▶ ネーデルランドセ・オルガニサティ・フォール・トゥーヘパスト−ナトゥールウェテンスハッペライク・オンデルズーク・テーエヌオーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-27
(54)【発明の名称】可撓性基板上の電子部品
(51)【国際特許分類】
H05K 3/32 20060101AFI20221020BHJP
H05K 1/03 20060101ALI20221020BHJP
H05K 1/02 20060101ALI20221020BHJP
【ＦＩ】
H05K3/32 B
H05K1/03 610H
H05K1/02 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022511051
(86)(22)【出願日】2020-08-18
(85)【翻訳文提出日】2022-04-01
(86)【国際出願番号】 NL2020050516
(87)【国際公開番号】W WO2021034193
(87)【国際公開日】2021-02-25
(31)【優先権主張番号】19192351.5
(32)【優先日】2019-08-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】511095850
【氏名又は名称】ネーデルランドセ・オルガニサティ・フォール・トゥーヘパスト－ナトゥールウェテンスハッペライク・オンデルズーク・テーエヌオー
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】マルハレータ・マリア・デ・コーク
(72)【発明者】
【氏名】ヘラルドゥス・ティトゥス・ファン・ヘク
(72)【発明者】
【氏名】イェルーン・フランシスクス・マリヌス・シュラム
【テーマコード（参考）】
5E319
5E338
【Ｆターム（参考）】
5E319AA03
5E319AA07
5E319AB05
5E319AC03
5E319BB16
5E319CC03
5E319CD16
5E319GG15
5E319GG20
5E338AA01
5E338AA12
5E338AA16
5E338BB55
5E338BB75
5E338CD13
5E338EE11
5E338EE27
5E338EE28
(57)【要約】
電子部品（１）は、可撓性基板（３）上の導体トラック（２）に接続される。熱可塑性材料（ＴＰＭ１）を含む組成物の接続層（４）が、導体トラック（２）上に提供される。熱可塑性材料（ＴＰＭ１）を含む組成物の接続層（４）が、導体トラック（２）上に提供される。接続層（４）は、導体トラック（２）と重なるように整列された少なくとも１つの切り欠き部（５）を有する。液体状態の熱硬化性材料（ＴＳＭ１）を使用して、切り欠き部（５）が充填される。電子部品（１）は、接続層（４）の上に設けられる。熱を加えることにより、接続層（４）の温度が熱可塑性材料（ＴＰＭ１）の軟化温度よりも高くなる。圧力を加えることにより機械的接続が形成される。熱（Ｈ）を加えることにより、熱硬化性材料（ＴＳＭ１）の温度が熱可塑性材料（ＴＳＭ１）が固化される熱硬化性温度より高くなり、電気的接続（Ｅ）が形成される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子部品（１）を可撓性基板（３）上の導体トラック（２）に接続するための方法であって、前記導体トラック（２）上に接続層（４）を提供するステップであって、前記接続層（４）が熱可塑性材料（ＴＰＭ１）を含むシートから形成されており、前記接続層（４）が少なくとも１つの切り欠き部（５）を有し、前記少なくとも１つの切り欠き部（５）が前記導体トラック（２）と少なくとも部分的に重なるように整列されている、提供するステップと、
前記少なくとも１つの切り欠き部を液状の熱硬化性材料（ＴＳＭ１）で少なくとも部分的に充填するステップであって、少なくとも固化したときに前記熱硬化性材料（ＴＳＭ１）が導電性である、充填するステップと、
続いて、前記接続層（４）の上に前記電子部品（１）を配置するステップであって、前記電子部品（１）の接触点（７）が前記切り欠き部（５）内の前記熱硬化性材料（ＴＳＭ１）に接触するように整列される、配置するステップと、
熱（Ｈ）を印加して前記接続層（４）の温度を前記接続層（４）の前記熱可塑性材料（ＴＰＭ１）の軟化温度（Ｔｇ）より高くし、かつ圧力（Ｐ）を印加して、前記接続層の塑性変形によって、前記電子部品（１）と前記可撓性基板および／または前記可撓性基板上の前記導体トラックとの間に機械的接続（Ｍ）を形成するステップであって、前記熱（Ｈ）の印加により、前記熱硬化性材料（ＴＳＭ１）の温度を、前記熱硬化性材料（ＴＳＭ１）を固化させるその熱硬化温度（Ｔｓ）より高く上昇させて、前記電子部品（１）の前記接触点（７）と前記可撓性基板（３）上の前記導体トラック（２）との間に電気的接続もまた形成される、熱および圧力を印加するステップと、
を含む、方法。
【請求項2】
前記接続層（４）の長さおよび／または幅が、前記接続層（４）上の前記電子部品（１）の横断面寸法よりも１．１から１．８倍大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
熱可塑性材料（ＴＰＭ３）の可撓性層が前記部品および接続層上に適用されて、加熱されてカバー層（８）が形成され、前記カバー層が傾斜して前記電子部品から外側に向かってスタック全体の厚さが徐々に減少する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
少なくとも２つの熱可塑性材料が、重複する可塑化条件を示す組成物から形成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記導体トラック（２）が相互に平行な方向を通って平行な軌道を形成する、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項6】
前記熱硬化性材料（ＴＳＭ１）が導電性接着材料を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記可撓性基板をキャリア（２０）に接続するステップを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
熱可塑性基板材料（ＴＰＭ２）から形成された可撓性基板（３）上の少なくとも１つの導体トラック（２）に接続された電子部品（１）のアセンブリであって、前記導体トラック（２）上の接続層（４）であって、前記接続層（４）が前記基板材料（ＴＰＭ２）とは異なる材料である熱可塑性材料（ＴＰＭ１）を含むシートから形成されており、前記接続層（４）が少なくとも１つの切り欠き部（５）を有し、前記少なくとも１つの切り欠き部（５）が前記導体トラック（２）と少なくとも部分的に重なるように整列されている、接続層（４）と、
前記切り欠き部（５）に充填された固化した熱硬化性材料（ＴＳＭ１）であって、前記熱硬化性材料（ＴＳＭ１）が導電性である、固化した熱硬化性材料（ＴＳＭ１）と、
を備え、
前記電子部品（１）が前記接続層（４）の上に設けられ、前記電子部品（１）の接触点（７）が前記切り欠き部（５）を充填する前記熱硬化性材料（ＴＳＭ１）に接触するように整列されており、
塑性変形した前記接続層によって、前記電子部品（１）と前記可撓性基板および／または前記可撓性基板上の前記導体トラックとの間に機械的接続（Ｍ）が形成されており、前記固化した熱硬化性材料（ＴＳＭ１）によって、前記電子部品（１）の前記接触点（７）と前記可撓性基板（３）上の前記導体トラック（２）との間に電気的接続（Ｅ）が形成されている、アセンブリ。
【請求項9】
前記アセンブリが、横方向に間隔を置いた複数の電子部品（１）を含み、前記部品が、１つまたは複数の導体トラック（２）を介して互いに電気的に接続されている、請求項８に記載のアセンブリ。
【請求項10】
前記電子部品が印刷回路基板（１０）である、請求項８または９に記載のアセンブリ。
【請求項11】
前記導体トラック（２）が前記電子部品（１）を受けパッド（１２）に電気的に接続している、請求項８から１０のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項12】
前記可撓性基板（３）が、キャリア（２０）に永続的に接続されている、請求項８から１１のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項13】
アセンブリを外部損傷から保護するために、保護層（９）が、前記電子部品（１）、前記カバー層（８）、前記導体トラック（２）、前記可撓性基板（３）、およびキャリア（２０）の１つまたは複数の上に提供されている、請求項８から１２のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項14】
前記接続層（４）に含まれる熱可塑性材料（ＴＰＭ１）、前記可撓性基板（３）に含まれる熱可塑性材料（ＴＰＭ２）、前記カバー層（８）を形成するための層に含まれる熱可塑性材料（ＴＰＭ３）、前記保護層（９）に含まれる熱可塑性材料、および前記中間接着剤層の熱可塑性材料のうちの１つまたは複数が、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）を含む組成物から形成される、請求項８から１３のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項15】
請求項８から１４のいずれか一項に記載のアセンブリを備える衣服（４０）。
【請求項16】
前記基板材料（ＴＰＭ２）のガラス転移温度が、前記接続層に含まれる熱可塑性材料（ＴＰＭ１）のガラス転移温度と少なくとも摂氏５度異なる、請求項８から１４のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電子部品を可撓性基板上の導体トラックに接続するための方法に関する。本開示はさらに、導体トラックを備えた可撓性基板上の１つまたは複数の電子部品のアセンブリ、および集積型電子部品を備えた衣服に関する。
【0002】
