[发明专利]可拉伸和不可拉伸基材上的柔性且耐久性印刷电路

说明书

本发明涉及包括印刷电路(650)和可拉伸或不可拉伸基材(610)的柔性导电制品(600)。在一些实施方式中，基材在其两侧上均具有印刷电路。印刷电路中包含多孔合成聚合物膜(660)和导电迹线(670)以及非导电区域(640)。导电迹线被吸入或以其他方式并入多孔合成聚合物膜中。在一些实施方式中，合成聚合物膜是微孔的。印刷电路可以通过粘合点(620)不连续地结合到可拉伸或不可拉伸基材。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，涉及结合到可拉伸或不可拉伸基材的柔性且耐久性印刷电路，以形成导电制品。

背景技术

传统上，柔性电路是建立在诸如Mylar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

本公开涉及一种具有高柔性和耐久性的导电制品，其包括结合到基材的印刷电路。印刷电路包括多孔的合成聚合物膜和至少一条导电迹线，并且可以不连续地或连续地结合到基材。基材可以是可拉伸或不可拉伸的基材，例如可拉伸的纺织品，可拉伸的织物，可拉伸的层压件，可拉伸的纤维，可拉伸的非织造材料或可拉伸的膜。在示例性实施方式中，可拉伸基材是可拉伸纺织品或可拉伸织物。可以将导电迹线吸入或以其他方式引入孔中并穿过多孔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。在至少一个示例性实施方式中，合成聚合物膜是膨胀含氟聚合物膜，例如膨胀聚四氟乙烯膜。如通过洗涤耐久性测试方法所确定的，导电制品的洗涤耐久性为至少10次洗涤循环。而且，导电制品有利的是柔性的，如通过川端测试方法确定的，柔度值小于0.1克力-cm²/cm。

附图说明

包括附图以提供对本公开的进一步理解，附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据至少一个实施方式的多孔膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜(膜1)的扫描电子显微镜(SEM)图像；

图2是根据至少一个实施方式的多孔膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜(膜2)的SEM图像；

图3是在根据至少一个实施方式的实施例5中使用的多孔聚乙烯膜的SEM图像；

图4是在根据至少一个实施方式的示例中使用的示例性导电迹线的布置和尺寸的图示；

图5是根据至少一个实施方式的在实施例1中测试的几种材料的应变对载荷和应变对电阻的图示。