导电多层物品中的导电桥.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780032154.7

申请日:

2007.08.14

公开号:

CN101512743A

公开日:

2009.08.19

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01L 21/607申请公布日:20090819|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H01L21/607; A61F13/42

主分类号:

H01L21/607

申请人:

金伯利-克拉克环球有限公司

发明人:

D·D·蒂皮; T·M·阿勒斯三世; T·D·埃勒特

地址:

美国威斯康星州

优先权:

2006.8.31 US 11/514,541

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

王 岳;王小衡

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内容摘要

一种方法,包括提供第一导电电路路径(22),并且分开提供第二导电电路路径(24)。在第一预定电连接位置(26)处,使得部分该第一电路路径定位得最邻近部分第二电路路径。第一电绝缘阻挡层(28)在第一连接位置处插入在第一电路路径和第二电路路径之间,并且在该第一连接位置处机械地将第一电路路径连接到该第二电路路径。机械连接被配置以在第一连接位置处提供在第一电路路径和第二电路路径之间的导电连接路径。该机械连接可以期望地包含超声连接和/或压力连接。

权利要求书

1.  一种方法,包括:
提供第一导电电路路径;
分开提供第二导电电路路径;
在第一预定连接位置处,使部分该第一电路路径定位得最邻近部分第二电路路径;
提供在第一连接位置处插入在第一电路路径和第二电路路径之间的第一电绝缘阻挡层;并且在该第一连接位置处机械地将第一电路路径连接到该第二电路路径;
配置机械连接,以在第一连接位置处提供在第一电路路径和第二电路路径之间的导电连接路径。

2.
  如权利要求1所述的方法,其中
该机械连接包含超声连接;
该第一导电电路路径被应用于基本不导电的第一基板;以及
第一基板被配置为提供第一电绝缘阻挡层。

3.
  如权利要求2中所述的方法,其中第一导电电路路径通过以液态的第一导电材料印刷第一导电材料而被应用。

4.
  如权利要求2所述的方法,其中第一基板由具有高达约150℃的软化点温度的第一基板材料提供。

5.
  如权利要求2所述的方法,其中第一基板由具有高达约150℃的软化点温度的第一膜或者非织物材料提供。

6.
  如权利要求2所述的方法,其中第一基板由具有高达约150℃的软化点温度和高达约0.03gf*cm2/cm的柔韧性值的第一膜或者非织物材料提供。

7.
  如权利要求2所述的方法,其中分开提供的第二导电电路路径被应用于基本不导电的第二基板。

8.
  如权利要求7所述的方法,其中第二导电电路路径通过以液态的第二导电材料印刷第二导电材料而被应用。

9.
  如权利要求7所述的方法,其中第二基板由具有高达约150℃的软化点温度的第二膜或者非织物材料提供。

10.
  如权利要求7所述的方法,其中第一基板由具有高达约150℃的软化点温度和高达约0.03gf*cm2/cm的柔韧性值的第一膜或者非织物材料提供。

11.
  如权利要求1所述的方法,其中
该第一导电电路路径被操作地连接到提供传感器数据的传感器机构;以及
该第二导电电路路径被操作地连接到接收该传感器数据并提供信号数据的电子处理器机构。

12.
  如权利要求1所述的方法,其中该连接路径在第一电路路径和第二电路路径之间具有不大于约1KΩ的电阻值。

13.
  如权利要求1所述的方法,其中连接位置被使用具有连接面积百分比至少约5%并且高达约60%的机构来连接。

14.
  如权利要求1所述的方法,其中在至少位于第一连接位置处的电路路径的部分中的导电材料在连接之前具有组合厚度,其至少为插入在第一和第二电路路径之间的阻挡层厚度的约5%。

15.
  如权利要求1所述的方法,其中第一导电电路路径具有不大于约1KΩ/m的电阻率值。

16.
  如权利要求1所述的方法,其中第一导电电路路径具有不大于约100Ω/m的电阻率值。

17.
  如权利要求1所述的方法,其中第一连接位置被配置为提供至少为该阻挡层的拉伸强度的约10%的连接剪切强度。

18.
  如权利要求1所述的方法,其中连接位置具有至少为约3.5mm2的连接区域。

19.
  如权利要求1所述的方法,其中第一连接位置被配置为基本不渗透液体。

20.
  如权利要求1所述的方法,其中
第一导电电路路径被应用于基本不导电的第一基板;
该第一基板被配置为提供第一电绝缘阻挡层;
第一导电电路路径被通过以液态的第一导电材料印刷第一导电材料而应用于第一基板;
第一基板由具有高达约150℃的软化点温度和高达约0.03gf*cm2/cm的柔韧性值的第一基板材料提供。
在第一连接位置处提供在第一电路路径和第二电路路径之间的导电连接路径的机械连接通过在第一连接位置处将第一电路路径超声连接到第二电路路径来提供;
第一导电电路路径具有不大于约100Ω/m的电阻率;
第一连接位置被配置为提供至少为该阻挡层的拉伸强度的约10%的连接剪切强度;
第一连接路径在第一电路路径和第二电路路径之间具有不大于约1KΩ的电阻值;
第一连接位置基本不渗透液体。