可撓性および／または伸縮性基板上の導電性配線、例えばトラックを介した電気部品へのおよび電子部品からの電気信号の伝送は、外部電磁放射による干渉、トラックの電気的性能（抵抗）の変化、および電気部品と基板上の配線との間の不安定な相互接続によって妨げられ得る。抵抗の変動および／または相互接続の障害は、送信信号の品質に悪影響を及ぼし得る。
【0003】
米国特許第６，４４９，８３６号には、プリント回路基板を相互接続するための方法が記載されており、基板の１つは、熱可塑性樹脂で作られた絶縁基板と、ランドを備えた導電性パターンとを有する。これらのランドを第２のプリント回路基板のランドと重ね合わせることにより、熱可塑性樹脂の軟化および変形部分によって覆われ得る電気的相互接続部分を形成することができる。しかしながら、熱可塑性樹脂で作られた絶縁基板を有するプリント回路基板を製造することは困難であり得る。電気的に相互接続された部分によって形成される電気的接続は、通常、安定性が低く、例えば、形成された相互接続は、特に熱可塑性樹脂の繰り返しの屈曲および／または伸張時に、抵抗の変動、クラック形成、または電気的接続の切断さえも起こりやすい。
【0004】
電子部品を可撓性基板上の導体トラックに永続的に接続することに関して、さらなる改善が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の態様は、電子部品と可撓性基板上の導体トラックとの間の接続に関する。本明細書に記載されるように、接続層は、導体トラック上に提供され得る。接続層は、好ましくは、熱可塑性材料を含む組成物から形成される。接続層には、１つまたは複数の開口部を設けることができる。例えば、開口部は、接続層から切り取られた領域として現れ得る。開口部の少なくとも１つは、導体トラックと少なくとも部分的に重なるように整列され得る。好ましくは、接続層は、切り欠き部を有する接続層および下にある可撓性基板が空洞を画定するように、可撓性基板に密接に取り付けられる。
【0006】
好ましくは、熱硬化性材料を使用して、開口部または切り欠き部によって形成された空洞を充填する。熱硬化性材料は、液体状態で切り欠き部に提供され得る。したがって、切り欠き部を備えた接続層は、電子部品の接触点を導体トラックに接続する電気的接続の体積、形状、および／または位置を画定し得る。接続層は、好ましくは電気絶縁体であることが理解されよう。好ましくは、熱硬化性材料は、ペーストなどの濃厚な粘性組成物である。有利には、濃厚な粘性液体、例えば、ペーストは、少なくとも次のステップを完了するために必要な限り、切り欠き部に残留し得る。熱硬化性材料は、少なくとも固化したときに導電性である。電子部品は、切り欠き部を充填する熱硬化性材料に接触点が接触するように位置合わせされて、接続層の上に提供され得る。
【0007】
好ましくは、接続層の温度は、接続層の熱可塑性材料の軟化温度（Ｔｇ）に近いかそれよりも高い。接続層を軟化温度以上に加熱すると、接続層の軟化および熱可塑性変形が生じ得る。例えば、接続層の塑性変形は、一方では接続層と電子部品との間の接触を改善し得、他方では、接続層と導体トラックを備えた可撓性基板との間の接触を改善し得る。熱可塑性材料が固化すると、接続層は電子部品と可撓性基板との間に永続的な機械的接続を形成する。いくつかの実施形態では、例えば加熱中または加熱後に、軟化した接続層に圧力が加えられる。圧力を加えると、接触が改善され、その結果、接続層の電子部品および／または導電性トラックへの接着がそれぞれ改善され得る。熱可塑性層は、複数の層、例えば、相対的に低い熱可塑性温度レジームを有する外部接着剤層と、相対的に高い熱可塑性温度レジームを有する内層とからなり得る。そのような組み合わせは、記載されたプロセスにおける層の構造的完全性を保証し得る。適切な熱可塑性層には、布地用途に適したＢＥＭＩＳタイプの熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）があり、これは通常、外側に接着剤が付いた２層または３層を有し、より伸縮性がありながら熱的に安定した内側の層を有する（例えば、ＢＥＭＩＳ製品番号３９１６）。
【0008】
好ましくは、熱を加えて、熱硬化性材料の温度をその熱硬化温度より上昇させる。有利には、熱可塑性層を軟化させるために使用されるのと同じ熱であり得る。例えば、接続層の温度上昇は、熱可塑性材料の温度も上昇させるのに十分であり得る。熱硬化性材料をその熱硬化温度以上に加熱すると、熱硬化性材料の固化が活性化し得る。このようにして、熱硬化性材料は、電子部品の接触点と可撓性基板上の導体トラックとの間に電気的接続を有利に形成することができる。切り欠き部内の電気的接続は、電子部品と可撓性基板との間の機械的接続から機械的に切り離され、したがって耐久性をさらに改善することができることが理解されよう。
【0009】
代替的に、感圧接着剤（ＰＳＡ）を導電性接着剤として適用することも可能である。これは、接着剤中の導電性粒子がパーコレーション経路を形成し、バルクの導電性を実現するように、圧力下で再編成する材料である。ＰＳＡ系の熱硬化性材料の場合、ラミネートプロセス中の圧力を使用して導電性が実現され得る。部品間（例えば、印刷されたトラックを備えた可撓性基板と電子部品との間）の機械的相互接続を形成するために、温度が印加され得る。
【0010】
いくつかの好ましい実施形態では、可撓性基板自体もまた、熱可塑性材料を含む組成物から形成される。これは、原則として、接続層と同じ材料でもよく、異なる第２の熱可塑性材料を含んでもよい。熱可塑性材料で形成された可撓性基板を使用することにより、本明細書で以下に明らかにされるように、可撓性基板を可撓性キャリアなどのさらなる基板および／または層に接着することが有利に可能になる。一実施形態では、可撓性基板の第２の熱可塑性材料は、接続層の熱可塑性材料とは異なる、例えば、少なくとも摂氏５度以上高いまたは低い軟化温度（例えば、ガラス転移温度）を有する。接続層の軟化温度よりも高い軟化温度を有する基板を使用すると、接続層の軟化中の可撓性基板の塑性変形を防ぐことができる。結果として、可撓性基板をキャリアに接着するステップを含む製造プロセスは、別個のプロセスステップで実行され得る。代替的に、接続層の軟化温度よりも低い軟化温度を有する基板を使用することにより、例えば可撓性基板と接続層の軟化温度の間の温度に加熱することによって、接続層の接着性を低下させることなく、接着した基板をキャリアから除去することが可能になり得る。
【0011】
他のまたはさらに好ましい実施形態では、熱可塑性材料の可撓性層が部品および接続層の上に適用され、加熱されてカバー層を形成する。好ましくは、カバー層は、電子部品から外側に向かってスタック全体の厚さを徐々に減少させるように傾斜して形成される。接続層に関しては、熱可塑性材料の可撓性層は、好ましくは、可撓性基板および／または接続層に含まれる熱可塑性材料の軟化条件未満またはほぼそれまでの範囲の軟化条件を有することが理解されよう。このようにして、温度および圧力を加えて、カバー層を可塑化し、下の部品または層を溶融および／または劣化させることなく電子部品に接着させることができる。
カバー層の提供は、電子部品の外面に存在する表面トポロジーを有利に平らにする。これにより、電子部品上の個々の部品が損傷、例えば接触による損傷から保護され、および／または電子部品の外面およびスタック全体の手触りが滑らかになる。カバー層は、使用中に集中し得る、例えば可撓性基板の屈曲および／または伸張中に、例えば電子部品の端に近い場所に蓄積するトラックへの応力の緩和にさらに寄与し得ることが理解されよう。好ましくは、カバー層の少なくとも一部は、傾斜した表面、すなわち徐々に減少する厚さを有するように形成される。徐々に傾斜する厚さは、層および部品のスタックの全体的な剛性を表面横断方向に徐々に減少させることでさらに改善され得、それにより、応力を緩和し、かつ／または導体トラックへの応力集中を減少させるのに役立つ。したがって、カバー層は、特に電子部品の端部に沿って、導体トラックへの層間剥離および／または損傷の可能性を低減することによって、接続の寿命を改善し得る。
カバー層の提供は、電子部品の外面に存在する表面トポロジーを有利に平らにする。これにより、電子部品上の個々の部品が損傷、例えば接触による損傷から保護され、および／または電子部品の外面およびスタック全体の手触りが滑らかになる。カバー層は、使用中に集中し得る、例えば可撓性基板の屈曲および／または伸張中に、例えば電子部品の端に近い場所に蓄積するトラックへの応力の緩和にさらに寄与し得ることが理解されよう。好ましくは、カバー層の少なくとも一部は、傾斜した表面、すなわち徐々に減少する厚さを有するように形成される。徐々に傾斜する厚さは、層および部品のスタックの全体的な剛性を表面横断方向に徐々に減少させることでさらに改善され得、それにより、応力を緩和し、かつ／または導体トラックへの応力集中を減少させるのに役立つ。したがって、カバー層は、特に電子部品の端部に沿って、導体トラックへの層間剥離および／または損傷の可能性を低減することによって、接続の寿命を改善し得る。
【0012】
本開示のいくつかの態様は、可撓性基板上の少なくとも１つの導体トラックに接続された電子部品のアセンブリとして具体化され得る。例えば、アセンブリは、本明細書に開示される方法の１つの製品または中間製品によって、または他の方法で入手可能であり得る。アセンブリは通常、導体トラック上の接続層を含む。例えば、接続層は、熱可塑性材料を含む組成物から形成される。好ましくは、接続層は、導体トラックと少なくとも部分的に重なるように整列された少なくとも１つの切り欠き部を有する。アセンブリは、例えば、切り欠き部を充填する固化された導電性熱硬化性材料を含み得る。電子部品は、接続層の上部に設けられており、電子部品の接触点は、熱硬化性材料、例えば固化した熱硬化性材料と接触するように位置合わせされている。アセンブリにおいて、電子部品と可撓性基板および／または可撓性基板上の導体トラックとの間の機械的接続は、接続層によって形成される。接続層は、少なくとも電子部品および／または可撓性基板との間の界面で、塑性変形され得る。接続層の塑性変形は、接続層と電子部品との間、および／または接続層と可撓性基板との間の接触および／または接着をそれぞれ有利に改善し得る。アセンブリでは、電気的接続が、電子部品の接触点と可撓性基板上の導体トラックを接続する。電気的接続は、熱硬化性材料、例えば固化した熱硬化性材料によって形成される。
【0013】
