(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記チップデバイス(101)は、チップ(109)に接続された電気的接続端子(107)を備え、前記ファブリック(104)は、導電性糸状体(108)を備え、前記導電性糸状体(108)は、前記チップデバイス(101)を前記ファブリック(104)に挿入すると、前記接続端子(107)に電気的に接触し、前記突出要素(103)の変形のステップの後に、前記接続端子(107)に接触した状態で保持される請求項1記載の方法。
前記変形のステップは、前記チップデバイス(101)の両側に2つのプレート(111a、111b)を配置し、前記プレート(111a、111b)を介して、前記自由端(105)と、その基部(102)との接合部との間で、前記突出要素(103)に軸方向圧縮力(X)を印加することによって実行される請求項1又は2記載の方法。
前記突出要素(103)は、少なくとも前記自由端(105)が熱成形材料によって形成され、前記プレートの一方(111a)は、前記突出要素(103)の自由端(105)に接触し、又は前記ファブリックの一部によって前記自由端(105)から離間したファブリック面に接触して配置され、前記変形のステップの間に前記自由端(105)を加熱する請求項3記載の方法。
前記プレートの他方(111b)は、前記突出要素(103)が立ち上がる前記基部(102)の面の反対側の前記基部(102)の面で前記基部(102)に接触し、前記プレートの他方(111b)は、前記変形のステップの間に冷却される請求項4記載の方法。
前記ファブリックは、実質的に平行な2つの導電性糸状体(108a、108b)を備え、前記突出要素(103)は、前記基部(102)の平面に垂直な軸(X)に沿って、少なくとも前記糸状体(108a、108b)の間隔より小さい寸法を有する前記突出要素(103)の自由端(105)によって画定される鋭利な形状を有し、前記チップデバイス(101)を前記ファブリック(104)に挿入するステップは、
前記突出要素(103)の前記自由端(105)を前記2つの糸状体(108a、108b)の間に配置するサブステップと、
前記2つの糸状体の間に前記チップデバイス(101)を押し込み、前記突出要素(103)の鋭利な形状によって、前記糸状体(108a、108b)を離間させるサブステップと、
前記2つの糸状体(108a、108b)のそれぞれが前記チップデバイス(101)の関連する接続端子(107a、107b)に電気的に接触するまで前記チップデバイスの押し込みを続けるサブステップと、
を有する請求項1乃至5いずれか1項記載の方法。
前記チップデバイス(101)は、チップ(109)に接続された電気的接続端子(107)を備え、前記ファブリック(104)は、導電性糸状体(108)を備え、前記方法は、前記糸状体(108)と前記電気的接続端子(107)との間の電気的接触を確実にするポリマ(1001)を介挿するステップを有する請求項1記載の方法。
前記チップデバイス(101)は、前記圧着ビード(106)の頂点を介して発光するように構成された発光ダイオードであり、前記変形のステップは、前記圧着ビード(106)を光学レンズ形状に成形するステップを含む請求項1乃至10いずれか1項記載の方法。
前記突出要素(103)を変形して前記圧着ビード(106)を形成することは、前記圧着ビード(106)と前記基部(102)との間に前記ファブリック(104)の少なくとも一部を局所的に挟み込むことにより、前記証拠型電子チップデバイス(101)が外れるのを防止する請求項1に記載の方法。
少なくとも1つのチップデバイスを備えるファブリックであって、前記チップデバイスは、前記ファブリック(104)の外側面(104b)上の、或いは前記ファブリック(104)の中の圧着ビードによって前記ファブリック内にクリンプされているファブリック。
前記ファブリックは、密閉されたファブリックであり、前記ファブリックの密閉性は、前記チップデバイスにおいて、前記圧着ビードによって少なくとも部分的に保証される請求項15記載のファブリック。
前記チップデバイス(101)は、発光ダイオードを備え、前記圧着ビード(106)は、光学レンズを構成するように形成され、前記発光ダイオードからの光が前記光学レンズを介して放出される請求項15又は16記載のファブリック。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、本発明の目的は、織成の際に予防措置を必要とすることなく、単純な手法で、ファブリックに電子チップデバイスを組み込むことである。したがって、本発明の目的は、特に、最終的なファブリックに容易に組み込むことができるチップデバイスを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この課題は、以下のステップによって解決される。
【0008】
・基部と、基部の面から立ち上がり、基部の反対側に自由端を有する突出要素とを備える超小型電子チップデバイスを準備するステップと、
・突出要素の自由端によって、ファブリックの面から、チップデバイスをファブリックに挿入するステップと、
・突出要素を自由端において変形して圧着ビード(crimping bead)を形成し、変形後にチップデバイスがファブリックに固定されることを確実にするステップとを有する。
【0009】