说明书

导电多层物品中的导电桥
技术领域
[01]本发明涉及互连电路的方法。更特别地,本发明属于用于穿过电绝缘层的厚度互连电路的技术。
背景技术
[02]电路被印刷或以其它方式施加在例如纸张、织物、非织物和聚合物膜的柔性基板上。电路包含了应用常规油墨印刷技术的导电油墨,并且例如徽章、标签和标牌的各种产品包含了印刷电路。在特定布置中,印刷电路已用在卫生产品中,例如单子、长袍、衣服、个人护理吸收性产品等等。在其它布置中,电气/电子电路已被用来在所选择的个人护理产品中提供传感器,例如在一次性婴儿尿布中的湿度传感器。
[03]但是,常规油墨印刷电路配置包含了将导电油墨印刷在单层聚合物膜或者其它由电绝缘材料组成的柔性基板的一面。当尝试把印刷电路连接到在绝缘基板的相反面上定位的协作传感器或者其它外部电气监控装置的时候,位于绝缘基板的单面上的油墨印刷电路会出现问题。穿过绝缘基板的厚度形成的互连导电通路过多地危害了基板的所期望性能。例如,在期望基板基本上不渗透液体处,穿过绝缘基板厚度的导电通路的形成过多地降低了液体不渗透性的期望水平。因此,当在衣服上使用不渗透液体的基板和协作监控装置的时候,有必要在会导致对穿衣者有过多烦扰的衣服位置处定位互连导电通路。此外,困难的是形成结实可靠的电气和机械互连,其可以足够抵抗由于在穿衣者的活动期间由基板材料的运动所产生的机械应力疲劳所导致的故障。
发明内容
[04]总的来说,本发明提供一种独特的工艺和方法,其包括提供第一导电电路路径,并且分开提供第二导电电路路径。在第一预定连接(bond)位置处,使部分该第一电路路径定位得最靠近部分第二电路路径。第一电绝缘阻挡层在第一连接位置处插入在第一电路路径和第二电路路径之间,并且在该第一连接位置处机械地将第一电路路径连接到该第二电路路径。机械连接被配置以在第一连接位置处提供在第一电路路径和第二电路路径之间的导电连接路径。在特定方面中,该机械连接可以包含超声连接。其它方面可以具有被操作地连接到提供传感器数据的传感器机构的第一导电电路路径。在另外的方面中,该第二导电电路路径可以被操作地连接到接收该传感器数据并提供所选择的信号数据的电子处理器机构。
[05]通过纳入该方法的各方面和特征,该方法可以提供在电绝缘基板的相对面上定位的导电电路路径之间的所期望的导电互连通路。互连导电通路可以穿入并贯穿基板的厚度尺度(thickness dimension),并且互连导电通路的形成可以被配置为操作地保持基板的期望的性能。例如,互连导电通路的形成可以被配置为操作地保持期望基板的不渗透液体的阻挡性能。因此,互连导电通路可以被设置在更大范围的位置,并且有助于提供更大的多样性。例如,当导电通路将位于该绝缘基板一面上的电路路径和位于该基板的相反面上的协作传感器或其它外部电监视装置互连时,导电通路可以具有这样的位置,其容许该监视装置协同定位在为穿衣者提供改进的舒适度的位置处。
在附加的方面中,互连导电通路的形成可以被配置为提供所选择的部件之间的机械连接强度的期望水平。因此,互连导电通路的形成可以被配置为提供改进的可靠性。在第一导电电路路径被应用于第一基板并且第二导电电路路径被应用于第二基板之处,机械连接可以被配置为补充互连通路的机械强度。例如,部分第一基板可以被连接到部分第二基板以增加该连接的、互连的、导电通路的总机械强度。更高的机械强度可以有助于减少由于互连导电通路的机械疲劳而导致的导电通路的电气故障,疲劳源于由用户的运动所产生的应力。此外,以较少层的基板材料可以产生较复杂的电路路径阵列。基板材料层的减少有助于减少整体成品的厚度,并可以有助于增加所期望成品的柔韧性。
附图说明
[06]参照本发明的下列描述并结合附图将更好的理解本发明,其中:
[07]图1示出代表性阻挡层基板的俯视图,其中第一电路路径位于基板的第一主覆盖面(facing surface)上并且使用导电连接路径连接到位于该基板的相反面的第二主覆盖面上的第二电路路径。
[08]图1A示出沿图1的1A-1A所得到的基板和相关电路路径的代表性截面图。
[09]图2示出代表性布置的俯视图,其中第一电路路径位于第一基板上;第二电路路径位于第二基板上;第三电路路径位于第三基板上;第一电路路径沿着第一导电连接路径穿过第二基板的厚度连接到第二电路路径;第二电路路径沿着第二导电连接路径穿过第三基板的厚度连接到第三电路路径。
[10]图3示出用于确定导电连接路径的电阻的代表性图解布置。
[11]图4示出具有传感器或者其它外部电气监控装置和协作处理器的代表性物品的局部剖开立体视图,该传感器或者其它外部电气监控装置位于绝缘基板的内侧表面上并且沿着导电通路穿过基板与电路路径互连,该协作处理器位于基板的相反面外侧上。
[12]图5示出第一电路路径和协作处理器的另一代表性布置的立体局部视图,该第一电路路径位于穿过基板到第二电路路径的导电连接路径上,该协作处理器位于基板的相反面的外侧上。
具体实施方式
[13]应当指出,当在本公开中使用的时候,从根术语“包括”派生的术语“包括”和其它派生术语意欲为开放的术语,其指示任何所述特征、元件、整体、步骤或者部件的存在,而不是意欲排除一个或多个其它特征、元件、整体、步骤、部件或其组合的存在或加入。
[14]对于术语“颗粒”、“微粒”等等,其意思是一般为分离单元形式的材料。该单元可以包括小粒、粉末、球体、粉状材料等等以及其组合。颗粒可以具有任何期望的形状,例如方形的、杆状的、多面形的、球形的或者半球形的、圆的或者半圆的、有角的、不规则的等等。具有大的最大尺度/最小尺度比率的形状,像针、薄片和纤维也被视为包含在其中。术语“颗粒”或者“微粒”也可以包括由多于一个的单独颗粒构成的结块。此外,颗粒、微粒或其任何期望的结块可以由超过一种类型的材料组成。
[15]当在这里使用术语“非织物”时,指的是具有单独的纤维或者细丝的结构的织物网,该纤维或者细丝是互层的,但不是以可辨认的重复方式互层。
[16]当在这里使用术语“纺粘”或“纺粘纤维”时,指的是通过从多个精细的、通常是环形的喷丝头的毛细管中挤出熔融的热塑材料的细丝并且迅速减少挤出细丝的直径而形成的纤维。
[17]当在这里使用短语“熔喷纤维”时,指的是通过以下方式形成的纤维,即通过将熔融的热塑材料(如熔融的线或者细丝)通过多个精细的、通常是环形的冲模(die)毛细管挤入高速的、通常是加热的气(例如空气)流中,该气流使熔融的热塑材料的细丝变细以减少它们的直径。之后,该熔喷纤维被高速气流携带并沉积在收集表面上以形成随机分散的熔喷纤维的网。
[18]当在这里使用“共同形成”时,意欲描述熔喷纤维和纤维素纤维的混和,其利用空气形成熔喷聚合物材料与此同时将悬浮在空气中的纤维素纤维吹入熔喷纤维流中而形成。含有木纤维的熔喷纤维被收集在例如由覆盖有孔的传送带提供的形成表面上。该形成表面可以包含例如纺粘织物材料的透气材料,其被放置在形成表面上。
[19]当在这里使用短语“吸收性物品”时,指的是吸收和容纳体液的装置,更具体地指的是靠着或者靠近皮肤放置以吸收和容纳从身体排出的各种液体的装置。这里使用的术语“一次性的”来描述无意于在单次使用后被清洗或以其它方式被恢复或作为吸收性物品被重复使用的吸收性物品。这样的一次性吸收性物品的例子包含但不限于:包含手术单、长袍和消毒包装的与卫生保健相关的产品;个人护理吸收性产品,例如女性卫生产品(例如卫生巾、护垫、卫生棉、唇间装置等等)、婴儿的尿布、小孩的训练裤、成年失禁产品等等;以及吸收性擦拭巾和盖垫。
[20]例如很多的个人护理吸收性产品的一次性吸收性物品可以包含可以透过液体的上片,基本上不可以透过液体的与上片相连的下片,以及位于并保持在上片和下片之间的吸收性的芯。上片操作地渗透意欲由吸收性物品保持或储存的液体,而下片可以基本上不渗透或者操作地不渗透该预定的液体。吸收性物品还可以包含其它部件,例如液体芯吸层、液体散发层、阻挡层等等,及其组合。一次性的吸收性物品和其部件起作用以提供身体覆盖表面和衣服覆盖表面。当在这里使用时,“身体覆盖表面”的意思是在日常使用期间意欲被置于朝向或着邻近穿衣者的身体的物品或者部件的表面,而“外表面”或“外覆盖表面”是在相反的一面,并且意欲在日常使用期间被配置为背对着穿衣者的身体。当该吸收性物品被磨损时,外表面可以被布置为面向或邻近穿衣者的内衣。