好ましい実施形態では、可撓性基板は、キャリア、好ましくは布地シートに永続的に接続される。したがって、本開示の態様は、衣服、好ましくは、本明細書に記載されるように、可撓性基板上の少なくとも１つの導体トラックに接続された電子部品のアセンブリを含む衣服に関する。
【0014】
本開示の装置、システム、および方法のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面からよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図4A】導体トラックを備えた可撓性基板に接続されたプリント回路基板のアセンブリの概略上面図を示す。
【図4B】複数の電子部品が、導体トラックが印刷された可撓性基板に接続されている実施形態の概略上面図を示す。
【図5A】導体トラックを横切る位置の一実施形態の概略断面側面図を示す。
【図5B】可撓性基板上の３つの導体トラックに接続されたセンサチップを備えたＰＣＢで形成された電子部品の実施形態の概略上面図を示す。
【図7A】複数の電子部品が、銀のトラックが印刷された可撓性基板に接続されている実施形態の概略上面図を示している。
【図8】導体トラック２を含む可撓性基板３上の電子部品のアセンブリの実施形態の断面側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
特定の実施形態を説明するために使用される用語は、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他のことを示さない限り、複数形も含むことを意図している。「および／または」という用語は、関連するリストされたアイテムの１つまたは複数のあらゆる組み合わせを含む。「含む」という用語は、記載された特徴の存在を特定するが、１つまたは複数の他の特徴の存在または追加を排除するものではないことが理解される。方法の特定のステップが別のステップの後に続くと記載される場合、別段の指定がない限り、それは前記他のステップに直接続くことができ、または特定のステップを実行する前に１つまたは複数の中間ステップを実行できることがさらに理解される。同様に、構造または構成要素間の接続が説明される場合、この接続は、別段の指定がない限り、直接または中間の構造または構成要素を介して確立され得ることが理解される。
【0017】
本発明は、以降において、本発明の実施形態が示されている添付の図面を参照して完全に説明される。図面では、システム、部材、層、および領域の絶対サイズと相対サイズが、わかりやすくするために誇張されている場合がある。実施形態は、本発明の可能な理想化された実施形態および中間構造の概略図および／または断面図を参照して説明され得る。説明および図面において、同様の符号は、全体を通して同様の要素を指す。相対的な用語およびその派生語は、その時点で説明されている、または議論中の図面に示されている方向を指すと解釈されるべきである。これらの相対的な用語は、説明の便宜上のものであり、特に明記されていない限り、システムを特定の方向で構築または操作する必要はない。
【0018】
【0019】
いくつかの実施形態では、例えば、図１Ａに示すように、接続層４が、導体トラック２上に提供される。好ましくは、接続層４は、熱可塑性材料ＴＰＭ１を含む組成物から形成される。接続層４は、少なくとも１つの切り欠き部５を有する。少なくとも１つの切り欠き部５は、例えば、示されているように、導体トラック２と少なくとも部分的に重なるように整列させることができる。
【0020】
他のまたはさらなる実施形態において、例えば、図１Ｂに示されるように、熱硬化性材料ＴＳＭ１が、切り欠き部５に、すなわち、導体トラック２を備える可撓性基板３および切り欠き部５の側壁によって画定される体積に提供される。好ましくは、熱硬化性材料ＴＳＭ１は、液体状態（例えば、インクまたはペースト）で切り欠き部５に提供される。熱硬化性材料（ＴＳＭ１）は、少なくとも固化すると導電性である。図１Ｂにおいて、熱硬化性材料ＴＳＭ１は、依然として液体および／または未硬化状態にあり得ることが理解される。場合により、この方法は、切り欠き部５内の熱硬化性材料ＴＳＭ１を熱硬化する前に、少なくとも部分的に乾燥する（すなわち、溶媒含有量を減らす）ステップを含み得る。
【0021】
他のまたはさらなる実施形態において、例えば、図１Ｃに示されるように、電子部品１は、接続層４の上部に提供される。一実施形態では、接触点７、例えば、電子部品１の接触パッドまたは接触ピンは、切り欠き部５の熱硬化性材料ＴＳＭ１に接触するように位置合わせされる。熱を加える（図３Ｄ参照）前（すなわち、接続層を塑性変形させる前）には、例えば接続層４と電子部品１との間、および接続層４と可撓性基板３との間に示されるように、ボイド（Ｖ）が存在し得る。
【0022】
他のまたはさらなる実施形態において、例えば、図１Ｄに示されるように、熱Ｈを加えて、接続層４の温度を、接続層４に含まれる熱可塑性材料ＴＰＭ１の軟化温度Ｔｇよりも高くする。例えば、オーブン内にアセンブリを提供することによって、熱を加えることができる。加熱中または加熱直後に、圧力Ｐが任意選択的に加えられ、接続層の塑性変形によって、電子部品１と可撓性基板との間、および／または可撓性基板上の導体トラックとの間に機械的接続Ｍが形成される。
【0023】
好ましい実施形態では、熱Ｈの印加はまた、熱硬化性材料ＴＳＭ１の温度を、熱硬化性材料ＴＳＭ１を硬化、例えば固化するための熱硬化温度Ｔｓよりも高くし、電子部品の接触点と可撓性基板上の導体トラックとの間に電気的接続を形成する。熱硬化プロセスを誘発するために、別個のまたは追加の熱を加えることも想定され得る。製造方法の間、温度は、好ましくは、接続層４がその全体的な形状を維持するようなものであり、すなわち、バルクフローおよび／または接続層４のバルク溶融を超える温度は好ましくは避けられることが理解される。熱および圧力の印加は、層間の接触を改善し、前記ボイドＶの体積（図１Ｃを参照）が、通常、減少することに留意されたい。前記熱を加えた後に形成された製品は、可撓性基板３上の少なくとも１つの導体トラック２に接続された電子部品１のアセンブリ３０と称され得る。
【0024】
本明細書に記載されるように、可撓性基板は、生地または布地の層、例えば、綿またはニット（例：ユーロジャージー）のシートなどの織物に類似または近い物理的特性および／または装着特性を有する基板を含むと理解され得る。織られたまたは編まれた布地の三次元構造は、熱可塑性材料の接着剤層および／または熱可塑性層自体が布地に効率的にかみ合い、それによって堅固な接続を作り出すことを可能にする。したがって、そのような可撓性基板は、少なくとも５ｍｍ、好ましくは３または２ｍｍなどのより低い、またはさらにより低い０．５ｍｍに至るまで、例えば１ｍｍの曲率半径で、構造的および／または機能的完全性（例えば、裂け目または亀裂）を失うことなく繰り返し曲げることができると理解され得る。さらに、可撓性基板は、好ましくは、生地または布地の層と同様またはそれに近い伸縮特性を含む。したがって、そのような可撓性基板は、構造的および／または機能的完全性（例えば、裂け目または亀裂）を少なくとも５％、例えば８％、好ましくは最大１０％の範囲などそれ以上、さらには２５％の相対伸び率まで失うことなく伸縮可能であると理解され得る。好ましくは、可撓性基板は、生地または布地の層と１桁以内（例えば、１０分の１から１０倍の間）の同様の引張応力を有する。生地または布地の層と同様の曲げ性および／または伸縮性を有する基材は、特性、例えば着用感に著しい影響を及ぼすことなく、前記生地または布地に接着することができる。
【0025】
図２Ａおよび２Ｂはそれぞれ、キャリア２０上の導体トラック２を備えた可撓性基板３および電子部品１の斜視図および上面図を示す。例示の目的で、電子部品１は、下の構造を明らかにするために半透明状態で示されている。いくつかの実施形態では、例えば、示されるように、可撓性基板３はまた、熱可塑性材料を含む組成物から形成され、これは、原則として、接続層４に含まれるものと同じ材料（例えば、熱可塑性材料ＴＰＭ１）であり得る。あるいは、可撓性基板３は、異なる第２の熱可塑性材料ＴＰＭ２を含む組成物から形成され得る。熱可塑性材料で形成された可撓性基板３を使用することにより、本明細書で以下に明らかにされるように、可撓性基板３をキャリア２０、可撓性キャリア、および／または布地層などのさらなる基板に接着することが有利に可能になり得る。一実施形態では、第２の熱可塑性材料ＴＰＭ２は、例えば、第１の熱可塑性材料ＴＰＭ１よりも高い、例えば少なくとも５℃以上高い軟化温度、例えばガラス転移温度を有する。
【0026】
好ましい実施形態では、キャリアは非熱可塑性材料、例えば、熱硬化性または架橋ポリマーフィルムのキャリアである。非熱可塑性材料のキャリアを使用することにより、よりロバストな製造プロセス、例えば比較的高温、例えば１００℃から１５０℃の間の範囲でキャリアを取り扱うことが有利に可能になる。例えば、非熱可塑性基板を使用することにより、基板を変形させることなく、基板上の１つまたは複数の導体トラックの印刷および／またはアニーリングが可能となる。代替的に、または付加的に、非熱可塑性基板の使用により、基板の変形のリスクなしに、例えば広範囲の温度で、電子部品の基板への結合を可能にする。さらに、非熱可塑性基板を使用することにより、例えば熱が異方性の方法で、例えば結合された電子部品から離れる方向から加えられたときに、電子部品への結合に悪影響を及ぼすリスクを低減して、基板と電子部品が事前に結合されたアセンブリをさらなるキャリア、例えば、熱可塑性材料の結合層を介して、または熱可塑性キャリアに直接、熱可塑性結合することを可能にする。
【0027】
好ましい実施形態では、導体トラックは、可撓性基板（３）上に印刷される。好ましくは、導体トラックは、本質的に導電性を失うことなく、可撓性基板と同程度の可撓性および／または伸縮性を有する。任意選択的に、導体トラックは、例えば、蒸着プロセスで形成されたバルク金属フィルムから形成され得る。バルク金属トラックは、不可逆的な損傷、例えば過度の伸張および／または屈曲時に（例えば、１．０５超の伸張率を超える伸縮による、または１００ｎｍ未満の曲げ半径での曲げによる）亀裂が生じやすい。好ましくは、導体トラックは、それぞれ少なくとも１．１０倍に伸縮可能かつ／または５０ｎｍ未満の曲げ半径にわたって曲げ可能である。好ましい実施形態では、可撓性基板および導体トラックは、衣服の生地または布地と同様の可撓性および／または伸縮性を有する。
