TW201213632A - Electronic textile and method of manufacturing an electronic textile - Google Patents

Description

201213632 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電子織物，且關於一種製造此一電子 織物之方法。 【先前技」術】 曰常生活中使用許多類型之織物。當將電 J座不顯眼 地整合於此等織物以產生電子織物時，則出現新的應用領 域。一種新的應用之此一實例係發光織物，且其他實例包 含基於織物之感測系統、可穿戴電子器件等等。 對於此等新的應用，可用一織物達成之織物之非常特殊 之性質（諸如，可依形性及/或可拉伸性）係有利。麸而，該 相同之性質及在製程中導致之織物之不規則性演變成料 製造一電子織物設計—製程中面對之挑戰。例如，結果表 明，難以用一種可靠且節約成本之方式將電子組件安裝於 一織物基底上》 、' 已經提出了多種用於將電子組件安裝至―織物基底之方 法°然而’ A多數此等方法耗費勞動力且並不適合於大規 模生產’至少無法在不大量投人新類型製造設備之情況下 WO-2〇1〇/〇339(^示—種在工業規模上用於將電子組 件t裝1 哉物基底之方法之一實例。根據此方法，—移 動：Λ物基底經暫時地夾持於夾鉗之間，以穩定一位置用 :女裝t子級件。隨後，將該電子組件(呈具有兩個部 刀特殊封裝）搭扣於合適之位置’且接著用環氧樹脂 15824l.doc

-4- 201213632 將該電子組件更永久且可靠地接合至該織物基底。 儘&看起來可處理一高生產率，w〇_2〇1〇/〇339〇2揭示 之S亥方法似乎需要一種特殊類型之電子組件封裝且使用一 種在電子製造工業中非標準之連接技術。因此，使用wo_ 2010/033902揭示之該方法將需要大量投資且可能僅可使 用定製組件封裝，此增加該電子織物之成本。 【發明内容】 鑑於先前技術之上述及其他缺點，本發明之一般目的在 於促成電子織物之一更具成本效益之製作。 根據本發明之一第一態樣，提供一種製造一電子織物之 方法，其包括下列步驟：提供包括複數個導體線之織物載 體；將該織物載體可釋放地附接至一剛性支撐板；在該織 物載體上以一圖案提供一導電物質，從而在該織物載體上 形成複數組連接墊，各組連接墊界定用於放置一電子組件 之一組件放置位置，且各組連接墊包括覆蓋該等導體線中 之一者之一連接墊’該連接墊在平行於該導體線之一方向 上具有一連接墊長度，且在垂直於該導體線之一方向上具 有一連接墊寬度，其中該連接墊寬度係該織物載體在垂直 於該導體線之方向上之一延伸部之至少百分之一，但較佳 至少百分之二；使該等電子組件自動地放置於該等組件放 置位置，使§玄導電物質固化’以將該等電子組件附接至該 織物載體，因此形成該電子織物；及自該剛性支樓板移除 該電子織物。 在本申請案之上下文中’「織物（textile)」應被理解為全 158241.doc 201213632 部或部分由纖維製成之可換 ^ . , ... 1万戎座。〇。纖維可以單纖 維（Singleflber/fil咖叫之形式提供’或可捆束在一起成 為一個多纖維組態，諸如紗 ^士 ^ , 纖維可藉由編織、 =。、針織、鉤針編織、銜縫或非編織技術（諸如，絡幻 電子件之，组件塾（c〇mponent㈣」係意在且經設計 用:導電連接至-印刷電路板或其他組件载體上之對應塾 由於一織物之不同機械性 *安裝組件放置設備=所，據信無法使用自動表 &備如一所謂之取放機器，其經設計 用於習知之剛性表面板)而將電子組件安裝於一織物载體 上。相反地’製造電子織物之領域之聚焦點在於經特定設 计用於電子織物的製作之封裝、製程及設備之發展。如 今’本發明之發明者已έ螫 — ，士為訝地發現，實際上，自動表面 安裝組件放置設備（諸如，所謂之取放機器）確實可用於製 作電子織物’且若該織物載體經可釋放地附接至一剛性支 樓板且導電物質係於組件放置之前以一合適之設計圖案提 供於該織物载體上，則製作具有可接受之可靠性及產品良 率。