专利名称：具有协助缝纫结构的导线架、具有该导线架的电子元件以及具有该电子元件的装置的制作方法
技术领域：
具有协助缝纫结构的导线架、具有该导线架的电子元件以 及具有该电子元件的装置
技术领域：
本实用新型是关于一种具有协助缝纫结构(stitching-assistingstructure)的 导线架(lead frame)、一种具有该导线架的电子元件(electronic device)以及一种具有 该电子元件的装置。
背景技术：
针对电子电路的应用已逐渐涵盖将电子电路与纺织品内的导体与电子元件连接 起来的应用，让纺织品，例如一般可运用的织布与服装，能够将针对各种功能的电子电路与 纺织品整合在一起。上述应用中其一包含穿戴式电子电路，该电子电路是被固定至或嵌入 于服饰内，这些电子电路可以和已织进织物或嵌入于服装里的导电线相连接，借此让这些 电子电路与其他元件(例如，开关或其他输入/输出元件)在纺织品上发挥作用。 对于该类穿戴式电子电路的实用障碍之一是这些电子元件和已织进织物或嵌入 于服装里的导电线的连接方式。导电线虽然建立了能胜任的可穿戴线，但是将这些导电线 连接至元件相当难以有效率且具成本效益的方法达到强固到足以承受被穿戴以及洗涤。使 用传统电子工程上焊锡及/或印刷电路板的方案显然太过复杂并且成本太高，而且也无法 与传统纺织加工整合。 美国专利公告号第7， 025， 596号专利揭露一种在电子电路(electroniccircuit) (例如，半导体裸晶(semiconductor die))与导电线之间以低焊锡方式形成电连接的方 法及装置，其中导电线交互织成纺织材料。根据该先前技艺，该电子电路是固定至一载 体(carrier)上，并且电连接(例如，借由打线接合、以焊锡焊接)至该载体上的导电轨 (conductive trace)。该载体是能被缝纫穿透。导电缝线交互缝纫在该载体的每一个导电 轨上进而电气接触(electrically contact)该个导电轨，导电缝线并且从该个导电轨缝纫 至该纺织材料上对应的导电线进而电气接触该对应的导电线。该载体进一步，例如，以缝纫 的方式，固定在该纺织材料上。 然而，先前技艺需采用能被穿透的载体，而该载体基本上必须先完成传统的电子 电路设计与制作，所以大幅限制了运用电子元件(electronicdevice)的方式，尤其是只限 定使用具传统接脚(Pin)的电子元件。此外，先前技艺该载体与该纺织材料之间的连接以 及导电缝线与导电轨之间的电气接触，是否强固到足以承受被长期穿戴以及洗涤频繁，仍 令人堪虑。并且，包含电子电路及载体的组合与纺织材料的连接程序仍嫌繁复。
实用新型内容
因此，本实用新型的一范畴在于提供一种具有接脚的导线架，并且特别地，该导线 架的接脚具有协助缝纫结构(stitching-assistingst潔ture)。 此外，本实用新型的另一范畴在于提供具有根据本实用新型的导线架的电子 元件以及一种具有该电子元件的装置。根据本实用新型的装置并且包含一可挠性基板(flexible substrate)、一具有协助缝纫结构的导线架的电子元件以及多根导电缝线。特 别地，该等导电缝线是缝纫穿透该可挠性基板，并且穿过该等协助缝纫结构，进而将该电子 元件固定于该可挠性基板上，该等导电缝线是与该电子元件的该等协助缝纫结构进行电气 接触。借此，缝纫固定的电子元件是强固到足以承受被长期穿戴以及洗涤频繁，更重要的 是，根据本实用新型的电子元件可以透过纺织工程方式加工。 根据本实用新型的第一较佳具体实施例的导线架，其包含一基底(base)以及至 少两根接脚。该等接脚自该基底处延伸。特别地，该等接脚中的每一根接脚具有至少一协 助缝纫结构，例如，通孔(through hole)或缺口 (breach)。 