【0028】
好ましい実施形態では、印刷された導体トラックは、分散した導電性粒子を含む組成物、例えば導電性インクまたはペーストから形成される。固定すると、例えば硬化すると、組成物は、好ましくは、適切な全体的な導電率を得て、ここで、適切な導電率を有する組成物は、対応するバルク材料の抵抗率の約０．１倍未満の抵抗率を有する材料として理解され得る。適切な組成物には、炭素質および／または銀もしくは銅粒子などの金属粒子を含むインクおよび／またはペーストが含まれるが、これらに限定されない。
【0029】
印刷は、導体トラックを形成するためのパターンへの適切なインクまたはペーストのステンシル印刷、スクリーン印刷、インクジェット堆積のような方法を含むと理解され得る。トラックの印刷は、例えば、適切な厚さを提供することによって、および／または蛇行トラックなどの特定の形状を提供することによって、導体トラックの可撓性および／または伸縮性をさらに改善する形状および／または寸法を導体トラックに提供することを可能にする。
【0030】
接続層４の切り欠き部５は、切断、レーザー切断、ダイ切断を含むがこれらに限定されない任意の適切な手段によって提供され得る。あるいは、接続層４は、例えば、適切な型における熱可塑性材料ＴＰＭ１の熱成形によって、切り欠き部５の周りに形成され得る。
【0031】
いくつかの実施形態では、切り欠き部は、好ましくは、電子部品１上の接触点７と少なくとも同じ大きさであり、より好ましくはより大きい。接触点７と少なくとも同じ大きさいの切り欠き部５を使用することによって、熱硬化性材料（ＴＳＭ１）で切り欠き部を充填する際の位置合わせ精度などの複雑性を低減し、かつ／または充填された切り欠き部５上での電子部品１の位置決めを簡素化することができる。電子部品１が複数の接触点を含む場合、接続層４もまた、好ましくは、複数の接触点を備えるように提供され、例えば図示されているように、切り欠き部５は、接触点７の相対位置に一致するパターンで配置される。
【0032】
いくつかの実施形態では、切り欠き部の典型的な寸法は、約０．５×約０．５ミリメートルから約５×約５ミリメートルまでの範囲にある。例えば、切り欠き部は、１×１ｍｍ、１×３ｍｍ、２×２ｍｍ、３×５ｍｍの寸法を有する長方形の切り欠きとして、または直径４ｍｍの円として形作られ得る。他の形状および寸法を使用してもよいことが理解されよう。
【0033】
いくつかの好ましい実施形態では、切り欠き部および／または導体トラック２は、形成される電気的接続Ｅの機能に応じて寸法が決められる。例えば、電子部品１に電力を供給するために使用される電気的接続Ｅは、好ましくは、データ、例えば、センサデータまたは処理命令が伝達される電気的接続Ｅよりも相対的に大きな断面、すなわちより大きな切り欠き部を有するように寸法決めされる。同様に、電子部品１に電力を供給するために使用される導体トラック２は、好ましくは、データ、例えばセンサデータまたは処理命令が伝達される導体トラック２よりも相対的に大きな断面、例えば広い幅を有するように寸法決めされる。
【0034】
好ましい実施形態では、提供される熱硬化性材料の体積（ＶＴＳＭ１）は、切り欠き部の体積（ＶＣＵＴＯＵＴ）、すなわち、切り欠き部の面積に接続層の厚さを掛けたものと一致する。過剰充填は、隣接する導電相互接続間の短絡をもたらす可能性があり、過少充填は、電子部品と導体トラックとの間の電気的接続を形成しない可能性がある。ある程度の充填不足は許容され得る。圧力（例えば、積層圧力）の影響下で、切り欠き部５の理論的な充填不足にもかかわらず、電気的接続が形成され得ることが見出された。従って、ＶＴＳＭ１は、好ましくはＶＣＵＴＯＵＴの０．５から１．１倍であり、好ましくはＶＣＵＴＯＵＴの０．７から１．０５倍であり、より好ましくはＶＣＵＴＯＵＴの０．９から１倍である。
【0035】
熱硬化性材料ＴＳＭ１は、適切な手段によって提供、例えば分注され得る。熱硬化性材料ＴＳＭ１は、液体またはペーストの分注に適した任意のツールで分注され得る。これらには、シリンジディスペンシングまたはマイクロディスペンシング、および印刷などの付加製造法が含まれるが、これらに限定されるわけではない。好ましい実施形態では、熱硬化性材料ＴＳＭ１は、印刷によって、例えばステンシル印刷によって分注される。有利には、切り欠き部５を備えた接続層４は、位置および形状だけでなく、適用される熱硬化性材料ＴＳＭ１の体積もまた画定するステンシルとして機能し得る。切り欠き部５を備えた接続層４を使用することにより、パターン化されたステンシルを別途提供する必要性が減少する。
【0036】
軟化温度は、ガラス転移温度に相当することが理解され得る。ガラス転移は、一般に、アモルファス材料または半結晶性材料内のアモルファス領域で、温度が上昇するにつれて、硬くて比較的脆い「ガラス状」状態から粘性またはゴム状状態への段階的かつ可逆的な転移として理解される。通常、材料のガラス転移温度Ｔｇは、このガラス転移が発生する小さな温度範囲を特徴づけ得る。材料によっては、Ｔｇより上と下での剛性の差が数桁に及び得る。定義によって、Ｔｇは摂氏（ケルビン）で数度異なる場合があるが、ガラス転移が発生する範囲の臨界閾値を超えると、材料が実質的により展性または塑性変形可能になることが定性的に明らかである。本明細書で使用される相対温度の曖昧さを解決するために、ガラス転移温度は、粘度を基準に定義することができ、Ｔｇを１０１２Ｐａ・ｓでの値に固定する。好ましくは、アセンブリ内の組成物は、個々の層のそれぞれの軟化条件（ＴおよびＰに依存する）が、残りの層に含まれる熱可塑性材料の溶融温度よりも低くなるように選択される。例えば、接続層４の軟化温度は、好ましくは、可撓性基板の溶融温度よりも低い。それにより、温度および／または印加圧力の影響下での熱可塑性材料の溶融および関連する制御のない流れを防ぐことができる。例えば、Ｔｇの約０．９から１．１倍の温度範囲により、十分な接着を提供することができる。
【0037】
電子部品と可撓性基板および／または可撓性基板上の導体トラックとの間の機械的接続を形成するために、温度の上昇と圧力の印加の組み合わせが、接続層４に、例えば接続層４に含まれる熱可塑性材料に塑性変形を与えるのに十分な時間加えられることが理解される。
【0038】
好ましい実施形態では、接続層の可塑化（軟化）条件、例えば、温度Ｔｇおよび／または圧力は、可撓性基板の軟化条件と一致する。接続層と可撓性基板の両方をそれぞれの軟化条件より高くする（例えば、加熱する）と、機械的接続、例えば接着が改善され得る。理論に拘束されるものではないが、機械的接続の改善は、可塑化ステップの間に基板及び層に含まれるポリマー鎖の部分的なインターロックによって説明され得る。
【0039】
別のまたはさらなる好ましい実施形態では、熱硬化性材料の熱硬化性温度Ｔｓは、可撓性基板３および接続層４の軟化温度Ｔｇよりも低い。したがって、熱硬化性材料ＴＳＭ１の硬化および電子部品１と可撓性基板３との間の機械的接続Ｍの形成は、単一のプロセスステップで有利に達成され得る。上記のように、熱硬化性材料ＴＳＭ１の硬化（固化）の際に、例えば熱硬化性材料ＴＳＭ１に含まれる導電性粒子の焼結によって、電気的接続Ｅが形成される。したがって、電気的接続Ｅおよび機械的接続Ｍは、単一のプロセスステップで形成され得る。
【0040】
好ましい実施形態では、ラミネータ装置において、圧力および熱が加えられる。例えば、対向する圧力面（例えば、ラミネートプレートまたはロール）の間に、導体トラック２を備えた可撓性基板３と；熱硬化性材料ＴＳＭ１がその中に提供される１つまたは複数の切り欠き部を備えた接続層４と；電子部品１と；を含むスタックが配置され、すべては、導体トラック２と電子部品１の１つまたは複数の接触点７との間に電気的接続Ｅが形成され得るように配置される。
【0041】
この方法は、複数の接触点７を有する電子部品１を、少なくとも対応する数の導体トラック２を備えた可撓性基板３に接続するために適用され得ることが理解される。従って、好ましい実施形態では、接続層４は、それぞれが導体トラック２と重なるように整列され、それぞれが電子部品１上に提供される接触点７と重なる位置と一致する複数の切り欠き部５を備える。
【0042】
図３Ａは、熱硬化性材料ＴＳＭ１で充填された複数の切り欠き部５を備えた接続層４の上部に配置された、複数の接触点７を備えた電子部品１の概略側面断面図を示す。接続層４は、複数の導体トラック２を備えた可撓性基板３上に配置される。示されるように、トラックおよび切り欠き部は、接触点７が熱硬化性材料ＴＳＭ１と重なり、熱硬化性材料ＴＳＭ１が導体トラック２と重なるように寸法決めおよび配置される。図１Ｃと同様に、図示されている部品と層のスタックは、熱を加える前の製造方法における段階を示している。図１Ｃのスタックと比較して、接続層４が相対的に大きい、例えば可撓性基板３の大部分を覆っていることに留意されたい。従って、一実施形態では、例えば、示されているように、接続層４は電子部品よりも大きい。例えば、接続層４の長さおよび／または幅は、前記接続層４上の電子部品１の表面寸法よりも大きく、好ましくは少なくとも１．０５倍、例えば、１．１から１．８倍の間または１．２から１．５倍の間大きい。電子部品１よりも大きな接続層４を提供することにより、熱および／または圧力を加えた後に、電子部品１と可撓性基板３との間の接着性の増加、例えば、より強力な機械的接続が得られ得る。より大きな接続層を使用すると、熱および圧力を加えた後に（図３Ｂに示すように）、表面方向において電子部品１の端部を超えて延在する接続層の領域が提供され得る。これにより、一方で接続層と電子部品との間に、他方で接続層と導体トラックを備えた可撓性基板との間により大きな接触領域が提供される。さらに、接続層の塑性変形の結果として、電子部品１は、接続層に部分的に埋め込まれ得る（例えば、図３Ｂに示される）。有利には、電子部品よりも大きい接続層４の提供は、電子部品１、例えば剛性電子部品１と、その下にある可撓性基板３と間の機械的接続Ｍの安定性の改善に寄与する。いくつかの実施形態では、電子部品１と可撓性基板３との間の機械的接続が、それらの間の接触領域を拡張することによって改善されるだけではない。接触領域を拡張すること、および／または電子部品１を接続層４内に部分的に埋め込むことは、例えば可撓性基板３の屈曲および／または伸張の間に、電子部品１の縁部の近くで蓄積するトラックへの応力の緩和に寄与することができる。接続層４の拡張部分は、層および部品のスタックの全体的な剛性をゆるやかに低下させ、したがって、特に電子部品１の縁部に沿った層間剥離および／または配線の損傷の可能性を低減する。図３Ａおよび３Ｂの実施形態では、可撓性基板３も接続層４に部分的に埋め込まれているが、電子部品１に対する可撓性基板３の寸法、および／または可撓性基板３に接着され得るキャリアの存在に依存して、必ずしもすべての実施形態に当てはまるとは限らないことを理解されたい。
