préférentiellement du cuivre, de façon à obtenir un ensemble de pistes. Ces pistes relient électriquement différentes zones du circuit électronique, soit de composant à composant, soit de composant à des points d’entrée du circuit électrique. Dans un mode de réalisation, le circuit électronique est recouvert d’une couche de vernis qui protège les pistes de l’oxydation et d’éventuels courts-circuits.
Dans un mode de réalisation, le circuit électronique comprend au moins une piste de connexion.
L’homme du métier reconnaîtra qu’il maîtrise la fabrication des circuits électroniques flexibles ou rigides. Ces derniers sont largement connus et utilisés dans une grande variété d’applications.
Dans un mode de réalisation, le circuit électronique, en particulier le circuit imprimé est flexible.
Dans un mode de réalisation non représenté, le dispositif électronique textile comprend une pièce de renfort entre le circuit électronique et le substrat textile de manière à protéger le circuit électronique. Le circuit électronique et la pièce de renfort ont alors une taille suffisamment petite pour que le dispositif électronique textile conserve ses propriétés de flexibilité. Dans un mode de réalisation, ladite pièce de renfort est rigide.
Dans un mode de réalisation alternatif, le circuit électronique est rigide mais est de taille suffisamment faible pour ne pas compromettre la flexibilité du dispositif électronique textile selon la présente invention. La taille du circuit électronique rigide est alors configurée pour ne pas compromettre la flexibilité du dispositif électronique textile selon la présente invention.
Dans un autre mode de réalisation, le circuit électronique est composé d’un enchaînement de zones rigides séparés par des zones flexibles de manière ne pas compromettre la flexibilité du dispositif électronique textile selon la présente invention.
Le substrat textile sert de substrat au dispositif selon la présente invention. Dans un mode de réalisation, le textile peut également faire office de revêtement flexible.
Dans un mode de réalisation, ce substrat textile est un textile souple, préférentiellement un tissu souple tissé ou non tissé.
Comme illustré sur la figure 1, le substrat textile 130 comprend au moins un second moyen de connexion électrique 131 et ledit au moins un second moyen de connexion électrique 131 est relié électriquement au circuit électronique 140.
Dans un mode de réalisation, le au moins un second moyen de connexion électrique est un fils conducteur ou une encre ou peinture conductrice. L’encre ou la peinture conductrice est chargée avec un matériau électriquement conducteur, possédant des propriétés de souplesse, permettant à cette encre ou cette peinture conductrice d’être déposée sur des surfaces souples. Dans un mode de réalisation, le substrat textile comprend une pluralité de seconds moyens de connexion. Dans un mode de réalisation, le au moins un second moyen de connexion électrique est une piste d’interconnexion.
Dans un mode de réalisation, illustré sur les figures 2 et 3, le au moins un second moyen de connexion électrique 131 et le circuit électronique 140 sont connectés électriquement par un matériau de soudure 150. Dans un mode de réalisation préférentiel, le matériau de soudure est une pâte à braser ou une crème à braser, qui sera refondue par un procédé de fusion adéquat connu et maîtrisé par l’homme du métier. Dans un mode de réalisation, illustré figure 4, le matériau de soudure 150 connecte électriquement le au moins un second moyen de connexion électrique 131 du substrat textile 130 à au moins une piste de connexion du circuit électronique 142.
Dans un mode de réalisation non représenté, le au moins un second moyen de connexion électrique du substrat textile et la au moins une piste de connexion du circuit électronique sont connectés par une connexion mécanique. Dans un mode de réalisation, cette connexion mécanique est réalisée par sertissage. Ce type de connexion permet de s’affranchir du matériau de soudure 150 et de toutes les étapes de procédé associées au matériau de soudure.
La souplesse du substrat textile permet au dispositif selon la présente invention de subir les déformations du textile sans casse ou déformations plastiques. Dans un mode de réalisation, le substrat textile est au moins partiellement élastique. Dans un mode de réalisation, le substrat textile est totalement élastique. Par substrat textile élastique, on entend un substrat textile capable de subir un étirement selon 2 directions d’au moins 10% de sa longueur initiale sans subir de déformation plastique. Dans un mode de réalisation, le substrat textile est capable de subir un étirement selon 2 directions de 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 300 ou 500% de sa longueur initiale sans subir de déformation plastique. Dans le cadre du tissage, on entend par selon 2 directions, la direction de trame et la direction de chaîne. Dans le cadre du tricotage, on entend par selon 2 directions, la direction de rangée de mailles et la direction de colonne de mailles.