[21]参照图1至图5,一种用于形成穿过电气阻挡层厚度的操作的、导电路径的独特方法可以包括提供第一导电电路路径22;并且分开提供第二导电电路路径24。部分第一电路路径可以在第一预定导电连接位置26处被定位为最邻近部分第二电路路径,并且第一电绝缘阻挡层28可以操作地提供在这样的配置中,其在第一连接位置处被插入第一电路路径和第二电路路径之间。第一电路路径22在第一连接位置26处被机械地连接到第二电路路径24,并且该机械连接被配置来提供第一导电连接路径30,其在第一电路路径和第二电路路径之间,穿过至少是第一连接位置26处的阻挡层28的厚度尺度42。期望地,该机械连接包含超声连接。
[22]通过以单独或所期望组合的方式来结合本发明的方法的各方面和特征,本发明的方法可以提供在位于电绝缘基板的相反面上的导电电路路径之间的期望的导电互连通路。该方法可以高效且经济地使穿过电绝缘材料的插入阻挡层厚度尺度的所选择的电路路径互连。该互连导电通路可以刺入并贯穿基板的厚度尺度,并且互连导电通路的形成可以被配置来操作地保持基板所期望的性能。例如,互连导电通路的形成可以被配置来操作地保持基板所期望的不渗透液体、阻挡性能。因此,互连导电通路可以被定位在更大范围的位置处,并且有助于提供更大的通用性。例如,当导电通路使位于绝缘基板的一面上的电路路径和位于该基板的相反面上的协作传感器或者其它外部电监控装置进行互连的时候,导电通路可以具有这样的位置,该位置允许在对穿衣者提供改进的舒适度的位置处对监控装置方便协作定位。
[23]在其它方面,互连导电通路的形成可以被配置来在所选择的部件之间提供期望水平的机械连接强度。因此,互连导电通路的形成可以被配置来提供改进的可靠性。在第一导电电路路径被应用于第一基板,并且第二导电电路路径被应用于第二基板处,该机械连接的分布和布置可以被配置来补充互连通路的机械强度并增加导电连接路径的耐用性。例如,部分第一基板(例如位于邻近第一电路路径的部分)可以被连接到部分第二基板(例如位于邻近第二电路路径的部分)以补充相应的、局部连接路径的机械强度,并以此增加该连接的互连导电通路的总的机械强度。更高的机械强度有助于减少由于互连导电通路的机械疲劳而导致的导电通路的电气故障。该疲劳例如可以源于由用户的运动所产生的应力和应变。此外,以较少的基板材料的层可以产生较复杂的电路路径阵列。基板材料层的减少有助于减少整体成品的厚度,并有助于增加所期望成品的柔韧性。
[24]第一导电电路路径22可以包含第一导电材料,而第二导电电路路径24可以包含第二导电材料。该第一导电材料和该第二导电材料可以按需要不相同或者基本一样。同样,任何附加的导电电路路径可以包含相应的导电材料,并且每一导电材料可以与任何另外使用的导电材料不同或者基本相同。在本方法的各种布置中,单独的电路路径可以包含任何操作的导电材料。合适的导电材料例如可以包含掺杂金、银、铜、铝、镍、钴、碳的材料,导电聚合物等等,及其组合。导电材料可以具有导电箔、导电薄片、导电迹线、导电油墨等等及其组合的形式。
[25]应当认识到单独的电路路径可以包含附加部件,其可以是电子的或者非电子的。该电子部件可以包括例如电阻器、电容器、电感器等等及其组合的无源部件。有源部件可以包含晶体管、二极管、运算放大器、集成电路部件、微处理器部件等等及其组合。
[26]第一电绝缘阻挡层28及任何另外使用的电绝缘层可以通过使用任何操作技术提供。例如,所选择的阻挡层可以由相应的电路路径中使用的相应的导电材料一体形成。可替换地,所选择的阻挡层可以是分开提供的阻挡材料层,其随后被组装到相应的或者相关的电路路径材料。按需要,阻挡层可以基本上是单片的或者可以包含子部件、子层、薄片、层等等。
[27]在本方法的各种布置中,单独的电绝缘阻挡层可以包含任何操作的电绝缘材料。合适的电绝缘材料例如可以包含玻璃、玻璃纤维、纤维素、纤维素纤维、橡胶、天然或者合成的弹性体、弹性纤维、塑料、聚合物膜等及其组合。
[28]参照图1和图1A,第一导电电路路径22可以被应用于基本不导电的第一基板;并且该第一基板可以被配置来提供第一电绝缘阻挡层28。在特定的配置中,第一导电电路路径22可以被应用于该第一基板的第一主覆盖表面32;并且第二导电电路路径24可以被应用于第一基板的相反的第二主覆盖表面34。
[29]参照图2,可替换的布置可以具有应用于第一基板的第一主覆盖表面32的第一导电电路路径22;并且可以具有分开提供的应用于第二基板的第二导电电路路径24。在期望的特征中,单独的基板可以被配置为基本不导电。相应地,第一基板可以被配置来提供第一电绝缘阻挡层28,而第二基板可以被配置来提供第二电绝缘阻挡层36。
[30]在特定的布置中,形成导电通路(例如导电连接路径30)所使用的机械连接可以被配置来通过补充互连通路的机械强度来提供增加的可靠性。例如,至少第一基板的所选择部分(例如阻挡层28的邻近连接路径30的部分)可以被连接到至少第二基板的所选择部分(例如阻挡层36的邻近连接路径30的部分)以提供一个或多个补充的连接54,该连接54有助于增加相应的局部连接路径的机械强度,并且增加邻近被连接的互连导电通路的总的机械附着强度。更高的机械附着强度可以有助于减少由于互连导电通路的机械疲劳造成的导电通路的电气故障。这样的疲劳可以源于由用户的普通运动所产生的应力和应变。
[31]此外,提出的方法可以包含提供第三导电电路路径38,并且在第二预定连接位置40处将部分第二电路路径24定位得最邻近部分第三电路路径38。第二电绝缘阻挡层36可以在第二连接位置40处被插在第二电路路径24和第三电路路径38之间,并且第二电路路径24可以在第二连接位置处机械地连接到第三电路路径38,其中该机械连接被配置来操作地提供第二导电连接路径50,其在第二电路路径24和第三电路路径38之间,穿过第二连接位置40的位置处的第二阻挡层36的厚度尺度42。
[32]参照图2,例如,代表性的配置可以具有位于第一基板(例如阻挡层28)之上并操作地附着在其上的第一电路路径22;位于第二基板(例如阻挡层36)之上并操作地附着在其上的第二电路路径24;以及位于第三基板(例如阻挡层52)之上并操作地附着在其上的第三电路路径38。在特定方面,第一电路路径22可以沿着贯穿第二基板厚度的第一导电连接路径30操作地连接到第二电路路径24。此外,第二电路路径24可以沿着贯穿第三基板厚度的另一分开提供的导电连接路径50操作地连接到第三电路路径38。因此,使用较少的基板材料层,可以更高效地产生较复杂的电路路径阵列。基板材料层的减少有助于减少整体成品的厚度并有助于增加所期望成品的柔韧性。
[33]以相似的方式,附加的导电电路路径和附加的电绝缘阻挡层可以以交替的方式堆积,以在相应的预定连接位置处在相应的电路路径之间插入电绝缘阻挡层,来提供该方法的进一步组合和更复杂的配置。相应的电路路径的部分可以操作地定位得在相应的预定的相应连接位置处彼此最邻近,并且机械连接可以被用来在该相应连接位置处的相应阻挡层的相反面上的电路路径之间提供导电连接路径。
[34]单独的基板层或者电绝缘阻挡层可以以任何合适的材料提供。例如,基板材料或者阻挡材料可以包含聚合物膜、织物、非织物、纺粘织物、熔喷织物、共同形成织物材料、弹性膜、弹性合成材料、不导电涂层、不导电薄片等等,及其组合。
[35]单独的基板层或者阻挡层可以包含天然材料和/或合成材料。在期望的布置中,单独的基板层或者阻挡层可以包含合成聚合物材料。这样的聚合物材料例如可以包含聚乙烯、聚丙烯、聚酯、熔融可挤出的聚合物织物等等,及其组合。
[36]单独的基板层或者电绝缘阻挡层可以由具有所选择的软化点的材料提供。为了本公开,软化点是这样的温度,在该温度材料可以以操作的方式塑性流动。材料的塑性流动可以由此处描述的任何连接方法或技术启动。在特定方面,单独的基板或者阻挡材料的软化点温度可以至少是最低限度约38℃。软化点可以可替换地至少是约50℃和可以任选地至少为约60℃以提供期望的益处。在其它方面,单独的基板或者阻挡材料的软化点可以高达最大限度约150℃或者更高以提供期望的效率(effectiveness)。
[37]如果软化点温度太低,在连接位置处可能发生过度变形的问题,并且在连接位置处的导电性可能过低。如果软化点温度太高,可能不会得到期望的机械连接,并且在连接位置处的导电性会不够。
