柔性织物电路、其制备方法及可穿戴设备与流程

1.本技术涉及可穿戴设备技术领域，具体地涉及一种柔性织物电路、其制备方法及可穿戴设备。


背景技术：

2.可穿戴电子技术是当前快速成长的一种技术。目前，开发研究的可穿戴电子产品包括智能手表、持续医疗监测器、活动及健身监测器等。作为智能穿戴设备中的一种，智能手套可提供多种功能，例如手姿监测、手部防护、以及辅助手部康复等。为了实现这些功能，智能手套表面安装有多种感应器，可在医生抚摸查看伤病部位时探测该区域的各种参数，如温度、振动等，并及时收集资料，将分析结果反馈给医生，帮助其准确判断。现有技术中，一些商用智能手套电路采用柔性电路板(flexible printed circuit，fpc)电路或者导线等方式与传感器及数据处理盒子连接。现阶段柔性电路的制备方法存在fpc电路良率低，不耐弯折，不耐水洗的问题。由于fpc电路或者导线不够柔软只能裸露在手套最外层，导致外观丑陋笨重，无亲肤感，使用不便等缺点，从而使得用户的体验感较差。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的是提供一种柔性织物电路、其制备方法及可穿戴设备，用以解决现有技术中可穿戴设备与柔性电路板连接后无亲肤感，导致使用不便的问题。
4.为了实现上述目的，本技术第一方面提供一种柔性织物电路，包括：
5.纺织布料；
6.可拉伸浆料印制电路，印刷于纺织布料上；
7.连接器，通过aca异方性导电胶与可拉伸浆料印制电路绑定，以预留出柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。
8.在本技术实施例中，纺织布料的伸缩率低于20％。
9.在本技术实施例中，纺织布料包括14％至26％的聚酯纤维以及74％至86％的氨纶；氨纶的密度为210至300t。
10.在本技术实施例中，可拉伸浆料印制电路具有耐弯折和耐水洗的特性。
11.在本技术实施例中，可拉伸浆料印制电路的浆料包括68％至76％的银粉、8％至12％的改性聚氨酯、1至3％的有机硅流平剂以及4至6％的二价酸酯。
12.在本技术实施例中，改性聚氨酯为丙烯酸改性聚氨酯和/或环氧改性聚氨酯。
13.在本技术实施例中，可拉伸浆料印制电路的绑定条件至少满足：温度为120至140摄氏度、压力为3兆帕、时间为4至8秒。
14.在本技术实施例中，aca异方性导电胶包括导电镀金颗粒，导电镀金颗粒中心粒径为20～30微米。
15.本技术第二方面提供一种可穿戴设备，包括上述的柔性织物电路。
16.本技术第三方面提供一种柔性织物电路的制备方法，包括：
17.在纺织布料上印刷可拉伸浆料印制电路并将可拉伸浆料印制电路固化成型；
18.在可拉伸浆料印制电路的两端印刷aca异方性导电胶并将aca异方性导电胶固化成型；
19.将连接器绑定在aca异方性导电胶上，以预留出柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。
20.通过上述技术方案，提供一种柔性织物电路。该柔性织物电路包括纺织布料、可拉伸浆料印制电路以及连接器；其中，可拉伸浆料印制电路印刷于纺织布料上；连接器通过aca异方性导电胶与可拉伸浆料印制电路绑定，以预留出柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。采用aca异方性导电胶将连接器与可拉伸浆料印制电路绑定，将柔性电路板安装在可穿戴设备的内侧，外观更具有美感且轻便；并且柔性织物电路的柔软感较强，使得可穿戴设备的亲肤感更强，从而提高用户的体验感。
21.本技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
22.附图是用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术实施例，但并不构成对本技术实施例的限制。在附图中：
23.图1示意性示出了根据本技术实施例的一种柔性织物电路的结构示意图；
24.图2示意性示出了根据本技术实施例的一种柔性织物电路的展开结构示意图；
25.图3示意性示出了根据本技术实施例的一种柔性织物电路的制备方法的流程示意图。
26.附图标记说明
27.1纺织布料2可拉伸浆料印制电路
28.3连接器4aca异方性导电胶
具体实施方式
29.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术实施例，并不用于限制本技术实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
31.另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结
