KR101686035B1 - Fabric type circuit board, manufacturing method thereof and wearable elecronic device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직물형 회로 기판, 그의 제조방법 및 그를 이용한 착용형 전자기기에 관한 것이다.
본 발명의 직물형 회로 기판은 열가소성 고분자 필름에 편면코팅된 도전성 필름층이 회로패턴화된 통전부 및 상기 열가소성 고분자 필름의 이면에 비전도성 직물이 부착된 구조로서, 회로연결부재의 성능을 유지하면서 제조공정상 에칭등의 화학공정이나 접착제사용없이 열가소성 고분자 소재의 특성을 활용하여 열과 압력으로 직물 자체에 회로 패턴을 형성할 수 있다. 이에, 상기 직물형 회로 기판은 플렉서블한 특성을 필요로 하는 웨어러블 제품에 적용가능하며, 특히, 전기적 연결과 제어가 필요한 곡면 부분에 적용할 경우 찢어지거나 굽힘에 의해 파손되지 않아 착용형 전자기기에 유용하다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a woven circuit board, a manufacturing method thereof, and a wearable electronic device using the same.
The cloth-like circuit board of the present invention is a structure in which a conductive film layer coated on one side with a thermoplastic polymer film is circuit-patterned and a non-conductive fabric is attached to the back surface of the thermoplastic polymer film. By using the characteristics of the thermoplastic polymer material without using a chemical process such as a normal etching process or an adhesive, it is possible to form a circuit pattern on the fabric itself by heat and pressure. Accordingly, the woven circuit board can be applied to a wearable product requiring a flexible characteristic. Particularly, when applied to a curved surface portion requiring electrical connection and control, the woven circuit board is not damaged by tearing or bending, Do.

Description

직물형 회로 기판, 그의 제조방법 및 그를 이용한 착용형 전자기기{FABRIC TYPE CIRCUIT BOARD, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND WEARABLE ELECRONIC DEVICE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a woven circuit board, a manufacturing method thereof, and a wearable electronic device using the same.

본 발명은 직물형 회로 기판, 그의 제조방법 및 그를 이용한 착용형 전자기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열가소성 고분자 필름에 편면코팅된 도전성 필름층이 회로패턴화된 통전부 및 상기 열가소성 고분자 필름의 이면에 비전도성 직물이 부착된 직물형 회로 기판은 회로연결부재의 성능을 유지하면서 제조공정상 에칭등의 화학공정이나 접착제사용 없이 열가소성 고분자 소재의 특성을 활용하여 열과 압력으로 직물 자체에 회로 패턴을 형성함으로써, 전기적 연결과 제어가 필요한 곡면 부분에 적용할 경우 찢어지거나 굽힘에 의해 파손되지 않아 전자기기에 유용한 직물형 회로 기판, 그의 제조방법 및 그를 이용한 착용형 전자기기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a woven circuit board, a method of manufacturing the same, and a wearable electronic device using the woven circuit board. More particularly, the present invention relates to a conductive film layer coated on a thermoplastic polymer film, A circuit board having a nonconductive fabric is formed by forming a circuit pattern on a fabric by heat and pressure utilizing the characteristics of a thermoplastic polymer material without using a chemical process such as a normal etching process or an adhesive while maintaining the performance of a circuit connecting member Type circuit board, which is useful for electronic equipment because it is not broken by tearing or bending when applied to a curved surface portion requiring electrical connection and control, a manufacturing method thereof, and a wearable electronic device using the same.

일반적으로 회로와 전자부품 또는 회로간을 전기적으로 연결하기 위하여 연성인쇄회로, 케이블 등이 회로연결부재로서 이용된다. 그러나 연성인쇄회로의 경우 베이스필름인 폴리이미드(polyimide)필름이 인장력 및 전단력에 취약하여 당기거나 벤딩에 의해 쉽게 찢어지는 문제가 있고, 케이블의 경우 공간을 많이 차지하여 사용에 많은 제약이 있다.In general, a flexible printed circuit, a cable, or the like is used as a circuit connecting member to electrically connect a circuit and an electronic component or a circuit. However, in the case of a flexible printed circuit, a polyimide film as a base film is vulnerable to pulling force and shear force, which tends to tear easily due to pulling or bending.

이러한 회로연결부재는 특히 곡면을 구비하는 회로를 구성할 때 신뢰성 확보 측면에서 취약하며, 회로를 연결하기 위한 별도수단이 필요하게 되어 회로연결구조를 복잡하게 한다.Such a circuit connecting member is particularly vulnerable to securing reliability when constructing a circuit having a curved surface, and a separate means for connecting the circuit is required, complicating the circuit connecting structure.

또한, 전자기기의 휴대성이 증대됨에 따라 의류에 구현된 컴퓨터, 악세서리 소품 등에 구현되는 휴대용 단말기 등 착용형 전자기기에 대한 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 상기의 착용형 전자기기를 실현하기 위해서는 유연성과 탄성변형이 가능한 회로 구성은 필수적이다.In addition, with the increase in portability of electronic devices, development of wearable electronic devices such as portable terminals implemented in clothes, accessories, and the like implemented in clothes is continuously being carried out. In order to realize the above-described wearable electronic device, a circuit configuration capable of flexibility and elastic deformation is essential.

