KR20230151406A - 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기전도성 섬유에 직조된 생체신호 측정 전극사가 납땜이 가능하도록 개선된 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유에 관한 것이다.
본 발명은 복합도전사를 경사와 위사로 하여 직조되고, 상기 복합도전사 사이에 일정 간격으로 경사와 위사로 하여 직조된 전극사로 이루어지고, 상기 전극사에서 인출된 인출전극사가 생체신호 측정 장치의 회로기판의 접속패턴에 납땜되되, 상기 전극사 및 상기 인출전극사는 납땜 온도보다 높은 용융점을 갖는 금속재로 이루어진 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유를 제공한다.

Description

납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유{SOLDERABLE ELECTRO-CONDUCTIVE FIBER FOR MEASURING BIO-SIGNALS}

본 발명은 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기전도성 섬유에 직조된 생체신호 측정 전극사가 납땜이 가능하도록 개선된 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유에 관한 것이다.

최근 건강에 대한 관심 증대와 라이프스타일의 변화와 함께 고령화 사회로의 진입으로 인해 사회적인 관점에서 개인의 건강에 대한 체계적인 관리의 필요성이 대두되고 있다.

이에 따라 개인의 건강을 체계적으로 모니터링하고 관리할 수 있는 기술에 대한 요구가 증가되고 있다.

특히, 생체신호 측정 섬유는 언제 어디서나 인체와 접촉하고 있기 때문에 생체신호를 측정하기에 적합한바 다양한 종류의 생체신호 측정 센서를 생체신호측정 의류에 용이하게 탑재하기 위한 연구와 시도들이 이루어지고 있다.

그리고 전도성 실 또는 전도성 직물 기반 코일형 자계 센서를 구성하여, 유도용량(Inductance) 변화를 이용한 생체조직의 체적변화 검출하는 유도용량성 생체신호 측정 센서가 제안된 바 있다.

특히, 심장박동, 심전도 신호 등을 비접촉으로 검출하기 위하여, 전자기학적으로 인체와 근접한 면에서 인덕턴스(Inductance)를 형성하는 전도성 실 또는 직물 기반의 코일 형태의 유도성(inductive) 센서를 이용하여 심장근육의 움직임으로 인한 도전율(conductivity, σ)의 변화가 유도된 와상전류(eddy current)에 의한 유도성 센서의 인덕턴스의 변화를 일으키게 되고, 변화된 인덕턴스를 발진회로를 이용하여 주파수 변조시킨 후, 복조기(demodulator)를 이용하여 심장의 움직임을 검출할 수 있는 유도용량성 생체신호 측정 센서와 그 구동장치 및 구동방법이 제안된 바 있다.

이렇게 제안된 전도성 직물기반 유도용량성 생체신호 측정 센서는, 등록특허 제10-1302600호(2013년 08월 26일, 등록)에 개시되어 있다.

상기한 생체신호 측정 센서 또는 장치 등에 적용되는 생체신호 측정용 전기전도성 섬유의 일 실시예가 도 1에 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 전기전도성 섬유(10)를 생체신호 측정 센서 또는 장치 등에 적용하기 위해 원단 또는 패치 형태로 직조하였다.

즉, 생체신호 측정 센서 또는 장치에 적용되는 생체신호 측정용 전기전도성 섬유(10)는, 복합도전사(11)를 경사(날실)와 위사(씨실)로 직조하여 제조하여 이루어진다.

이때, 상기 복합도전사(11)는, 섬유사의 외부에 코팅된 도전층으로 이루어진다.

이러한 섬유사는 일 예로 폴리아미드(PA)를 적용할 수 있고, 상기 도전층은 은(Ag)이 코팅되어 이루어질 수 있다.

이와 같이 구성된 생체신호 측정용 전기전도성 섬유(10)를 생체신호 측정 센서 또는 장치의 회로기판(미도시)에 전기적으로 연결하기 위해, 상기 복합도전사(11)에서 인출한 인출전극사(11a)를 상기 회로기판의 접속패턴에 납땜을 한다.

그런데, 상기와 같은 종래의 복합도전사(11)의 인출전극사(11a)는, 납땜을 하기 어려운 문제점이 있다.

그 이유는, 상기 인출전극사(11a)를 납땜하는 경우, 납땜 온도(약 350℃)가 너무 높아 상기 인출전극사(11a)가 고온의 납땜 온도에 견디지 못하기 때문이다.

1. 등록특허공보 제10-1840115호(2018년 03월 13일, 등록)의 피부에 배치되는 전도성 부재를 이용한 생체신호측정의류 2. 등록특허공보 제10-1302600호(2013년 08월 26일, 등록)의 전도성 직물기반 유도용량성 생체신호 측정 센서 3. 공개특허공보 제10-2010-0063595호(2010년 06월 11일, 공개)의 전기전도성 섬유를 이용한 무구속 움직임 측정 장치 및 방법

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 생체신호 측정용 전기전도성 섬유의 인출전극사가 회로기판의 접속패턴에 납땜이 가능하도록 한 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유는,

복합도전사를 경사와 위사로 하여 직조되고, 상기 복합도전사 사이에 일정 간격으로 경사와 위사로 하여 직조된 전극사로 이루어지고,

상기 전극사에서 인출된 인출전극사가 생체신호 측정 장치의 회로기판의 접속패턴에 납땜되되,

상기 전극사 및 상기 인출전극사는 납땜 온도보다 높은 용융점을 갖는 금속재로 이루어진 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 전극사 및 상기 인출전극사는 Cu를 포함하여 된다.

