专利名称：使用织物组装至少一个芯片的方法及包括芯片装置的织物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装置，该装置包含电子芯片以及包括两个位于所述装置的相对两侧的开口沟槽。
背景技术：
现在许多技术用于将微电子芯片相互机械地连接或电连接。一旦芯片形成在基体上，并通过划切释放，传统的技术包括在芯片之间建立刚性机械连接。而后，芯片被固定在刚性支撑件上，接着，在保护涂层形成前使芯片电连接。当连接芯片十分复杂时，传统上使用这种包括在刚性支撑件上建立连接的方法。然而，这表现出使用刚性机械支撑件的主要缺点，刚性机械支撑件特别不适于集成在挠性结构中。申请人:申请的文件W02008/025889描述了一种微电子芯片，如图I所示，该微电子 芯片包括两个平行的主面1、2以及连接主面1、2的侧面3a、3b。每个侧面3a、3b都包括沟槽4，沟槽4具有电连接元件(未示出)，并形成用于丝线元件5的壳体，丝线元件5具有与沟槽4的纵轴平行的轴。电连接元件通过沟槽4的金属化制成。丝线元件5的轴与沟槽4的纵轴平行，丝线元件5可通过焊接、添加材料、电解、粘接或嵌入来固定到沟槽4。考虑到芯片装置的小尺寸，这些固定方法实施起来复杂。因此，具有芯片装置的丝线对可与其它丝线编织而形成织物。在编织期间，当操作时要求采取一定的预防措施以避免扯掉芯片装置。
发明内容
因此，需要寻求以简单的方式将电子芯片装置合并到织物中，在进行编织时不需要预防措施。为此，尤其需要寻求生产这样的芯片装置该芯片装置能以容易的方式合并进两根平行的绷紧丝线之间，更具体地说，所述丝线属于成品织物。通过特定构造的芯片装置可以达到这个要求。所述装置包括电子芯片和两个在所述装置的相对两侧开口的大致平行的沟槽。所述沟槽之间的距离与丝线之间的距离对应。所述装置沿与沟槽的平面垂直的轴呈现穿刺形状(penetrating shape),该穿刺形状具有位于沟槽高度处的基底，并且具有尺寸比丝线之间的距离小的顶端。根据包括以下步骤的方法将所述装置插入两根丝线之间将所述装置的顶端放于两根丝线之间；在两根丝线之间移动所述装置，从而借助于所述装置的穿刺形状使丝线彼此分离；以及，继续移动所述装置直到丝线进入沟槽而恢复它们的最初分隔距离。因此，可以获得包括一种装置的织物，所述装置具有电子芯片以及两个在所述装置的相对两侧开口的大致平行的沟槽，织物的两根大致平行的相继丝线插入沟槽中，所述装置沿着与沟槽的平面垂直的轴呈现穿刺形状，该穿刺形状具有位于沟槽高度处的基底，并且具有尺寸比丝线间隔的距离小的顶端。
通过对附图中所述的仅作为示例用途的本发明的具体实施例的下列说明，其它优点和特征会变得更加清晰显见，附图中图I示出现有技术的芯片；图2示出芯片装置的一个实施例；图3示出图2的装置的底视图；图4不出芯片装置的另一个实施例的底视图；图5示出图4的实施例的变形例的底视图；图6示出从上方观看的插有芯片装置的织物；图7到图9示出将芯片装置插入织物的步骤；
图10到图11示出芯片装置的另一个实施例。
具体实施例方式如前所述，寻求生产具有沟槽的电子芯片装置，所述沟槽用于插入易于合并在织物中的丝线。这些芯片装置尤其能够合并进成品织物中。换言之，不必将这些芯片装置固定到随后用于编织织物的丝线。作为一般规则，织物由彼此基本平行的经线和彼此基本平行、与经线交叉的纬线形成。两根相继的经线和两根相继的纬线形成通常具有大致平行四边形形状的线圈(stitch)。自然地,可以设想其它类型的织物和线圈。下面更详细描述的芯片装置包括呈现穿刺轮廓的部分，所述部分设计成在施加到所述装置的压力之下，插入织物的线圈以及分离形成线圈的丝线，直到这些丝线到达沟槽的高度处并且通过弹性回复而插入沟槽。更确切地说，正讨论的轮廓沿与沟槽的平面垂直的轴呈现穿刺特性。所述装置的基底位于沟槽的高度处，所述装置的顶端的尺寸比分隔织物的两根相继丝线之间的距离小。“沟槽的平面”指的是在沟槽不是严格平行的情况下尽可能接近地通过沟槽的纵轴的这样的平面。图2示出能够合并进织物的芯片装置的一个实施例的前视图。与图I的元件相同的兀件用相同的参考标号表不。所述装置包括电子芯片8和两个位于所述装置的相对两侧的开口沟槽4a、4b。