一実施形態では、チップデバイスは、チップに接続された電気的接続端子を備え、ファブリックは、導電性糸状体を備え、導電性糸状体は、チップデバイスをファブリックに挿入すると、接続端子に電気的に接触し、突出要素の変形のステップの後に、接続端子に接触した状態で保持される。
【0010】
好ましくは、変形のステップは、チップデバイスの両側に2つのプレートを配置し、プレートを介して、自由端と、その基部との接合部との間で、突出要素に軸方向圧縮力を印加することによって実行される。
【0011】
変形例においては、突出要素は、少なくとも自由端が熱成形材料によって形成され、プレートの一方は、突出要素の自由端に接触し、又はファブリックの一部によって自由端から離間したファブリック面に接触して配置され、変形のステップの間に自由端を加熱する。プレートの他方は、突出要素が立ち上がる基部の面の反対側の基部の面で基部に接触し、プレートの他方は、変形のステップの間に冷却してもよい。
【0012】
一実施形態においては、ファブリックは、実質的に平行な2つの導電性糸状体を備え、突出要素は、基部の平面に垂直な軸に沿って、少なくとも糸状体の間隔より小さい寸法を有する突出要素の自由端によって画定される鋭利な形状を有し、チップデバイスをファブリックに挿入するステップは、
−突出要素の自由端を2つの糸状体の間に配置するサブステップと、
−2つの糸状体の間にチップデバイスを押し込み、突出要素の鋭利な形状によって、糸状体を離間させるサブステップと、
−2つの糸状体のそれぞれがチップデバイスの関連する接続端子に電気的に接触するまでチップデバイスの押し込みを続けるサブステップとを有する。
【0013】
一実施形態においては、突出要素の形状は、先細りの形状であり、突出要素は、2つの螺子溝を有し、方法は、挿入のステップの間に、
・ファブリックの2つの糸状体を螺子溝に係合させるステップと、
・チップデバイスに螺入動作を適用するステップとを有する。
【0014】
好ましくは、変形のステップは、
−突出要素がファブリックに差し込まれたチップデバイスを固定するステップと、
−突出要素の自由端を超音波手段によって変形するステップとを含む。
【0015】
好ましくは、チップデバイスは、チップに接続された電気的接続端子を備え、ファブリックは、導電性糸状体を備え、方法は、糸状体と電気的接続端子との間の電気的接触を確実にするポリマを介挿するステップを有する。したがって、ある変形例では、ポリマは、導電性粒子を含んでいてもよく、方法は、電気的接続端子に向かう方向に糸状体を押圧し、接続端子と糸状体との間の少なくとも1つの粒子又は粒子の1つの塊をクランプするステップと、ポリマを凝固させて、糸状体、硬化ポリマ及び接続端子の間の機械的な保持を確実にするステップとを有していてもよい。
【0016】
チップデバイスは、圧着ビードの頂点を介して発光するように構成された発光ダイオードであってもよく、この場合、変形のステップは、圧着ビードを光学レンズ形状に成形するステップを含む。
【0017】
また、本発明は、チップデバイスに関連し、チップデバイスは、基部と、基部から立ち上がる突出要素とを備え、突出要素は、基部の反対側に自由端を備え、突出要素は、少なくとも自由端が熱可塑性又は熱硬化性ポリマによって、又は融点が70℃から320℃の間である材料によって形成される。
【0018】
変形例では、デバイスは、突出要素に形成された少なくとも1つの接続端子を備える。
【0019】
また、本発明はファブリックに関連し、ファブリックは、圧着ビードによってファブリック内にクリンプされた少なくとも1つのチップデバイスを備える。ファブリックは、密閉されたファブリックであってもよく、ファブリックの密閉性は、チップデバイスにおいて、圧着ビードによって少なくとも部分的に保証される。
【0020】
更に、チップデバイスは、発光ダイオードを備えていてもよく、圧着ビードは、光学レンズを構成するように形成してもよく、発光ダイオードからの光が光学レンズを介して放出される。
【0021】
他の利点及び特徴は、非限定的な具体例として提示され、添付の図面に表された本発明の特定の実施形態の以下の説明からより明瞭になる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
上述したように、本発明の目的は、ファブリック(fabric)に容易に組み込むことができる超小型電子チップデバイスを実現することである。換言すれば、チップデバイスを糸状体(thread)に固定的に取り付ける必要性がなくなり、この糸状体は、所謂「仕上げられた」ファブリックを織成又は形成するために使用される。
【0024】
一般的に、ファブリックは、互いに実質的に平行な縦糸(warp threads)と、この縦糸に交差する互いに実質的に平行な横糸(weft threads)とによって形成される。2つの連続する縦糸及び2つの連続する横糸は、多くの場合、平行四辺形の形状を有するメッシュを形成し、このメッシュは、自由空間を区切る。もちろん、他の種類のファブリック及びメッシュも想到できる。実際には、ファブリックは、織成されたもの(縦糸及び横糸)であってもよく、不織のもの(互いに固着された圧縮された繊維又は糸状体の塊)であってもよい。
【0025】