[38]材料的软化点温度的合适确定是Vicat软化温度,其可以根据ASTM D1525-06(用于塑料的Vicat软化点稳定的标准试验方法(StandardTest Method for Vicat Softening Temperature of Plastics))测量。一般而言,Vicat软化温度是这样的温度,在该温度平底针在特定负重下刺入样品到1毫米的深度。当材料在升高的温度应用中使用的时候,该温度反映了预料的软化点。在试验期间,试验样品被放入试验装置中以使刺入的针置于试验样品的表面上,离边缘至少1mm。10N或者50N的负重被施加于样品。样品接着被放低进油槽中,处于23摄氏度。该槽被以每小时50℃的速率升温,直到针刺入1mm。该实验样品厚度为3~6.5mm,宽度和长度至少为10mm,并且堆积不超过三层以获得最小的厚度。Vicat软化试验确定该针刺入1mm的温度。用于确定软化点温度的合适的装置可以是ATLAS HDV2 DTUL/Vicat试验器或者等价装置。
[39]所提出的方法的另一方面可以包含以所选择的柔韧性值配置单独的基板层或者电绝缘阻挡层。该柔韧性属于在不破裂的情况下反复弯曲或弯折的能力,并且属于便于弯曲的程度,范围从柔韧的(高柔韧性)到僵硬的(低柔韧性)。材料的柔韧性和“手感”可以与织物或者其它材料的触觉性质(tactile quality)有关。这样的触觉性质例如可以包含柔软性、耐久性、弹性、细度、回复性以及由触摸感知的其它性质的参数。例如,见1990年北卡罗来纳州的Hoechst Celanese公司出版的纤维和纺织技术词典(Dictionary of Fiber & Textile Technology)
[40]为了测量材料的弯曲刚度(或者刚性)并获得相应的柔韧性值,所使用的试验通常典型地指的是弯曲或者弯折试验。一般地说,弯曲刚度是对弯曲的阻力,换句话说更具体地是在没有任何张力的情况下弯曲为单位曲率的单位宽度的条的任意一端处的弯曲力偶(bending couple)(ASTMD 1388)。
[41]为了确定所选基板的柔韧性值,试验材料由四点负重弯曲试验来弯曲(参考:聚合物试验手册(Handbook of Polymer Testing),Brown,R;Marcel Dekker,Inc,New York,Basel,1999)。合适的四点负重弯曲实验是KES纯弯曲试验。可以用KAWABATA,模型KES-FB-2弯曲试验器或者基本等价的装置实施该实验。KAWABATA弯曲试验器可从KATO技术有限公司(一家办公地位于日本京都的企业)购得,KAWABATA装置包含实施KES纯弯曲实验的详细说明。
[42]KES纯弯曲试验对测量弹性材料具有高灵敏度。由于KES试验是纯弯曲试验,所以仅存在正应力而没有剪应力。在KES纯弯曲试验中,根据弯曲曲率为-2.5cm-1~2.5cm-1,并具有恒定曲率变化率0.5cm-1/sec的弯曲曲线的初始斜率获得弯曲刚度值。
[43]弯曲刚度可以被用来提供柔韧性值,其中:
弯曲刚度=处于下列曲率的弯曲曲线的平均斜率
曲率为0.5cm-1~1.5cm-1,以及
曲率为-0.5cm-1~-1.5cm-1
[44]在特定方面,柔韧性值(弯曲刚度值)可以至少是最低约0.0015克-力(gf)*cm2/cm。在其它方面,柔韧性值可以高达最高约0.03gf*cm2/cm。柔韧性值可以可替换地高达约0.028gf*cm2/cm,并且可以任选地高达约0.025gf*cm2/cm以提供所期望的效率。
[45]如果柔韧性值超出了期望值,材料可能会有过度的毛糙感。此外,该材料可能会容许在相关的电路路径、电路部件或者电路连接上的过度疲劳应力和应变。
[46]可以通过以液态相关导电材料来印刷相应的导电材料,应用例如第一电路路径22和/或第二电路路径24的单独的导电电路路径。例如,可以通过以液态第一导电材料来印刷第一导电材料而应用第一导电电路路径;可以通过以液态第二导电材料来印刷第二导电材料而应用第二导电电路路径。
[47]单独的导电材料可以包含导电油墨。该导电油墨包含导电材料,并且可以被配制来使用各种印刷工艺印刷在所选择的基板上。该导电油墨典型包含溶媒(vehicle),该溶媒包含一种或多种树脂和/或溶剂。在本技术领域已知的各种其它油墨添加物,例如抗氧剂、匀涂剂、助流剂和干燥剂可以被包含在导电油墨内。该导电油墨可以是膏、浆或者分散体的形式。油墨一般还包含易于由本领域工作者为了预期的流变学可以调整的一种或多种溶剂。油墨制剂在研磨机中按预期混合来用例如溶剂和树脂的溶媒充分湿润该导电颗粒。
[48]导电材料可以包含银、铜、金、钯、铂、碳或者这些颗粒的组合。导电材料的平均颗粒大小可以在约0.5μm~约20μm的范围内。期望地,平均颗粒大小可以是约2μm~约5μm。可替换地,平均颗粒大小可以是约3μm。在导电迹线或者电路路径中的导电材料的量按干重算可以为约60%~约90%。期望地,在导电迹线中的导电材料的量按干重算可以为约75%~约85%。
[49]导电颗粒可以是薄片和/或粉末。在特定的布置中,导电薄片的平均纵横比为约2~约50,并且期望地,为约5~约15。纵横比是颗粒的最大线性尺度对颗粒的最小线性尺度的比率。例如,椭圆颗粒的纵横比是沿着其长轴的直径除以沿着其短轴的直径。对于薄片,纵横比是跨该薄片长度的最长尺度除以其厚度。
[50]合适的导电薄片可以包含那些由METALOR(一家办公地位于美国马萨诸塞州的Attleboro的企业)出售的具有下列商标名称的导电薄片:P185-2薄片,其具有的颗粒大小分布基本为约2μm~约18μm;P264-1和P264-2薄片,其具有的颗粒大小分布基本为约0.5μm~约5μm;P204-2薄片,其具有的颗粒大小分布基本为约1μm~约10μm;P204-3薄片,其具有的颗粒大小分布基本为约1μm~约8μm;P204-4薄片,其具有的颗粒大小分布基本为约2μm~约9μm;EA-2388薄片,其具有的颗粒大小分布基本为约1μm~约9μm;SA-0201薄片,其具有的颗粒大小分布基本为约0.5μm~约22μm,并且平均值约为2.8μm;RA-0001薄片,其具有的颗粒大小分布基本为约1μm~约6μm;RA-0015薄片,其具有的颗粒大小分布基本为约2μm~约17μm;以及RA-0076薄片,其具有的颗粒大小分布基为在约2μm~约62μm,并且平均值约为12μm。
[51]合适的银粉末可以包含那些由METALOR出售的具有下列商标名称的粉末:C-0083P粉末,其具有的颗粒大小分布基本为约0.4μm~约4μm,并且平均值约为1.2μm;K-0082P粉末,其具有的颗粒大小分布基本为约0.4μm~约6.5μm,并且平均值约为1.7μm;以及K-1321P粉末,其具有的颗粒大小分布基本为约1μm~约4μm。
[52]导电油墨可以包含树脂。合适的树脂例如可以包含聚合物、共混聚合物、脂肪酸等等及其组合。在特定布置中,可以使用醇酸树脂。这样的树脂的例子包含从Lawter International(一家办公地位于美国威斯康辛州的Kenosha的企业)获得的LV-2190、LV-2183和XV-1578醇酸树脂。可从Kerley Ink(一家办公地位于美国伊利诺斯州的Broadview的企业)获得的晶体光泽金属琥珀树脂、Z-kyd树脂和精炼亚麻油树脂也是合适的。大豆树脂,例如可从Ron Ink公司(一家办公地位于美国纽约州的Rochester的企业)获得的大豆树脂,也是合适的。
[53]在导电油墨制剂中使用的溶剂在本领域中是已知的,并且人们可以容易地识别出许多在特定印刷应用中使用的合适的溶剂。溶剂一般可以包括按湿重算为约3%~约40%的油墨。对于任何给定的印刷方法来说,该量可以随着各种因素而变化,所述因素包含树脂的黏稠度、溶剂的溶解特性和导电颗粒大小、分布和表面形态。一般地,溶剂可以被加入到油墨混合物中直到获得所期望的油墨流变(rheology)。该所期望的流变可以取决于所使用的并且是由熟练的印刷者和油墨制造者所熟知的印刷方法。
[54]在导电油墨中的溶剂可以包含例如烃溶剂的非极性溶剂、水、例如异丙醇的酒精及其组合。特定的布置可以使用脂肪族烃溶剂。合适溶剂的例子包含从埃克森(Exxon)公司(一家办公地在美国得克萨斯州休斯敦的公司)获得的ISOPARH脂肪族酯烃溶剂;从埃克森公司获得的EXX-PRINT M71a和EXX-PRINT 274a脂肪族和芳烃溶剂;以及从Lawter International(美国威斯康星州Kenosha)获得的MCGEE SOL 52、MCGEE SOL 47和MCGEE SOL 470脂肪族和芳烃溶剂。