대한민국 공개특허 제2012-0111491호에는 탄성 변형 가능한 섬유로 형성되는 직물에 도전성물질을 입히는 단계, 상기 직물에서 통전이 요구되는 통전부를 선택적으로 마스킹 처리하는 단계, 에칭을 통하여 상기 통전부를 제외한 부분의 상기 전도성 물질을 제거하는 단계, 상기 통전부가 드러나도록 상기 마스킹을 제거하는 단계 및 금형에 상기 통전부가 형성된 상기 직물을 넣고 보호재를 함침한 후에 금형덮개를 덮고 열과 압력을 가하여 상기 직물을 시트 형태로 형성하는 단계를 포함하는 직물인쇄회로(fabric printed circuit)의 제조 방법을 개시하고 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0111491 discloses a method for fabricating an electrostatic chuck, comprising the steps of: applying a conductive material to a fabric formed of elastically deformable fibers; selectively masking a conductive part requiring current flow in the fabric; Removing the conductive material so as to expose the conductive part; and inserting the fabric with the conductive part in the mold, impregnating the protective material, covering the mold lid, applying heat and pressure to the fabric, The method comprising the steps of: (a) forming a metal layer on a substrate;

그러나 상기 발명은 직물에 도금 처리 또는 금속 포일을 라미네이팅한 후, 에칭을 통해 통전부를 제외한 부분의 전도성 물질을 제거하여, 직물 자체에 회로 패턴을 형성하나, 에칭의 화학공정이 수반되어야 한다. However, in the above-described invention, a plating process or a metal foil is laminated on a fabric, and a conductive pattern is formed on the fabric itself by removing the conductive material except the conductive portion through etching.

대한민국 등록특허공보 제1027312호에는 직물형 인쇄회로 기판을 이용한 디스플레이를 개시하고 있다. 상기 발명에서는 직물 상에 전도성 물질이 패터닝되어 형성된 직물형 인쇄회로 기판이 개시되어 있으나, 기판의 전도성 물질이 단면, 단층으로 형성되기 때문에 기판 간의 연결을 위한 전도성 접착제(솔더, 전도성 본드)가 밖으로 드러나 미관상 좋지 않은 문제점이 지적된다. Korean Patent Publication No. 1027312 discloses a display using a fabric type printed circuit board. In the above-described invention, a fabric type printed circuit board is disclosed in which a conductive material is patterned on a fabric. However, a conductive material (solder, conductive bond) for connecting between substrates is exposed It is pointed out that the beauty is not good.

또한 상기 발명은 전도성 접착제에 의해 기판과 전도성 패턴이 결합되어 그 결합 부위의 유연성이 저하될 뿐만 아니라 내구성도 취약한 문제점이 있을 수 있다. In addition, the present invention may have a problem in that the conductive pattern is combined with the conductive pattern by the conductive adhesive so that the flexibility of the bonding portion is lowered and the durability is also weak.

이에, 본 발명자들은 종래의 회로연결부재가 가진 문제점들을 개선하고, 착용형 전자기기의 전기적 연결에 적합한 방법을 모색한 결과, 종래의 회로연결부재의 성능을 유지하면서 제조공정상 에칭등의 화학공정이나 접착제사용없이 열가소성 고분자 소재의 특성을 활용하여 열과 압력으로 직물 자체에 회로 패턴을 형성함으로써, 본 발명을 완성하였다. The inventors of the present invention have made efforts to solve the problems of conventional circuit connecting members and to find a method suitable for electrical connection of wearable electronic devices. As a result, the present inventors have found that a conventional chemical circuit process The present invention has been accomplished by forming a circuit pattern on the fabric itself by heat and pressure utilizing the characteristics of the thermoplastic polymer material without using an adhesive.

본 발명의 목적은 열가소성 고분자 소재의 특성을 활용하여 열과 압력으로 직물 자체에 회로 패턴을 형성한 직물형 회로 기판을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a woven circuit board in which a circuit pattern is formed on a fabric by heat and pressure utilizing the characteristics of a thermoplastic polymer material.

본 발명의 다른 목적은 상기의 직물형 회로 기판의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the above-mentioned fabricated circuit board.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 직물형 회로 기판을 구비한 착용형 전자기기를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a wearable electronic device having the above-mentioned fabricated circuit board.

본 발명은 열가소성 고분자 필름, 상기 열가소성 고분자 필름에 편면코팅된 도전성필름층이 패턴화된 통전부 및 상기 열가소성 고분자 필름의 이면에 부착된 비전도성 직물로 이루어진 직물형 회로 기판을 제공한다. The present invention provides a woven circuit board comprising a thermoplastic polymer film, a conductive part patterned with a conductive film layer coated on one side of the thermoplastic polymer film, and a nonconductive fabric attached to a back surface of the thermoplastic polymer film.