Dans un mode de réalisation, le substrat textile est réalisé par tissage de fils textiles souples. Dans un mode de réalisation, par fil textile souple, on entend un fil capable de subir un étirement longitudinal d’au moins 10% de sa longueur initiale sans subir de déformation plastique. Dans un mode de réalisation, par fil textile souple, on entend un fil capable de subir un étirement longitudinal de 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200%, 300 ou 500% de sa longueur initiale sans subir de déformation plastique.
Dans un autre mode de réalisation, le substrat textile est réalisé par tricotages de fils souples ou non. La structure tricotée donnant au substrat ses propriétés d’élasticité.
Dans un autre mode de réalisation, le substrat textile est réalisé par broderie, dentelle, couture ou tout autre moyen connu de l’homme du métier.
Dans un mode de réalisation, la cohésion mécanique entre le circuit électronique et le substrat textile est renforcé par d’autres moyens comme des points de colle entre ces deux pièces, afin de limiter les contraintes mécaniques sur les zones de connexion électriques entre le circuit électronique et le substrat textile.
Le dispositif selon la présente invention comprend au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique apte à se connecter à la zone conductrice d’un textile.
Le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique assure la connexion électrique entre le au moins un second moyen de connexion électrique et la zone conductrice du textile.
Dans un mode de réalisation, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique est placé à l’extrémité du au moins un second moyen de connexion électrique du substrat textile.
Le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique assure également la liaison mécanique entre le dispositif selon la présente invention et la zone conductrice du textile.
Dans un mode de réalisation, représenté figure 7, la zone conductrice du textile 210 est dotée d’au moins un moyen de connexion 220 complémentaire ou apte à recevoir le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique du dispositif 120. Dans un mode de réalisation, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 est un bouton poussoir. Dans un mode de réalisation alternatif, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 est un élément d’un dispositif de dents engrenées à l’aide d’un curseur (i.e. une fermeture éclair) serti, ou cousu sur le substrat textile à l’extrémité du au moins un second moyen de connexion électrique 130 du substrat textile 130. Dans un autre mode de réalisation alternatif, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 est un moyen de connexion magnétique conducteur électriquement comme par exemple, un aimant conducteur électrique ou une plaque ferromagnétique. Dans un autre mode de réalisation, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 est un rivet.
L’enveloppe flexible permet de donner à l’ensemble du dispositif une structure protectrice pour le circuit électronique et les composants électriques.
L’enveloppe flexible peut également être assurée partiellement ou totalement par le textile 200 (selon le type de textile enduit ou non).
L’enveloppe flexible englobe totalement ou en partiellement le circuit électronique, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique, et le substrat textile. Le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique est au moins partiellement accessible à travers l’enveloppe flexible de manière à pouvoir se connecter au textile. Dans un mode de réalisation de l’invention illustré figure 1, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 est au moins partiellement accessible à travers l’enveloppe flexible 110 en ce qu’il fait saillie avec l’enveloppe flexible 110. Dans un mode de réalisation alternatif non-représenté, l’enveloppe flexible contient un orifice débouchant sur le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique de manière à ce que ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique soit au moins partiellement accessible à travers l’enveloppe flexible.
L’enveloppe flexible assure le contrôle de la flexibilité du dispositif, permettant l’installation sur du textile ou un vêtement tout en protégeant, par sa rigidité locale, l’intégrité du circuit électronique. Dans le mode de réalisation où des composants électroniques sont soudés sur le circuit électronique, l’enveloppe flexible protège l’intégrité de la soudure des composants électroniques. L’enveloppe flexible assure l’isolation électrique des signaux internes du dispositif qui pourraient être en contact lors de la flexion du dispositif, par exemple lors des manipulations de Γutilisateur. L’enveloppe flexible est étanche aux liquides et à la pollution (poussières, contaminants,...). Cette étanchéité permet ainsi d’empêcher la dégradation du dispositif, notamment lors du lavage du textile ou de la transpiration de l’utilisateur.
Dans un mode de réalisation, l’enveloppe flexible est réalisée en polymère souple. Dans un mode de réalisation l’enveloppe flexible est réalisée en élastomère, en polyuréthane, en caoutchouc, ou en silicone.