図2に示す超小型電子チップデバイス101(以下、チップデバイスと呼ぶ。)は、基部102と、基部102の面から立ち上がる突出要素103とを備える。突出要素103の一部は、ファブリックのメッシュの自由空間に容易に挿入され、チップデバイス101に加えられる圧力によって、メッシュを形成する糸状体を広げるように意図された、例えば、釘状の鋭利な輪郭を有することが好ましい。突出要素103は、基部102の反対側に自由端105を有する。突出要素103の基部102に接触する端部と、反対側の自由端105との間を突出要素103の軸方向Xと定義する。好ましくは、基部102から開始されるこの軸方向Xにおいて、軸Xに直交する平面における突出要素103のセクションの寸法は、一定であり(したがって、突出要素103は、円柱形状を有する。)又は自由端105の頂点に向かって収束する形状を有する。実際、メッシュの使用時に、チップデバイスの挿入が望まれる場合、突出要素103の自由端の頂部の寸法は、メッシュの寸法より小さい。メッシュを構成する糸状体とチップデバイス101とが接触することが望まれる場合、この糸状体との接触が意図された突出要素103の少なくとも一部は、メッシュを画定する糸状体の間隔より大きな寸法を有する。
【0026】
図3に示すように、チップデバイス101は、組立ステップにおいて、突出要素103の自由端105をファブリック104に挿入することによって取り付けられる。この挿入は、ファブリック104の面104aを介して実行される。好ましくは、突出要素103は、基部102がファブリック104の挿入面104aに接触する深さまで挿入される。ファブリック104の面104aを介するチップデバイス101の挿入の間にファブリック104が変形することを回避するために、挿入の前にファブリックの挿入面104aの反対側の面104bにプレートを重ね合わせることが好ましい。挿入が終了すると、このプレートは、取りはずしてもよい。
図3の具体例では、突出要素103は、ファブリック104を貫通しており、すなわち、突出要素103の高さH1は、ファブリック104の高さH2より大きい。したがって、上述したようなプレートを使用する場合、プレートは、突出要素103が通過できる開口を有していてもよく、又は突先によって局所的に変形可能な十分な柔軟性を有していてもよい。このような挿入の後、チップデバイス101は、挿入のために必要な力F2と反対の引張力F1によって、ファブリックから離脱するおそれがある。したがって、ファブリック104とチップデバイス101との間の組立を固定することが必要である。
【0027】
図4に示すようにこの要求は、挿入後に、突出要素103の自由端105(
図3)を変形し、変形後のチップデバイス101のファブリック104への固定を確実にすることによって満たされる。
図4に示す特定の具体例では、突出要素103を構成する材料を(例えば、押し広げによって)変形し、ファブリック104の外側面104b上に圧着ビード(crimping bead)106を形成して、チップデバイス101の離脱を防止している。換言すれば、ファブリック104は、ビード106と基部102との間で局所的に挟み込まれている。
【0028】
図5に示す変形例では、チップデバイス101をファブリック104に挿入する際、基部102が挿入面104aに接触しても、突出要素103がファブリック104を貫通しないようになっている。換言すれば、突出要素103の高さH1は、ファブリック104の厚さH2より小さい。この場合、挿入の間のファブリック104の変形を回避するために上述したプレートを使用する場合、プレートは、開口を有する必要はない。
図5では、突出要素の自由端は、釘状の形状を有していないが、釘状の形状を有していてもよい。
図6では、例えば、押し広げによる突出要素103の変形によって、ファブリック104内に圧着ビード106が形成され、この結果、糸状体又は繊維の間で、ファブリックとチップデバイス101との固定が実現される。このようにして、少なくとも1つの領域Z1において、ファブリック104の一部がビード106と基部102との間で高さ方向に挟み込まれる。好ましくは、ファブリック内(
図6)又はファブリック上(
図4)で材料が押し広げられると、ビード106に接触するファブリックの繊維又は糸状体は、ビード106に接合され、この結果、離脱防止作用が強化され、チップデバイスとファブリックとの固定が確実になる。
【0029】
したがって、包括的に言えば、突出要素103の自由端105を変形するステップによって、圧着ビードが形成され、変形後に、チップデバイス101がファブリック104に確実に固定される。
【0030】
図7に示すように、チップデバイス101は、チップデバイス101のアクティブ領域に接続された電気的接続端子107を備えることが有益である。「アクティブ領域」とは、チップデバイス101が備えるチップを意味する。
図7に示す特定の具体例では、アクティブ領域は、基部102であってもよい。ファブリック104は、導電性糸状体108を備え、導電性糸状体108は、チップデバイス101をファブリック104に挿入するステップによって、端子107に電気的に接触する。そして、この接触は、突出要素103の変形のステップ、例えば、ビード106及び基部102によってファブリックに圧力を加えることによって維持される。
【0031】
実際、多くの用途において、チップデバイスは、他のチップデバイス、データバス、電源、アンテナ等に接続する必要があり、接続端子及び導電性糸状体によって、この接続が実現される。
【0032】
好ましくは、電気的接続端子107は、基部102の突出要素103が設けられている面上に配設され(