본 발명의 직물형 회로 기판에서 사용된 기재는 열가소성 고분자 필름이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 및 폴리아미드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용한다. The substrate used in the woven circuit board of the present invention is preferably a thermoplastic polymer film, and more preferably, any one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polypropylene, polyurethane and polyamide use.

본 발명의 직물형 회로 기판에 있어서, 도전성물질은 니켈, 니켈 합금, 구리 및 은으로 이루어진 군에서 선택되는 금속사 또는 폴리아닐린, PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), 폴리피롤로 이루어진 군에서 선택되는 전도성 고분자에서 선택 사용되는 것이다. In the woven circuit board of the present invention, the conductive material may be selected from the group consisting of a metal wire selected from the group consisting of nickel, a nickel alloy, copper and silver, or polyaniline, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) It is selected from conductive polymers.

또한, 비전도성 직물 역시 내열성 섬유가 바람직하고, 그 일례로 폴리에스테르 섬유, 나일론 및 아라미드 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용한다. The non-conductive fabric is also preferably a heat-resistant fiber. For example, any one selected from the group consisting of polyester fiber, nylon and aramid fiber is used.

본 발명은 1) 열가소성 고분자 필름 편면에 도전성물질을 코팅한 도전성 필름층의 형성공정,The present invention relates to a process for producing a conductive film, comprising the steps of: 1) a step of forming a conductive film layer in which a conductive material is coated on one surface of a thermoplastic polymer film,

2) 비전도성 직물에 상기 도전성 필름층을 커버링하는 공정, 2) covering the conductive film layer with a nonconductive fabric,

3) 상기 비전도성 직물과 상기 도전성 필름층간의 가결합 공정,3) a step of joining the nonconductive cloth and the conductive film layer,

4) 도전성 필름층에 회로패턴을 조각하고 회로패턴에 따라 도전성 필름층을 커팅하는 통전부 형성공정,4) a conductive part forming step of forming a circuit pattern on the conductive film layer and cutting the conductive film layer according to the circuit pattern,

5) 상기 통전부를 제외한 비통전부 제거공정 및 5) a non-conductive part removing step excluding the conductive part; and

6) 상기 통전부와 비전도성 직물간의 용융압착공정으로 이루어진 직물형 회로 기판의 제조방법을 제공한다. 6) A method of manufacturing a woven circuit board comprising a step of melt-pressing between the conductive part and a non-conductive fabric.

본 발명의 제조방법에서 1) 공정은 열가소성 고분자 필름 표면에 도전성물질을 무전해도금법, 스프레이법, 롤 코터 및 나이프코터로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 편면 코팅한다. In the manufacturing method of the present invention, the step (1) is a one-side coating of a conductive material on the surface of the thermoplastic polymer film by any one method selected from the group consisting of electroless plating, spraying, roll coater and knife coater.

본 발명의 제조방법에서 3) 공정은 비전도성 직물과 도전성 필름층을 가결합하기 위하여, 스티칭(stitching) 또는 열가소성 고분자 필름의 유리전이온도이상 융점 미만의 온도범위로 가온하여 임시결합시켜 위치를 고정하는 것이다.In the manufacturing method of the present invention, step 3) is performed by stitching or warming the glass transition temperature of the thermoplastic polymer film to a temperature lower than the melting point of the non-conductive fabric and joining the conductive film layer, .

이후, 6) 공정에서 통전부와 비전도성 직물간을 열가소성 고분자 필름의 융점온도 기준 -10℃ 내지 +20℃ 온도범위로 열세팅하여 내구성을 부여하는 것이다. Thereafter, in step (6), durability is imparted between the conductive part and the nonconductive fabric by setting the temperature within the range of -10 ° C to + 20 ° C based on the melting point temperature of the thermoplastic polymer film.

본 발명은 6) 공정 이후 통전부의 보호공정 및 단자부와 외부회로를 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a step of electrically connecting the terminal portion and the external circuit during the protecting step of the conductive part after step 6).

나아가, 본 발명은 직물형 회로 기판이 구비되어 플렉서블한 특성이 확보된 착용형 전자기기를 제공한다. Furthermore, the present invention provides a wearable electronic device having a fabric type circuit board and a flexible characteristic.

본 발명에 따른 열가소성 고분자 필름에 편면코팅된 도전성 필름층이 회로패턴화된 통전부 및 상기 열가소성 고분자 필름의 이면에 비전도성 직물이 부착된 직물형 회로 기판을 제공할 수 있다. The present invention can provide a conductive circuit film in which a conductive film layer coated on one side of the thermoplastic polymer film according to the present invention is circuit-patterned, and a woven circuit board having a non-conductive fabric adhered to the back surface of the thermoplastic polymer film.

본 발명의 직물형 회로 기판은 회로연결부재의 성능을 유지하면서 제조공정상 에칭등의 화학공정이나 접착제사용없이 열가소성 고분자 소재의 특성을 활용하여 열과 압력으로 직물 자체에 회로 패턴을 형성함으로써, 유연성과 내구성을 부여할 수 있다. The fabric-type circuit board of the present invention can form a circuit pattern on the fabric itself with heat and pressure by utilizing the characteristics of the thermoplastic polymer material without using a chemical process such as a normal etching process or the like, while maintaining the performance of the circuit connecting member. Can be given.