【0043】
図３Ｃは、複数の接触点７を備えた電子部品１、各々が熱硬化性材料ＴＳＭ１で充填された複数の切り欠き部５を備えた接続層４、および導電トラック２を備えた可撓性基板３を含むスタックの概略断面側面図を示す。図３Ａの実施形態のように、接触点７は、熱硬化性材料ＴＳＭ１と重なり、熱硬化性材料ＴＳＭ１は、導体トラック２と重なる。スタックの上部には、熱硬化性材料ＴＰＭ３の可撓性層が提供される。図１Ｃおよび３Ａと同様に、示された部品および層のスタックは、熱を加える前の製造方法の段階を示している。
【0044】
図３Ｄは、熱および圧力を加えた後のスタックの概略断面側面図を示す。好ましい実施形態では、例えば、示されているように、熱可塑性材料ＴＰＭ３の可撓性層が、電子部品１および接続層４の上に適用される。加えられる熱および圧力の影響下で、熱可塑性材料ＴＰＭ３の可撓性層は、可塑化してカバー層８を形成し得る。好ましくは、電子部品１から外側に向かって、例えば電子部品１の縁部に近い位置から可撓性基板３に近いより外側の位置へと、スタック全体の厚さを徐々に減少させるように傾斜している。接続層４に関して、熱可塑性材料ＴＰＭ３の可撓性層は、好ましくは、可撓性基板および接続層に含まれるＴＰＭ１およびＴＰＭ２の軟化条件未満またはおよそそれ以下の範囲における軟化条件（例えば、Ｔｇ、Ｐ）を有する。このようにして、カバー層８が形成され、下の部品または層を溶融、劣化させることなく電子部品１に付着することができるように、温度および圧力が加えられ得る。カバー層の提供は、電子部品１の外表面上に存在する表面トポロジーを有利に平らにして、電子部品１上の個々の部品を損傷、例えば接触損傷から保護することができ、かつ／または電子部品１の外表面およびスタック全体の手触りを滑らかにすることができる。カバー層は、例えば可撓性基板３の屈曲および／または伸張の間に電子部品１の縁部の近くの位置に蓄積するトラックへの応力の緩和に寄与し得ることが理解されよう。カバー層８は、その一部が傾斜面を有し、すなわち、厚さが徐々に減少し、層および部品のスタックの全体的な剛性が表面横断方向において徐々に減少する。したがって、カバー層は、特に電子部品１の縁部に沿って、ワイヤへの損傷および／または層間剥離の可能性を低減することによって、可撓性基板３上の導体トラック２に電気的に接続された電子部品１の有効寿命を改善し得る。カバー層（８）は、ピラミッドもしくは切頂ピラミッドのような形状、または厚さを徐々に減少させる他の任意の形状であり得る。厚さが徐々に減少する層は、１０から７０度、例えば２０から７０度の範囲の傾斜（断面）を有する層として理解され得る。２５から６０度の間の好ましい範囲、例えば４５または６０度の傾斜を有することによって、非常に緩やかな傾斜（例えば、約５度）を有するカバー層のように、過度に大きなカバー層を必要とせずに、傾斜層の下の層への応力を効果的に低減することができる。
【0045】
いくつかの好ましい実施形態では、カバー層は、接続層４の可塑化および／または熱硬化性材料ＴＳＭ１の熱硬化とともに形成される、すなわち単一のプロセスステップで形成される。例えば、熱可塑性材料ＴＰＭ３の可撓性層は、電子部品１および接続層のスタックを含むスタック上に配置され、次いで、スタックと共にラミネートされ得る。任意選択で、熱可塑性材料ＴＰＭ３の可撓性層は、電子部品１と、導体トラック２を備える可撓性基板３との間に機械的および／または電気的接続を形成した後、電子部品１および接続層４上に提供され得る。言い換えれば、カバー層は、別個の（後続の）プロセスステップにおいて形成され得る。任意選択で、カバー層８は、例えば、形成されたカバー層８を再加熱し、例えば加圧して、所望の形状に成形することによって、別個のプロセスステップにおいて成形することができる。好ましくは、形状は、カバー層の形成とともに、すなわち同じプロセスステップにおいて、例えば、ラミネーションステップの間に画定される。
【0046】
いくつかの実施形態では、所望の形状、例えば、切頂ピラミッドは、熱可塑性材料の可撓性層と対応するラミネータプレートとの間に適切な形状の型を提供するラミネーションによって得ることができる。好ましい実施形態では、熱および圧力を加える間、電子部品１を覆う型が、熱可塑性材料の可撓性層と対応する圧力面との間、例えばラミネータ装置の圧力面との間に適用される。好ましくは、型は可撓性シート、例えば、スポンジなどの多孔質の可撓性シートである。一実施形態では、例えばスポンジなどの多孔質の可撓性シートを、熱可塑性材料の可撓性層と対応する圧力面、例えばラミネータプレートとの間に提供することによって、ｉ）圧力を加える際の電子部品１への応力を低減するために使用することができ、ｉｉ）インサイチュで多孔質の可撓性シートを圧縮すると、カバー層８を成形する型を形成し、部品から可撓性基板３に向かって下方向に徐々に傾斜する３Ｄ形状を形成する。
【0047】
いくつかの実施形態では、カバー層を形成する熱可塑性材料ＴＰＭ３の可撓性層の相対的な厚さは、接続層４の厚さの少なくとも３倍である。前述のように、接続層４の機能は、切り欠き部内の熱硬化性材料ＴＳＭ１から形成される電気的接続Ｅの形状および寸法を画定することを含む。接続層４のさらなる機能は、電子部品１と可撓性基板３との間の機械的接続を提供することである。さらなる機能は、導体トラック２と可撓性基板３との間の高さ変動、および導体トラック２に面する電子部品１の表面の高さの差の平準化を含み得る。このような高さの差は、電子部品１の１つまたは複数の接触点７の表面トポロジーまたは印刷された導体トラック２の厚さの結果であり得る。従って、接続層４の最小の厚さは、そのような高さの差によって定義され得る。さらに、最小の厚さは、実際の考慮事項によって、特に切り欠き部５が設けられる場合に、例えば層の取り扱い中の接続層４の断裂およびしわを防止するように定義され得る。一方、最大厚さは、電子部品１を導体トラック２に接続する電気的接続Ｅの導電率によって定義され得る。接続層４の厚さが増すにつれて、ますます長くなる導電性接続が形成される（関連する抵抗がますます大きくなる）。いくつかの実施形態では、良好な電気的接続および機械的接続は、５０マイクロメートルから５００マイクロメートルの範囲、好ましくは１００から３００マイクロメートルの範囲、例えば約２００または約２５０マイクロメートルの厚さを有する接続層４を使用して形成され得る。カバー層８の最小厚さは、所望の応力緩和特性に依存するが、導体トラック２の所望の最小残存可撓性は、カバー層８の最大厚さ、したがって熱可塑性材料ＴＰＭ３の可撓性層の最大厚さを定義し得る。他のまたはさらなる実施形態では、５００から３０００マイクロメートル、好ましくは７５０から２０００マイクロメートル、より好ましくは１０００から１５００マイクロメートル、例えば約１２００または約１３００マイクロメートルの範囲の厚さを有する熱可塑性材料ＴＰＭ３の層を使用する方法について、良好な保護特性を得ることができる。
【0048】
この方法の好ましい実施形態では、熱可塑性材料の少なくとも２つ、好ましくはすべてが、重複する可塑化条件を示す組成物から形成される。可塑化条件は、軟化温度、例えばガラス転移温度を含むものと理解され得る。特に、ガラス転移温度の上下－１０℃から＋１０℃の範囲の温度である。いくつかの実施形態では、熱可塑性材料の軟化温度は、加えられる圧力によって変化する。例えば、所与の材料のガラス転移温度範囲よりも低い温度の低下（例えば、最大５度）は、より高い接触圧力の印加によって（例えば、ラミネートステップ中に）補償され得る。逆に、わずかに高い温度（例えば、その材料の好ましい範囲より最大５度高い）にさらされた材料の過剰な流れは、相対的に小さな接触圧力を提供することによって補償され得る。理論に拘束されるものではないが、可塑化は通常、ガラス転移温度（Ｔｇ）付近またはその周辺の温度範囲にわたって発生する。実際には、可塑化は、温度、加えられる圧力、および所与の材料の弾性率の関数であることが見出された。
【0049】
いくつかの実施形態では、この方法は、１つまたは複数の中間接着剤層を提供するステップを含む。１つまたは複数の中間接着剤層を使用して、スタック（アセンブリ）内の層を接着（接続）する、および／またはアセンブリを布地シートなどのキャリアに接続することができる。例えば、一実施形態では、中間接着剤層は、電子部品から離れた可撓性基板の面、例えばスタックの底面に、例えば可撓性基板の裏面に提供される。スタックの底面（例えば、可撓性基板の裏面）に接着剤を提供することにより、電子部品を含むスタックをキャリアまたはターゲット基板に接着することができる。いくつかの実施形態では、接着剤層は、感圧接着剤組成物、例えば感圧接着剤（ＰＳＡ）または熱活性化接着剤組成物、例えば熱活性化接着剤（ＴＳＡ）を含む。好ましくは、組成物は、熱活性化接着剤組成物、例えば、ＴＳＡを含む。好ましい実施形態では、接着剤組成物の活性化温度は、本明細書に記載されているように、単一のプロセスステップで電子部品を含むスタックをキャリアまたはターゲット基板に接着することが可能な範囲内にある。好ましくは、接着剤組成物は、例えば上述の熱可塑性材料を含む熱可塑性接着剤組成物である。熱可塑性接着剤組成物を提供することにより、接着剤の軟化温度に到達するまで熱を印加することで、電子部品を含むスタックをキャリアまたはターゲット基板から除去することが可能となり得る。いくつかの実施形態では、接着剤は、可撓性基板、接続層、および／またはカバー層８の軟化温度よりも低い活性化温度を有するように選択される。可撓性基板３、接続層４、および／またはカバー層８より低い軟化温度を有する接着剤を使用することにより、スタックおよび／またはキャリア（ターゲット基板）を損傷することなく、電子部品１を含むスタックを除去することが可能となる。本明細書に記載の中間接着剤層は、本明細書に記載の熱可塑性材料（ＴＰＭ１、ＴＭＰ２、およびＴＰＭ３）と類似の構成要素を含んでよく、または同一の組成物を含み得ることが理解されよう。場合により、中間接着剤層は、熱硬化性接着剤組成物を含み得る。