図7)、又は突出要素103自体に配設してもよい。この具体例については、以下に詳細に説明する。
【0033】
図8に示すチップデバイス101は、突出要素103の両側で基部102上に盛り上がった2つの接続端子107a、107bを備える。チップ109は、突出要素103の一部を構成し、基部102内に形成された(点線で示す)電気回路によって、これらの端子107a、107bに接続されている。また、チップ109は、
図7の具体例のように、基部102に含まれていてもよい。
【0034】
図7及び
図8のいずれにおいても、チップデバイス101は、少なくとも1つの接続端子を備える。
【0035】
好ましくは、突出要素は、基部から立ち上がり、基部との接合部の周囲の全ては、基部の自由表面となる。換言すれば、突出要素は、変形後に、キノコ状の形状を呈する。この形状によって、例えば、チップデバイスは、突出要素の周囲の基部上に分布して配置された4つの接続端子を備え、(これらの4つの端子は、好ましくは、四方に配置される。)突出要素が挿入されるメッシュを形成する4つの導電性糸状体を電気的に個別に接続する。そして、4つの糸状体は、キノコ状の圧着ビードと、基部との間の機械的なクランピングによって、関連する端子に接触した状態で保持される。
【0036】
図9では、チップ109は、基部102内に形成され、又は基部102によって形成してもよく(また、この具体例では、チップは、基部上に突出するように取り付けられて、突出要素103の一部を構成してもよい。)2つの個別の接続端子107a、107bは、突出要素103の関連する部分によって形成される。換言すれば、少なくとも1つの接続端子は、突出要素内に形成される。これらの部分は、それぞれチップ109の接触領域(contact take-up areas)110a、110bに電気的に接続される。
図9の形式では、デバイスがファブリック104に挿入されると、ファブリック104の2つの導電性糸状体をチップ109に接触させることができるという利点がある。良好な電気的接触を確実にするために、2つの隣接する糸状体の間の間隔は、挿入後に、端子107a、107bのレベルで2つの糸状体が突出要素103を挟み込むように構成される。そして、2つの糸状体は、軸Yに沿って互い違いの形式で離間される。もちろん、この手法の要求のために、これらの端子107a、107bの上には、自由端105を形成する変形可能な領域が配置される。この変形可能な領域は、展性を有する釘状体(図示せず)を接合することによって形成してもよい。端子107a、107bは、フォトマスキングで及び銅又はその合金の電解質によって形成してもよく、堆積によって厚層を形成できる他の如何なる導電性材料によって形成してもよい。
【0037】
図10は、
図9のA−Aに沿った断面に等しい
図9の変形例の断面図であり、ここでは、突出要素103は、(好ましくは、互いに電気的に絶縁された)4つの関連する接続端子107a、107b、107c、107dを画定する4つの部分を有し、これらの部分は、チップ109の関連する接触領域110a、110b、110c、110dと電気的に接触している。このチップデバイスの変形例は、望ましくは、織成されたファブリックのメッシュの自由空間に挿入される。メッシュを画定する4つ糸状体108a、108b、108c、108dは、導電性を有する。そして、この方法は、メッシュを画定する4個の糸状体108a、108b、108c、108dの間の空間を介して、メッシュに突出要素103の挿入することを含み、これによって、メッシュの各糸状体108a、108b、108c、108dは、挿入後に関連する端子107a、107b、107c、107dに電気的に接触する。糸状体と、端子107a、107b、107c、107dとの電気的接触を確実にするために、2つの隣り合う縦糸108a、108b又は横糸108c、108dの間の間隔は、糸状体と端子との間の2つの対向する関連する接触領域が離間する距離より小さい。
図10の具体例では、突出要素103は、円形の断面を有し、2つの隣り合う縦糸又は横糸の間の間隔は、突出要素103の直径より小さい。換言すれば、メッシュの糸状体108a、108b、108c、108dは、全て圧力によって突出要素103に押し付けられて、突出要素103に接触している。
【0038】
図10の側面図である
図11に示すように、ファブリックは、有意な厚さを有していてもよく、異なるメッシュの縦糸及び横糸は、互いに上下に重なり合っていてもよい。したがって、
図10に示す4つの導電性糸状体は、異なるレベルの異なるメッシュからのものであってもよい。
図11には、導電性糸状体108a、108b、108c、108dのみを示している。これらの糸状体108a、108b、108c、108dは、変形前に、圧力によって、突出要素103の図示されていない関連する端子に電気的に接触する。
【0039】
図12は、同じ要素に同じ符号を付した
図9の変形例であり、同様の接続端子107a、107bは、複数の導電性糸状体108a、108b、108c、108dに電気的に接続することができる。すなわち、この
図12では、糸状体の108a、108bは、接続端子107aに電気的に接触し、糸状体108c、108dは、接続端子107bに電気的に接触している。これにより、電気的接続の冗長性によって、アセンブリの信頼性を向上させることができる。この原理は、上述した他の実施形態及び変形例にも適用できる。