Dans un mode de réalisation, l’enveloppe flexible est une couche de vernis. Dans ce même mode de réalisation, l’enveloppe flexible est formée par une composition comprenant au moins un solvant organique, un plastifiant et/ou une substance capable de former un film plastique. Par séchage, cette composition forme une couche de vernis (enveloppe flexible) assurant au dispositif selon la présente invention sa flexibilité, son l’étanchéité aux liquides et à la pollution, sa protection et son isolation électrique.
Dans un mode de réalisation, ledit dispositif a une flexibilité permettant de se courber sur une pièce cylindrique ayant un rayon de 5 à 10 cm sans subir de déformation plastique. Cette flexibilité permet audit dispositif de se conformer aux mouvements et aux déformations du vêtement sur lequel il est amené à être implanté sans détériorations.
Dans un mode de réalisation, ledit dispositif a une épaisseur inférieure à 10mm, préférentiellement inférieure à 5mm, très préférentiellement inférieure à 3mm.
L’invention concerne également un système comprenant un dispositif textile selon la présente invention, et un textile comprenant une zone conductrice et au moins un moyen de connexion mécanique et électrique apte à se connecter au au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique dudit dispositif de manière détachable. Ce au moins un moyen de connexion du textile permet de relier électriquement et mécaniquement le dispositif selon la présente invention à la zone conductrice du textile.
Dans un mode de réalisation, la zone conductrice du textile est réalisée par tissage ou tricotage de fils conducteurs.
Dans un mode de réalisation, ces fils conducteurs sont constitués d’un matériau conducteur comme de l’argent.
Dans un mode de réalisation alternatif, ces fils conducteurs sont constitués de fils textiles recouverts d’un matériau conducteur, préférentiellement de fils textiles recouverts d’un métal conducteur, très préférentiellement de fils textiles recouverts d’argent.
Dans un autre mode de réalisation, la zone conductrice du textile est obtenue par impression d’une encre conductrice ou encore par une peinture conductrice. Dans ce mode de réalisation, l’encre ou la peinture conductrice est chargée avec un matériau électriquement conducteur possédant des propriétés de souplesse lui permettant d’être déposée sur des surfaces souples.
Dans un mode de réalisation, le au moins un moyen de connexion électrique et mécanique du textile se situe dans la au moins une zone conductrice du textile. Dans un mode de réalisation, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique du dispositif électronique flexible et le au moins un moyen de connexion du textile sont complémentaires. Dans un mode de réalisation, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique du dispositif électronique flexible et le au moins un moyen de connexion du textile s’emboîtent l’un dans l’autre de manière détachable.
Dans un mode de réalisation illustré figure 7, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 du dispositif électronique flexible est un moyen de connexion mâle, et le moyen de connexion 220 du textile est un moyen de connexion femelle. Dans un mode de réalisation non représenté, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique du dispositif électronique flexible est un moyen de connexion femelle, et le au moins un moyen de connexion du textile est un moyen de connexion mâle. Dans un mode de réalisation non représenté, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique du dispositif électronique flexible est une série de dents alignées, et le au moins un moyen de connexion du textile est une seconde série de dents alignées, une des deux séries comprenant un curseur permettant de faire s’engrener les dents les unes dans les autres (i.e. fermeture éclair). Dans un mode de réalisation alternatif, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique du dispositif électronique textile et le au moins un moyen de connexion du textile sont des moyens de connexion magnétiques conducteurs ou une combinaison de tous les modes de réalisation présentés. Dans les précédents modes de réalisation, les au moins un premier et au moins un second moyens de connexion mécanique et électrique sont simples d’utilisation, permettant ainsi à l’utilisateur de connecter et déconnecter le dispositif électronique textile 100 à une zone conductrice textile 200 sans intervention d’un médecin ou d’un technicien.
Dans un mode de réalisation, le textile 200 utilisé est un textile capable d’être étiré d’au moins 15% sans subir de déformations plastiques ni de rupture. Dans un mode de réalisation, le textile 200 utilisé est capable d’être étiré d’au moins 20, 25, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200%, sans subir de déformations plastiques. Ce mode de réalisation permet d’obtenir un vêtement pouvant être porté au contact de la peau de l’utilisateur. Ce contact avec la peau de l’utilisateur permet par exemple la mesure de données bioélectriques, par exemple à l’aide d’électrodes intégrées à ce même textile 200.