[55]各种印刷技术可以被用来生产单独的导电电路路径或者迹线。这些印刷技术是常规的并且是商业上可获得的。例如,导电油墨可以使用印刷技术应用于所选择的基板,这些印刷技术是用于将油墨印刷在纸张和其它基板的本领域已知的技术,其包括但不限于平版印刷(offset-lithographic)(湿的、无水的和干燥的)、苯胺印刷、轮转凹版印刷(直接或者平版的)、凹版印刷、喷墨印刷、电子摄影印刷(例如激光喷射和光学复印)和凸版印刷。这些印刷方法是期望的,这是因为在电路板上形成迹线的常规方法包含多个步骤(例如光致抗蚀剂、固化和刻蚀),耗时、不利于环境并且是相对昂贵的。商用印刷机优选地被用于在本发明的基板上进行印刷。商业印刷机可能会需要额外的干燥性能来在印刷后干燥油墨,或需要修改来处理聚合物膜(例如,来处理静电电荷)。当购买商业印刷机的时候,这些类型的修改在本技术领域中是已知的并且通常可被预订。取决于印刷技术,可以容易地获得每分钟约150英尺~每分钟约300英尺的印刷速度。可以想像的到甚至可以达到更高的印刷速度,例如每分钟约1000英尺或者更高。
[56]导电油墨可以期望地被以这样的量沉积,以致变干的导电迹线或者电路路径具有约1μm~约8μm内的厚度尺度,这取决于所使用的印刷工艺。例如,提供约2μm~约3μm的油墨膜厚度的单一的印刷操作通常足够取得足够的导电率。导电油墨任选地被印刷在所选择的基板上二次或更多次以给予所选择的基板更多的导电油墨。在特定的布置中,导电油墨被仅印刷一次以避免可能会在多次印刷时产生的套准(registration)问题。
[57]任选地,导电油墨可以在所选择的变干温度下变干以助于形成所期望的导电迹线或者电路路径。在特定方面,变干能够先于把迹线嵌入其相关的协作基板的步骤实现。变干温度被期望地选出以避免对基板或者阻挡层材料的过度损坏。
[58]导电油墨有可以在所选择的变干温度下变干以驱除一些或者所有的溶剂或者载体(carrier),以最小化包含被截留溶剂的任何气泡和/或最小化由于快速溶剂蒸发所导致的针孔或者坑。导电油墨可以使用例如对流烤箱的烤箱,或者使用红外和射频致干或者紫外(UV)辐射来变干。在特定的布置中,加热装置可以被设计来容许印刷基板从其通过以便导电油墨可以以连续的方式变干以方便大规模的生产。所使用的变干温度取决于使用的油墨、所选择的基板的软化温度和变干时间或者传送带速度。通常变干温度可以在约125华氏度~约150华氏度(约52℃~66℃)内。当使用UV的时候,变干温度可以是室温温度。在变干步骤之后,电路元件可以被容许在可选的嵌入步骤之前冷却。可替换地,当迹线被加热到变干温度时,变干步骤可以随着嵌入步骤连续地实现。
[59]在该方法的各种配置中,机械连接可以由这样的连接提供,其中所应用的连接能量的至少约80%由机械的(例如震动的)或电磁的、承载能量的频率(其低于红外辐射的频率)提供。期望地,所使用的连接能量的至少约90%,和更期望的,高达100%由承载能量的频率(其低于红外辐射的频率)提供。更具体的,机械连接可以由在300GHz(Giga-Hertz)以下的机械的或电磁能量频率引起。因此,机械连接由基本排除红外辐射的频率和基本排除比红外辐射的频率更高的频率的能量频率引起。机械连接可以例如包含超声连接、压力连接、射频焊接、微波焊接等等,及其组合。在期望的布置中,所述方法可以包括超声连接,或超声连接和压力连接的组合。
[60]所使用的机械连接形成可以提供操作地连续电连接的机械连接。在期望的特征中,机械连接可以形成沿着连接路径(例如连接路径30)穿过插入在协作电路路径(例如第一电路路径和其协作的第二电路路径)之间的阻挡层材料(例如阻挡层28)的厚度的操作的、导电互连。穿过机械连接的导电率可以是用来形成由该连接路径互连的单独电路路径的部件材料的导电率的函数。在特定方面中,穿过连接路径的导电率可以是具有相对较低的导电率的电路路径的导电率的至少约80%。期望地,穿过连接路径的导电率可以是具有相对较低的导电率的电路路径的导电率的至少90%。更期望的,穿过该机械连接的导电率可以是具有相对较低的导电率的电路路径的导电率的至少95%。
[61]超声连接是这样一种常规方法,其通过将中等夹紧压力应用于所选择的连接区域并且使所选择的连接区域受到超声频率处的震动剪切作用直到获得期望的连接来操作地连接固态材料。在各种出版物中详尽描绘了超声连接系统。例如,见1997年1月7日公开的美国专利5,591,298,题名为用于超声连接的机器(MACHINE FOR ULTRASONICBONDING);以及Jack Lee Couillard等人的在2003年2月11日公开的美国专利6,517,671,题名为倾斜超声连接砧座和用于间歇连接的方法(RAMPED ULTRASONIC BONDING ANVIL AND METHOD FORINTERMITTENT BONDING)。
[62]在该方法的所期望的配置中,在至少位于单独的连接位置(26,40)的电路路径的部分中的单独的导电材料可以具有所选择的厚度尺度。如代表性所示,例如,第一电路路径22的导电材料可以具有厚度23,而第二电路路径24的导电材料可以具有厚度25。特定结构可以以所选择的组合厚度配置至少在单独的连接位置处的导电材料的部分,如先于随后的连接操作所确定的那样。在特定方面中,在为连接所指定的在电路路径中的导电材料的组合厚度可以至少为最小约9μm。在单独的连接位置处的导电材料的组合厚度可以可替换地是至少约10μm,并且可以任选地是至少约12μm以提供改进的性能。在其它方面,在单独的连接位置处的导电材料的组合厚度(如先于连接所确定的)可以高达约50μm或者更高以提供所期望的益处。
[63]在进一步的特征中,在至少位于单独的连接位置(26、40)处的电路路径的部分中的导电材料可以具有所选择的组合厚度(先于连接),该厚度是插入在为连接所指定的电路路径之间的基板或阻挡层的厚度的所选择的百分比。在特定方面中,该组合厚度(先于连接)可以至少是所插入的基板或阻挡层的厚度的最低约5%。组合厚度可以可替换地至少是所插入的基板或阻挡层的厚度的约25%,并且可以任选地至少是所插入的基板或阻挡层的厚度的约50%以提供改进的性能。在其它方面中,在单独的连接位置处的导电材料的组合厚度可以高达所插入的基板或阻挡层的厚度的约60%,或者更高以提供所期望的益处。
[64]连接操作可以包含使用所选择的连接模式的操作连接,并且该连接模式可以被配置为基本避免中断或以其它方式过度扰乱所期望的导电通路,该导电通路从第一电路路径延伸到第二电路路径,穿过它们相应的互连的连接路径。连接模式可以在相当大的程度上是不连续的,并且在所期望的配置中,可以由具有多个连接构件(例如连接引线)的连接机构提供该连接模式,所述连接构件在所指定的连接位置以间歇性的(intermittent)、分布阵列的形式分布,单独的连接构件被间隔开并且被操作地配置以提供闭合的连接区域的所选择的百分比。在特定方面中,连接区域的百分数可以是至少为最小约5%。连接区域的百分数可以可替换地是至少约7%,并且可以任选地是至少约10%以提供所期望的益处。在其它方面,连接区域的百分数可以高达最大约50%或者60%。连接区域的百分数可以可替换地高达约30%或者40%,并且可以任选地高达约20%以提供所期望的性能。在特定布置中,连接区域的百分数可以是约13%。
[65]单独的导电电路路径(例如电路路径22和/或电路路径24)可以具有所选择的电阻率值,尤其在其相应的连接位置的一般最邻近的附近。在所期望方面中,电阻率值可以基本是零Ω/m(欧/米)。在其它方面,电阻率值可以不大于最大约1MΩ/m(兆欧/米)。电阻率值可以可替换地不大于约1KΩ/m(千欧/米),并且可以任选地不大于约100Ω/m以提供改进的效率。
[66]在另一方面,单独的导电电路路径的电阻率值可以基本是每密尔导电材料每方块零欧(每密尔Ω/方块),其中:1密尔=0.001英寸。电阻率值可以可替换地低到每密尔0.1Ω/方块,并且可以任选地低到每密尔1Ω/方块。在又一个其它方面,电阻率值可以不大于最大约每密尔33KΩ/方块。电阻率值可以可替换地不大于约每密尔16KΩ/方块,并且可以任选地不大于约每密尔8KΩ/方块以提供改进的效率。
[67]用来按照“每密尔每方块欧姆数(ohms per square per mil)”确定电阻率值的合适的过程是ASTM F1896-98(2004年重新批准),用于确定印刷导电材料的电阻率的试验方法(Test Method for Determining theElectrical Resistivity of a Printed Conductive Meterial)。