根据本实用新型的第二较佳具体实施例的电子元件，其包含一电路元件(circuit component)以及一导线架。该电路元件是与该导线架封装在一起。该导线架包含一基底以 及至少两根接脚。该等接脚自该基底处延伸。特别地，该等接脚中的每一根接脚具有至少 一协助缝纫结构，例如，通孔或缺口 。 根据本实用新型的第三较佳具体实施例的装置，其包含电子元件，其包含一可挠 性基板、一具有协助缝纫结构的导线架的电子元件以及多根导电缝线。该可挠性基板是能 被缝纫穿透。该电子元件包含一电路元件以及一导线架。该电路元件是与该导线架封装在 一起。该导线架包含一基底以及至少两根接脚。该等接脚自该基底处延伸。特别地，该等 接脚中的每一根接脚具有至少一协助缝纫结构，例如，通孔或缺口 。该等导电缝线是缝纫穿 透该可挠性基板，并且穿过该等协助缝纫结构，进而将该电子元件固定于该可挠性基板上， 该等导电缝线是与该电子元件的该等协助缝纫结构进行电气接触。 本实用新型提供一种导线架(lead frame)，包含 —基底(base);以及 至少两根接脚(pin)，该等接脚自该基底处延伸，该等接脚中的每一根接脚具有至 少一协助缝纫结构(stitching-assisting structure)。 所述的导线架，其特征在于该等协助缝纫结构中的一个协助缝纫结构是一通孔 (through hole)或一缺口 (breach)。 本实用新型还提供一种电子元件(electronic device)，包含 —电路元件(circuit component);以及 —导线架(lead frame)，该电路元件与该导线架封装在一起，该导线架包含 —基底(base);以及 至少两根接脚(pin)，该等接脚自该基底处延伸，该等接脚中的每一根接脚具有至 少一协助缝纫结构(stitching-assisting structure)。 所述的电子元件，其特征在于该等协助缝纫结构中的一个协助缝纫结构是一通 孑L (through hole)或一缺口 (breach)。 本实用新型还提供一种装置，包含 —可挠性基板(flexible substrate)，该可挠性基板能被缝纫穿透； —电子元件(electronic device)，包含 —电路元件(circuit component);以及 —导线架(lead frame)，该电路 件与该导线架封装在一起，该导线架包含 —基底(base);以及[0027] 至少两根接脚(pin)，该等接脚自该基底处延伸，该等接脚中的每一根接脚具有至 少一协助缝纫结构(stitching-assisting structure);以及 多根导电缝线(conductive thread)，该等导电缝线缝纫穿透该可挠性基板并且 穿过且交互织在该等协助缝纫结构之间，进而将该电子元件固定于该可挠性基板上，其中 该等导电缝线与该等协助缝纫结构进行电气接触。 所述的装置，其特征在于该等协助缝纫结构中的一个协助缝纫结构是一通孔 (through hole)或一缺口 (breach)。 所述的装置，其特征在于该等导电缝线缝在该可挠性基板上以形成一电气连接 线路。
所述的装置，其特征在于该可挠性基板是一纺织体或一高分子体。
所述的装置，其特征在于该等导电缝线包含选自由一第一金属线、第一包芯纱
(coupling yarn)、一第二包芯纱、一第一合捻纱(twistedyarn)、一并纱(doubled yarn)以
及一第二合捻纱所组成的群组中之其一，该第一金属线是由至少一金属丝组成，该第一包
芯纱是由至少一金属丝包覆至少一导电芯长纤、多根导电短纤、至少一非导电芯长纤或多
根非导电短纤所构成，该第二包芯纱是由至少一经滚轧金属丝包覆至少一导电芯长纤、多
根导电短纤、至少一非导电芯长纤或多根非导电短纤所构成，该第一合捻纱是由至少一金 属丝与至少一非导电纱或一金属丝合捻所构成，该并纱是由至少一金属丝与至少一金属丝