이러한 직물형 회로 기판은 플렉서블한 특성을 필요로 하는 웨어러블 제품에 적용될 수 있으며, 특히, 직물의 양면에 회로 기판을 구성할 수 있고, 전기적 연결과 제어가 필요한 곡면 부분에 적용할 경우 찢어지거나 굽힘에 의해 파손되지 않아, 착용형 전자기기의 전기적 연결에 이용될 수 있다. Such a woven circuit board can be applied to a wearable product requiring a flexible characteristic. In particular, a circuit board can be formed on both sides of a fabric, and when applied to a curved portion requiring electrical connection and control, So that it can be used for electrical connection of the wearable electronic device.

도 1 은 본 발명의 직물형 회로 기판의 단면모식도이고,
도 2는 본 발명의 직물형 회로 기판의 실시일례를 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 직물형 회로 기판의 제조방법을 단계별로 도시한 흐름도이고,
도 4는 본 발명의 직물형 회로 기판의 제조방법의 모식도이다.
1 is a schematic cross-sectional view of a woven circuit board according to the present invention,
Fig. 2 shows an embodiment of the woven circuit board of the present invention,
FIG. 3 is a flow chart showing steps of a method of manufacturing a woven circuit board according to the present invention,
4 is a schematic view of a method of manufacturing a woven circuit board of the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도 1 은 본 발명의 직물형 회로 기판의 단면모식도로서, 본 발명은 열가소성 고분자 필름(100), 1 is a schematic cross-sectional view of a woven circuit board according to the present invention, in which the thermoplastic polymer film 100,

상기 열가소성 고분자 필름(100)에 편면코팅된 도전성 필름층(200)이 패턴화된 통전부 및 The conductive film layer 200 coated on the thermoplastic polymer film 100 with a one-side surface is patterned,

상기 열가소성 고분자 필름(100)의 이면에 부착된 비전도성 직물(300)로 이루어진 직물형 회로 기판을 제공한다. And a non-conductive fabric (300) attached to the back surface of the thermoplastic polymer film (100).

도 2는 본 발명의 직물형 회로 기판의 실시일례를 도시한 것으로서, 도 1의 구조에서 패턴화된 통전부를 따라 절단된 기판 형태이다. Fig. 2 shows an embodiment of a woven circuit board of the present invention, which is a substrate form cut along the patterned conductive part in the structure of Fig.

본 발명의 직물형 회로 기판은 도 1의 단면모식도에 도시된 바와 같이, 열가소성 고분자 필름(100)의 편면코팅된 도전성 필름층(200)의 원하는 위치에 도시된 회로패턴에 따라 도전성 필름층이 커팅되고, 패턴화되지 않은 도전성 필름층만 제거되는 스티커(stiker) 방식으로 제공될 수 있다. 1, the conductive film layer is cut according to a circuit pattern shown at a desired position of the one side coated conductive film layer 200 of the thermoplastic polymer film 100, And may be provided in a stiker manner in which only the non-patterned conductive film layer is removed.

본 발명의 직물형 회로 기판은 열가소성 고분자의 특성을 이용하여 열과 압력만으로 완성되는 것으로서, 분자와 분자 사이의 약한 결합으로 온도가 올라가면, 분자와 분자 사이의 간격이 멀어지거나 미끌어지게 되며, 이러한 현상은 상온에서 딱딱하던 물질이 온도가 높아지면 연화되거나 녹는 현상을 보이게 된다. 또한, 온도가 다시 낮아지면 특성도 원래의 상태로 되돌아가는 열가소성 고분자의 특성을 이용한다. The fabricated circuit board of the present invention is completed with only heat and pressure by using the characteristics of the thermoplastic polymer. As the temperature rises due to a weak bond between the molecules, the gap between the molecules and the molecules becomes distant or slippery. Materials that are hard at room temperature tend to soften or melt when the temperature rises. Further, when the temperature is lowered again, the characteristic of the thermoplastic polymer which returns to the original state is utilized.

이에, 본 발명에서 사용하는 열가소성 고분자 필름은 공지된 열가소성 고분자 수지를 포함하며, 일정수준의 인장력과 굴곡저항성을 가진 소재로서, 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 및 폴리아미드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용한다. Thus, the thermoplastic polymer film used in the present invention includes a known thermoplastic polymer resin and is a material having a certain level of tensile strength and bending resistance, and more preferably polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polypropylene, poly Urethane, and polyamide.

이러한 열가소성 고분자 필름의 편면코팅된 도전성 필름층으로 통전부를 형성하고, 열가소성 고분자 필름에는 내열성 섬유소재로 이루어진 비전도성 직물을 부착시켜 3층구조의 직물형 회로 기판을 완성한다. The conductive layer of the thermoplastic polymer film is coated with a conductive film layer, and a non-conductive fabric made of a heat-resistant fiber material is attached to the thermoplastic polymer film to complete a three-layered woven circuit board.