【0040】
変形例(図示せず)では、突出要素は、突出要素の高さ方向に互いに離間した複数の接続端子を有することができる。実際、突出要素は、突出要素の軸方向に沿って互い違いに配置された複数の接続端子が形成されるように相互接続された複数の導電性トラックを有する多層PCBを用いて構造化してもよい。したがって、この変形例では、
図12の糸状体108a、108b、108c、108dをそれぞれ別個の接続端子に接続することができる。
【0041】
突出要素103が立ち上がるレベルにおいて接続端子が基部102の面上に位置している場合(
図7及び
図8の実施形態)、変形された突出要素に接続された接続端子107は、好ましくは、X軸に関して、関連する糸状体と接続端子との間の電気的接触を維持する機械的なクランプ力を生成する。換言すれば、対応する導電性糸状体は、ビード106と基部102との間のファブリックの圧縮によって、関連する端子と電気的に接触した状態に保たれる。端子が基部上に形成される場合、ファブリックは、好ましくは、関連する端子と協働するように意図された導電性糸状体が、チップデバイスが挿入されるファブリックの外側の面104aに配置されるように織成又は構成される。これによって、糸状体と関連する端子との電気的接触を実現しながら、ファブリックの糸状体又は繊維に、電気的接触を妨害するおそれがある異物が混入することを回避することができる。
【0042】
好ましくは、端子が突出要素上に位置している場合(
図9)、関連する導電性糸状体は、この接触を維持するファブリックの密度によって電気的接触を維持する。メッシュのコンテキストでは、2つの平行に隣り合う糸状体が突出要素を挟み込み、これらの2つの糸状体の少なくとも1つが導電性を有し、関連する接続端子と電気的に接触することができると言うことができる。この場合、端子と接触することが意図されたファブリックの導電性糸状体は、ファブリックの表面上にあってもよく、ファブリックの他の糸状体に取り囲まれていてもよい。基部に接触するファブリックの面の反対側となるファブリックの表面上に導電性糸状体がある場合、変形の間に導電性糸状体の周囲を少なくとも部分的に包む圧着ビードによっても接続端子に対する導電性糸状体の固定を実現できる。
【0043】
上述したように、突出要素は、基部の平面に垂直な軸Xに沿って、少なくとも自由端によって画定される鋭利な形状を有することができる。この鋭利な形状は、実質的に平行な2つの導電性糸状体を含むファブリックへのチップデバイスの挿入が容易になるために特に有益である。すなわち、突出要素の自由端は、2つの糸状体の間の間隔より小さい寸法を有する。
図13及び
図14は、突出要素103の自由端105及びファブリックの2つの糸状体108a、108bの動きを部分的に示している(説明を明瞭にするため、ファブリックの2つの平行な糸状体のみを示している)。
図13では、好ましくは、釘状の突出要素103の自由端105の挿入によって、自由端105は、2つの糸状体108a、108bの間に配置される。そして、チップデバイスは、2つの導電性糸状体108a、108bの間を進み(
図14)、これにより、突出要素103の頂点の両側の鋭利な形状によって導電性糸状体108a、108bが離間する。実際、糸状体108a、108bは、突出要素103の頂点103aの本体の両側に沿って進み、次に、突出要素103の本体の外側の表面に従う。チップデバイスの動きは、2つの糸状体108a、108bのそれぞれがチップデバイスの関連する接続端子と電気的に接触する(このステップは、図示されていない。)まで継続する。これらの2つの平行な糸状体のうち、1つのみが導電性を有する場合、その糸状体が関連する接続端子に接触し、これによって、2つの糸状体が電気的接触を維持することができる。
【0044】
突出要素の鋭利な形状の機能を実現するために、突出要素は、台形状の断面を有していてもよく、台形の基部は、基部に連結され、台形状の先端部が突出要素の自由端を形成する。
【0045】
当業者は、ファブリックへの突出要素の自由端の挿入に有利な他の如何なる形状を用いてもよく、例えば、角錐、円錐台又は円錐等の如何なる形状を用いてもよい。
【0046】
図15に示す組立方法の好ましい実施形態では、変形ステップは、2つのプレート111a、111bをチップデバイス101の両側に配置し、これらのプレート111a、111bを介して、突出要素103の自由端105と、その基部102との接合部との間で、突出要素103に(軸Xに沿った)軸方向圧縮力(axial compression force)を印加することによって実行される。好ましくは、第1のプレート111aは、突出要素103の自由端105に接触するように配置され、第2のプレート111bは、基部102に接触するように配置される。そして、プレートを互いに近付け、例えば、熱間変形、冷間変形又は超音波手段によって印加される熱によって、突出要素103を変形して圧着ビードを形成することができる。
【0047】
超音波手段は、電気的振動を機械的振動に変換し突出要素の自由端を形成する材料を加熱して局所的に溶融することができる。機械的振動は、自由端に接触するように配置されたソノトロード(sonotrode)を用いて材料に伝達され、これによって自由端を加熱する。基部が突出要素に比べて変形に対する抵抗力があることは言うまでもない。換言すれば、変形ステップは、包括的には、突出要素103がファブリック104に挿入されるチップデバイスを、例えば、プレート111bによって固定することと、例えば、プレート111aによって、突出要素103の自由端105を超音波手段で変形することとを含むことができる。