或一非导电纱并列无合捻所构成，该第二合捻纱是由该第一金属线、该第一包芯纱、该第二 包芯纱、该并纱以及该第一合捻纱当中组合所构成。 所述的装置，其特征在于该金属丝以及该经滚轧金属丝是由选自由铜、铜镍合 金、铜镍硅合金、铜镍锌合金、铜镍锡合金、铜铬合金、铜银合金、银、金、铅、锌、铝、镍、黄铜、 磷青铜、铍铜合金、镍铬合金、钨、钼、钯、铜钨合金以及不锈钢所组成的群组中之其一所制 成。 综上所述，本实用新型结合电子元件的装置其缝纫固定的电子元件是强固到足以 承受被长期穿戴以及洗涤频繁，并且可以运用的电子元件种类广泛。本实用新型可以轻易 地以纺织制程来进行，没有锡焊焊接制程的污染。此外，本实用新型的导线架制造容易，并 且导电缝线可以轻易地缝在可挠性基板上，以形成一 电气连接线路提供给另一 电子电路电 或一电源连接。 关于本实用新型的优点与精神可以借由以下的创作详述及所附图式得到进一步 的了解。
图1A是绘示根据本实用新型的第一较佳具体实施例的导线架10，该导线架10的 接脚104具有成通孔106a的协助缝纫结构。 图1B是绘示根据本实用新型的第一较佳具体实施例的导线架10的变形，该导线 架10的接脚104具有成缺106b的协助缝纫结构。 图2A是绘示根据本实用新型的第二较佳具体实施例的电子元件20，该电子元件 20是采用图1A中的导线架10做封装。 图2B是绘示根据本实用新型的第二较佳具体实施例的电子元件20的变形，该电子元件20是采用图IB中的导线架10做封装。 图2C是绘示根据本实用新型的第二较佳具体实施例的电子元件20的变形，该电 子元件20具有虚拟接脚104'。 图3是绘示根据本实用新型的第三较佳具体实施例的装置30，该装置30包含图 2A中的电子元件20。
10 :导线架 102 :基底 104 :接脚 104':虚拟接脚 106a :协助缝纫结构(通孔)106b :协助缝纫结构(缺口 ) 20:电子元件 202:电路元件 204 :金属线 30 :装置 302:可挠性基板 304:导电缝线
具体实施方式
以下将详述本实用新型的较佳具体实施例以及实际应用案例，借以充分说明本实 用新型的特征、精神及优点。 请参阅图1A及图1B，该等图式揭露根据本实用新型的第一较佳具体实施例的导 线架10。 如图1A及图1B所示，根据本实用新型的第一较佳具体实施例的导线架IO，其 包含一基底102以及至少两根接脚104。图1A及图1B是绘示供单一颗半导体发光元件 (semiconductor light-emitting device)封装用的导线架，因此仅绘出两根接脚104，做 为说明例。 同样示于图1A及图1B，该等接脚104自该基底102处延伸。特别地，该等接脚104 中的每一根接脚104具有至少一协助缝纫结构(106a、106b)，例如，图1A绘示的四个通孔 106a，或图1B绘示的六个缺口 106b。需强调的是，本实用新型所揭露形成在接脚上的协助 缝纫结构并不以通孔及缺口为限。 为了导电及强固的目的，该基底102及该等接脚104多为金属所制成。此外，为了 隔离该导线架10的不同电极并固定该基底102及该等接脚104，如同一般的导线架，该基 底102与该等接脚104之间是以一高分子材料成型共同形成一底座，如图1A及图1B所示。 显见地，根据本实用新型的导线架制造容易。 请参阅图2A、图2B及图2C，该等图式揭露根据本实用新型的第二较佳具体实施例 的电子元件20。 如图2A及图2B所示，根据本实用新型的第二较佳具体实施例的电子元件20，其包 含一导线架10以及一电路元件202，例如，半导体发光元件、积体电路、光检测器、太阳能电 池、电源供应器、微机电功能元件、开关、记忆体、处理器、被动元件等。该电路元件202是与
