电子功能性纱线制造技术

一种电子功能性纱线包括：多条载体纤维(6)，其形成芯；以及一系列电子装置(2)，其安装于所述芯上，具有沿着所述芯延伸的导电互连件(8)。多条装填纤维(10)安置于所述芯、所述装置和所述互连件周围，且保持套管(12)安置于所述装填纤维周围。所述芯、所述装置和所述互连件被限定于保持在所述套管中的所述多条装填纤维内。在所述纱线的制造中，在所述芯上按顺序安装所述电子装置与耦合到所述电子装置的互连件；将带有所述安装的装置和互连件的所述载体纤维在中心馈送通过通道，其侧面周围具有装填纤维，从而形成所述芯周围的纤维组合件，所述纤维组合件被馈送到套管形成单元中，其中套管形成于所述组合件周围以形成复合纱线。

Electronic functional yarn

An electronic functional yarn includes: a plurality of carrier fibers (6), a forming core, and a series of electronic devices (2) mounted on the core and having electrically conductive interconnections (8) extending along the core. A plurality of loading fibers (10) are disposed around the core, the device and the interconnect, and the retaining sleeve (12) is disposed around the filling fiber. The core, the device and the interconnect are defined within the plurality of filling fibers held in the casing. In the manufacture of the yarn in the core are sequentially installed on the electronic device and is coupled to the interconnection of the electronic device; with the installation of the device and interconnect the carrier fiber in the center fed through the channel, the fiber loading side is formed from the. Assembly of fibers around the core, the assembly of fibers is fed into a casing forming unit, wherein the bushing is formed in the assembly around to form a composite yarn.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子功能性纱线
本专利技术涉及并入有电子装置的纱线及其制造。本专利技术特定来说涉及其中装置及与装置的电连接受到保护的此类纱线。本专利技术的部分还有一种制造例如用于并入到织物产品中的纱线的方法，但其它用途也是预期的。
技术介绍
内容特此以引用方式并入的第WO2006/123133号国际专利公开案公开了一种多长丝纱线，其包含限定于纱线长丝之间的操作装置，且公开了所述纱线的制造方法。所述纱线长丝通常是聚酯或聚酰胺。所述纱线长丝中的一者或多者可为导电的，且耦合到装置以形成与装置的电连接。这些长丝可为呈聚合单长丝纱线的形式的金属长丝线，具有铜或银金属芯线。所述装置可以采取各种形式中的一种，例如硅芯片、铁磁聚合芯片或相变芯片。还参考第2013189718A号日本专利说明书以及第2013/092742号美国专利公开案，它们的公开内容特此并入。两者均描述了在保护性外部层或鞘内携带电子装置的纱线。
技术实现思路