在该实施例中，沟槽在所述装置的两个大致平行的相对表面3a和3b上挖出而形成，沟槽的纵轴基本平行。沟槽4a和4b是贯穿的，也就是说它们开口在所述装置的与表面3a和3b垂直的表面上。在大多数应用中，芯片8设计成与其它芯片、数据总线、电源、天线等电连接。因此，沟槽4a和4b具有导电突起6a和6b，导电突起会与插入沟槽的丝线连接,这些丝线导电或者包括导电纤维。突起6a和6b优选地位于沟槽的侧壁，例如，位于芯片所在的同侧。每个突起还能形成机械抓握，使丝线固定在沟槽的突起和相对的侧壁之间。所述装置包括具有穿刺轮廓的部分9，在该实施例中，所述部分9具有梯形截面。梯形的底面与壁3a和3b的边缘连接，然而，梯形的顶端形成所述装置的主面之一，例如表面I。梯形的倾斜棱边由IOa和IOb表示。图3示出图2的装置的底视图。从图中可以看出，在该实施例中部分9是棱柱形。棱柱的倾斜表面也由IOa和IOb表示，与图2中梯形的倾斜棱边相似。
该穿刺形状使得所述装置易于插入成品或部分成品织物中，尤其插入两根相继的绷紧的经线或纬线之间。棱柱的顶面I的尺寸优选地小于织物的线圈的尺寸。很清楚，所述装置不得不表现为具有表面1，表面I在下文将被称为“穿刺表面”，其面向两根相继的丝线，沟槽4a和4b与所述丝线大致平行，而后使表面I在两根丝线之间穿过。在穿入过程中，棱柱的倾斜壁IOa和IOb使所述丝线分隔开，直到所述丝线到达沟槽的高度处并在此高度处通过弹性回复而插入沟槽。所述装置由两部分形成，也就是，形成穿刺部分9的盖组装在扁平的芯片8上。沟槽4a和4b优选地形成在芯片和盖之间的界面处。在该实施例中，盖9包括两个边缘11，其垂直表面分别限定了沟槽的侧壁和沟槽的底部。沟槽的另一侧壁由芯片8限定。在下面描述的实施例中，可通过盖来获得芯片装置的穿刺形状9。自然地，本行业技术人员能够对芯片而不是盖进行图案化，以赋予芯片需要的形状。还有可能通过对包括芯片的单片电路部件合适地图案化而从该单片电路部件中制造出所述装置。 穿刺表面I的横向尺寸I1优选地小于织物的丝线的线距，分隔侧面3a和3b的横向尺寸I2大于所述线距。理论上，丝线的线距大致等于分隔沟槽4a和4b的底部的距离13。棱柱9的长度I4，也即穿刺表面I的长度I4等于所述装置的长度。由于该长度由所述装置的尺寸限定，所以将其用于织物的任何尺寸的线圈会更困难。因此，图2和3的实施例更适于合并在织物中，织物的线圈在棱柱9的轴上是纵长形状的。图4示出芯片装置的一个实施例的底视图，该芯片装置更适于插入成品织物的任何形状的线圈中。未示出的前视图与图2的视图类似。盖9具有棱锥形状，棱锥的底面表示芯片8的沟槽4a和4b。棱锥通常被截去尖端，因此其顶形成穿刺表面I。换言之，盖9包括四个倾斜表面10a、10b、10c、10d。倾斜表面IOa和IOb连接包括沟槽4a、4b的、与表面I的相对的侧边对应的相对的侧面3a和3b。倾斜表面IOc和IOd连接与表面I的相对的侧边对应的所述装置剩余的相对的侧面3c和3d。独立选择穿刺表面I的尺寸从而以最小的线圈尺寸匹配穿刺表面I的尺寸。表面I可以是正方形，其边长与制造技术所允许的一样小。图5示出与图4的实施例不同的实施例的底视图。侧面3c和3d还包括用于容纳丝线元件的沟槽4c和4d。在此实施例中，这些沟槽4c和4d与沟槽4a和4b相似，由盖9的边缘11和芯片8的表面限定。因此，所述装置包括四个布置成矩形的沟槽，设计用于容纳织物线圈的四个丝线。穿刺表面I优选地具有横向尺寸I1和纵向尺寸I7，横向尺寸I1和纵向尺寸I7比所述装置插入的织物的线圈的对应尺寸小。理论上，在一方面沟槽4a和4b的底部间隔的尺寸以及在另一方面沟槽4c和4d的底部间隔的尺寸基本等于在对应方向上的丝线(纬线或经线)的线距。将这样的装置以与图2和3所述的方式相同的方式插入织物中。呈现了装置的穿刺表面1，穿刺表面I面向织物，并朝着织物移动。表面I穿入线圈，倾斜壁IOa到IOd使形成线圈的四个丝线分离。当这四个丝线到达沟槽4a到4d的高度处时，四个丝线通过弹性回复而穿入沟槽。一旦这样的装置插入织物的线圈，所述装置会由插入各自沟槽4a到4d的四个丝线固定。这改善了固定，而且能增加电互连的数量。