[68]所述方法的另一方面可以具有这样的配置,其中单独的导电连接路径(例如电连接路径30和/或50)被配置来提供所选择的电阻值。在特定方面,电阻值可以低到零欧。电阻值可以可替换地低到0.1Ω,并且可以任选地低到0.5Ω以提供所期望性能。在其它方面中,电阻值可以不大于最大约1KΩ。电阻值可以可替换地不大于约100Ω,并且可以任选地不大于约10Ω以提供改进的性能。
[69]如果电阻值太大,或者超出了期望值,将导致过度的功耗和过度的设计复杂性。此外,相关电路中的测量灵敏度和测量准确性可能被降低。
[70]参考图3,单独的连接路径的电阻可以通过使用下列的过程确定:(a)测量从操作点A到紧邻连接路径并且相对最靠近点A的点Aa的第一电路路径的电阻以确定第一电阻值R1。(b)测量从操作点B到紧邻连接路径并且相对最靠近点B的点Bb的第二电路路径的电阻以确定第二电阻值R2。(c)测量沿着直接从点A到到点Aa、直接穿过连接路径、并且直接从点Bb到点B的路径的整体电阻以确定总电阻值RT
[71]接着:RB=RT-R1-R2;其中RB=插入在点A和点B之间的单独的连接路径的电阻。
[72]单独的电连接位置也可以被配置以提供所选择的连接强度。在特定方面中,当第一导电电路路径22被应用于第一基板(例如层28)的第一主覆盖面32,且被分开提供的第二导电电路路径24被应用于第二基板(例如层36)的主覆盖面的时候,可以增加连接强度。
[73]在连接位置处的机械连接强度可以被作为部件材料强度的函数测量,并且在特定方面,可以至少是具有最低部件构件强度的部件材料的强度的10%。期望地,导电机械连接强度可以至少是具有最低部件构件强度的部件材料的强度的40%。更期望地,导电机械连接的强度可以至少是具有最低部件构件强度的部件材料的强度的80%。
[74]在特定的特征中,如同在剪切测量中那样,单独的连接位置可以具有所选择的连接强度。在单独的连接位置处的连接的剪切强度可以高达结合相应的互连电路路径使用的最脆弱的基板或阻挡材料的拉伸强度的约100%,或更高。单独的电连接位置的连接强度可以可替换地高达结合相应的互连电路路径使用的最脆弱的基板或者阻挡材料的拉伸强度的约200%或者更高。连接强度的百分数可以任选地高达结合相应的互连电路路径使用的最脆弱的基板或者阻挡材料的拉伸强度的约300%或更高,以提供改进的益处。在另一方面,在单独的连接位置处的连接的剪切强度可以至少是结合相应的互连电路路径使用的最脆弱的基板或者阻挡层材料的拉伸强度的约10%。单独的电连接位置处的连接剪切强度的百分数可以可替换地至少是结合相应的互连电路路径使用的最脆弱的基板或者阻挡材料的拉伸强度的约40%,并且可以任选地高达约80%以提供所期望的性能。
[75]用来确定材料的拉伸强度的合适的过程是ASTMD3039/D3039M-00,用于聚合物阵列组合材料的拉伸属性的标准试验方法(Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer MatrixComposite Materials)。用于确定材料的剪切强度的合适的过程是ASTMD3518/D3518M-94,用于通过±45°层压的拉伸试验来对聚合物阵列组合材料的面内剪切的响应的标准试验方法(Standard Test Method forIn-Plane Shear Response of Polymer Matrix Composite Materials byTensile Test of a±45°Laminate)。
[76]为了确定单独的电连接位置的连接强度的百分数,使用下列的计算:
%连接强度=100*(连接剪切强度)÷(基板拉伸强度)
[77]连接位置可以具有任何操作的配置。例如,在连接位置中的连接可以具有任何操作的形状或者分布。连接形状可以是不规则的或者基本规则的。连结分布可以是非图样的或有图样的,且所选择的图样可以按需要是规则的或不规则的。在另外的特征中,单独的电连接位置可以被配置成遍布所选择的连接区域。应当认识到接触的导电表面区域可以在相当大的程度上影响互连连接路径的电阻率值。期望地,连接被配置来产生提供足够水平的强度和高导电率的连接区域。
[78]在特定方面,连接区域可以至少是最小约3.5mm2。连接区域可以可替换地至少是约10mm2,并且任选地至少是约25mm2以提供所期望的益处。在其它方面中,连接区域可以高达最大约1000mm2或更高。连接区域可以可替换地高达约100mm2,并且任选地可高达约35mm2以提供改进的效率。
[79]如果连接区域超出了期望值,连接区域和连接路径的强度和导电率可能过低,或者连接区域可能会过多地耗尽用来支撑所期望的电路路径的基板区域。
[80]其它特征可以具有被配置为基本不渗透液体的单独的连接位置。更具体地,连接位置可以在遍布连接区域并越过该连接区域的周边约1mm的距离的区域中基本不渗透液体。在本发明的各种配置中,操作地不渗透液体材料可以具有这样的构造,其可以支持至少约45厘米水的氢化头(hydrohead)而不容许从其显著地泄露。用来确定材料对液体穿透性的阻力的合适的技术是联邦试验方法标准(Federal Test MethodStandard)FTMS191方法5514,登记日为1968年12月31日,或者基本等价的过程。
[81]在又一个特征中,单独的电路路径(例如电路路径22、24和/或38)可以配备有所选择的跨框(cross-deckle)宽度尺度44(例如图1和图2)。在特定方面,该跨框宽度可以至少是最小约0.01厘米。跨框宽度可以可替换地至少是约0.02厘米,并且可以任选地至少是约0.03厘米以提供[改进的]期望益处。在其它方面,跨框宽度可以高达最大约1厘米或者更大。跨框宽度可以可替换地高达约0.5厘米,并且任选地可高达约0.1厘米以提供所期望的效率。
[82]如果单独的电路路径的跨框宽度超出了期望值,导电材料的成本可能会过高。因此,成品的制造成本可能会超出所期望范围。
[83]应当容易理解,单独的电路路径的区域和宽度尺度可以通过使用标准显微技术来确定。这样的技术是常规的并且在本技术领域中是已知的。
[84]参考图4和图5,本方法的另一方面可以包含操作地连接到可以提供所选择的传感器数据的传感器机构46的至少一个导电电路路径(例如电路路径22)。在另外的方面中,至少另一个导电电路路径(例如电路路径24)可以被操作地连接到电子处理器机构48,其可以操作地接收传感器数据并提供所选择的信号数据。
[85]任何适当的检测、感测或问询装置或系统可以被操作地用来向纳入其中的传感器机构46提供该方法。合适的传感器机构可以例如包含湿润度传感器、运动传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位置传感器、接近传感器、光传感器、气味传感器等等,及其组合。
[86]应当理解,任何适当的信息或者数据可以被操作地包含在根据本方法产生的传感器数据中。合适的传感器数据可以例如包含关于以下的数据:电阻、电压、电容、电感、湿润度、运动、温度、湿度、压力、位置、接近、光、气味等等,及其组合。
[87]任何适当的分析、计算或者评估装置或者系统可以被操作地与电子处理器机构48包含在一起。合适的电子处理器机构可以例如包含微控制器、微处理器、模数转换器、FPGA(现场可编程门阵列)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、电子存储装置等等,及其组合。该电子处理器可以收集、处理、存储、分析、转换数字或模拟数据、提供反馈等等,及其组合。
[88]应当理解,任何适当的信息或者数据可以被操作地包含在根据本方法产生的信号数据内。合适的信号数据可以例如包含从属于以下的数据:光、声、触觉、气味、生物-电脉冲、生物统计数据、运动、振动、无线通信等等,及其组合。
[89]在期望的布置中,电子处理器机构48可以被配置来将信号数据转移到另一个相对遥远的位置。如代表性示出,例如,本发明的方法可以被配置来使用无线通信链路来传送信号数据到远程接收机装置56。