以上国际公开案的纱线是有效的且可用于织物产品中。然而，在装置具有电连接的情况下，所述连接将暴露于纱线表面上，且进而因与其它纱线或元件的接触或因外部条件而受损。所述日本和美国参考案在某种程度上解决此问题，但并未提供解决方案。本专利技术的主要目的是避免此暴露的风险，且进而增强安装于纱线中的一系列装置中的装置的效率。另一目的是以互不侵入的方式在纱线中并入装置以及与装置的连接。根据本专利技术，一种电子功能性纱线包括：多条载体纤维，其形成芯；一系列电子装置，其安装于所述芯上，具有沿着所述芯延伸的导电互连件；所述芯、所述装置和所述互连件周围的多条装填纤维；以及所述装填纤维周围的保持套管，其中所述芯、所述装置和所述互连件被限定于保持在所述套管中的所述多条装填纤维内。所述互连件可包括延伸所述纱线的长度的至少一个导体。通过在载体纤维上安装所述装置和互连件，它们更容易保持于纱线的主体中和装填纤维内。装填纤维可以不扭绞；即，大体上平行于纱线轴线延伸，但可以选择性捆束或扭绞以填充装置之间的空间。也可以使用单独的填充物材料用于此目的。这些选项可用以沿着纱线的长度和在装置之间保留大体上均匀的横截面。可以选择装填纤维以及填充物材料(如果使用)以促进或防止复合纱线的水分吸收。在优选实施例中，载体纤维包含布置于平面阵列中的至少一些载体纤维，且电子装置可以全部安装于所述阵列的一侧上。所述装置可随后容易地安装于载体纤维中的至少两者上，但在许多应用中安装于一条载体纤维上可为足够的。这意味着不同装置可安装于不同载体纤维或载体纤维群组上。并入于本专利技术的纱线中的电子装置可采取许多形式，包含例如硅芯片信令装置等操作装置，例如光、声音或符号产生器、微控制器和能量采集装置。超薄电子裸片尤其适合于在本专利技术的纱线中使用。本专利技术的纱线中的装填纤维可彼此独立；即，相对可移动，但至少一些装填纤维可以经结合以保全纱线的完整性，尤其在装置周围。此结合可为粘合剂结合，或通过加热相关区域而建立。某种独立性是优选的，以允许当纱线弯曲或扭绞时的纤维相对移动。这有助于维持总体纱线直径上的高度均匀性。装填纤维可为天然纤维、人造纤维或者例如聚酯或聚酰胺等合成纤维，且通常具有10-15μm范围内的直径。用于装置的载体纤维可具有与装填纤维相同的材料，但所述材料将通常具有高熔点，通常高于350℃，且具有高水平的热和化学稳定性。此原因是为了确保它们可以承受当互连件耦合到电子装置时产生的热。具有用于互连件的焊料垫的半导体芯片通常首先安装于载体纤维上，且互连件(例如，细铜线)可通过使用回流焊接技术而耦合到所述垫。此技术涉及在焊料垫上沉积少量的焊料膏，且随后施加热以使膏熔化且随后产生强金属结合。形成纱线芯的载体纤维必须在此过程完成时保持装置，且将通常具有10-100μm范围内的直径。例如PBI、Vectran或Normex等基于聚苯并咪唑或芳纶的纤维是可用作载体纤维的一些纤维的实例。通常所述芯将由四条载体纤维组成或包含四条载体纤维，其将并排延伸，从而为它们附接到的装置提供平台，但所述装置将不一定附接到或安装于形成所述平台的所有纤维上。装置自身通常封闭于聚合微型荚壳中，所述荚壳也封闭载体纤维的邻近长度以建立通常与装置和互连件上的焊料垫的附接。装置和载体纤维也可气密地密封于两个超薄聚合膜之间。通常为大约150μm直径的细铜线的互连件通常在载体纤维上和/或之间延伸。保持套管可采取许多不同形式，且可以取决于装填纤维采取的形式以及(在某种程度上)纱线的既定用途而变化。其将通常为包括一条或多条天然、人造和合成纤维的纤维结构。典型的套管是交织的纤维结构，但也可使用互相环回的针织纤维结构。其功能是保留装置、载体纤维和互连件周围的装填纤维的布置。其可采取螺旋地缠绕在装填纤维周围的单独纱线、机织或针织织物结构或者机织或针织编织物的形式。但纤维或纱线结构是优选的，以最容易适应弯曲和扭绞。本专利技术还针对一种制造并入有电子装置的纱线的方法。所述方法包括：在由多条载体纤维组成的芯上按顺序安装电子装置与耦合到所述电子装置的互连件；将带有所述安装的装置和互连件的所述载体纤维在中心馈送通过通道，其侧面周围具有装填纤维，从而形成所述芯周围的纤维组合件；将所述纤维组合件馈送到套管形成单元中，其中套管形成于所述组合件周围以形成复合纱线；以及从所述套管形成单元撤出所述复合纱线。具有安装的装置的芯被馈送通过的通道可在旋转盘中在中心形成，所述旋转盘具有其外围周围的单独开口，套管纤维被馈送通过所述开口以用于形成套管。当将编织套管时此布置是尤其合适的，因为编织纤维可通过旋转盘直接馈送到编织单元中，从而在装填纤维组合件周围形成套管。