【0050】
他のまたはさらに好ましい実施形態では、例えば図２Ａおよび２Ｂに示されるように、導体トラックは、相互に平行な方向に従う。平行な軌道に沿った導体トラックを提供することにより、接続層４の製造中の位置決め精度を低下させることができる。さらに、平行な導体トラック２を含む可撓性基板３を提供することにより、電子部品１が接続される位置での可撓性を向上させることができる。好ましくは、平行な軌道の長さは、少なくとも電子部品１の横方向の寸法を超える。平行な軌道に沿って導体トラック２を提供することにより、例えば、ラミネートする前に、電子部品１の位置を調節、例えば微調整することが可能となる。例えば、ターゲット基板上の意図された位置に対して電子部品１の位置を微調整する。例えば、製造中に、接続層４は、平行なトラック上の任意の位置で自由に長く移動することができ、それにより、電子部品１、例えば可撓性基板３に関連するセンサの配置におけるより多くの自由度が可能となる。平行な導体トラックを備えた可撓性基板の使用は、さまざまな標準サイズを有する衣服の製造に特に有益であり得る。例えば、特定の位置に、例えば肘付近の袖に、部品１が設けられた衣服、例えばシャツの場合、平行な導体トラックを備えた可撓性基板を使用することにより、各標準サイズごとに異なる寸法の可撓性基板３を必要とせずに、異なる寸法（例えば、標準サイズ）の衣服の製造を可能にし得る。
【0051】
いくつかの好ましい実施形態では、熱硬化性材料（ＴＳＭ１）は、導電性接着剤材料、好ましくは等方性導電性接着剤を含む。いくつかの実施形態では、ＴＳＭ１は、導電性接着剤、好ましくは等方性導電性接着剤である。導電性接着剤材料を提供することにより、導体トラック２と電子部品１の接触点７との間の電気的接続Ｅが改善される。等方性導電性接着剤（ＩＣＡ）を提供することにより、切り欠き部５内に電気的接続Ｅの形成を確実にすることができ、各接続は、予測可能な同等の電気抵抗、好ましくは標準偏差の５パーセント以内の電気抵抗を有する。
【0052】
いくつかの実施形態では、本方法は、可撓性基板をキャリア２０、好ましくは布地２１シートに接続するステップを含む。好ましくは、キャリアまたは布地シートは、織物などの比較的粗い表面仕上げを含む。比較的粗い表面を有するキャリアを提供することによって、可撓性基板３のキャリアへの接着が改善され得る。好ましくは、本方法は、熱を加えて可撓性基板３の温度を少なくとも軟化温度に上げること、および圧力を加えて可撓性基板３とキャリアとの間に永続的な機械的接続を形成することを含む。任意選択で、キャリア２０への接続は、単一の加熱ステップ（すなわち、単一のラミネーションステップ）で形成される。好ましくは、電子部品は、最初に、可撓性基板上の導体トラックに接続される。可撓性基板（またはその複数）上の電子部品のアセンブリは、後の段階で、例えば服（の一部）を完成させた後、キャリア、例えば、布地に接続することができる。任意選択で、可撓性基板上の導体トラックに接続された電子部品のアセンブリは、例えば、上記のように、中間接着剤層２５を使用してキャリアに接着され得る。
【0053】
本開示のさらなる態様は、可撓性基板（３）上の少なくとも１つの導体トラック（２）に接続された電子部品（１）のアセンブリ（３０）に関する。好ましくは、アセンブリは、本明細書に記載の方法のいずれかによって得られ、例えば図１Ｄ、３Ｂおよび３Ｄに示されるようなアセンブリである。アセンブリは、導体トラック２上の接続層４を含み、接続層４が熱可塑性材料ＴＰＭ１を含む組成物から形成される。接続層４は、少なくとも１つの切り欠き部５を有し、少なくとも１つの切り欠き部５は、導体トラックと少なくとも部分的に重なるように整列されている。アセンブリは、好ましくは切り欠き部を充填し、切り欠き部５内に固化した熱硬化性材料ＴＳＭ１をさらに含み、熱硬化性材料ＴＳＭ１は導電性である。電子部品１は、接続層４の上部に設けられており、電子部品１の接触点７は、切り欠き部内の熱硬化性材料ＴＳＭ１に接触するように整列されている。アセンブリにおいて、電子部品１と可撓性基板および／または可撓性基板上の導体トラックとの間の機械的接続Ｍは、塑性変形される接続層によって形成される。さらに、電子部品１の接点７と可撓性基板３上の導体トラック２との間の電気的接続Ｅは、固化した熱硬化性材料ＴＳＭ１によって形成される。
【0054】
アセンブリは、開示された方法に関連して本明細書に記載されるように、カバー層８および／または中間接着剤層を含むその他の要素および／または層をさらに含み得ることが理解される。逆に、本方法は、アセンブリに関して説明された構成要素、層、および要素のうちの任意の１つまたは複数に関連し、かつ／またはそれらを含み得ることが理解される。
【0055】
好ましい実施形態では、導体トラック２は、可撓性基板上に印刷される。いくつかの実施形態では、導体トラックは、印刷された導体トラックの層状構造を含む複合トラックである。導体トラックに層状構造を設けると、電気抵抗が低下したり、かつ／またはトラックの可撓性が向上したりし得る。例えば、層状構造の提供は、断面を増加させ、したがって、所与の幅を有するトラックの厚さを増加させ得る。好ましい実施形態では、層状構造は、所与の材料、例えば軌道に沿った導電性銀インクの層を、繰り返し堆積、例えば印刷することによって形成される。いくつかの実施形態では、層状構造は、異なる組成の層で形成されて構成される。好ましい実施形態では、層状構造は、銀層および導電性炭素層を含み、より好ましくは、導電性銀層が導電性炭素組成物の層の間に挟持、例えば埋め込まれている。
【0056】
別のまたはさらに好ましい実施形態では、電気部品は、複数の電気部品が事前に組み立てられたシステム、例えば、相互接続された超小型電子部品を備えたプリント回路基板（ＰＣＢ）１０を含むと理解され得る。任意選択で、電気部品は、１つまたは複数の超小型電子部品を受け入れるように配置されたＰＣＢを含むと理解され得る。
【0057】
図４Ａは、可撓性基板３上の少なくとも１つの導体トラック２に接続された電子部品１のアセンブリ３０の概略上面図を示す。示されているアセンブリでは、電子部品１は、複数の超小型電子部品１ａ、１ｂを備えた印刷回路基板１０から形成されている。集積された相互接続１１および接触点７を介して、超小型電子部品は、導体トラック２に接続される。部品１ｂをトラックに接続する相互接続および接続層を含む他の層および要素は、明確にするために示されていないことに留意されたい。したがって、好ましい実施形態では、印刷回路基板が複数の超小型電子部品を含むアセンブリ（および方法）が提供される。ＰＣＢは、好ましくは、超小型電子部品を電気的に相互接続し、かつ／または導体トラック２に接触するための接触点７に部品を接続するための集積された相互接続、例えば、銅トラックを含む。集積された相互接続は、印刷されたトラックと比較して相対的に高い導電性および／または短い通信距離を有する。したがって、ＰＣＢ上の電子部品間の高速および／または低ノイズ通信は、短く、低抵抗の経路、例えば、ＰＣＢ上の銅トラックを通り、ＰＣＢへの電力およびＰＣＢ上の部品との外部通信は、長く、柔軟な導体トラック、例えば印刷銀トラック上を通り得る。
【0058】
ＰＣＢを使用する利点には、センサ、アクチュエータ、マイクロプロセッサ、電力調整器、およびストレージを含むがこれらに限定されない複数の電子部品が単一の部品（ＰＣＢ）上に組み合わせられ、すべての部品を個別に接続する場合に比べて、複雑さが軽減された接続を介して可撓性キャリアに接続されることを含む。したがって、ＰＣＢは、事前に組み立てられたセンサモジュール、アクチュエータモジュール、データ処理および／またはデータ記憶モジュールなどを含むと理解され得る。
【0059】
好ましい実施形態では、アセンブリ３０は、複数の横方向に間隔を置いた電子部品１、例えば、ＰＣＳを含む。電子部品、例えばセンサモジュールは、１つまたは複数の導体トラック２を介して互いに電気的に接続され得る。
【0060】
図４Ｂは、複数の電子部品１が印刷された導体トラック２を備えた可撓性基板３に接続されているアセンブリ３０の実施形態の概略上面図を示す。示される実施形態では、アセンブリ３０はキャリア２０に接着されている。中央位置には、導体トラック２を介して電子部品１に電気的に接続された受けパッド１２が設けられている。
【0061】
したがって、好ましい実施形態では、導体トラック２は、電子部品１を受けパッド１２に電気的に接続する。受けパッド１２は電子部品１として解釈され得、かつ／またはＰＣＢもしくはその他の適切なプラットフォーム上の複数の超小型電子部品を含み得ることが理解される。ランディングパッド１２は、好ましくは、例えば本明細書に記載の方法の１つまたは複数を使用することによって、可撓性基板３およびその上の導体トラック２に機械的および電気的に接続されることが理解される。
【0062】
いくつかの実施形態では、受けパッド１２は、ｉ）導体トラック２を介して電子部品１に電力を供給する電力供給ユニット、例えば電池、ｉｉ）電子部品１、例えばセンサからのデータを読み取り、かつ／または電子部品１への命令を送信するように配置された電子読出し装置および／またはコントローラユニットの１つまたは複数を備える。好ましい実施形態では、受けパッド１２は、１つまたは複数のターゲットモジュールを可逆的に受け入れるように寸法設定および配置されたランディングパッドである。ターゲットモジュールには、ディスプレイ、データ処理および／またはデータストレージ要素、電源装置、（ワイヤレス）データトランシーバ、およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。ターゲットモジュールを可逆的に受け入れるように寸法設定および配置されたランディングパッドの提供は、例えば、そのようなモジュールを損傷し得る外部条件を見越して、オペレータがそのようなモジュールを交換または一時的に配置／取り外しすることを有利に可能にし得る。例えば、アセンブリ３０が布地２１、例えば衣服に接着されている応用では、モジュールは洗濯サイクルの前に取り外すことができる。受けパッド１２は、ターゲットモジュールの受容および／または除去を可能にするために、カバー層８で完全に覆われていないことが好ましいことが理解される。