Un tel dispositif selon la présente invention permet ainsi de résoudre le problème technique initialement présenté.
L’invention concerne également un procédé de fabrication du dispositif électronique textile selon la présente invention comprenant les étapes suivantes :
- le dépôt d’au moins un second moyen de connexion électrique sur le substrat textile ;
- le dépôt d’un circuit électronique sur le substrat textile de manière à ce qu’au moins une piste du circuit électronique soit en contact électrique avec le second moyen de connexion électrique ;
- la fixation, sur le substrat textile, d’un au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique apte à se connecter à la zone conductrice d’un textile ; ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique étant en contact électrique avec le au moins un second moyen de connexion électrique ; et
- le surmoulage par une enveloppe flexible englobant totalement ou partiellement ledit circuit électronique, ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique et ledit substrat textile, ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique étant au moins partiellement accessible à travers l’enveloppe flexible.
Dans un mode de réalisation alternatif, l’étape de surmoulage est remplacée par une étape de soudage de au moins deux surfaces formant une enveloppe flexible englobant totalement ou partiellement ledit circuit électronique, ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique et ledit substrat textile ; ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique étant au moins partiellement accessible à travers l’enveloppe flexible.
Le procédé de fabrication sera mieux compris à la lumière des dessins.
La figure 1 représente un schéma du dispositif selon un mode de réalisation de la présente invention comprenant une enveloppe flexible 110, un substrat textile 130, au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120, et un circuit électronique 140. Le substrat textile comprend au moins un second moyen de connexion électrique 131 reliant le circuit électronique 140 au au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120.
Lors de la première étape de dépôt d’au moins un second moyen de connexion électrique sur le substrat textile, le au moins un second moyen de connexion électrique est un fil conducteur cousu sur le substrat textile ou une encre conductrice imprimée, sérigraphiée ou déposée par tout autre méthode sur le substrat textile.
Dans un premier mode de réalisation pour la fabrication du dispositif, un matériau de soudure 150 est ensuite déposé sur au moins un second moyen de connexion électrique 131 comme illustré sur la figure 2.
Le circuit électronique 140 est alors déposé sur le substrat textile 130 de manière à ce que le matériau de soudure 150 soit en contact avec le au moins un second moyen de connexion électrique 131 et le circuit électronique 140, comme illustré sur la figure 3.
Dans un mode de réalisation illustré sur la figure 4, le circuit électronique comprend des pistes de connexion 142. Pour assurer une connexion électrique ultérieure, le circuit électronique 140 est déposé sur le substrat textile 130 de manière à ce que le matériau de soudure 150 soit en contact avec le au moins un second moyen de connexion électrique 131 et la piste de connexion du circuit électronique 142.
 l’étape suivante, le matériau de soudure 150 est chauffé à une température supérieure à sa température de fusion. Le matériau ainsi fondu, va permettre de créer une continuité de la matière et une grande surface de contact entre le au moins un second moyen de connexion électrique 131 et le circuit électronique 140. Une fois refroidi, le au moins un second moyen de connexion électrique 131 est en contact électrique avec le circuit électronique 140. Cette étape est représentée figure 5. Sur cette figure, le matériau de soudure, maintenant d’une épaisseur négligeable par rapport à celle du circuit électronique ou du substrat textile, n’est plus représenté. Dans un mode de réalisation, la soudure s’effectue par le chauffage local du matériau de soudure. Dans un mode de réalisation alternatif, le matériau de soudure est une pâte à braser ou une crème à braser et le chauffage est réalisé en chauffant au moins le substrat textile 130 et le circuit électronique 140 reliés par le matériau de soudure, dans un four, par exemple, un four à refusion conçu pour la refusion de la pâte à braser.
Dans un second mode de réalisation alternatif, la connexion entre le circuit électronique 140 et le second moyen de connexion électrique 131 peut se faire mécaniquement, par exemple par sertissage, ce qui permet de s’affranchir de l’utilisation d’un matériau de soudure 150.
Le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 est fixé sur le substrat flexible 130 comme représenté sur la figure 6. Ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 est connecté à au moins un second moyen de connexion électrique 131. Comme décrit plus haut, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 est apte à se connecter à la zone conductrice d’un textile. Dans un mode de réalisation, comme représenté à la figure 8, le au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 est apte à se connecter à au moins un moyen de connexion 220 analogue ou complémentaire du textile.