이때, 도전성 필름층(200)은 니켈, 니켈 합금, 구리 및 은으로 이루어진 군에서 선택되는 금속사 또는 폴리아닐린, PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), 폴리피롤로 이루어진 군에서 선택되는 전도성 고분자에서 선택되는 것이다. At this time, the conductive film layer 200 may be formed of a conductive metal selected from the group consisting of nickel, a nickel alloy, copper and silver, or a conductive polymer selected from the group consisting of polyaniline, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) .

또한, 비전도성 직물(300)은 내열성 섬유로서, 폴리에스테르 섬유, 나일론 및 아라미드 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. The nonconductive fabric 300 is preferably a heat-resistant fiber selected from the group consisting of polyester fibers, nylon and aramid fibers.

본 발명은 직물형 회로 기판의 제조방법으로서, 1) 열가소성 고분자 필름 편면에 도전성물질을 코팅한 도전성 필름층의 형성공정,The present invention relates to a method for producing a woven circuit board, comprising the steps of: 1) a step of forming a conductive film layer in which a conductive material is coated on one surface of a thermoplastic polymer film,

2) 비전도성 직물에 상기 도전성 필름층을 커버링하는 공정, 2) covering the conductive film layer with a nonconductive fabric,

3) 상기 비전도성 직물과 상기 도전성 필름층간의 가결합 공정,3) a step of joining the nonconductive cloth and the conductive film layer,

4) 도전성 필름층에 회로패턴을 조각하고 회로패턴에 따라 도전성 필름층을 커팅하는 통전부 형성공정,4) a conductive part forming step of forming a circuit pattern on the conductive film layer and cutting the conductive film layer according to the circuit pattern,

5) 상기 통전부를 제외한 비통전부 제거공정 및 5) a non-conductive part removing step excluding the conductive part; and

6) 상기 통전부와 비전도성 직물간의 용융압착공정으로 이루어진 직물형 회로 기판의 제조방법을 제공한다. 6) A method of manufacturing a woven circuit board comprising a step of melt-pressing between the conductive part and a non-conductive fabric.

도 3은 본 발명의 직물형 회로 기판의 제조방법을 단계별로 도시한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 직물형 회로 기판의 제조방법의 모식도이다. Fig. 3 is a flow chart showing steps of the method of manufacturing a woven circuit board of the present invention, and Fig. 4 is a schematic view of a method of manufacturing a woven circuit board of the present invention.

이하 도면을 참조하여 공정별 특징에 대하여 설명하고자 한다. Hereinafter, characteristics of the process will be described with reference to the drawings.

본 발명의 제조방법에서 1) 공정은 열가소성 고분자 필름에 도전성물질을 편면코팅하는 것을 특징으로 도전성 필름층을 형성한다. In the manufacturing method of the present invention, the step (1) is a step of coating the thermoplastic polymer film with a conductive material on one side to form a conductive film layer.

상기 코팅방법은 무전해도금법, 스프레이법, 롤 코터 또는 나이프코터 방식에 의해 수행하며, 바람직하게는 나이프코터를 이용하여 편면에 도전성물질을 균일 코팅한다. The above coating method is carried out by an electroless plating method, a spraying method, a roll coater or a knife coater method, and a conductive material is uniformly coated on one side by using a knife coater.

일례로, 열가소성 고분자 필름이 준비되면 편면에 도전성물질을 입혀 전기적인 성질을 부여하는데, 이때, 무전해도금법을 이용한 경우 니켈, 니켈 합금, 구리 및 은으로 이루어진 군에서 선택되는 금속사가 적용되고, 스프레이법 또는 나이프코터법에 의한 경우 폴리아닐린, PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), 폴리피롤로 이루어진 군에서 선택되는 전도성 고분자가 바람직하다. 상기 도전성물질은 소정의 탄성을 갖도록 형성된다. For example, when a thermoplastic polymer film is prepared, a conductive material is applied on one side to impart an electrical property. In the case of electroless plating, a metal yarn selected from the group consisting of nickel, a nickel alloy, copper and silver is applied, The conductive polymer is preferably a conductive polymer selected from the group consisting of polyaniline, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), polypyrrole, and polyaniline by a knife coater method.

본 발명의 제조방법에서 2) 공정은 비전도성 직물(300)에 상기 도전성 필름층(200)을 커버링하는 공정으로서, 상기 도전성 필름층(200)이 형성된 열가소성 고분자 필름(100)의 이면에 비전도성 직물(300)과 마주하도록 배치하는 공정이다. In the manufacturing method of the present invention, step 2) is a step of covering the conductive film layer 200 on the nonconductive fabric 300, wherein the conductive film layer 200 is formed on the back surface of the thermoplastic polymer film 100, So as to face the fabric 300.

이때, 도전성 필름층(200)이 편면코팅된 열가소성 고분자 필름(100)과 비전도성 직물(300)의 넓이는 동일하게 구비될 수 있다. At this time, the width of the thermoplastic polymer film 100 and the nonconductive fabric 300 having the single-sided coating of the conductive film layer 200 may be the same.