明確而言，本發明之發明者已經發現，垂直於該導體 線之方向上之連接塾之大小對於可靠性及產品良率至關重 要’此係歸因於由於製造織物載體及當該織物載體經可釋 放地附接至δ亥剛性支樓板時可能發生之織物載體之變形而 導致之導體線定位之不準確性。本發明之發明者已經發 現’此等機構導致在垂直於該導體線之方向上之一導體線 15824I.doc 201213632 之位置之不準確性，此關乎織物載體在垂直於該導體線之 該方向上之延伸部《藉由將配置於一導體線上之連接墊之 連接墊寬度關連於該織物載體在垂直於該導體墊之該方向 上的延伸部，可補償上述之不精確性。本發明之發明者已 經發現，一般地，提供導電物質使該連接墊寬度係該織物 載體在垂直於該導體線之方向上之延伸部之至少百分之 ，但較佳至少百分之二則足以補償上述之不確定性。此 外，該連接墊寬度可至少等於該待連接至該連接墊之該組 件墊之該組件墊寬度。 為了進一步增加根據本發明之方法的可靠性及/或產品 良率，可提供该導電物質使得該連接墊長度變成至少等於 該組件墊長度。 该剛性支撐板可有利地提供有參考標記，以引導該織物 載體之放置且允許該自動放置設備之對準。例如，此參考 標記可包括用於在將該織物載體可釋放地附接至該剛性支 標板時對準該織物載體之線及/或交叉線或類似物，以由 該自動放置設備用作基準標記。 。根據本發明之方法之多項實施例，可釋放地附接之步驟 可包括下列步驟：拉張該織物载體；及使該織物载體按壓 於提供在該剛性支撐板上之一黏性層上。 藉由拉張該織物載體，可移除任何褶皴等等且形成一平 坦表面。 此外’该剛性支撐板可包括相互間隔開之支撐板孔隙， 且可釋放地附接之該步驟可包括下列步驟：提供包括一對 158241.doc 201213632 準板及實貝上垂直於該對準板而延伸之相互間隔之對準銷 之-剛性對準配置，該等對準銷經配置以對應於該剛性支 撐板之支撐板孔隙之—配置；拉 靜舶“— 拉張d亥織物載體且將該織物 載體配置於5亥剛性對準板上，使得該等對準銷穿透該織物 載體，使該剛性支撐板對準至該等對準銷且將該織物載體 夾持於該剛性支樓板與該剛性對準板之間，使得該織物載 體係可釋放地附接至該剛性支擇板。 透過提供此難對準巍該剛性支撐板及織㈣體之上 述組態’可促成該織物載體關於該剛性支撐板之對準。明 確而言’織物載體孔隙或其他指示物可關於該織物載體之 導體線而配置於經準確地界定之位置’此意指，該等導體 線之位置將可由該自動電子組件放置設備在關於該剛性支 樓板之校準/對準之後而獲得。 根據本發明之方法之多項實施例，提供該導電物質之步 驟可包括將導電膠施配成該圖案之步驟。例如，連接墊之 圖案可由-習知之低溫焊膏或導電膠而形成。然而，實驗 已表明’當前導電膠係較佳之選擇，因為可在該電子組件 與該導體線之間建立更好之接觸’尤其是當該導體線係由 導電紗線形成時。 根據本發明之一第二態樣，提供一種電子織物，其包 括：具有複數個導體線之一織物載體；複數個連接墊，其 各者覆蓋該等導體* 泉中之一者且在平行於該導體線之一方 向上具有一連接墊長度且在垂直於該導體線之一方向上具 有一連接墊寬度；及複數個電子組件，其各者具有經由該 158241.doc 201213632 等連接墊中之一者而電連接至該等導體線中之一者之至少 一個第一組件墊，其中該連接墊寬度係該織物載體在垂直 於該導體線之方向上之一延伸部之至少百分之_，但較佳 至少百分之二。 本發明之此第二態樣之變動及優點實質上類似於上文關 於本發明之該第一態樣所提供之變動及優點。 例如’該連接墊長度可至少等於該組件塾長度。 此外，該等連接墊可由導電膠形成。 此外，該織物載體可有利地包括複數個交織之導電炒線 及非導電紗線，該複數個導體線係由導電紗線形成。 此外，在多項實施例中，該複數個電子組件可包括至少 一個發光二極體。 【實施方式】 現將參考展示本發明之當前較佳實施例之附圖來更詳盡 地描述本發明之此等及其他態樣。 圖la示意性地圖解一示例性電子織物丨，其包括一 1 ’其包括一織物