【0063】
いくつかの実施形態では、例えば、４Ｂに示されるように、可撓性基板３の裏面の少なくとも一部は、キャリア２０、好ましくは布地２１シートに永続的に接続されている。熱可塑性材料を含む組成物から形成された可撓性基板の場合、例えば熱を加えて可撓性基板３の温度を少なくとも軟化温度まで上昇させ、圧力を加えて可撓性基板３とキャリアとの間に永続的な機械的接続を形成することによって、可撓性基板３の熱可塑性変形された部分に接続が形成され得る。任意選択で、キャリア２０（布地２１）への接続は、中間接着剤層によって形成される。理論に拘束されるものではないが、特に永続的な機械的接続を布地、例えば織物に形成することができる。熱可塑性材料ＴＰＭ１の一部を可塑化（例えば溶融）すると、材料の一部が布地（織物）に含まれる繊維の間および／または繊維内に浸透する。
【0064】
図５Ａ（上）は、導体トラック２を横切る位置（すなわち、接続層４から離れた位置）でのアセンブリ３０の概略断面側面図を示し、保護層９は、導体トラック２を覆って、外部の損傷、例えばスクラッチからトラックを保護するために提供される。任意選択で、保護層９は、電子部品１、カバー層８、および可撓性基板３のうちの１つまたは複数を覆う（保護する）ために提供され得る。
【0065】
図５Ａ（下）は、保護層９が可撓性基板３を覆い、下にあるキャリア２０を部分的に覆う、アセンブリ３０の概略断面側面図を示す。好ましい実施形態では、保護層（９）は、熱可塑性材料を含む組成物から形成される。いくつかの実施形態では、保護層９は、スタックおよび／または下にあるキャリア２０にラミネートされる。保護層を提供することにより、１つまたは複数の導体トラックの上面が、例えば、スクラッチなどの外部損傷から保護される。下にあるキャリア２０をさらに部分的に覆う保護層９を提供することにより、可撓性基板３のキャリア２０への接着を改善することができる。任意選択で、複数の保護層９を提供することができる。他のまたはさらに好ましい実施形態では、保護層９は、例えば電気絶縁保護層９の間に挟持された導電性保護層９のスタックを提供することによって、導体トラック２および／または電子部品１を電子干渉から保護するシールド層を形成するように配置される。
【0066】
理解されるように、熱可塑性ポリウレタン系（ＴＰＵ）組成物は、本明細書に開示されるアセンブリおよび方法に特に適し得る。熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は、ポリウレタンプラスチックの分類として理解される。ＴＰＵプラスチックは通常、弾力性があり、透明で、油、グリース、摩耗に耐性がある。技術的には、それらはハードセグメントとソフトセグメントで構成される線形セグメント化ブロックコポリマーからなる熱可塑性エラストマーである。ＴＰＵが熱可塑性であることにより、ＴＰＵを溶融、処理、および冷却して固体に戻すことも可能である。ＴＰＵ樹脂は、ブロック構造の線状高分子鎖を含む。このような鎖は、ハードセグメントと交互になっている長いセグメント（ソフトセグメントと呼ばれる）を形成する。両方のタイプのセグメントは共有結合によって互いに連結され、ブロックコポリマーを形成する。樹脂では、ハードセグメントが凝集して秩序化し、柔らかくて可撓性のマトリックスに結晶性または疑似結晶性の領域を形成する。両方のブロック間のこのいわゆる相分離は、可撓性鎖の極性および分子量、製造条件などに応じて重要になり得る。結晶または疑似結晶領域は、物理的な架橋として機能し、ＴＰＵの高い弾性レベルに対して、可撓性鎖はポリマーに伸張特性を与える。
【0067】
したがって、接続層４に含まれる熱可塑性材料ＴＰＭ１の１つまたは複数；可撓性基板３に含まれる第２の熱可塑性材料ＴＰＭ２；カバー層８を形成する層に含まれる熱可塑性材料ＴＰＭ３；保護層９に含まれる熱可塑性材料；および中間接着剤層の熱可塑性材料は、好ましくは、熱可塑性ポリウレタンＴＰＵを含む組成物から形成される。有利には、溶融およびガラス転移温度、剛性、光学的外観、ならびに水および／または化学物質（溶媒）に対する耐性を含む特定の特性を示す材料から選択され得る広範囲の熱可塑性ポリウレタンが市販されている。さらに、所与のタイプのＴＰＵの層は、同様のタイプのＴＰＵの層によく接着（ラミネート）することが知られている。理論に拘束されることを望むものではないが、これは、可塑化（加熱）ステップ中に鎖に提供される移動性に起因する隣接する層の鎖と１つの層のポリウレタン鎖の絡み合いによって説明され得る。
【0068】
以下で多くの用途について以下に説明するように、それぞれが中央受けパッド１２に接続された１つまたは複数のセンサなどの（複数の）電子部品のアセンブリを可撓性基板３上に提供することが有益であり得る。いくつかの実施形態では、導体トラック２は、２つの電子部品１の間、例えばセンサモジュールと受けパッド１２との間の比較的長い軌道をたどる。好ましい実施形態では、電気的に接続された電子部品１の間（例えば、センサと受けパッド１２の間）の横方向の間隔は、５から１００ｃｍの範囲であり、好ましくは１０から５０ｃｍの間、例えば約２０または約４０ｃｍである。相互接続された電子部品１間の距離が増加すると、トラックの抵抗が増加し得る。トラックの抵抗、特に銀トラックなどの印刷されたトラックの場合、抵抗は、可撓性基板および導体トラック２の曲げおよび／または歪み伝導に依存し得ることが理解される。トラックを輸送される電気信号のレベルに依存して、抵抗の変動（例えば、屈曲および／または伸張による）は、１つまたは複数のトラックを介して送信される通信または電力信号の品質（ノイズ）に悪影響を及ぼし得る。
【0069】
図５Ｂは、可撓性基板３上の３つの導体トラック２に接続された電子部品１の実施形態の概略上面図を示す。電子部品１は、センサチップ１５を備えたＰＣＢから形成される。センサチップ１５の電源（ＰＯＷ）および接地（ＧＲＮＤ）ラインは、可撓性基板３上の比較的太い導体トラック２に接続される。例えば命令および／またはセンサデータを送受信するための通信ＬＩＮＥ（ＣＯＭＭ）は、比較的細い導体トラック２に接続される。ＰＣＢはさらに、通信信号、例えばセンサデータ信号の電圧を初期レベルからより高いレベルへアップシフトするため、および導体トラック２を介して提供される電源電圧を電子部品１に転送する前にダウンシフトするために、電子部品１と導体トラック２との間にそれぞれ電気的に接続されるシフタ１３およびＤＣ－ＤＣコンバータ１４を備える。
【0070】
好ましい実施形態では、アセンブリ３０は、導体トラック２に、好ましくはデータラインとして機能するトラックに接続されたシフタ１３を備える。他のまたはさらに好ましい実施形態では、アセンブリは、導体トラック２上、好ましくは電力ラインとして機能するトラック上に提供される電子部品１への供給電圧をダウンシフトするためのＤＣ－ＤＣコンバータ１４を備える。ＤＣ－ＤＣコンバータを使用すると、高い入力電圧で、例えば５から６０Ｖの間など、約３０Ｖの範囲で電子部品１に、例えばＰＣＢに電力を供給することができる。関連する電子部品に近い位置で、例えばセンサモジュールを備えたＰＣＢボードでは、電圧レベルをそのような部品の通常の動作電圧に、例えば約１．５Ｖまたは１．８Ｖにダウンシフトすることができる。供給電圧を関連する電子部品付近にダウンシフトすることにより、例えば印刷されたトラックにおける外部干渉の悪影響が低減され得る。同様に、シフタを使用すると、例えばセンサモジュールの出力信号の電圧レベル（約１．５Ｖ、例えば１．８Ｖ）を、導体トラック２に作用する外部条件からの干渉を受けにくいレベル（５から３０Ｖの範囲、例えば１２Ｖ）にアップシフトすることが可能となる。
【0071】
さらなる態様によれば、本開示は、本明細書に記載のアセンブリ３０のいずれか１つまたは複数を含む衣服に関する。
【0072】
図６Ａは、衣服４０の一部を形成する布地２１のシートの写真を示す。布地上にラミネートされているのは、２つの電子部品１と、受けパッド１２とを備え、それぞれが可撓性基板３上の導体トラック２に接続されているアセンブリである。白い点線は、電子部品１上に設けられた透明カバー層８の輪郭を模式的に示す。
【0073】
【0074】
本明細書に記載の方法および／またはアセンブリは、１つまたは複数の電子部品を布地のシート、例えば衣服と一体化するために特に有用であり得ることが理解される。本明細書に開示されるように、超小型電子部品または複数の電子部品を衣服に組み込む方法が提供される。本明細書に記載の接続層４および／または可撓性基板３を使用することにより、衣服と電子部品との間に永続的な機械的接続を形成すると同時に、例えばリモート受けパッド１２から部品への永続的な電気的接続を提供する方法が提供される。有利には、開示された方法の下で、電気的接続は、可撓性基板３および／またはキャリア、例えば、布地の伸張条件の屈曲から機械的に切り離され得る。想定される衣服には、ヘッドバンド、チェストバンド、リストバンドを含むバンド；キャップを含むヘッドウェア；シャツ、ズボンなどを含むスポーツウェア；靴下および靴を含む履物；ならびにカジュアルウェアおよびフォーマルウェアが含まれるがこれらに限定されない。電子部品１、例えばセンサを含む本明細書に記載された部品などの複数の電子部品１を、人が着用する衣服に組み込むことで、衣服および／または人または特定の身体部分の状況、位置、および／または状態を評価するために使用することができる。衣服上のセンサのタイプ、数、および／または分布に応じて、人またはその人の１つもしくは複数の特定の身体部分、例えば手足および／または胴体の位置、速度、および／または加速度を評価することができる。人のその手足の（相対的な）位置および／または速度、および／または加速度を決定することで、例えばスポーツの運動中および／または再検証プロセス中の人の姿勢または動きの評価に使用され得る。例えば、特定の動作中の腕の姿勢または動作は、シャツの袖の長さに沿って分配されたセンサ（例えば、加速度計、ジャイロスコープなど）を備えたシャツによって評価され得る。例えば着用者の皮膚の領域に面している、または反対に向いているなど、センサの向きに応じて、衣服は、温度、皮膚伝導性、心拍数、ＥＥＧおよび／またはＥＣＧを含む身体機能を評価するために使用され得る。外部接触、例えば汗などの体液との接触または皮膚との接触が必要な用途の場合、センサの外面は完全には覆われず、例えば閉鎖されない。ＴＰＵを含む層をラミネートすることによって形成される方法およびアセンブリを含むがこれらに限定されない、本明細書に記載のアセンブリおよび方法は、洗濯機での繰り返しの洗浄サイクルを含む過酷な条件下で特に良好に機能し得ることが理解される。