상기의 비전도성 직물(300)은 탄성변형 가능한 내열 섬유로서 폴리에스테르 섬유, 나일론 및 아라미드 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용하여 형성할 수 있다.The nonconductive fabric 300 may be formed using any one selected from the group consisting of polyester fibers, nylon, and aramid fibers as elastic heat-resisting heat-resistant fibers.

본 발명의 제조방법에서 3) 공정은 비전도성 직물(300)과 도전성 필름층(200)이 형성된 열가소성 고분자 필름(100)을 가결합하기 위하여, 스티칭(stitching) 또는 선택된 열가소성 고분자 필름의 유리전이온도이상 융점 미만의 온도범위로 수초 간 가온하여 임시결합시킴으로써, 위치를 고정하는 것이다. 이때, 본 3) 공정에서는 두 층간의 고정을 위해 별도의 접착제 사용을 배제하며 실시온도는 선택된 열가소성 고분자 필름에 따라 달리 설계될 수 있다. In the manufacturing method of the present invention, step 3) may be performed by stitching or bonding the thermoplastic polymer film 100 on which the conductive film layer 200 is formed with the glass transition temperature of the selected thermoplastic polymer film It is warmed for several seconds to a temperature range lower than the ideal melting point and temporarily bonded to fix the position. In this case, in the process 3), the use of a separate adhesive is not used for fixing the two layers, and the execution temperature may be designed differently according to the selected thermoplastic polymer film.

이후, 본 발명의 제조방법 4) 공정은 도전성 필름층(200)에 회로패턴을 조각하고 회로패턴에 따라 도전성 필름층(200)만을 커팅하여 통전부를 형성한다.Thereafter, in the manufacturing method 4) of the present invention, a circuit pattern is formed on the conductive film layer 200, and only the conductive film layer 200 is cut according to a circuit pattern to form a conductive part.

상기에서 회로패턴의 조각은 컴퓨터를 이용하여 도전성 필름층(200)의 일부에 원하는 패턴을 도시화할 수 있으나, 회로패턴을 조각하는 방법은 이에 제한되지 않고 사용될 수 있다. In the above, a piece of circuit pattern can be used to illustrate a desired pattern on a part of the conductive film layer 200 by using a computer, but a method of engraving a circuit pattern can be used without limitation.

이후, XY 축 자동이동이 가능한 컴퓨터 제어방식의 레이저 컷터로 출력량을 조절하여 베이스가 되는 비전도성 직물(300)을 상해하지 않고 회로패턴이 조각된 도전성 필름층(200)만을 커팅하여 통전부를 형성한다. Thereafter, the amount of electric power is controlled by a computer-controlled laser cutter capable of automatically moving the XY axis to cut only the conductive film layer 200 on which the circuit pattern is formed without damaging the base non-conductive fabric 300, do.

이후, 5) 공정에서는 통전부를 제외한 비통전부를 제거하는 공정으로서, 전공정에서 회로패턴이 조각된 도전성 필름층(200)만을 커팅하고, 회로패턴이 조각되지 않은 도전성 필름층(200)을 제거함으로써, 스티커(stiker) 방식의 직물형 회로 기판을 제공할 수 있다.Thereafter, in the step 5), only the conductive film layer 200 on which the circuit pattern is engraved in the previous step is cut, and the conductive film layer 200 in which the circuit pattern is not carved is removed Thus, it is possible to provide a stiker-type fabric-like circuit board.

본 발명의 제조방법에서, 6) 공정은 통전부와 비전도성 직물간을 열가소성 고분자 필름의 융점온도 기준 -10℃ 내지 +20℃ 온도범위로 열세팅하여 내구성을 부여된 완제품을 형성하는 공정이다. In the production process of the present invention, step (6) is a step of thermally setting the temperature between the conductive part and the non-conductive fabric in the temperature range of -10 ° C to + 20 ° C based on the melting point temperature of the thermoplastic polymer film to form a durable article.

즉, 핫프레스 또는 히트챔버에 통전부가 형성된 직물을 넣고 열가소성 고분자 필름의 용융점 부근에서 열세팅을 실시한다. 이때 열세팅 온도와 시간은 사용된 열가소성 고분자에 따라 다르며, 회로구조의 기반이 되는 비전도성 직물(300)은 적어도 내열성이 통전부의 열가소성 고분자 보다 높거나 동등 수준이어야 한다.That is, a fabric in which a hot press or a heat chamber is formed with an energized portion is placed and thermal setting is performed in the vicinity of the melting point of the thermoplastic polymer film. The thermal setting temperature and time depend on the thermoplastic polymer used, and the nonconductive fabric 300 on which the circuit structure is based should be at least as heat-resistant as or higher than the thermoplastic polymer in the conductive portion.

본 발명의 제조방법은 6) 공정 이후 통전부의 보호공정 및 단자부와 외부회로를 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method of the present invention may further include a step of electrically connecting the terminal portion and the external circuit during the protecting step of the conductive part after step 6).