【0048】
突出要素103を変形するために、突出要素103の少なくとも自由端105は、熱成形材料(例えば、熱可塑性ポリマ又は熱硬化性ポリマ)から形成される。これによって、
図16に図示すように、変形ステップにおいて、突出要素103に接触するプレート111aを加熱して、突出要素103の自由端を加熱し、突出要素103を押し広げ、圧着ビード106を形成することができる。チップデバイスがファブリックを貫通しない場合(
図5の実施形態)、2つのプレート111a、111bを圧縮して、加熱プレートが自由端105に接触するまでファブリックを圧縮することができる。適用される温度については、当業者は、突出要素103の自由端105を形成する材料の関数として、適切な温度を選択できることは明らかである。
【0049】
使用される材料は、以下の表から選択することができる。
【表1】
【0050】
ここで、Tgは、ガラス遷移温度、すなわち、材料が軟らかくなる温度を表し、Tmは、融点を表す。
【0051】
突出要素(103)の少なくとも自由端105は、融点が70℃から320℃の間の材料によって形成することが望ましい。
【0052】
突出要素がファブリックを貫通しない例示的な実施形態では、第1のプレートは、ファブリックの面を突出要素の自由端から分離するファブリックの一部において、ファブリックの面に接触するように配置してもよい。この場合、このファブリック面は、挿入面の反対側の面である。そして、加熱プレートの温度は、ファブリックの一部によって、ファブリック内に位置する突出要素の自由端に伝導される。
【0053】
加熱プレート111aを用いるある実施形態では、基部(通常、突出要素103が立ち上がる面の反対側の基部の面)に接触するように配置されたプレート111bは、変形ステップ間、冷却される。この実施形態は、突出要素103が1つの同じ熱成形材料から形成されている場合に特に有利である。この場合、実際には、プレート111bによって、突出要素103の基部の部分が変形を防止する温度に維持され、これにより、突出要素103の自由端105だけが変形される。プレート111bが冷却されない場合、突出要素103は、好ましくは、2つの部分から構成され、プレートの基部に近い第1の部分は、第1の部分の上に位置して、突出要素105の少なくとも自由端を形成する突出要素の第2の部分に比べて、変形及び熱に対する抵抗力がある材料から形成される。上の表に列挙した材料は、上述した基準に従って選択することができる。また、突出要素が加熱によらずに変形される場合、突出要素のこれらの2つの部分の力学的特性を異ならせてもよい。
【0054】
チップデバイスは、2つの部分から形成してもよい。第1の部分は、チップを含み若しくはチップを構成する基部、又はチップが搭載される基部(この場合、チップは、基部から突出する)を含む。第2の部分は、突出要素、又は基部に上に搭載されたチップと共に突出要素を形成するよう意図された突出要素の一部に対応する。第2の部分は、適切な鋳型に材料を注入し、又は部分的な機械加工によって形成することができる。一実施形態として、第2の部分を第1の部分に接合してもよい。他の実施形態として、第2の部分を形成するための材料を鋳型に入れ、この上に材料に接触するように第1の部分を載置して第2の部分を形成してもよい。そして、例えば、加熱によって材料を液化し、続いて冷却することによって、第1の部分に接合し、チップデバイスを構成する新たな組立体を形成する。
【0055】
チップデバイスは、発光ダイオードを含んでいてもよく、又はチップによって実現できる他の如何なる種類の機能を提供してもよい。圧着ビードがファブリックの外側表面上に配置される場合、圧着ビードは、ビードの頂点から繊維を離間させることができるという利点を有する。これによって、チップデバイスが発光ダイオードを含む場合、発光ダイオードは、光の伝播がファブリックの繊維によって妨げられることなく、圧着ビードの頂点を介して発光できる。この場合、突出要素は、透明である。したがって、ファブリック内に複数のチップデバイスを精密に配置することによって、正確なパターンを生成し、導電性糸状体によって、これらのチップデバイスを駆動することができる。また、RFIDタイプのデバイスを織成テープに挿入し、例えば、銅製のファブリックの導電性糸状体によってこのデバイスのアンテナを形成することもできる。
【0056】
図17に示す変形例では、突出要素103は、先細りの形状を有し(先端は、台状であっても、台状でなくてもよい)、突出要素103には、2つの螺子溝113が切られている。したがって、チップデバイスのファブリックへの挿入は、これらの螺子溝をファブリックの2つの糸状体(好ましくは、1つの同じメッシュの2つの平行な糸状体)に係合し、チップデバイス101を螺入動作させることによって行われる。この螺入は、基部102がファブリックに接触するまで、及び/又は2つの糸状体の少なくとも1つが導電性を有する場合、この導電性糸状体が関連する接続端子に電気的に接触するまで行われる。
【0057】