[90]图4和图5示出合适的物品的例子,例如代表性地示出的个人护理物品,其可以被配置为采用本发明。如代表性地所示,物品60可以例如被配置为提供婴儿尿布或者小孩的训练裤。该物品可以具有外覆盖层62、沿着该外覆盖的身体侧表面设置的第一电路路径、和沿着该外覆盖的外部的、衣服侧表面设置的至少第二电路路径。如代表性地示出,第一补充电路路径22a可以被沿着该外覆盖的身体侧表面设置;并且第二补充电路路径24a可以被沿着该外覆盖的外部的、衣服侧表面设置。
[91]在特定配置中,第一电路路径22和22a可以操作地连接到所选择的传感器机构。在代表性地示出的布置中,例如,传感器机构可以是湿润度传感器。
传感器机构可以例如被配置为提供属于被监视事件的无线、音频、视觉和/或触觉的迹象的一个或多个功能或者操作。此外,传感器机构可以例如被配置为提供属于许多事件、事件之间的时间长度以及任何其它的按需要由用户选择的事件的统计的一个或多个功能或操作。如代表性地示出,传感器机构可以是内部传感器,其被配置以检测在物品60内并且出现在所选择阈值水平之上的含水液体的存在。
[92]此外,第二电路路径24和24a可以操作地连接到所选择的电子处理器机构。在代表性地示出的布置中,例如,电子处理器机构可以是微控制器。电子处理器机构可以例如被配置以转换数据(模拟转数字或者数字转模拟)、存储数据、触发预定响应、允许用户中断、提供信号波形加工、计算并处理算法等等,及其组合。
[93]如代表性地所示,第一电路路径(22和/或22a)的至少所选择的部分被定位得在第一预定电连接位置26处与第二电路路径(24和/或24a)的至少操作部分最邻近。外覆盖62具有插入在第一电路路径和第二电路路径之间的位置,并且由这样的材料构成:所述材料提供在第一连接位置处被插入在第一电路路径和第二电路路径之间的电绝缘阻挡层。第一电路路径22和/或22a被配置为使用位于第一连接位置处的机械连接穿过外覆盖62的厚度尺度操作地连接到第二电路路径24和/或24a。期望地,机械连接包含超声连接。机械连接被配置以在第一连接位置处提供在指定的第一电路路径和指定的第二电路路径之间的导电连接路径30。如代表性地所示,分开提供的外部的电子处理器机构48可以被操作地连接到第二电路路径24和/或24a。在期望的布置中,在外覆盖62的外表面上电子处理器机构48可以可去除地附着或者以其他方式可去除地连接到第二电路路径24和/或24a。相应地,导电连接路径可以被用来使用操作的导电连接操作地把定位在内部的传感器机构连接到分开提供的外部电子处理器机构。
[94]物品60也可以包含上片或者身体侧衬垫层64,和定位在外覆盖层62和上片层64之间的吸收结构66。此外,视需要,物品60可以在本领域所熟知的常规布置中包含其它部件,例如固定器、弹性构件、转移层,散发层等等。
[95]外覆盖层62可以用任何操作材料构建,并且可以或者不可以被配置成操作地渗透液体。在特定配置中,外覆盖层62可以被配置成提供操作地不渗透液体层。外覆盖层可以例如包含聚合物膜、织物、非织物等等,及其组合或合成物。例如,外覆盖层62可以包含层压为织物或非织物的聚合物膜。在特定结构中,聚合物膜可以由聚乙烯、聚丙烯、聚酯等等及其组合构成。此外,聚合物膜可以是微凸出的。期望地,外覆盖层62可以操作地允许空气和湿气充分地从物品中透出,特别从吸收物(例如存储或者吸收结构66)中透出,同时阻挡体液通过。
[96]上片层64可以用任何操作材料构建,并且可以是合成材料。例如,上片层可以包含织物、非织物、聚合物膜等等,及其组合。非织物的例子包含纺粘织物、熔喷织物、共同形成织物、粗梳织品、连接粗梳织品等等,及其组合。例如,上片层可以包含被配置为操作地渗透液体的织物、非织物、聚合物膜等等,及其组合。用于构建上片层的合适的材料的其它例子可以包含人造丝、聚酯的连接粗梳织品、聚丙烯、聚乙烯、尼龙或者其它可以热连接的纤维、例如聚丙烯和聚乙烯的共聚物的聚烯烃、线性低密度聚乙烯、例如聚乳酸的脂肪族酯、精细多孔膜网、网状材料(net material)等等,及其组合。
[97]上片层64也可以具有用表面活性剂处理的其身体侧表面的至少部分以使上片变得更亲水。表面活性剂可以允许到来的体液更容易穿透上片层。表面活性剂也可以减弱这样的可能性,即到来的身体的流体,例如月经的流体将从上片层溢出而不是穿透上片层进入物品的其它部件(例如进入吸收体结构66)中。在特定配置中,表面活性剂可以在上片层64的上部的身体侧表面的至少部分上基本均匀分布,该上片层64覆盖了该吸收物的上部的身体侧表面。
[98]上片层64通常遍及吸收结构的上部的身体侧表面,但是可替换地可以进一步在物品的周围延伸到部分或者完全包围或者包住该吸收结构。可替换地,上片层64和外覆盖层62可以具有向外延伸超出吸收结构66的终端外围边缘的外围边,并且该延伸边可以连接在一起以部分或者完全包围或者包住该吸收结构。
[99]吸收体66的结构可以包含吸收性纤维和/或吸收性微粒材料的基体。吸收性纤维可以包含天然或者合成纤维。吸收结构66也可以包含超级吸收性材料,并且该超级吸收性材料可以是颗粒的形式,该颗粒具有选定的大小和形状。在本发明中合适使用的超级吸收性材料为本领域中的技术人员所公知。一般说来,遇水膨胀的、一般不溶于水的、水凝胶构成的聚合吸收材料(超级吸收物)可以吸收水的重量是其自身重量的至少约10倍、期望地约20倍和可能的约100倍或者更高。
[100]此外,吸收体结构66可以包括合成物。视需要,该吸收性合成物可以例如包含入口层、散发层和/或存储/保留层。
[101]下面的专利中描述了包含传感器系统的个人护理物品的例子:Andrew Long等人的美国专利,申请序号11/303,283,题名为具有易于使用的信号通信装置的衣服(GARMENTS WITH EASY-TO-USESIGNALING DEVICE)(代理人案号22,139),其于2005年12月15号提交。该文件的整个公开以同此一致的形式纳入在这里作为参考。
[102]本发明的技术可以例如被配置来为产品提供湿润度指示器,其把半耐久性警报部件放置在产品外覆盖的外表面上的任意位置,而不损害该外覆盖的不渗透液体的阻挡性质。在其它配置中,该发明的技术可以被用来制造EKG短上衣,其具有内部装配电路(wiring harness),该装配电路结合在用于构建所述短上衣的一次性材料中。该短上衣还可以具有穿过该短上衣材料的厚度的导电通路,其操作地将该装配电路和位于该短上衣外表面的电接口互连。该接口可以依次操作地连接到EKG监视装置或者系统。在又一个其它配置中,该发明的技术可以被用来产生至嵌入在消毒包装或者绷带中的传感器的电连接,而不损害该包装或者绷带的期望的不渗透液体的阻挡性质。
[103]下列的例子描述了本发明的特定配置,并且提出这些例子以提供对本发明的更详细的理解。这些例子不是意图以任何形式限制本发明的范围。在完整考虑了该整个公开后,在权利要求范围内的其它布置对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。
[104]例子1-3
[105]第一材料是由12μm厚的聚酯基板层和由12μm厚的铝箔提供的第一电路路径构成的合成膜。据信,可以通过将导电铝油墨印刷在聚酯基板上来容易地提供该12μm厚的铝电路路径。第二材料是由0.75密尔(0.00075英寸)厚的多膜连同印刷在该膜一侧上的第二、100nm厚的铜电路路径构成。
[106]在连接之前,该材料被布置以使该铜电路路径在该0.75密尔多膜的一侧上,并且该铝电路路径靠着(against)该0.75密尔多膜的相反的一侧。铝电路路径被操作地和该铜电路路径对齐,并且铝箔材料被穿过该0.75密尔多膜的厚度连接到印刷铜电路路径。BRANSON超声连接器模型931被用来连接样品。20kHz连接器被设置在50PSI的连接压力处并且被设置在将能量限制为670焦耳的能量模式中。容许连接时间变化。连接器的超声喇叭是6英寸×3/8英寸,3增益喇叭,并且被靠着为连接所选择的印刷铜电路路径定位。连接器的砧座(anvil)被靠着载有铝箔电路路径的聚酯基板定位,并且被操作地和铝电路路径对齐。该砧座被配置来提供不连续的连接模式,该连结模式由多个环形的、平截头圆锥连接引线提供,该连接引线具有40度的圆锥角、约0.965mm的顶部直径和约0.889mm的高度。该连接引线一般以交错阵列的形式分布在连接位置上方。此外,连接引线被配置来提供约13.3%的闭合连接区域的百分比。产生三个连接样品,连接操作的结果被总结在下表1中。
[107]表1
 