구체적으로, 통전부는 외부로 노출되어 있고, 회로구조의 기반이 되는 직물과 결합이 되어있지 않기 때문에, 외부환경에 그대로 놓일 경우, 진동, 마찰 등에 의하여 원하는 패턴의 위치에서 벗어날 우려가 있다. 따라서 통전부를 보호하기 위하여 다음의 과정이 더 요구된다. Specifically, the conductive part is exposed to the outside, and is not coupled with the fabric on which the circuit structure is based. Therefore, when the conductive part remains in the external environment, there is a fear of deviating from a desired pattern position due to vibration, friction, or the like. Therefore, the following procedure is further required to protect the conductive part.

이에, 보호재를 함침하여 쇼트를 방지하는데, 보호재는 탄성변형이 가능한 재질로서, 실리콘 또는 우레탄이 바람직하다. 다음으로, 금형덮개를 덮고, 열과 압력을 가하여 직물을 시트 형태로 형성한다. 제조된 통전부는 보호재에 의해 덮인 상태가 된다.In order to prevent short-circuiting by impregnating the protective material, the protective material is preferably a material capable of elastic deformation, and is preferably silicone or urethane. Next, the mold cover is covered, and heat and pressure are applied to form the fabric into a sheet form. The manufactured conductive part is covered by the protective material.

이후 필요에 따라, 외관으로 사용할 부분에 외관 재질을 라미네이션 처리할 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄 필름, 가죽 등의 외관 재질을 비전도성 직물(300)의 표면에 라미네이팅하여 일반 의류와 동일한 형태로 제작할 수 있다.Then, if necessary, the exterior material may be laminated to the portion to be used as the exterior. For example, it is possible to produce the same type of ordinary clothes by laminating an outer surface material such as a polyurethane film, leather or the like to the surface of the nonconductive fabric 300.

아울러, 직물형 회로 기판을 외부회로 또는 전자 부품(160)과 전기적으로 연결하기 위해서는 먼저, 하프 커팅(half cutting)을 통하여 전자 부품의 전기적 연결이 필요한 단자부를 덮는 보호재를 제거한다. 예를 들어, 목형을 이용한 나이프 작업을 수행하거나 레이저를 이용하여 단자부에 대응되는 보호재만을 제거한다. In addition, in order to electrically connect the woven circuit board to the external circuit or the electronic component 160, first, the protection material covering the terminal portion requiring electrical connection of the electronic component through half cutting is removed. For example, a knife operation using a wooden mold is performed, or only the protective material corresponding to the terminal portion is removed by using a laser.

이후, 단자부와 외부회로 또는 전자 부품을 전기적으로 연결하는 공정을 실시한다. 예를 들어, 전자 부품을 단자부 위에 배치한 후 SMT(Surface Mounting Technology) 처리하여 실장하거나, 납땜(soldering)하여 고정할 수 있다. 물론, 전기적 연결을 위한 커넥터가 구비될 수도 있다.Thereafter, a process of electrically connecting the terminal portion to an external circuit or an electronic component is performed. For example, electronic components may be disposed on the terminal portion and then mounted by SMT (Surface Mounting Technology) processing or may be fixed by soldering. Of course, a connector for electrical connection may be provided.

본 발명의 직물형 회로 기판의 제조방법을 통해, 에칭이나 별도의 화학재료를 사용하는 공정 없이 열가소성 고분자 소재의 특성을 활용하여 열과 압력만으로 직물형 회로 기판을 제공할 수 있다. The fabricated circuit board of the present invention can provide a fabricated circuit board with only heat and pressure by utilizing the characteristics of the thermoplastic polymer material without etching or using a chemical material.

나아가, 본 발명은 직물형 회로 기판이 구비되어 플렉서블한 특성이 확보된 착용형 전자기기를 제공한다.Furthermore, the present invention provides a wearable electronic device having a fabric type circuit board and a flexible characteristic.

이에, 본 발명은 직물형 회로 기판을 플렉서블한 특성을 필요로 하는 웨어러블 제품에 적용될 수 있다.Accordingly, the present invention can be applied to a wearable product requiring a property that a cloth-like circuit board is flexible.

본 발명의 직물형 회로 기판은 직물의 양면에 회로 기판을 구성할 수 있고, 전기적 연결과 제어가 필요한 곡면 부분에 적용할 경우 찢어지거나 굽힘에 의해 파손되지 않아, 착용형 전자기기의 전기적 연결에 이용될 수 있다. The woven circuit board of the present invention can be used for electrical connection of a wearable electronic device because it can constitute a circuit board on both sides of a fabric and is not damaged by tearing or bending when applied to a curved surface portion requiring electrical connection and control. .

