[发明专利]可拉伸基材上的柔性且可拉伸印刷电路

说明书

本公开涉及包括印刷电路和可拉伸基材的柔性且可拉伸导电制品。印刷电路包含导电迹线。导电迹线可以定位在合成聚合物膜的表面上或吸入合成聚合物膜的孔中并穿过合成聚合物膜的厚度。合成聚合物膜在x‑y方向上被压缩，使得该膜在z方向上发生屈曲。另外，合成聚合物膜可以是多孔的或无孔的。在一些实施方式中，合成聚合物膜是微孔的。印刷电路可以不连续地结合到可拉伸基材。有利地，柔性导电制品在一定拉伸范围内保持导电性能。在一些实施方式中，当拉伸至高达50％应变时，导电制品的电阻变化可忽略不计。印刷电路可以集成到服装中，例如智能服装或其他可穿戴技术。

技术领域

本公开一般涉及印刷电路，更具体地，涉及结合到可拉伸基材的柔性可拉伸印刷电路，其能够在拉伸范围内保持导电性能。

背景技术

传统上，柔性电路是建立在诸如或之类的刚性材料上。尽管与传统的铜和玻璃纤维电路板相比，这些材料被认为具有柔性，但它们的柔性却无法与纺织品或皮媲美。将柔性电路结合到衣服和/或其他佩戴在皮肤上的装置中受到该刚度的限制。实际上，许多现有的电路材料太硬而不能集成到纺织品中，并且也不能保持持久的可靠性，特别是在使用中以及在洗涤或其他清洁方案中弯曲时。

在这方面，已经开发出许多薄且可拉伸的导电油墨。这些油墨通常直接印刷在纺织品上，并且能够保持纺织品的柔性，可拉伸性和手感。然而，它们遭受明显的耐久性和电连接性问题。例如，当纺织品被拉伸时，纺织品纤维束相对于彼此显著移动。导电油墨不能承受弥合纺织纤维束之间的间隙所需的伸长，从而导致断裂和开路。

相同的可拉伸导电油墨已印刷到聚氨酯膜上，然后热粘合到拉伸纺织品上。与直接印刷到纺织品上相比，这导致电路更耐用，但是所得层压件的拉伸度明显小于原始纺织品。在其他现有技术中，导电油墨已经被夹在绝缘油墨之间，然后被热层压到纺织品上。但是，绝缘油墨的薄涂层不能有效地支撑导电油墨。增加绝缘油墨的厚度可以提高耐久性，但是会大大降低纺织品的可拉伸性。

尽管柔性电路取得了进步，但是仍然需要用于从服装到医疗诊断和治疗设备以及许多其他合适的最终应用的各种应用的耐久且有效的柔性电路系统。

发明内容

一种实施方式涉及一种具有高柔性和可拉伸性的导电制品，其包括结合到可拉伸基材的印刷电路。印刷电路包括在x-y方向上压缩的合成聚合物膜和位于合成聚合物膜内的导电迹线。合成聚合物膜在z方向上(即，在膜的平面外)具有屈曲的取向。可以将导电迹线吸入或以其他方式引入孔中并穿过合成聚合物膜的厚度。导电迹线包括导电颗粒的连续网络，并且可以具有导电图案或电路的形式。在示例性实施方式中，非导电区域位于导电迹线旁边。在一些实施方式中，可以在导电迹线上施加绝缘外涂层，以帮助保护导电迹线不受外部因素的影响。合成聚合物膜可以是多孔的或无孔的。在一些实施方式中，合成聚合物膜是具有结点和原纤维结构的微孔膜。在至少一个实施方式中，合成聚合物膜是膨胀聚四氟乙烯膜。可拉伸基材可以是可拉伸纺织品或织物，可拉伸非织造材料或可拉伸膜。当被拉伸至可拉伸基材的原始松弛构造的50％应变时，导电制品的电阻变化可忽略不计。而且，导电制品是高度柔性的，如通过川端(Kawabata)测试方法测定的，柔度值小于0.1克力-cm²/cm。