【0075】
図７Ａは、複数の電子部品１が接続された、印刷された銀のトラック２を備えた可撓性基板３のアセンブリ３０の例示的な実施形態の概略上面図を示す。中央位置には、アセンブリの端部に沿って分散された電子部品１に電気的に接続された受けパッド１２が設けられている。アセンブリは、Ｔシャツにアセンブリを組み込むことができる寸法と形状に成形されており、２つの端部がシャツの袖を通り、中心線がシャツの胸の位置にある。
【0076】
図７Ｂは、製造プロセスの中間状態の間、すなわち、接続層４が所定の位置にあるが、すべての電子部品１を配置する前の、図７Ａのアセンブリの中央部分の詳細図を示す。実施形態において、１組の４つの平行導体トラック２のうち、２つの外側の比較的広いトラックは電力ラインＰＯＷであり、２つの内側の比較的狭いトラックは、データ通信用ＣＯＭＭである。トラックは、ＢＥＭＩＳから入手した１０５マイクロメートルの厚さのＴＰＵ３９１６の層に印刷される。導体トラックは、炭素質材料の印刷された層の間に挟まれた印刷された銀組成物の層から形成される（詳細については、図８の断面図を参照されたい）。接続層４は、１７０マイクロメートルの厚さのＴＰＵ３９１６のフィルムで形成され、下のトラックおよびその上に配置される電子部品１の接触点７に対応する位置に切り欠き部５が設けられている。中央の位置に、受けパッド１２が接続層４の上に配置される。後続の処理ステップでは、ＴＰＵ－Ｐｏｒｔｏｆｉｎｏのシートが、電子部品１および受けパッドの上に配置される。厚さ１．１ｍｍのこの層は、ラミネートされると、電子部品１および受けパッド１２への配線をそれぞれ保護し、かつ／またはこれらを例えば可撓性基板３からの層間剥離から保護する。
【0077】
図８は、導体トラック２を含む可撓性基板３上の電子部品１のアセンブリの実施形態の断面図を示す。ラミネート層のスタックは、ＴＰＵ３９６１から形成された中間接着剤層２５を使用して、ユーロジャージー布地２１のシート上にラミネートされる。画像の上半分は、電子部品１の周りのアセンブリ内の層を示し、画像の下半分は、電子部品１から離れた位置での構造（すなわち、配線）を示す。スタックでは、導体トラック２がＴＰＵ１１Ｃ３の可撓性シートに印刷によって提供されている。導体トラックは、２つの炭素質層２ｂの間に導電性銀トラック２ａの挟持構造として形成される。トラック上には、ＴＰＵ３９１６の接続層４が提供された。接続層４内の切り欠き部５の内部では、一定の体積のＩＣＡ（ＴＳＭ１）が、導体トラック２と電子部品１の接触点７との間に電気的接続Ｅを形成する。Ｐｏｒｔｏｆｉｎｏで形成された保護層９は、損傷から導体トラック２を保護する。保護層９は、例えばレーザー切断を使用して所望の形状および寸法に事前に切断され得る。電子部品１上のＫｒｙｓｔａｌＦｌｅｘのカバー層８は、側面に向かって徐々に下向きに傾斜している。スタックは、６０×６０ｃｍのラミネート面積を有するＯＰＴＥＣＤＰＬ－２４Ａ真空ラミネータでラミネートされた。ＰＣＢが一体化された布地のさらに別の実施形態は、以下の層／部品を順に含む：ｉ）ユーロジャージー布地２１；ｉｉ）厚さが約１００マイクロメートルのＴＰＵ Ｂｅｍｉｓ３９１６の中間接着剤層２５；ｉｉｉ）厚さが約１００マイクロメートルで、Ｔａｉｙｏ ＴＲ７０９０１銀組成物のレーザーアブレーションによってパターン化された導体トラックを備えたＴＰＵ Ｂｅｍｉｓ ＳＴ６０４の可撓性基板３；ｉｖ）厚さ約１００マイクロメートルで、一定量のＩＣＡ（製品番号ＷＣＡ ２１３３６－１８ｃ）が充填されたＴＰＵ Ｂｅｍｉｓ ３９１６の接続層（４）；およびｖ）ＴＰＵ Ｋｒｙｓｔａｌｆｌｅｘの厚さ１．４ｍｍのカバー層８で覆われているＰＣＢパーツ１。接続層４の上に保護層９が提供される。任意選択で、ヘンケルによるＩＣＡ ５１６ＩＥが等方性導電性接着剤として使用され得る。
【0078】
あるいは、ラミネートは、膜プレス（Ｌｏｔｕｓ Ｈｅａｔ Ｐｒｅｓｓ ＬＴＳ １５７５ Ｍ）を使用して実行され得る。いずれの場合も、ＴＰＵと印刷されたトラックを配置するプロセスを容易にするために、追加のパネルをラミネータの内側に配置することができる。追加のパネル（例えば、一般的に入手可能な中密度繊維板（ＭＤＦ））は、好ましくは、追加のパネル内の水（湿度）がラミネートプロセスに影響を与えるのを防ぐために、ポリフッ素化ポリマー（例えば、テフロン（登録商標）など）のシートで覆われる。
【0079】
揮発性物質を漏出する結果として、ラミネート中の層間または層間の気泡形成を低減するために、真空ラミネータが好ましい。このように形成された実施形態は、導体トラックの電気抵抗および電気的接続Ｅの信頼性を特性評価するために、一連の１０００サイクルの負荷試験で動的に伸張された。特性評価のパラメータは、サンプル長さ：１１５ｍｍ；繰り返し引張試験：１０００回、各回１０％の歪み；引張速度：５００ｍｍ／分である。
【0080】
図９Ａは、最初の（実線の黒線）および最後の（破線）力－歪みの記録を示す。最初のサイクルの間の負荷勾配は１０７０８Ｎ／ｍ、最後のサイクル（１０００回目）に測定された除荷勾配は７４３３ Ｎ／ｍであった（それぞれ破線と点線）。残留歪みは３．５％であった。
【0081】
図９Ｂは、時間の関数として、すなわち、負荷サイクルの繰り返しの進行中のＰＣＢ上の接触点と導体トラック２の端部との間で測定された電気抵抗を表示している。初期抵抗、つまり最初の負荷サイクル前の抵抗は２７オームであった。１０００回の引張サイクルと５分間の弛緩期間後の抵抗は約５５オームであった。結果は、相互接続の安定した抵抗と信頼性でサンプルを動的に伸ばすことができることを示す。例えば、観察された抵抗変化は、観察された残留歪みと一致し、例えば最大５％、または最大３％などそれ未満の典型的にはより少ない歪みが加えられる通常の使用条件を満たすことができる。
【0082】
いくつかの好ましい実施形態では、製造プロセスは、一連のラミネートステップを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、導体トラック２を備えた可撓性基板３は、所望の輪郭にレーザー切断される。接続層４（例えば、ＴＰＵ３９１６）は、所望の対応する輪郭にレーザー切断され、切り欠き部５が所望の位置でレーザー切断される。次に、切り欠き部５を備えた接続層４が、レーザーで印刷されたトラックを間に挟んで、布地シートの上に組み立てられる。このスタックは、真空ラミネータを使用してラミネートされる（最初のラミネートステップ）。次に、電子部品１（ＰＣＢ上のセンサボード）を、切り欠き部５にＩＣＡ ５１６ＩＥを配置し、ボード上に厚いＴＰＵ Ｋｒｙｓｔａｌｆｌｅｘ １．２７ ｍｍ（カバー層８）の層を配置してトラック上に配置する。次に、このスタックは、真空ラミネータを使用して、第２のラミネートステップでラミネートされる。第３の真空ラミネートステップでは、保護層９（Ｐｏｒｔｏｆｉｎｏ、Ｆｒａｍｉｓによる製品番号７２１５）がスタックに接着され、導体トラックを介して接続された集積センサを備えた衣服が完成される。
【0083】
いくつかの実施形態では、電気トラックの安定性は、繰り返される洗浄サイクルへの曝露後に改善され得る。例えば、試験は３０℃の温度で最大１０回の洗浄サイクルで実行された。
【0084】
明確かつ簡潔な説明の目的で、特徴は、同じまたは別個の実施形態の一部として本明細書に記載されるが、本発明の範囲は、記載される特徴のすべてまたはいくつかの組み合わせを有する実施形態を含み得ることが理解される。例えば、ＴＰＵについて実施形態が示されたが、同様の機能および結果を達成するための本開示の利点を有する代替の方法も当業者によって想定され得る。例えば、封止剤など、他の熱可塑性組成物または熱可塑性材料の組み合わせを使用することができる。さらに、電子部品は、１つまたは複数の代替部品に組み合わせるか、または分割することができる。示される実施形態の様々な要素は、硬い電子部品に接続された可撓性基板上の電気接点の改善された安定性などの特定の利点を提供する。当然、上記の実施形態またはプロセスのいずれか１つを１つまたは複数の他の実施形態またはプロセスと組み合わせて、設計および利点を見つけて一致させることにおいてさらに改善を提供することができることを理解されたい。本開示は、１つまたは複数の集積化電子部品を備えた衣服に特定の利点を提供し、一般に、剛性を有する部品が集積される、例えば可撓性基板に接着される任意の用途に適用できることを理解されたい。
【0085】
添付の特許請求の範囲を解釈する際に、「含む」という用語は、所与のクレームに記載されているもの以外の要素または行為の存在を排除するものではなく、要素の前にある「１つの（「ａ」または「ａｎ」）」という単語は、そのような要素が複数存在することを排除するものではなく、特許請求の範囲内の参照符号は、その範囲を限定するものではなく、いくつかの「手段」は、同じまたは異なるアイテムまたは実装された構造もしくは機能によって表される場合があり、開示された装置またはその一部は、特に明記しない限り、一緒に組み合わせるか、またはさらなる部分に分離することができることを理解されたい。ある請求項が別の請求項を引用している場合、それぞれの機能の組み合わせによって達成される相乗的な利点を示し得る。しかし、特定の手段が異なる請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。したがって、本実施形態は、文脈によって明確に除外されない限り、各請求項が原則として任意の先行する請求項を引用することができる、請求項のすべての有効な組み合わせを含み得る。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【国際調査報告】