该导线架io封装在一起。 与图1A及图1B相似，绘示于图2A及图2B的导线架10是供单一颗半导体发光元 件封装用的导线架，因此仅绘出两根接脚104，做为说明例。同样地，图绘示于2A及图2B的 电路元件202是一颗半导体发光元件，做为说明例。 该电路元件202是与该导线架10封装在一起。如图2A及图2B所揭示的实施例，该电路元件(半导体发光元件)202是固定在该基底102上，并且其上的电极是以金属线 204借由打线(wiring)的方式分别电连接至该导线架10上对应的电极。同样示于图2A及 图2B所揭示的案例，该基底102与该等接脚104之间是以一高分子材料成型共同形成一底 座，并且透明的材料(例如，环氧树脂、玻璃)填满底座的凹穴将该电路元件(半导体发光 元件)202密封且提供光学设计。 同样示于图2A及图2B，该等接脚104自该基底104处延伸。特别地，该等接脚104 中的每一根接脚104具有至少一协助缝纫结构(106a、106b)，例如，图2A绘示的四个通孔 106a，或图2B绘示的六个缺口 106b。需强调的是，本实用新型所揭露形成在接脚上的协助 缝纫结构并不以通孔及缺口为限。 显见地，该电子元件20能被以导电缝线借由车缝机器或以人工手缝方式牢固地 缝纫固定在一可挠性基板上，并且借由导电缝线直接与该可挠性基板上的导电区域电气接 触或提供另一电子电路或一电源电连接。并且，缝纫固定的电子元件20是强固到足以承受 被长期穿戴以及洗涤频繁。此外，根据本实用新型的电子元件可以广泛地应用在现行具有 接脚的电子元件种类。 进一步，为了让该电子元件20能被更加牢固地缝纫固定在可挠性基板上，进而让 该电子元件20更能承受被长期穿戴以及洗涤频繁，如图2C所示，示于图2C中的电子元件 20与示于图2A中的电子元件20大致上相同，图2C中的电子元件20进一步具有至少一根 不具电连接功能的虚拟接脚(dummy pin) 104'。特别地，每一根虚拟接脚104'具有至少一 协助缝纫结构106a，例如，图2C绘示的四个通孔106a。在图2C中具有与图2A相同号码标 记的结构、元件，其同样执行图2A中相对应结构、元件所具有的功能。在此不多做赘述。 借由协助缝纫结构106a，图2C中的电子元件20的接脚104能被以导电缝线牢固 地缝纫固定在一可挠性基板上且提供电连接。并且特别地，图2C中的电子元件20的虚拟 接脚104'能被以导电缝线或非导电的一般缝线牢固地缝纫固定在该可挠性基板上。 请参阅图3，图3揭露根据本实用新型的第三较佳具体实施例的装置30。 如图3所示，根据本实用新型的第三较佳具体实施例的装置30，其包含一可挠性 基板302、多根导电缝线304以及一电子元件20，例如，发光二极管、雷射二极管、光检测器、 积体电路元件、太阳能电池、电源供应器、开关、记忆体、微机电功能元件、处理器、被动元 件，等。 与图2A相似，绘示于图3的电子元件20是一颗具有两根接脚104的发光二极管， 做为说明例。 同样示于图3，该可挠性基板30是能被缝纫穿透。该电子元件20包含一导线架10 以及一电路元件202 (例如，半导体发光元件)，并且该电路元件202是与该导线架10封装 在一起。如图3所揭示的实施例，该电路元件(半导体发光元件)202是固定在该基底102 上，并且其上的电极是以金属线204借由打线的方式分别电连接至该导线架10上对应的电 极。同样示于图3所揭示的实施例，该基底102与该等接脚104之间是以一高分子材料成 型共同形成一底座，并且透明的材料(例如，环氧树脂、玻璃)填满底座的凹穴将该电路元 件(半导体发光元件)202密封且提供光学设计。 同样示于图3，该等接脚104自该基底104处延伸。特别地，该等接脚104中的每 一根接脚104具有至少一协助缝纫结构(106a)，例如，图3绘示的四个通孔106a，或图2B绘示的六个缺口 106b。需强调的是，本实用新型所揭露形成在接脚上的协助缝纫结构并不以 通孔及缺口为限。