物之形式。 在該織物载體2上提供有複數 第-連接整5a覆蓋—第— 組連接墊5a至5b，使得一 蓋一第二導體線6b， —導體線6a，且該第二連接塾5b覆 其實質上平行於該第一導體線6a(同 158241.doc -9- 201213632 樣地’在圖式中僅指示一組連接墊及關聯之導體線以避 免使圖式混亂）。各個LED 3經電連接至一對導體線6a至 6b。該等導體線可於一個或一個以上之位置處中斷。通 常，在兩個連續之LED之間，該等導體線中之一者中斷， 或者該第一導體線及第二導體線中斷。此允許該等LED藉 由一組關聯之連接墊53至55而串聯連接，如圖1&中所示之 該電子織物1之放大部分中所示意性地展示。 如圖1 a中之放大部分中所指示，各個電子組件3包括一 第、’且件塾8 a，其係經由該第一連接塾$ a而連接至該第一 導體線6a，及一第二組件墊8b，其係經由該第二連接墊％ 而連接至該第二導體線6b。 各個連接墊5a至5b具有一連接墊寬度Wep，及一連接墊 長度Lep，且各個組件墊“至扑具有一組件墊寬度w及一組 件墊長度卜此外，如圖la中所指示’該織物載體2在垂直 於該導體線6a及6b之方向上具有一延伸部Wu。為了提供 。玄電子織物1之具有高良率之自動製造，該連接墊5&至5b 之寬度Wcp係該織物載體2在該垂直於導體線6&及❿之方向 上之延伸部Wtc之至少百分之一。較佳的是，該連接墊5a 至5b之寬度wep係該織物載體2在該垂直於導體線6&及牝之 方向上之延伸部Wtc之至少百分之二。此一般意指，該等 連接塾5a至5b遠遠大於其等關聯之組件墊以至仙。在圖 至ib圖解之實例中’該連接墊長度Lcp大於該組件墊長度 1且最佳如在圖lb(其係圖la中之該電子織物1之該放大部 分之橫截面圖）十可見，料接墊寬度Wcp大於該組件墊寬 158241.doc 201213632 度W超過兩倍。 透過此特定之尺寸設定，發明者已經發現，可使用原本 用於將組件放置於剛性印刷電板路上之自動組件放置設備 製造電子織物1，且具有充分高之產品良率。此可行之原 因在於’該織物載體2之不準確性造成之尺寸容差係由 「尺寸過大」之連接墊5a至5b而補償。 現將參考圖2來描述上文結合圖la至圖lb而描述之製造 電子織物1之一示例性方法。 在第一步驟1 〇 1中’該織物載體2經可釋放地附接至一剛 性支撐板。下文將參考圖3及圖4進一步描述實施此步驟之 兩個示例性方式。 在將該織物載體附接至該剛性支撐板之後，在步驟1〇2 中施加一導電物質，以形成該等連接墊。例如，該導電物 質可為一焊膏或一導電膠，且可以任何合適之方式（諸如 網版印刷或施配）施加。 接著，在步驟103中，使該等電子組件自動地放置於由 在步驟102令提供之連接墊所界定之組件放置位置。 接者，在步驟104中，例如，可藉由放置該織物載體於 一爐中，且使該等電子組件藉由該導電物質而鬆垮地附接 織物载體，且仍附接至該剛性支撐板而固化該導電物 質。 最後，在步驟105中，自該剛性支撐板移除成品之電子 織物。 現將參考圖3及圖4描述上述之實施將該織物載體2可釋 158241.doc 201213632 放地附接至一剛性支撐板2 0之步驟1 〇 1之兩個示例性方 式。 根據第—示例性方式，如圖3中所示意性地展示，該剛 性支標板20係用易於脫離黏膠提供於實質上對應於該織物 載體2之延伸部之一區域21中。該剛性支標板騎—步提 =有參考標記（有時稱為基準）22a至咖以允許該自動放置 设備之對準，及用於辅助使該織物載體2相對於該等標記 22a至22d對準之引導件233至23(1。 々圖3中所不意性地展不，該織物載體與引導件a丑至 23d對準且用黏膠按壓平整於該區域^上。如圖3中所指 示：該織物載體2可被碾平，當然，亦可使用其他方式： 該織物载體附接至該剛性支撐板2〇。 