図18は、複数のメッシュ112を含むファブリック104示している。ここでは、3つのチップデバイス101a、101b、101cが組み込まれている。最も右のチップデバイス101aは、同じメッシュの4つの糸状体に電気的に接続されている。他の2つのチップデバイス101b、101cは、それぞれのメッシュの2つの糸状体に接続されている。
図18では、横糸及び縦糸が直角に交わっており、2つの平行糸状体の間隔は、略々等しく、したがって、メッシュは、正方形である。もちろん、糸状体の向き並びに縦横及び横糸の間隔は、ファブリックに適用される寸法及び形式のチップデバイスの使用に影響しない限り、如何なるものであってもよい。一般化して言えば、電気的接続の有無に関わらず、ファブリックには、少なくとも1つのチップデバイスがクリンプされ、圧着ビードは、ファブリックの外側にあっても、ファブリック内側にあってもよい。ここで、クリンプとは、第2のピース上又は第2のピース内の空洞で、第1のピースのリムを折り返すことによって、ピースを互いに固定することと定義される。この場合、第1のピースは、チップデバイスであり、第2のピースは、ファブリックであり、ファブリック内の空洞は、メッシュ又はファブリックの繊維の間の自由空間とみなすことができ、リムは、少なくとも突出要素の一部であると定義される。
【0058】
また、このようなデバイスをスマートクロージング(smart clothing)に挿入することによって、個人の移動を地理的及び医学的に追跡することができる。
【0059】
チップデバイスの寸法は、四方が5mm未満、ファブリックにクリンプされた後に、厚さが200μm未満であってもよい。そして、デバイスは、小さな物体を取り扱うための周知の機械を用いて、ファブリックに挿入できる。したがって、ファブリックへの挿入の方法は、安価に実現することができる。
【0060】
当業者は、ここで説明した実施形態の多くの変形及び変更を想到できる。角錐台、角錐及び円錐等の鋭利な形状について説明してきたが、ファブリックへの挿入を容易にする形状であれば、適切な如何なる凸状の形状を用いてもよい。
【0061】
上述したように、変形の役割は、変形後に、ファブリックとチップデバイスとの間の組立を維持することである。図示していない変形例として、チップデバイスは、1つ以上の溝を有していてもよく、挿入の間、これらの溝にファブリックの繊維又は糸状体が収納され、これらの溝によって、固定を強固にすることができる。これらの溝は、突出要素内に形成してもよく、又は突出要素と基部との間の接合部において、突出要素及び基部の一部によって画定してもよい。
【0062】
全ての実施形態に適用可能な補強として、
図19に示すように、ファブリックの導電性糸状体108を、チップデバイスのチップに接続された接続端子107に関連付けることを目的として、糸状体108と接続端子107との間にポリマ1001を介挿してもよい。このようなポリマ1001は、糸状体108と端子107との間の電気的接触を確実にすることを意図している。この介挿は、好ましくは、挿入ステップの前に行われる。
【0063】
一実施形態においては、ポリマは、導電性粒子を含む。したがって、方法は、
−電気的接続端子107に向かう方向に糸状体108を押圧し、接続端子107と糸状体108との間の少なくとも1つの粒子又は粒子の塊をクランプするステップと、
−ポリマ1001を凝固させて、糸状体108、硬化ポリマ1001及び接続端子107の間の機械的な固定を確実にし、凝固の後に、糸状体108と端子107との間の電気的接触を確実にするステップとを含んでいてもよい。
【0064】
換言すれば、粒子が充填されたポリマ1001は、少なくとも、端子に接続される接続端子107及び関連する糸状体108のレベルに配設される。ここで「レベル」とは、ポリマ1001の少なくとも一部が糸状体108と接続端子107との間に介挿されることを意味する。
【0065】
応力は、糸状体108によって端子107に加えられる圧力又はこれとは逆方向の圧力によって生成でき、接続端子107と糸状体108との間に位置するポリマ1001の一部を圧縮する。この圧力の結果、接続端子107と関連する糸状体108との間で、少なくとも1つの粒子を介する電気的接触が実現する。実際には、粒子が一様に分布するが、互いに接触していないポリマの設計では、圧力によって粒子が集積され、統計的に少なくとも1つの粒子又は粒子の1つの塊がクランプされる。塊は、事実上、互いに電気的に接触する複数の粒子に対応している。圧力が印加されると、ポリマは、例えば、ベーキングによって硬化され、組立体及び糸状体と関連する接続端子との間の適切に形成された電気的接触が維持される。
【0066】
この補強は、上述した電気的接触を改善し、突出要素の変形によって既に部分的に実現されているファブリック内のチップデバイスの固定を向上させる利点がある。
【0067】
電気的接触を補助するコンテキストにおいて想定されるポリマの種類のうち、異方導電性接着剤を用いることができる。そして、ポリマは、異方導電性膜(anisotropic conductive film:ACF)タイプ、異方導電性接着剤(anisotropic conductive adhesive:ACA)タイプ、等方導電性接着剤(isotropic conductive adhesive:ICA)タイプのいずれであってもよい。チップデバイスの突出要素の挿入の前又は後に、ポリマをファブリックに含浸させてもよい。
【0068】