然而，如下文描述，套管纤维可为馈送到圆形经纱或纬纱针织头中的经纱或纬纱纤维。纱线可以从套管形成单元撤出，其中装填纤维组合件在拉挤成型过程中以由套管形成单元操作的速度决定的速率有效地拉出。如果将使用任何填充物材料，那么这可以在入口处添加到通道。在通道与套管形成单元之间可实现任何捆束或扭绞以填充具有装填纤维的装置之间的空间。附图说明现在将举例来说且参考所附示意图描述本专利技术，附图中：图1示出了根据本专利技术的第一实施例的纱线的分解透视图；图2示出了根据本专利技术的纱线的制造中的阶段序列；图3是根据本专利技术的第二实施例的纱线的纵向截面图；图4是图3的纱线的横向横截面图；图5图示了根据本专利技术的纱线的制造中用于在载体纤维上安装电子装置和导电互连件的程序；以及图6示出了根据本专利技术的纱线的制造中的替代程序中的阶段序列。具体实施方式在图1中所示的纱线中，半导体芯片2密封于聚合微型荚壳4中，所述荚壳在四条100μmPBI载体纤维6周围延伸。所示的芯片为900μm长，且具有500×500μm的正方形横截面。两条150μm铜长丝互连件8从载体纤维6上方的荚壳4内的芯片2延伸。聚酯装填纤维10(直径10μm)在荚壳4、载体纤维6以及互连件8周围延伸。如图示，它们大体上平行于纱线轴线延伸，但可以捆束或扭绞以填充荚壳4之间的空间。也可以使用填充物(未图示)以用于此目的。围绕荚壳4的装填纤维的某种扭绞也可有价值地提供保护层，但这将取决于荚壳的形状。当荚壳4是矩形状的或圆柱形的形状时，所示的装填纤维的线性布置可为较适当的。不管选择何种布置，都可通过粘合剂或加热使装填纤维10中的一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子功能性纱线，其包括：多条载体纤维，其形成芯；一系列电子装置，其安装于所述芯上，具有沿着所述芯延伸的导电互连件；所述芯、所述装置和所述互连件周围的多条装填纤维；以及所述装填纤维周围的保持套管，其中所述芯、所述装置和所述互连件被限定于保持在所述套管中的所述多条装填纤维内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.08 GB 1415837.21.一种电子功能性纱线，其包括：多条载体纤维，其形成芯；一系列电子装置，其安装于所述芯上，具有沿着所述芯延伸的导电互连件；所述芯、所述装置和所述互连件周围的多条装填纤维；以及所述装填纤维周围的保持套管，其中所述芯、所述装置和所述互连件被限定于保持在所述套管中的所述多条装填纤维内。2.根据权利要求1所述的功能性纱线，其中所述载体纤维布置于大体上平面阵列中。3.根据权利要求2所述的功能性纱线，其中所述电子装置全部安装于所述平面阵列的一侧上。4.根据任一前述权利要求所述的功能性纱线，其中每一装置安装于至少两条载体纤维上。5.根据任一前述权利要求所述的功能性纱线，其中所述装填纤维彼此独立。6.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的功能性纱线，其中所述装填纤维中的至少一些结合在一起。7.根据任一前述权利要求所述的功能性纱线，其中每一装置封闭于保护性聚合荚壳中。8.根据任一前述权利要求所述的功能性纱线，其中所述装置和互连件夹在两个超薄聚合膜之间。9.根据任一前述权利要求所述的功能性纱线，其中所述互连件包括延伸所述纱线的长度的至少一个导体。10.根据权利要求8所述的功能性纱线，其中所述至少一个导体在经过其未耦合到的装置的载体纤维之间延伸。11.根据任一前述权利要求所述的功能性纱线，其中所述装填纤维沿着所述纱线的所述长度和在所述装置之间保留大体上均匀的横截面。12.根据权利要求11所述的功能性纱线，其中装填纤维填充装置之间的空间。13.根据权利要求11所述的功能性纱线，其包含所述装填纤维内的装置之间的空间中的填充物材料。14.根据任一前述权利要求所述的功能性纱线，其中所述保持套管是纤维结构。15.根据权利要求14所述的功能性纱线，其中所述保持套管包括螺旋地缠绕在所述装填纤维周围的补充纱线。16.根据权利要求14所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·K·迪亚斯，A·拉特纳亚克，
申请(专利权)人：诺丁汉特伦特大学，
类型：发明
国别省市：英国,GB