合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
32.本技术实施例的智能可穿戴设备可以包括但不限于智能手表、持续医疗监测器、活动及健身监测器等。以智能手套为例，智能手套可提供多种功能，例如手姿监测、手部防护、以及辅助手部康复等。为了实现这些功能，智能手套表面安装有多种感应器，可在医生抚摸查看伤病部位时探测该区域的各种参数，如温度、振动等，并及时收集资料，将分析结果反馈给医生，帮助其准确判断。一些商用的智能手套电路采用fpc电路或者导线等方式与传感器及数据处理盒子连接。现阶段柔性电路的制备方法存在fpc电路良率低，不耐弯折，不耐水洗的问题。由于fpc电路或者导线不够柔软只能裸露在手套最外层，导致外观丑陋笨重，无亲肤感，使用不便等缺点，从而使得用户的体验感较差。现有技术在实现柔性织物基地导电路线并不难，如何通过一个渐变成熟的方式引出是一个难题。在传统玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)等相对较硬基地上的绑定并不难，而在柔性织物基地上绑定不可行。因此，本技术实施例提供了一种柔性织物电路，将两者结合，使得柔性织物基地导电线路通过绑定fpc的方式引出，方便于产品化装配。
33.图1示意性示出了根据本技术实施例的一种柔性织物电路的结构示意图。如图1所示，本技术实施例提供一种柔性织物电路，可以包括：
34.纺织布料1；
35.可拉伸浆料印制电路2，印刷于纺织布料1上；
36.连接器3，通过aca异方性导电胶4与可拉伸浆料印制电路2绑定，以预留出柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。
37.在本技术实施例中，通过将可拉伸浆料印制电路2印刷于伸缩率低于20％的纺织布料1上，并将纺织布料1上的可拉伸浆料印制电路2固化成型，从而得到印刷有可拉伸浆料印制电路2的纺织布料。为了使得纺织布料1能够预留出与传感器导通的连接器接口，可以通过aca(anisotropic conductive adhesive)异方性导电胶4将连接器3与可拉伸印制电路2绑定。aca导方性导电胶是一种树脂类型为热反应型的软质环氧树脂，金属成分为镍。导电胶在垂直于涂抹防线(z向)即纵向具有导电性，但是涂抹方向在(x&y向)，即横向具有电绝缘性。aca导方性导电胶提供了一种软质连接，相较于硬质的焊锡连接而言，是一种更为可靠的电性连接模式。在电子产品生产加工时，由于温度的变化而使原材料产生热胀冷缩的现象，造成焊接面与焊接物无法精确回到原来的状态，进而加大了生产的失败率。此时，软质的导电胶虽然不像焊锡那样具有很高的机械强度，但它由于缓解界面应力却极为有效，也因此可以使得电子组装具有更佳的使用信赖性。现有的绑定工艺(硬对硬)无法与柔性不了引出电路端口和感应器连接端口绑定导通。而本技术实施例通过aca导方性导电胶将连接器3与可拉伸印制电路2绑定，可以预留出柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。
38.图2示意性示出了根据本技术实施例的一种柔性织物电路的展开结构示意图。如图2所示，柔性织物电路可以包括纺织布料1，在纺织布料1上印刷可拉伸浆料印制电路2。在一个示例中，在可拉伸浆料印制电路2的一端，可通过aca异方性导电胶4与一个连接器3绑定，连接器3覆盖于可拉伸浆料印制电路2的至少一端，这样可以预留出柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。在另一个示例中，在可拉伸浆料印制电路2的两端，分别通过aca异方性导电胶4与对应的连接器3绑定，连接器3覆盖于可拉伸浆料印制电路2的两端，这样可
以预留出两个柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。实际应用中，可以根据具体需求，在可拉伸印制电路2的对应位置与连接器3进行绑定。
39.通过上述技术方案，提供一种柔性织物电路。该柔性织物电路包括纺织布料、可拉伸浆料印制电路以及连接器；其中，可拉伸浆料印制电路印刷于纺织布料上；连接器通过aca异方性导电胶与可拉伸浆料印制电路绑定，以预留出柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。本技术实施例将特殊导电浆料与特殊织物搭配解决了现有的可穿戴设备的柔性电路良率低、不耐弯折以及不耐水洗的问题。采用aca异方性导电胶将连接器与可拉伸浆料印制电路绑定，将柔性电路板安装在可穿戴设备的内侧，外观更具有美感且轻便；并且柔性织物电路的柔软感较强，使得可穿戴设备的亲肤感更强，从而提高用户的体验感。