样品能量(焦耳)时间(ms)电阻(欧姆)评价1671984.5267934.33701017.6导电材料和该样品对齐得不好

[108]比较例子4
[109]第一材料是由0.75密尔的第一多膜连同印刷在该膜的一个表面上厚度约为100nm的第一铜电路路径构成。第二材料是由0.75密尔厚的第二多膜连同印刷在该第二膜的一侧上的100nm厚的第二铜电路路径构成。
[110]在连接之前,该材料被布置以使第一铜电路路径在该0.75密尔第一多膜的一侧上,并且该第二铜电路路径靠着该0.75密尔第一多膜的相反的一侧放置。该第二铜电路路径被操作地和该第一铜电路路径对齐,并且该第一铜电路路径被穿过该第一0.75密尔多膜的厚度连接到该第二铜电路路径。BRANSON超声连接器模型931被用来连接样品。
[111]连接压力、能量、时间和砧座表面被改变以尝试穿过该膜材料的厚度在第一和第二铜电路路径之间形成导电连接路径,但所产生的连接路径具有大于1M欧姆的过高电阻。
[112]这些样品表明在指定s的连接位置需要导电材料印刷得更厚以提供穿过插入在该连接的电路路径之间的膜的厚度具有足够低的电阻(和足够高的导电率)的连结路径。连接能量、压力、时间和超声连接器式样是高度变化的,并且取决于含有导电部件的基板。
[113]本领域的技术人员将认识到在不背离本发明范围的情况下,本发明能够存在许多修改和变形。因此,上述的详尽描述和例子仅为示意性的,而非意图于以任何方式限制在附加权利要求中所提出的本发明的范围。

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一种方法,包括提供第一导电电路路径(22),并且分开提供第二导电电路路径(24)。在第一预定电连接位置(26)处,使得部分该第一电路路径定位得最邻近部分第二电路路径。第一电绝缘阻挡层(28)在第一连接位置处插入在第一电路路径和第二电路路径之间,并且在该第一连接位置处机械地将第一电路路径连接到该第二电路路径。机械连接被配置以在第一连接位置处提供在第一电路路径和第二电路路径之间的导电连接路径。该机械连。

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