Le dispositif est enfin surmoulé par une enveloppe flexible 110. Comme représenté figure 7, l’enveloppe flexible englobe totalement ou partiellement ledit circuit électronique 140, ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 et ledit substrat textile 130, ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 étant au moins partiellement accessible à travers l’enveloppe flexible 110. Dans un mode de réalisation, le dispositif est placé à l’intérieur d’un moule dans lequel est injectée la matière souple de surmoulage. Dans un autre mode de réalisation, la matière souple de surmoulage est déposée par pulvérisation ou par dépôt liquide sur le dispositif.
Dans un mode de réalisation, alternatif, l’étape de surmoulage est remplacée par une étape de soudage de au moins deux surfaces formant une enveloppe flexible 110 englobant totalement ou partiellement ledit circuit électronique 140, ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 et ledit substrat textile 130, ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 étant au moins partiellement accessible à travers l’enveloppe flexible 110.
Dans un mode de réalisation, le substrat textile comprend préalablement une partie de l’enveloppe flexible sur au moins une de ses surfaces.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le dispositif comprend une pluralité de premiers moyens de connexion électrique et mécanique 120. Dans un mode de réalisation, le substrat textile 130 comprend une pluralité de seconds moyens de connexion électrique 131, chacun connectés au circuit électronique 140, en particulier à une piste de connexion 142 et à un premier moyen de connexion électrique et mécanique. Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une pluralité de premiers moyens de connexion mécanique et électrique 120, chacun connectés à une pluralité de circuits électroniques 140 par une pluralité de seconds moyens de connexion électrique 131.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
La Figure 1 est une vue en coupe du dispositif électronique textile 100 selon un mode de réalisation de la présente invention.
Les Figures 2 à 6 illustrent différentes étapes du procédé de fabrication du dispositif électronique textile 100 selon la présente invention.
La Figure 2 est une vue en coupe du substrat textile 130, et du circuit électronique 140 avant la connexion électrique de ces deux éléments par l’intermédiaire d’un matériau de soudure 150.
La Figure 3 est une vue en coupe du substrat textile 130, et du circuit électronique 140 avant la fusion du matériau de soudure 150.
La Figure 4 illustre un mode de réalisation où la connexion électrique se fait entre le second moyen de connexion et électrique 131 et une piste du circuit électronique 142.
La Figure 5 est une vue en coupe du substrat textile 130 et du circuit électronique 140 après la connexion électrique de ces deux éléments par chauffage d’un matériau de soudure 150 ou par connexion mécanique.
La Figure 6 est une vue en coupe du dispositif électronique textile 100 selon un mode de réalisation de la présente invention après fixation du circuit électronique 140 au substrat textile 130 et après fixation sur le substrat textile d’au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique 120 ; sans l’enveloppe flexible 110.
La Figure 7 est une vue en coupe du système selon un mode de réalisation de la présente invention comprenant un dispositif électronique textile 100 en regard avec un textile 200 comprenant une zone conductrice 210 et au moins un moyen de connexion mécanique et électrique 220.
La Figure 8 est une vue en coupe du système selon un mode de réalisation de la présente invention comprenant un dispositif électronique textile 100 connecté à un textile 200 par les moyens de connexion mécanique et électrique 120, 220.
RÉFÉRENCES
100 - Dispositif électronique textile apte à être connecté à une zone conductrice d’un textile ;
110 - Enveloppe flexible ;
120 - Premier moyen de connexion mécanique et électrique ;
130 - Substrat textile ;
131 - Second moyen de connexion électrique ;
140 - Circuit électronique ;
141 - Composant électronique ;
142 - Piste du circuit électronique ;
150 - Matériau de soudure ;
200 - Textile ;
210 - Zone conductrice du textile ;
220 - Moyen de connexion mécanique et électrique du textile.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif électronique textile (100) apte à être connecté à une zone conductrice d’un textile (200), ledit dispositif comprenant :
    5 - un circuit électronique (140) ;
    - au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) apte à se connecter à la zone conductrice d’un textile (200) ;
    - un substrat textile (130) comprenant au moins un second moyen de connexion électrique (131), ledit au moins un second moyen de connexion
    10 électrique étant connecté électriquement au circuit électronique (140) et au au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) ; et
    - une enveloppe flexible (110) englobant totalement ou partiellement ledit circuit électronique (140), ledit au moins un premier moyen de connexion
    15 mécanique et électrique (120) et ledit substrat textile (130), ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) étant au moins partiellement accessible à travers l’enveloppe flexible (110).
