帶有電氣聯(lián)接元件的玻璃片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶有至少一個(gè)電氣聯(lián)接元件的玻璃片，其包括：基質(zhì)(1)、在基質(zhì)(1)的區(qū)域上的能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)(2)、構(gòu)造為按鈕且包含至少一個(gè)含鉻鋼的聯(lián)接元件(3)和焊料(4)的層，其將聯(lián)接元件(3)與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)(2)的子區(qū)域電氣連接。
【專利說(shuō)明】帶有電氣聯(lián)接元件的玻璃片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種帶有電氣聯(lián)接元件的玻璃片（Scheibe)和一種經(jīng)濟(jì)的且環(huán)保的 用于其制造的方法。
[0002] 本發(fā)明另外涉及一種用于車輛的帶有電氣聯(lián)接元件的玻璃片，其帶有能導(dǎo)電的結(jié) 構(gòu)（例如加熱導(dǎo)體或天線導(dǎo)體）。能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)通常經(jīng)由焊接的電氣聯(lián)接元件與車載電氣 系統(tǒng)（Bordelektrik)相連接。由于所使用的材料的不同的熱膨脹系數(shù)，在制造時(shí)和在運(yùn)行 中出現(xiàn)機(jī)械應(yīng)力，其使玻璃片負(fù)載且可引起玻璃片的破裂。

【背景技術(shù)】
[0003] 含鉛的焊料具有高延展性，其可通過(guò)塑性變形補(bǔ)償在電氣聯(lián)接元件與玻璃片之間 出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力。然而基于報(bào)廢車-規(guī)程2000/53/EG，在EG內(nèi)須由無(wú)鉛的焊料來(lái)替代含鉛 的焊料。概括地以縮寫ELV(End of life vehicles)來(lái)稱呼該規(guī)程。在此目的是在一次性 電子設(shè)備的大規(guī)模擴(kuò)張的過(guò)程中從產(chǎn)品中排除極其有問(wèn)題的組成部分。相關(guān)的物質(zhì)是鉛、 水銀和鎘。這此外涉及無(wú)鉛焊劑在電氣應(yīng)用中在玻璃上的實(shí)施和對(duì)此相應(yīng)的替代產(chǎn)品的引 入。
[0004] 設(shè)計(jì)為按鈕的電氣聯(lián)接元件例如由文件US 6249966 B1和US 20070224842 A1已 知。這樣的聯(lián)接元件使能夠舒適地聯(lián)接到車載電氣系統(tǒng)處。在文件US 20070224842 A1中 提出由鈦來(lái)制造聯(lián)接元件。然而鈦可焊性差。這導(dǎo)致聯(lián)接元件在玻璃片處較差的附著。此 夕卜，鈦非常昂貴，這導(dǎo)致聯(lián)接元件的高的價(jià)格。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種帶有電氣聯(lián)接元件的玻璃片和一種經(jīng)濟(jì)的且環(huán)保的用 于其制造的方法，其中，避免在玻璃片中關(guān)鍵的機(jī)械應(yīng)力。
[0006]另外，本發(fā)明的目的是提供一種與現(xiàn)有技術(shù)相比改善的材料用于聯(lián)接元件，其具 有更好的可用性和更好的可加工性（如可焊性和冷成形性）。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明通過(guò)一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。優(yōu)選的實(shí) 施方案由從屬權(quán)利要求得出。
[0008] 帶有至少一個(gè)聯(lián)接元件的根據(jù)本發(fā)明的玻璃片包括以下特征： _基質(zhì)j -在基質(zhì)的一區(qū)域上的能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)， -聯(lián)接元件，其構(gòu)造為按鈕且包含至少一個(gè)含鉻鋼，以及 -焊料（Lotmasse)的層，其將聯(lián)接元件至少與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)的子區(qū)域電氣連接。
[0009] 該基質(zhì)優(yōu)選地包含玻璃，特別優(yōu)選地包含平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻 璃、鈣鈉玻璃。在一備選的優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，該基質(zhì)包含聚合物、特別優(yōu)選地聚乙烯、聚丙 烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和/或它們的混合物。