特定の実施形態では、ポリマは、一旦、硬化されると、チップデバイスをファブリックに固定するために十分な強度を有していてもよい。換言すれば、突出要素の変形のステップは、不要である。この場合、チップデバイスがファブリックとの電気的接続を必要としなければ、ポリマは、単にアセンブリを固定する機能のみを有することができる。したがって、方法は、基部と、基部の面から立ち上がり、基部の反対側に自由端を有する突出要素とを備える超小型電子チップデバイスを準備するステップと、突出要素の自由端によって、ファブリックの面から、チップデバイスをファブリックに挿入するステップと、ポリマを用いてファブリックをチップデバイスに固定し、チップデバイスがファブリックに保持されることを確実にするステップとを含んでいてもよい。ポリマは、単なる接着剤であってもよい。もちろん、この特定の実施形態は、上述したように、ファブリックの糸状体と、チップデバイスの電気的接続端子との間の電気的接触を確実にするポリマの使用と組み合わせてもよく、唯一の違いは、変形ステップが実行されない点である。
【0069】
チップデバイス101を圧着ビード106によってファブリック内にクリンプしてファブリック104に組み込む手法については、先に説明した。
【0070】
異なる実施形態に適用可能な特定の実現例では、ファブリック104は、液体、例えば、水、特に雨水について不透過性を有するファブリックである。実際には、不透過性とは、例えば、ファブリックによって密閉バッグを形成でき、密閉バッグが5分間水に浸されても、水が密閉バッグ内に侵入することを防止できることを意味する。自由端によるチップデバイスの挿入は、挿入点におけるファブリックに影響を与える。したがって、この結果、挿入ステップの後にファブリックが局所的に不透過性を失い、ファブリックの密閉性が損なわれることがある。この問題を解決するために、突出要素105の変形のステップの後に、ファブリックが影響を受ける位置に材料を堆積させて、チップデバイス101とファブリック104の組立体が密閉性を有するように密封するステップを設けてもよい。また、この材料は、基部102とファブリック104との界面の側にも堆積させることが望ましく、これによって、特に、突起の形成を回避することができる。この密封ステップは、変形ステップに付随して実行することが好ましい。このために、突出要素105を形成するために用いられる材料は、変形後に、ファブリック104とチップデバイス101の組立体の密閉性を実現することができる。換言すれば、突出要素105の自由端の変形によって、変形後に、チップデバイス101が保持され、組立体の密閉性が確実にされる。ファブリック/チップデバイス組立体の密閉性を実現するために、突出要素105の変形のステップによって、突出要素105は、押し広げられ、少なくとも部分的に溶融し、これによって、突出要素105は、変形後に、チップデバイス101がファブリック104に差し込まれた領域においてファブリック104をコーティングし、挿入ステップによってファブリック104内に形成された間隙及び歪みを埋める。上述した実施形態と組合せることができる変形例では、ファブリックの反対側の基部の面も熱成形材料(例えば、熱可塑性材料又は熱硬化性ポリマ)を含むことができ、これにより、この材料も変形されて、基部とファブリックとの界面の密閉性が確実になる。
【0071】
換言すれば、ファブリックは、圧着ビードによってファブリックにクリンプされた少なくとも1つのチップデバイスを含むことができ、好ましくは、密閉ファブリックである。この場合、チップデバイスの位置では、密閉性は、完全に又は少なくとも部分的に、圧着ビードによって保証される。
【0072】
上述したように、チップデバイスは、発光ダイオードを含むことができ、クリンプの後に、変形ステップによって形成されるビードの頂点を介して光を放出することができる。換言すれば、圧着ビード106は、発光ダイオードからの光が放出される光学レンズを形成するように構成される。したがって、変形ステップは、好ましくは、圧着ビードを光学レンズの形状、例えば、フレネルレンズの形状に形成するステップを含む。この形成は、型を有するプレートを用いて行うことができ、この型の中で、変形ステップの間に突出要素105が少なくとも部分的に押し広げられる。この発光ダイオード基部の実施形態は、上述した密閉性の課題と組み合わせることもできる。
【0073】
更に、圧着ビード106は、パターンを表示し、情報を提示する如何なる形式に適応化してもよい。特定の具体例では、圧着ビード106は、ドーム状に形成され、ドームの底面は、半径Rの円によって画定され、ドームは、ドームの底面から高さHを有し、比率H/Rは、0.7〜1.3である。ドームの底面は、少なくとも突出要素の残りの部分によって基部にリンクされる。このような比率によって、光の拡散が良好になる。この残りの部分は、好ましくは、(基部を含む平面に平行な平面の)断面が円形の外側輪郭を有し、この円の直径は、実質的にドームの底面の直径の3分の1以下である。
【0074】
また、先に突出要素の少なくとも自由端は、熱成形材料によって形成できることを説明した。したがって、包括的に言えば、変形ステップは、自由端を加熱することによって行うことができる。ここでは、如何なる加熱デバイスを用いてもよく、例えば、上述したプレートを用いてもよい。
【0075】
チップデバイスが溝を有する変形例では、突出要素の変形によって、チップデバイスをファブリックに挿入するステップの間に挿入された糸状体を溝内に固定することができる。