图6示意性地显示了织物，前述不同实施例的芯片装置已合并进织物中。织物包括纬线12和经线13。纬线和经线显示为正交，经线和纬线的线距显示为大致相等，所以线圈是正方形。在不影响使用这里所述的芯片装置的情况下，丝线和线距的方位可以是任何种类，所述的芯片装置是用于特定织物的、具有合适尺寸和形状的芯片装置，所述芯片装置易于合并进织物。参考标号14表示图2和3的类型的芯片装置，与两根纬线12配合。如所显示，芯片装置在纬线方向上的尺寸(图3中的I4)优选地比经线13的线距小。参考标号15和16分别表不图4和5的类型的芯片装置。在插入只包括两个沟槽的类型的装置(14或15)时，为了不使织物变形，挡铁17可以添加到所述装置的位置的两侧，位于没有沟槽的表面的高度处，以使相继丝线按压挡铁。挡铁17位于与所述装置插入的表面相对的表面。挡铁可以是棒的形式，其纵轴与插入沟槽的丝线的纵轴垂直。因此，当插入所述装置时施加的压力不会损害织物。
为了防止织物变形，还可以预固定挡铁以赋予挡铁足够的刚度。在需要确保丝线插入所述沟槽的情况下，特别是当在沟槽的壁和导电突起6a、6b(图2)之间挤压导电丝线时，在丝线通过弹性回复而插入沟槽后，可以设置夹爪(未示出)按压具有沟槽的装置的边缘。以这种方式，如果丝线的弹力不够，那么夹爪完成将丝线插入到沟槽中的动作。根据替代的实施例，夹爪不按压所述装置的边缘，而设计成使离开所述装置的每一侧的丝线张紧。图7、8和9示出将芯片装置插入织物的方法中的三种状态。在图7中，首先，所述装置的穿刺表面I定向为面向织物，而后所述装置朝着织物移动。如果需要将所述装置放置在织物中精确位置处，例如，两根特定的相继丝线18a和18b之间，或者特定的线圈中，那么使穿刺表面I相对于对应的线圈居中，或相对于两根对应的丝线18a和18b居中。在相反的情况下，穿刺表面I不需要相对于线圈居中，这个表面I小于线圈并与倾斜表面连接，在穿入织物时会完成自我居中。在图8中，当所述装置逐渐穿入织物时，丝线18a和18b逐渐地被装置的倾斜表面IOa和IOb分离。在图9中，丝线18a和18b已到达沟槽4a和4b的高度处。丝线通过弹性效应回复到其最初位置，并插入它们各自的沟槽4a和4b。图10和11示出芯片装置的第三实施例的透视图和底视图。盖9由圆锥体形成，圆锥体的底面与芯片8连接，形成四个外围沟槽4a到4d。无疑，有可能生产只具有两个相对的沟槽(4a和4b)的装置。沟槽的底部由矩形基座11’限定，矩形基座优选地是正方形，从圆锥体9的底面延伸到芯片8。优选地，截去圆锥体的端部，如图10和11所示，因此，显示出穿刺表面I。芯片8优选地具有正方形外形，圆锥体的底面内切在正方形中。芯片8的四个角8a、8b、8c和8d相对于圆锥体的底面是突出的。以与前述实施例相同的方式将此装置插入织物中。如果旋转45 °插入装置，8卩，芯片的对角线与织物的丝线平行，那么所述装置还会呈现这样的特性角8a到8d起到对界定出线圈的丝线施压的行程结束止动件的作用。将所述装置转动一周的八分之一以使沟槽与丝线对准，使丝线通过弹性回复而插入它们各自的沟槽4a到4d。根据所述装置的未显示的替代实施例，圆锥体形式的盖9包括位于圆锥体的表面的双线螺丝(double thread screw) 20,每个螺纹展开进入两个相对的沟槽之一。该双线螺丝使得通过旋拧可将所述装置插入两根相继的丝线之间。以这种方式，当完成组装时，双线螺丝的螺纹与两根相继的经线或纬线接触，芯片装置自身的旋转使芯片旋进织物直到丝线插入沟槽中。该实施例使得将芯片装置组装进十分刚硬的织物较容易。芯片装置包括发光二极管或提供可由芯片8实现的任何其它类型的功能。因此，在织物中明智地放置几个装置，有可能获得精确的图案以及通过导电丝线给这些装置供电。还有可能将无线射频识别类型的装置插入编织带中，所述装置的天线可通过织物的导电丝线来获得，例如，由铜制成的丝线。还可以将这种装置插入智能服装中，以跟踪人的地理移动和他/她的医学上的行动。所述装置的侧面的尺寸可以小于5_，芯片8以及盖9的厚度可以小于200 μ m。可以使用用于操作小型物体的传统的机器将所述装置插入织物中。因此可以以很少的成本确 立插入织物的方法。对于本领域技术人员来说，这里所描述的实施例的许多变更和修改是明显的。例如，有可能在盖9和芯片8之间使用垫片类型的元件以使芯片和盖之间彼此分隔，以及限定出沟槽的底部。虽然描述了棱柱的、锥体的、圆锥的穿刺形状，但是任何其它凸起的形状都是适合的。