40.在本技术实施例中，纺织布料1的伸缩率低于20％；纺织布料1包括14％至26％的聚酯纤维以及74％至86％的氨纶；氨纶的密度为210至300t。
41.在本技术实施例中，可以使用特殊的纺织布料，例如，纺织布料1需要满足伸缩率低于20％。纺织布料1可以包括聚酯纤维和氨纶，具体包括14％至26％的聚酯纤维以及74％至86％的氨纶。其中，氨纶的密度为210至300t。
42.在本技术实施例中，可拉伸浆料印制电路2具有耐弯折和耐水洗的特性。
43.具体地，还可以使用自主研发的可拉伸浆料印制电路2，使之与布料匹配性佳，可拉伸浆料印制电路2具有耐弯折性，耐水洗能力。由于现阶段柔性电路的制备方法存在fpc电路良率低，不耐弯折，不耐水洗的问题。因此，通过将可拉伸浆料印制电路2印刷于纺织布料1上，这样可以使得柔性布料1上的可拉伸浆料印制电路2具有耐弯折和耐水洗的能力。
44.在本技术实施例中，可拉伸浆料印制电路2可以包括68％至76％的银粉、8％至12％的改性聚氨酯、1至3％的有机硅流平剂以及4至6％的二价酸酯。
45.具体地，可拉伸浆料印制电路2的导电浆料中含有银粉、改性聚氨酯、二价酸酯和聚醚改性有机硅流平剂，具体地包括68％至76％的银粉、8％至12％的改性聚氨酯、1至3％的有机硅流平剂以及4至6％的二价酸酯。优选地，在导电浆料中，银粉的平均粒径为0.5-1.0μm。优选地，在导电浆料中，改性聚氨酯为丙烯酸改性聚氨酯和/或环氧改性聚氨酯。
46.在一个示例中，导电浆料的制备方法包括：将银粉、改性聚氨酯、二价酸酯与聚醚改性有机硅流平剂进行混合复配。本技术实施例对混合的条件没有特别的限制，只要能够使银粉、改性聚氨酯、二价酸酯与聚醚改性有机硅流平剂混合均匀即可，本领域技术人员可以根据需要进行选择；需要说明的是，所述导电浆料也可以通过购买获得。
47.在本技术实施例中，将可拉伸浆料印制电路2固化成型的条件至少满足：温度为120-150℃，时间为30-60min。所述丝网印刷操作的条件至少满足：网版为250-420目的聚酯丝网，刮胶硬度为65-75
°
，刮胶角度为70-80
°
，网距为2-5mm，刮刀行进速度为300-500mm/s。优选地，所述导电浆料在印刷之前，先进行搅拌使其混合均匀，所述搅拌的条件至少满足：转速为500-1200rpm，时间为5-10min。示例性地，将导电浆料置于行星式重力搅拌机中，在公转速度为950rpm下搅拌8min。
48.在本技术实施例中，可拉伸浆料印制电路2的绑定条件至少满足：温度为120至140摄氏度、压力为3兆帕、时间为4至8秒。
49.具体地，本技术实施例还可以使用特使的绑定工艺参数及选用特殊的绑定导电材料(aca异方性导电胶)使得柔性织物电路与感应器绑定连接端口连接导通。其中，绑定工艺
参数至少满足下列条件：温度为120℃至140℃、压力为3mpa、时间为4s至8s。
50.优选地，应用绑定导电材料将柔性织物电路与感应器的连接端口绑定的步骤可以包括：将所述绑定导电材料涂抹在可拉伸浆料印制电路两端，然后干燥以实现固化成型，得到中间体；其中，干燥的条件至少满足：温度为120-150℃，时间为30-60min。再将连接器3放置在中间体中绑定导电材料的位置上，进行绑定。
51.在本技术实施例中，aca异方性导电胶4可以包括导电镀金颗粒，导电镀金颗粒中心粒径为20～30um。在所有步骤完成后，对柔性织物电路进行测试，以达到技术要求。
52.本技术实施例还提供一种可穿戴设备，包括上述的柔性织物电路。
53.其中，可穿戴设备可以包括但不限于：智能手表、持续医疗监测器、活动及健身监测器等。
54.图3示意性示出了根据本技术实施例的一种柔性织物电路的制备方法的流程示意图。如图3所示，本技术实施例提供一种柔性织物电路的制备方法，可以包括：
55.步骤301、在纺织布料上印刷可拉伸浆料印制电路并将可拉伸浆料印制电路固化成型；
56.步骤302、在可拉伸浆料印制电路的两端印刷aca异方性导电胶并将aca异方性导电胶固化成型；
57.步骤303、将连接器绑定在aca异方性导电胶上，以预留出柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。
58.在本技术实施例中，通过将可拉伸浆料印制电路印刷于伸缩率低于20％的纺织布料上，并将纺织布料上的可拉伸浆料印制电路固化成型，从而得到印刷有可拉伸浆料印制电路的纺织布料。为了使得纺织布料能够预留出与传感器导通的连接器接口，可以通过aca异方性导电胶将连接器与可拉伸印制电路绑定。
59.在一个示例中，在可拉伸浆料印制电路的一端，可通过aca异方性导电胶与一个连接器绑定，连接器覆盖于可拉伸浆料印制电路的至少一端，这样可以预留出柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。在另一个示例中，在可拉伸浆料印制电路的两端，分别通过aca异方性导电胶与对应的连接器绑定，连接器覆盖于可拉伸浆料印制电路的两端，这样可以预留出两个柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。实际应用中，可以根据具体需求，在可拉伸印制电路的对应位置与连接器进行绑定。