该等导电缝线304是借由车缝机器或以人工手缝方式缝纫穿透该可挠性 基板302，并且穿过该等协助缝纫结构106a，进而将该电子元件20牢固地固定于该可挠性 基板302上。特别地，该等导电缝线304是与该等协助缝纫结构(106a、106b)进行电气接 触，并且该等导电缝线304提供该电子元件20与该可挠性基板302另一电子电路电连接。 显见地，该电子元件20是借由该等导电缝线304缝纫固定强固到足以承受被长期穿戴以及 洗涤频繁。显见地，该电子元件20能被以导电缝线牢固地缝纫固定在一可挠性基板上且借 由导电缝线直接与该可挠性基板302上的导电区域电气接触，或与另一电子电路或一电源 电连接，并且缝纫固定的电子元件20是强固到足以承受被长期穿戴以及洗涤频繁。 于实际应用中，该等导电缝线304并且缝在该可挠性基板302上，以形成一电气连 接线路提供给另 一 电子电路电或一 电源连接。 于一具体实施例中，该可挠性基板302是一纺织体或一高分子体。 于一具体实施例中，做为该等导电缝线304可以是由至少一金属丝组成的一金属 线。该等导电缝线304可以是由至少一金属丝包覆至少一导电芯长纤(core filament)、 多根导电短纤(short fiber)、至少一非导电芯长纤或多根非导电短纤所构成的包芯纱 (coupling yarn)。该等导电缝线304也可以是由至少一经滚轧金属丝包覆至少一导电芯 长纤、多根导电短纤、至少一非导电芯长纤或多根非导电短纤所构成的另一包芯纱。该等导 电缝线304也可以是由至少一金属丝与至少一非导电纱或一金属丝合捻所构成的合捻纱 (twisted yarn)。该等导电缝线304也可以是由至少一金属丝与至少一金属丝、至少一非 导电纱并列而无任何加捻所构成的并纱(doubledyarn)。该等导电缝线304也可以是由上 述的金属线、包芯纱、并纱以及合捻纱组合所构成的合捻纱。上述导电缝线304的组成也可 根据张力承受、挠折性承受、防火性、导电性等功能性要求分别以符合该功能要求的材质来 组合而成。 于一具体实施例中，上述用来制造该金属丝以及该经滚轧金属丝的材料可以是 铜(co卯er)、铜镍合金(C視alloy)、铜镍硅合金(CuNiSi alloy)、铜镍锌合金(CuNiZn alloy)、铜镍锡合金(CuNiSn alloy)、铜铬合金(CuCralloy)、铜银合金(CuAg alloy)、 银(silver)、金(gold)、铅(lead)、锌(zinc)、铝(aluminum)、镍(nickel)黄铜(brass)、 磷青铜(phosphorbronze)、铍铜合金(beryllium copper)、镍铬合金(nichrome)、鸨 (tungsten)、钼(platinum)、钯(palladium)、铜鸨合金(CuW alloy)、不f秀钢(stainless steel)或其他商用的导电金属或合金。 综上所述，相较于连接电子元件至纺织体等可挠性基板上的先前技艺，根据本实 用新型结合电子元件的装置其缝纫固定的电子元件是强固到足以承受被长期穿戴以及洗 涤频繁，并且可以运用的电子元件种类广泛。根据本实用新型，电子元件与可挠性基板之间 的连接是用导电缝线缝纫达成，显见地，本实用新型可以轻易地以纺织制程来进行，没有锡 焊焊接制程的污染。此外，根据本实用新型，导线架制造容易，并且导电缝线可以轻易地缝 在可挠性基板上，以形成一电气连接线路提供给另一电子电路电或一电源连接。显见地，本 实用新型具有先前技艺无法达成的优点与效果。 借由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精 神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本实用新型的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本实用新型所欲申请的专利范围的范畴内。 因此，本实用新型所申请的专利范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使 其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。