본 발명에 있어서, 상기 복합도전사는, 코어인 섬유사와; 상기 섬유사의 외부에 코팅된 도전층;을 포함하되, 상기 섬유사는 폴리아미드(PA)를 포함하여 되고, 상기 도전층은 은(Ag)을 포함하여 된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 복합도전사 사이에 일정 간격으로 전극사를 위사와 경사로 하여 직조하고, 상기 전극사에서 인출한 인출전극사로 이루어지고, 상기 인출전극사를 생체신호 측정 장치의 회로기판의 접속패턴에 납땜하고, 상기 전극사 및 인출전극사를 높은 용융온도를 가지고 있고, 전기전도율이 우수하며, 은(Ag)에 비해 상대적으로 코스트가 저렴한 Cu를 적용함으로써, 상기 회로기판의 접속패턴에 용이하게 납땜할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 생체신호 측정용 전기전도성 섬유의 전체 구성을 확대하여 나타낸 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유의 전체 구성을 확대하여 나타낸 평면도.
도 3은 도 2에서 A-A선을 따라 절개하여 나타내 보인 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유의 전체 구성을 확대하여 나타낸 평면도가 도시되어 있다.

그리고 도 3에는 도 2에서 A-A선을 따라 절개하여 나타내 보인 단면도가 도시되어 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유(100)는, 경사와 위사로 하여 직조된 복합도전사(110)와, 이 복합도전사(110)에 일정 간격으로 위사와 경사로 하여 직조된 전극사(130)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 전극사(130)는 전기전도성 섬유(100)에서 인출된 인출전극사(130a)가 생체신호 측정 장치의 회로기판(200)의 접속패턴(201)에 납땜된다.

따라서 상기 전극사(130) 및 인출전극사(130a)는 납땜 온도보다 높은 용융점을 갖는 금속재(metal)로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 전극사(130) 및 인출전극사(130a)는 높은 용융온도(약 1,080℃)를 가지고 있고 전기전도율이 우수하며, 은(Ag)에 비해 상대적으로 코스트가 저렴한 Cu를 포함한다.

또한, 상기 복합도전사(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 코어인 섬유사(110a)와, 이 섬유사(110a)의 외부에 코팅된 도전층(110b)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 섬유사(110a)는 폴리아미드(PA)를 포함하고, 상기 도전층(110b)은, 은(Ag)을 포함하여 구성된다.

이와 같이 상기 섬유사(110a)에 폴리아미드(PA)를 적용한 이유는 강도와 내마모성 및 탄성회복율이 우수하기 때문이며, 상기 도전층(110b)에 은(Ag)을 적용한 이유는 전기전도도가 매우 높기 때문이다.

한편, 상기 회로기판(200)은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)를 포함하여 된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유(100)는, 복합도전사(110)에서 전극사(130)를 위사와 경사로 하여 직조하고, 상기 전극사(130)에서 인출한 인출전극사(130a)로 이루어진다.

또한, 상기 인출전극사(130a)를 생체신호 측정 장치의 회로기판(200)의 접속패턴(201)에 납땜된다.

이때, 상기 전극사(130) 및 인출전극사(130a)를 높은 용융온도(약 1,080℃)를 가지고 있고, 전기전도율이 우수하며, 은(Ag)에 비해 상대적으로 코스트가 저렴한 Cu를 적용함으로써, 상기 회로기판(200)의 접속패턴(201)에 용이하게 납땜할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유(100)는, 생체신호 측정 장치나 센서 등에 용이하게 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100. 전기전도성 섬유
110. 복합도전사
110a. 섬유사
110b. 도전층
130. 전극사
130a. 인출전극사
200. 회로기판
201. 접속패턴

Claims (3)

1. 복합도전사를 경사와 위사로 하여 직조되고, 상기 복합도전사 사이에 일정 간격으로 경사와 위사로 하여 직조된 전극사로 이루어지고,
   상기 전극사에서 인출된 인출전극사가 생체신호 측정 장치의 회로기판의 접속패턴에 납땜되되,
   상기 전극사 및 상기 인출전극사는 납땜 온도보다 높은 용융점을 갖는 금속재로 이루어진 것을 특징으로 하는 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전극사 및 상기 인출전극사는 Cu를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유.
3. 제1항에 있어서,
   상기 복합도전사는,
   코어인 섬유사와;
   상기 섬유사의 외부에 코팅된 도전층;을 포함하되,
   상기 섬유사는 폴리아미드(PA)를 포함하여 되고, 상기 도전층은 은(Ag)을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 납땜이 가능한 생체신호 측정용 전기전도성 섬유.