60.在本技术实施例中，可以使用特殊的纺织布料，例如，纺织布料需要满足伸缩率低于20％。纺织布料可以包括聚酯纤维和氨纶，具体包括14％至26％的聚酯纤维以及74％至86％的氨纶。其中，氨纶的密度为210至300t。在本技术实施例中，还可以使用自主研发的可拉伸浆料印制电路，使之与布料匹配性佳，可拉伸浆料印制电路具有耐弯折性，耐水洗能力。
61.在本技术实施例中，可拉伸浆料印制电路的导电浆料中含有银粉、改性聚氨酯、二价酸酯和聚醚改性有机硅流平剂，具体地包括68％至76％的银粉、8％至12％的改性聚氨酯、1至3％的有机硅流平剂以及4至6％的二价酸酯。优选地，在导电浆料中，银粉的平均粒径为0.5-1.0μm。优选地，在导电浆料中，改性聚氨酯为丙烯酸改性聚氨酯和/或环氧改性聚氨酯。
62.在一个示例中，导电浆料的制备方法包括：将银粉、改性聚氨酯、二价酸酯与聚醚
改性有机硅流平剂进行混合复配。本技术实施例对混合的条件没有特别的限制，只要能够使银粉、改性聚氨酯、二价酸酯与聚醚改性有机硅流平剂混合均匀即可，本领域技术人员可以根据需要进行选择；需要说明的是，所述导电浆料也可以通过购买获得。
63.在本技术实施例中，将可拉伸浆料印制电路固化成型的条件至少满足：温度为120-150℃，时间为30-60min。所述丝网印刷操作的条件至少满足：网版为250-420目的聚酯丝网，刮胶硬度为65-75
°
，刮胶角度为70-80
°
，网距为2-5mm，刮刀行进速度为300-500mm/s。优选地，所述导电浆料在印刷之前，先进行搅拌使其混合均匀，所述搅拌的条件至少满足：转速为500-1200rpm，时间为5-10min。示例性地，将导电浆料置于行星式重力搅拌机中，在公转速度为950rpm下搅拌8min。
64.本技术实施例还可以使用特使的绑定工艺参数及选用特殊的绑定导电材料(aca异方性导电胶)使得柔性织物电路与感应器绑定连接端口连接导通。其中，绑定工艺参数至少满足下列条件：温度为120℃至140℃、压力为3mpa、时间为4s至8s。
65.优选地，应用绑定导电材料将柔性织物电路与感应器的连接端口绑定的步骤可以包括：将所述绑定导电材料涂抹在可拉伸浆料印制电路两端，然后干燥以实现固化成型，得到中间体；其中，干燥的条件至少满足：温度为120-150℃，时间为30-60min。再将连接器放置在中间体中绑定导电材料的位置上，进行绑定。在本技术实施例中，aca异方性导电胶可以包括导电镀金颗粒，导电镀金颗粒中心粒径为20～30um。在所有步骤完成后，对柔性织物电路进行测试，以达到技术要求。
66.通过上述技术方案，提供一种柔性织物电路。该柔性织物电路包括纺织布料、可拉伸浆料印制电路以及连接器；其中，可拉伸浆料印制电路印刷于纺织布料上；连接器通过aca异方性导电胶与可拉伸浆料印制电路绑定，以预留出柔性织物电路与传感器导通的连接器接口。本技术实施例将特殊导电浆料与特殊织物搭配解决了现有的可穿戴设备的柔性电路良率低、不耐弯折以及不耐水洗的问题。采用aca异方性导电胶将连接器与可拉伸浆料印制电路绑定，将柔性电路板安装在可穿戴设备的内侧，外观更具有美感且轻便；并且柔性织物电路的柔软感较强，使得可穿戴设备的亲肤感更强，从而提高用户的体验感。
67.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
68.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
69.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或
多个方框中指定的功能。
70.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
71.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
72.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
73.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
74.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
75.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。