权利要求一种导线架，其特征在于包含一基底；以及至少两根接脚，该等接脚自该基底处延伸，该等接脚中的每一根接脚具有至少一协助缝纫结构。
2. 如权利要求1所述的导线架，其特征在于该等协助缝纫结构中的一个协助缝纫结构是一通孔或一缺口。
3. —种电子元件，其特征在于包含一电路元件；以及一导线架，该电路元件与该导线架封装在一起，该导线架包含一基底；以及至少两根接脚，该等接脚自该基底处延伸，该等接脚中的每一根接脚具有至少一协助缝纫结构。
4. 如权利要求3所述的电子元件，其特征在于该等协助缝纫结构中的一个协助缝纫结构是一通孔或一缺口。
5. —种装置，其特征在于包含一可挠性基板，该可挠性基板能被缝纫穿透；一电子元件，包含一电路元件；以及一导线架，该电路元件与该导线架封装在一起，该导线架包含一基底；以及至少两根接脚，该等接脚自该基底处延伸，该等接脚中的每一根接脚具有至少一协助缝纫结构；以及多根导电缝线，该等导电缝线缝纫穿透该可挠性基板并且穿过且交互织在该等协助缝纫结构之间，进而将该电子元件固定于该可挠性基板上，其中该等导电缝线与该等协助缝纫结构进行电气接触。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于该等协助缝纫结构中的一个协助缝纫结构是一通孔或一缺口。
7. 如权利要求5所述的装置，其特征在于该等导电缝线缝在该可挠性基板上以形成一电气连接线路。
8. 如权利要求5所述的装置，其特征在于该可挠性基板是一纺织体或一高分子体。
9. 如权利要求5所述的装置，其特征在于该等导电缝线包含选自由一第一金属线、第一包芯纱、一第二包芯纱、一第一合捻纱、一并纱以及一第二合捻纱所组成的群组中之其一，该第一金属线是由至少一金属丝组成，该第一包芯纱是由至少一金属丝包覆至少一导电芯长纤、多根导电短纤、至少一非导电芯长纤或多根非导电短纤所构成，该第二包芯纱是由至少一经滚轧金属丝包覆至少一导电芯长纤、多根导电短纤、至少一非导电芯长纤或多根非导电短纤所构成，该第一合捻纱是由至少一金属丝与至少一非导电纱或一金属丝合捻所构成，该并纱是由至少一金属丝与至少一金属丝或一非导电纱并列无合捻所构成，该第二合捻纱是由该第一金属线、该第一包芯纱、该第二包芯纱、该并纱以及该第一合捻纱当中组合所构成。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于该金属丝以及该经滚轧金属丝是由选自由铜、铜镍合金、铜镍硅合金、铜镍锌合金、铜镍锡合金、铜铬合金、铜银合金、银、金、铅、锌、铝、镍、黄铜、磷青铜、铍铜合金、镍铬合金、钨、钼、钯、铜钨合金以及不锈钢所组成的群组中之其一所制成。
专利摘要一种具有协助缝纫结构的导线架、一种具有该导线架的电子元件以及一种具有该电子元件的装置。根据本实用新型的装置并且包含一可挠性基板、一具有协助缝纫结构导线架的电子元件以及多根导电缝线。特别地，该等导电缝线是缝纫穿透该可挠性基板，并且穿过该等协助缝纫结构，进而将该电子元件固定于该可挠性基板上，该等导电缝线是与该电子元件的该等协助缝纫结构进行电气接触。
文档编号H01R33/00GK201478472SQ20092015636
公开日2010年5月19日 申请日期2009年6月17日 优先权日2009年6月17日
发明者许富标, 郭俊荣 申请人:许富标