在該織物載體已與該引導件23&至23(1對準且按磨平整於 該剛性支撐板20上以移除任何褶敞(一般會涉及到或多或 少地拉張該織物載體20之織物之一程序)之後，該織物載 體-支撐板總成備妥用於施加該導電物質之步驟。 根據該第二示例性方式’如圖4中所示意性地展示，提 供包括一對準板26及實質上垂直於該剛性對準板％而延伸 之四個相互間隔之對準銷2M27d之—剛性對準配置〜 如自圖4中可瞭解，該織物載體2包括四個間隔之 體孔隙28a至28d，直笨錄献理曰士 w 士 ”寺緃配置具有對應於該等對準銷”旺 至27d之相互間隔’且其上提供有一易於脫離黏合劑之該 剛性支樓板20(位於該支樓板2〇之面對該織物載體2之側上） 具有四個間隔之支撐板孔隙3U至3ld，其等亦經配置具有 158241.doc 201213632 對應於该等對準銷27a至27d之相互間隔。該織物载體孔隙 可藉由使該等對準銷穿透過該織物而形成。該織物載體可 在該等對準銷應穿透之位置具有標記。 如圖4中所示意性地圖解’上述之將該織物載體2可釋放 地附接至該剛性支撐板之步驟係藉由拉張該織物載體2且 將該等對準銷27a至27d插入該等織物载體孔隙心至娜 中，且接著亦將該等對準銷27a至27d插入該等支揮板孔隙 仏至31(1中而實施。接著，將該支撐板2〇按壓至該對準板 26上’使得該織物載體2經㈣於二者之間且因此釋放地 附接至提供於該剛性支撐板20上之該黏合劑。 接著，該織物載體-支撐板總成經備妥用於施加該 物質之步驟102。 此外，熟悉此項技術者在對圖式、揭示内容及後附 專利範圍之學f之後，在實踐所中請之發明時可理解且實 施對所揭示實施例之變動。例如，該織物載體可包括在一 個以上方向上延伸之導·體線，諸如，水平導體線及垂直導 體線。例如’電子組件可連接於—水平導體線與—垂直導 體線之間。此外，連㈣及組㈣無需為矩形，而是可為 任何形狀。 在申請專利範圍内’單字「句括r _ · 十匕括（c〇mprislng)」並不排 除包含其他元件或步驟，且不定冠,「 ^ . ^ ^ °J —(a或an)」並不排 矛'複數個。在互不相同之附加申績真别岡a 土 T 0月寻利範圍中陳述某些方 法這一事實並不表明不可有利地組合此等方法。 — 【圖式簡單說明】 / 158241.doc 201213632 圖la示意性地圖解根據本發明之一示例性實施例之一電 子織物； 圖1 b係圖1 a中之電子織物之一示意性橫截面圖； 圖2係示意性地圖解根據本發明之該方法之一實施例之 一流程圖； 圖3係根據本發明之方法之一第一示例性實施例之一方 法之某些步驟之示意圖；及 圖4係根據本發明之方法之一第二示例性實施例之一方 法之某些步驟之示意圖。 【主要元件符號說明】 1 電子織物 2 織物載體 3 發光二極體 5a 連接墊 5b 連接墊 6a 第一導體線 6b 第二導體線 8a 第一組件墊 8b 第二組件墊 20 剛性支撐板 21 區域 22a 參考標記 22b 參考標記 22c 參考標記 158241.doc -14- 201213632 22d 參考標記 23a 導引件 23b 導引件 23c 導引件 23d 導引件 25 對準配置 26 對準板 27a 對準銷 27b 對準銷 27c 對準銷 27d 對準銷 28a 織物載體孔隙 28b 織物載體孔隙 28c 織物載體孔隙 28d 織物載體孔隙 31a 支撐板孔隙 31b 支撐板孔隙 31c 支撐板孔隙 31d 支撐板孔隙 158241.doc -15-

Claims (1)