  2. 2. Dispositif électronique textile (100) selon la revendication 1, dans lequel l’enveloppe flexible (110) est en polymère, préférablement en élastomère, en
    20 polyuréthane, en caoutchouc ou en silicone et le substrat textile (130) est flexible.
  3. 3. Dispositif électronique textile (100) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel ledit circuit (140) est un circuit électronique flexible ou un circuit électronique rigide de taille configurée pour assurer la flexibilité du dispositif électronique textile (100).
    25
  4. 4. Dispositif électronique textile (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le au moins un second moyen de connexion électrique (131) du substrat textile (130) comprend des fils conducteurs, lesdits fils conducteurs sont constitués d’un matériau conducteur ou de fils textiles recouverts d’un matériau conducteur, préférentiellement de fils recouverts d’un métal conducteur comme de l’argent, ou comprend une encre conductrice ou une peinture conductrice.
  5. 5. Dispositif électronique textile (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le au moins un premier moyen de connexion
    5 mécanique et électrique (120) apte à se connecter à la zone conductrice d’un textile (200) est un bouton pression mâle et/ou un bouton pression femelle et/ou un élément d’un dispositif de dents engrenées à l’aide d’un curseur et/ou un moyen de connexion magnétique conducteur et/ou un rivet ou une combinaison desdits moyens.
    10
  6. 6. Dispositif électronique textile (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel ledit dispositif comprend au moins une pièce de renfort entre le circuit électronique (140) et le substrat textile (130).
  7. 7. Dispositif électronique textile (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le circuit électronique (140) et le au moins un
    15 second moyen de connexion électrique (131) sont connectés électriquement par un matériau de soudure (150) ou par une connexion mécanique.
  8. 8. Dispositif électronique textile (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le substrat textile (130) est au moins partiellement élastique et réalisé soit par tissage de fils textiles souples soit par tricotage de fils
    20 textiles souples ou non.
  9. 9. Procédé de fabrication d’un dispositif électronique textile (100) apte à être connecté à au moins une zone conductrice d’un textile (200) ; ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    - le dépôt d’au moins un second moyen de connexion électrique (131) sur
    25 un substrat textile (130) ;
    - le dépôt d’un circuit électronique (140) sur le substrat textile (130) de manière à ce qu’au moins une piste du circuit électronique soit en contact électrique avec le second moyen de connexion électrique (131) ;
    - la fixation, sur le substrat textile (130), de au moins un premier moyen de
    30 connexion mécanique et électrique (120) apte à se connecter à la zone conductrice d’un textile ; ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique étant en contact électrique avec le au moins un second moyen de connexion électrique (131) ; et le surmoulage par une enveloppe flexible (110) ou le soudage de deux surfaces formant une enveloppe flexible (110), ladite enveloppe flexible (110) englobant totalement ou partiellement ledit circuit électronique (140), ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) et ledit substrat textile (130), ledit au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique (120) étant au moins partiellement accessible à travers l’enveloppe flexible (110).
  10. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’étape du procédé de fabrication consistant au dépôt d’un circuit électronique (140) sur le substrat textile (130) de manière à ce qu’au moins une piste du circuit électronique soit en contact électrique avec le second moyen de connexion électrique (131) comprend :
    - le dépôt sur le au moins un second moyen de connexion électrique (131) du substrat textile d’un matériau de soudure (150) ;
    - le dépôt d’un circuit électronique (140) sur le substrat textile (130) de manière à ce que ledit matériau de soudure (150) soit en contact avec le au moins un second moyen de connexion électrique (131) et le circuit électronique (140) ;
    - le chauffage dudit matériau de soudure (150) à une température supérieure à la température de fusion dudit matériau de soudure ;
    - le refroidissement dudit matériau de soudure (150) de manière à relier électriquement le au moins un second moyen de connexion électrique (131) du substrat textile au circuit électronique (140).
  11. 11. Système comprenant un dispositif électronique textile selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 ou obtenu selon le procédé de fabrication de la revendication 9 ou de la revendication 10, et un textile (200) comprenant une zone conductrice (210) et au moins un moyen de connexion (220) apte à se connecter au au moins un premier moyen de connexion mécanique et électrique du dispositif (120) électriquement et mécaniquement de manière détachable.
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