[0010] 該基質(zhì)具有第一熱膨脹系數(shù)。該聯(lián)接元件具有第二熱膨脹系數(shù)。在本發(fā)明的一有 利的設(shè)計(jì)方案中，在第一與第二熱膨脹系數(shù)之間的差為〈5xl(T6/°C。由此獲得更好的附著。
[0011] 在玻璃片上施加有能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)。電氣聯(lián)接元件利用焊料在子區(qū)域上與能導(dǎo)電的 結(jié)構(gòu)電氣連接。焊料以〈1_的流出寬度從聯(lián)接元件與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)之間的間隙中流出。
[0012] 在一優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，最大的流出寬度優(yōu)選地小于0. 5_且尤其是近似0_。這 鑒于在玻璃片中的機(jī)械應(yīng)力的減小、聯(lián)接元件的附著和焊料的節(jié)省是特別有利的。
[0013] 最大的流出寬度被定義為在聯(lián)接元件的外棱邊與焊料越界 (Lotmasseuebertritt)的部位之間的距離，在其處焊料低于50iim的層厚。在焊接過(guò)程之 后在凝固的焊料處來(lái)測(cè)量最大的流出寬度。
[0014] 所期望的最大流出寬度通過(guò)合適選擇焊料體積和在聯(lián)接元件與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)之 間的垂直距離來(lái)實(shí)現(xiàn)，這可通過(guò)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。在聯(lián)接元件與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)之間的垂 直距離可通過(guò)相應(yīng)的過(guò)程工具、例如帶有集成的間隔墊片（Abstandshalter)的工具來(lái)預(yù) 設(shè)。
[0015] 最大流出寬度也可以是負(fù)的、即回縮到由電氣聯(lián)接元件和能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)形成的間 隙中。
[0016] 在根據(jù)本發(fā)明的玻璃片的一有利的設(shè)計(jì)方案中，最大流出寬度在由電氣聯(lián)接元件 和能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)形成的間隙中回縮成凹狀彎月。凹狀彎月例如通過(guò)在焊接過(guò)程中在焊料仍 是液態(tài)期間增加在間隔墊片與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)之間的垂直距離而產(chǎn)生。
[0017] 優(yōu)點(diǎn)在于在玻璃片中、尤其在關(guān)鍵區(qū)域（其在較大的焊料越界的情況中存在）中 的機(jī)械應(yīng)力的減小。
[0018] 第一熱膨脹系數(shù)優(yōu)選地是從8xl(r7° C至9xl(T7° C?；|(zhì)優(yōu)選地是玻璃，其在0° C 至300°C的溫度范圍中優(yōu)選地具有8. 3x10_6/°C至9x10_6/°C的熱膨脹系數(shù)。
[0019] 第二熱膨脹系數(shù)在0° C至300° C的溫度范圍中優(yōu)選地是從9xl(T7° C至13xl(T6/ °c、特別優(yōu)選地是從10xl(r7°C至11. 5xKT6/°C。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有5 ii m至40 ii m、特別優(yōu)選地5 ii m至 20 ii m、相當(dāng)特別優(yōu)選地8 ii m至15 ii m而尤其10 ii m至12 ii m的層厚。根據(jù)本發(fā)明的能導(dǎo) 電的結(jié)構(gòu)優(yōu)選地包含銀，特別優(yōu)選地包含銀顆粒和玻璃粉（Glasfritte)。
[0021] 焊料的層厚優(yōu)選地小于或等于6. 0xl(T4m、特別優(yōu)選地小于3. 0xl(T4m。
[0022] 焊料優(yōu)選地是無(wú)鉛的。相應(yīng)于EG規(guī)程"用于限制在電氣和電子設(shè)備中使用確定的 有害的物質(zhì)的2002/95/EG"包含小于或等于0. 1%重量百分?jǐn)?shù)的份額的鉛、優(yōu)選地不包含鉛 的焊料在本發(fā)明的意義中可被理解為無(wú)鉛焊料。這在根據(jù)本發(fā)明的帶有電氣聯(lián)接元件的玻 璃片的環(huán)境兼容性（Umweltvertrjiglichkeit)方面是特別有利的。