1. 201213632 七、申請專利範圍： 1· 一種製造一電子織物（1)之方法，其包括下列步驟： 提供包括複數個導體線（63至6b)之一織物載體（2); 將該織物載體（2)可釋放地附接（101)至一剛性支撐板 (20); 在該織物載體（2)上提供（1〇2)—導電物質，該導電物 質呈在該織物載體（2)上形成複數組連接墊（5&至5b)之一 圖案，各組連接墊界定用於放置一電子組件（3)之一組件 放置位置，且各組連接墊（5a至5b)包括覆蓋該等導體線 中之一者之一連接墊，該連接墊在平行於該導體線之一 方向上具有一連接墊長度（Lcp)且在垂直於該導體線之一 方向上具有一連接墊寬度（Wcp)，其中該連接墊寬度 (Wep)係該織物載體（2)在垂直於該導體線之該方向上之 一延伸部（Wte)之至少百分之一； 將電子組件（3)自動地放置（103)於該等組件放置位 置； 使該導電物質固化（104)，以將該等電子組件（3)附接 至该織物載體（2)，藉此形成該電子織物（丨）；及 自該剛性支撐板移除（1〇5)該電子織物。 2·如請求項1之方法，其中該等電子組件（3)中之各者具有 至少一第一組件墊（8a)，其在平行於該導體線（6a)之一方 向上具有一組件墊長度⑴且在垂直於該導體線（6a)之一 方向上具有一組件墊寬度（w)，且該連接墊寬度（冒^)至 少等於待連接至該連接墊（5a)之該組件墊（8a)之該組件墊 158241.doc 201213632 寬度（W) 〇 3·如請求項2之方法，其中該導電物質經提供使得該連接 塾長度（Lcp)變得至少等於該組件墊長度（丨）。 4·如先前請求項中任一項之方法，其中該剛性支撐板（2〇) 經提供有參考標記（22&至22(1 ; 23a至23d)以引導該織物 載體（2)之放置且用於允許自動放置設備之對準。 5.如先前請求項中任一項之方法，其中可釋放地附接（ι〇ι) 之該步驟包括下列步驟： 拉張該織物載體（2);及 將該織物載體按壓在提供於該剛性支撐板（2〇)上之一 黏性層（21)上。 6·如請求項5之方法，其中該剛性支樓板（2〇)包括相互間隔 之支撐板孔隙（3 la至3 Id),且其中可釋放地附接（1〇1)之 該步驟包括下列步驟： 提供包括一對準板（26)及實質上垂直於該對準板而延 伸之相互間隔對準銷（27a至27d)之一剛性對準配置（25)， 該等對準銷㉟配置以對應於該剛十生支樓板（2〇)之該等支 樓板孔隙（3 1 a至3 1 d)之一配置； 拉張忒織物載體且將該織物載體（2)配置於該剛性對準 板上，使得該等對準銷穿透該織物載體； 使省剛性支撐板（2〇)對準至該等對準銷且將該織物載 體（2)夾持於該剛性支推板與該·對準板之間，使得該 織物載體係可釋放地附接至該剛性支撐板（2〇)。 7.如先刖β求項中任一項之方法，其中提供該導電物 158241.doc 201213632 質之該步驟包括下列步驟： 將導電膠施配成該圖案。 8. —種電子織物（1)，其包括： 一織物載體（2)，其具有複數個導體線（63至61)); 複數個連接墊（5&至让），其各者覆蓋該等導體線（以至 6b)中之一者且在平行於該導體線之一方向上具有一連接 墊長度（Lcp)且在垂直於該導體線之—方向上具有一連接 墊寬度（Wep);及 複數個電子組件（3)，其各者具有經由該等連接塾⑽ 中之一者而電連接至該等導體線（6a)中之一者之至少一 第一組件墊（8a)， 其t該連接墊寬度（Wcp)係該織物載體（2)在垂直於 該導體線之該方向上之一延伸部（Wte)之至少百分之 9·如請求項8之電子織物⑴’其中該組件録平行於該導 體線之-方向上具有一組件墊長度⑴且在垂直於該導體 線之一方向上具有一組件墊寬度（w)，且該連接墊寬度 (cp)系至v等於連接至该連接塾之該組件墊之該組 寬度。 10·如請求項8或9之電子織物 该連接墊長度（Lep)係 少等於該組件墊長度（1) 11 ·如3月求項8至1 〇中任一頂夕發工诚此 1貞之電子織物，其中該等連接墊 (5a至5b)係由導電膠形成。 12.如請求項8至11 φ紅 ts > & , 中任項之電子織物，其中該織物載體 158241.doc 201213632 (2)包括複數個交織之導電紗線及非導電紗線，該複數個 導體線（6a至6b)係由導電紗線形成。 13.如請求項8至12中任一項之電子織物，其中該複數個電 子組件（3)包括至少一個發光二極體。 158241.doc