상기에서 착용형 전자기기는 모자, 의류, 손목시계, 암밴드 등의 형태로 구성될 수 있으며, 구체적으로는 운동복으로 제작되고, 각종 센서(심박센서, GPS 등)를 구비하여 사용자의 심장 박동, 위치 정보 등의 정보를 수집하고, 수집된 정보를 안테나를 통하여 외부기기로 전송 가능하도록 구성될 수도 있다.The wearable electronic device may be formed in the form of a hat, a garment, a wrist watch, an armband, etc. Specifically, the wearable electronic device is made of a sportswear and includes various sensors (heart sensor, GPS, etc.) Information and the like, and transmit the collected information to an external device through an antenna.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 열가소성 고분자 필름에 편면코팅된 도전성 필름층이 회로패턴화된 통전부 및 상기 열가소성 고분자 필름의 이면에 비전도성 직물이 부착되어, 직물 자체에 회로 패턴이 형성된 직물형 회로 기판을 제공하였다. As described above, the present invention provides a thermoplastic polymer film, which comprises a conductive part having a conductive film layer coated on one side thereof with a thermoplastic polymer film and a non-conductive fabric attached to a back surface of the thermoplastic polymer film, A circuit board was provided.

본 발명의 직물형 회로 기판의 제조방법은 공정상 에칭등의 화학공정이나 접착제사용없이 열가소성 고분자 소재의 특성을 활용하여 열과 압력으로 유연성과 내구성이 부여된 직물형 회로 기판을 제조할 수 있다.The method of manufacturing a woven circuit board of the present invention can produce a woven circuit board having flexibility and durability imparted by heat and pressure by utilizing the characteristics of a thermoplastic polymer material without using a chemical process such as etching or an adhesive.

본 발명의 직물형 회로 기판은 직물의 양면에 회로 기판을 구성할 수 있고, 전기적 연결과 제어가 필요한 곡면 부분에 적용할 경우 찢어지거나 굽힘에 의해 파손되지 않아, 착용형 전자기기의 전기적 연결에 유용하다.
The woven circuit board of the present invention can be used for electrical connection of a wearable electronic device because it can constitute a circuit board on both sides of a fabric and is not damaged by tearing or bending when applied to a curved portion requiring electrical connection and control. Do.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.

100: 열가소성 고분자 필름
200: 도전성 필름층
300: 비전도성 직물
100: Thermoplastic polymer film
200: conductive film layer
300: non-conductive fabric

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 1) 열가소성 고분자 필름 편면에 도전성물질을 코팅한 도전성 필름층의 형성공정,
2) 비전도성 직물에 상기 도전성 필름층을 커버링하는 공정,
3) 상기 비전도성 직물과 상기 도전성 필름층간의 가결합 공정,
4) 도전성 필름층에 회로패턴을 조각하고 회로패턴에 따라 도전성 필름층을 커팅하는 통전부 형성공정,
5) 상기 통전부를 제외한 비통전부 제거공정 및
6) 상기 통전부와 비전도성 직물간의 용융압착공정으로 이루어진 직물형 회로 기판의 제조방법.
1) a step of forming a conductive film layer in which a conductive material is coated on one surface of a thermoplastic polymer film,
2) covering the conductive film layer with a nonconductive fabric,
3) a step of joining the nonconductive cloth and the conductive film layer,
4) a conductive part forming step of forming a circuit pattern on the conductive film layer and cutting the conductive film layer according to the circuit pattern,
5) a non-conductive part removing step excluding the conductive part; and
6) A process for producing a woven circuit board comprising the step of melt-pressing between the conductive part and the non-conductive fabric.
제5항에 있어서, 상기 1) 공정에서 열가소성 고분자 필름에 도전성물질을 무전해도금법, 스프레이법, 롤 코터 및 나이프코터로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 편면 코팅하는 것을 특징으로 하는 직물형 회로 기판의 제조방법.[7] The method according to claim 5, wherein the thermoplastic polymer film is one-side coated with a conductive material by any one method selected from the group consisting of an electroless plating method, a spray method, a roll coater and a knife coater in the step 1) A method of manufacturing a circuit board. 제5항에 있어서, 상기 3) 공정에서 비전도성 직물과 도전성 필름층간 스티칭(stitching) 또는 열가소성 고분자 필름의 유리전이온도이상 융점 미만의 온도범위로 가온하여 가결합시켜 고정하는 것을 특징으로 하는 직물형 회로 기판의 제조방법.The method according to claim 5, wherein in step (3), stitching between the nonconductive cloth and the conductive film or heating to a temperature lower than the glass transition temperature and melting point of the thermoplastic polymer film, A method of manufacturing a circuit board. 제5항에 있어서, 상기 6) 공정에서 통전부와 비전도성 직물간 열가소성 고분자 필름의 융점온도 기준 -10℃ 내지 +20℃ 온도범위로 열세팅하는 것을 특징으로 하는 직물형 회로 기판의 제조방법.The method as claimed in claim 5, wherein, in step 6), the thermoplastic polymer film is thermally set in a temperature range of -10 ° C to + 20 ° C based on the melting point of the thermoplastic polymer film between the conductive part and the nonconductive fabric. 제5항에 있어서, 상기 6) 공정 이후 통전부의 보호공정 및 단자부와 외부회로를 전기적으로 연결하는 공정을 더 포함하는 직물형 회로 기판의 제조방법.The method as claimed in claim 5, further comprising a step of electrically connecting the terminal portion and the external circuit during the protecting step of the conductive part after the step (6). 삭제delete
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