权利要求
1.一种用于将装置组装在两根丝线上的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 提供两根大致平行的绷紧的丝线(12，13)； 提供一种装置，所述装置包括电子芯片(8)和两根在所述装置的相对两侧开口的大致平行沟槽(4a，4b)，所述沟槽之间分隔的距离与所述丝线之间分隔的距离对应，所述装置沿与所述沟槽的平面垂直的轴呈现穿刺形状，该穿刺形状具有位于所述沟槽的高度处的基底，并具有尺寸比所述丝线之间分隔的距离小的顶端(I); 将所述装置的顶端(I)放置在两根所述丝线之间； 在两根所述丝线之间移动所述装置，使得所述丝线借助于所述装置的穿刺形状而彼此分离；以及 继续移动所述装置直到所述丝线穿入所述沟槽而恢复到它们的最初分隔距离。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述装置的穿刺形状是锥形的，包括具有两个螺纹(20)的双线螺丝，每个螺纹都展开进入各自的沟槽(4a，4b)，所述方法包括以下步骤 放置所述螺纹与两根所述丝线接触；以及 对所述装置施加螺旋转动。
3.一种织物，包括一种装置，所述装置具有电子芯片(8)和两个在所述装置的相对两侧开口的大致平行沟槽(4a，4b)，所述织物的两根大致平行的相继丝线插入所述沟槽中，其特征在于，所述装置沿与所述沟槽的平面垂直的轴呈现穿刺形状，该穿刺形状在所述沟槽的高度处具有基底，并具有尺寸比所述丝线之间分隔的距离小的顶端(I)。
4.如权利要求3所述的织物，其特征在于，所述装置的沟槽包括用于电连接(4a，4b)的突起(6a、6b)，所述丝线插入具有所述突起的沟槽中，所述丝线是导电的，并与所述突起电接触。
5.如权利要求3所述的织物，其特征在于，所述装置包括界定出所述沟槽(4a，4b)的盖(9)，所述盖与所述电子芯片(8)连接。
6.如权利要求5所述的织物，其特征在于，所述盖(9)具有棱锥的形状。
7.如权利要求5所述的织物，其特征在于，所述盖(9)具有圆锥体的形状。
8.如权利要求7所述的织物，其特征在于，所述圆锥体包括具有两个螺纹的双线螺丝，每个螺纹展开进入所述沟槽(4a，4b)之一。
9.如权利要求4所述的织物，其特征在于，所述电子芯片(8)包括发光二极管。
10.如权利要求3所述的织物，其特征在于，所述装置包括布置成矩形的四个沟槽(4a_4b)，四个丝线形成所述织物的一个线圈，并插入四个沟槽。
11.如权利要求I所述的织物，其特征在于，所述装置的沟槽包括用于电连接的突起(6a、6b)，所述丝线与具有导电的所述突起的沟槽对应。
12.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述装置包括界定出所述沟槽(4a，4b)的盖(9)，所述盖与所述电子芯片(8)连接。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述盖(9)具有棱锥的形状。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述盖(9)具有圆锥体的形状。
全文摘要
本发明涉及一种用于在两根大致平行的绷紧的丝线(18a、18b)上组装装置的方法。所述装置包括电子芯片和两根在所述装置相对两侧开口的大致平行沟槽(4a、4b)。所述沟槽之间的距离与所述丝线之间的距离对应。所述装置具有沿与所述沟槽的平面垂直的轴穿刺的形状，所述形状具有在所述沟槽的高度处的基底，并具有尺寸比所述丝线的间距小的顶部(1)。所述方法包括以下步骤将所述装置的顶部(1)放置在两根所述丝线之间；在两根所述丝线之间移动所述装置，使所述丝线借助于所述装置的穿刺形状彼此分离；以及，继续移动所述装置直到所述丝线穿入所述沟槽而返回到它们的最初分隔距离。
文档编号H01L25/065GK102822401SQ201180016725
公开日2012年12月12日 申请日期2011年2月2日 优先权日2010年2月3日
发明者D.维卡德, J.布伦 申请人:原子能和代替能源委员会