[0023] 無(wú)鉛焊料典型地具有比含鉛焊料更小的延展性，從而不能那么好地補(bǔ)償在聯(lián)接元 件與玻璃片之間的機(jī)械應(yīng)力。但是顯示出，可通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元件來(lái)避免關(guān)鍵的機(jī) 械應(yīng)力。根據(jù)本發(fā)明的焊料優(yōu)選地包含錫和鉍、銦、鋅、銅、銀或它們的組合物。錫在根據(jù) 本發(fā)明的焊料組合物中的份額為從3%重量百分?jǐn)?shù)至99. 5%重量百分?jǐn)?shù)、優(yōu)選地從10%重 量百分?jǐn)?shù)至95. 5%重量百分?jǐn)?shù)、特別優(yōu)選地從15%重量百分?jǐn)?shù)至60%重量百分?jǐn)?shù)。鉍、銦、 鋅、銅、銀或它們的組合物的份額在根據(jù)本發(fā)明的焊料組合物中為從0.5%重量百分?jǐn)?shù)至 97%重量百分?jǐn)?shù)、優(yōu)選地10%重量百分?jǐn)?shù)至67%重量百分?jǐn)?shù)，其中，鉍、銦、鋅、銅或銀的份額 可為0%重量百分?jǐn)?shù)。根據(jù)本發(fā)明的焊料組合物可包含帶有0%重量百分?jǐn)?shù)至5%重量百分 數(shù)的份額的鎳、鍺、鋁或磷。根據(jù)本發(fā)明的焊料組合物相當(dāng)特別優(yōu)選地包含Bi40Sn57Ag3、 Sn40Bi57Ag3、Bi59Sn40Agl、Bi57Sn42Agl、In97Ag3、Sn95.5Ag3. 8CuO. 7、Bi67In33、 Bi33In50Snl7、Sn77. 2In20Ag2. 8、Sn95Ag4Cul、Sn99Cul、Sn96. 5Ag3. 5、Sn96. 5Ag3CuO. 5、 Sn97Ag3或它們的混合物。
[0024] 在一有利的設(shè)計(jì)方案中，焊料包含鉍。顯示出，含鉍的焊料導(dǎo)致根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接 元件在玻璃片處的特別好的附著，其中，可避免玻璃片的損壞。鉍在焊料組合物處的份額優(yōu) 選地為從〇. 5%重量百分?jǐn)?shù)至97%重量百分?jǐn)?shù)、特別優(yōu)選地從10%重量百分?jǐn)?shù)至67%重量百 分?jǐn)?shù)而相當(dāng)特別優(yōu)選地從33%重量百分?jǐn)?shù)至67%重量百分?jǐn)?shù)、尤其從50%重量百分?jǐn)?shù)至60% 重量百分?jǐn)?shù)。除了鉍，焊料優(yōu)選地包含錫和銀或錫、銀和銅。在一特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中， 焊料至少包含35%重量百分?jǐn)?shù)至69%重量百分?jǐn)?shù)的鉍、30%重量百分?jǐn)?shù)至50%重量百分?jǐn)?shù)的 錫、1%重量百分?jǐn)?shù)至10%重量百分?jǐn)?shù)的銀和0%重量百分?jǐn)?shù)至5%重量百分?jǐn)?shù)的銅。在一相 當(dāng)特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，焊料至少包含49%重量百分?jǐn)?shù)至60%重量百分?jǐn)?shù)的鉍、39%重量 百分?jǐn)?shù)至42%重量百分?jǐn)?shù)的錫、1%重量百分?jǐn)?shù)至4%重量百分?jǐn)?shù)的銀和0%重量百分?jǐn)?shù)至3% 重量百分?jǐn)?shù)的銅。
[0025] 在另一有利的設(shè)計(jì)方案中，焊料包含90%重量百分?jǐn)?shù)至99. 5%重量百分?jǐn)?shù)的錫、優(yōu) 選地95%重量百分?jǐn)?shù)至99%重量百分?jǐn)?shù)、特別優(yōu)選地93%重量百分?jǐn)?shù)至98%重量百分?jǐn)?shù)。除 了錫，焊料優(yōu)選地包含〇. 5%重量百分?jǐn)?shù)至5%重量百分?jǐn)?shù)的銀和0%重量百分?jǐn)?shù)至5%重量 百分?jǐn)?shù)的銅。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元件優(yōu)選地至少包含50%重量百分?jǐn)?shù)至89. 5%重量百分?jǐn)?shù)的 鐵、10. 5%重量百分?jǐn)?shù)至20%重量百分?jǐn)?shù)的鉻、0%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的碳、0%重量 百分?jǐn)?shù)至5%重量百分?jǐn)?shù)的鎳、0%重量百分?jǐn)?shù)至2%重量百分?jǐn)?shù)的錳、0%重量百分?jǐn)?shù)至2. 5% 重量百分?jǐn)?shù)的鑰和/或〇%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的鈦。聯(lián)接元件附加地可包含另外 的元素的混合物，其中有釩、鋁、鈮和氮。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元件也可至少包含66. 5%重量百分?jǐn)?shù)至89. 5%重量百分?jǐn)?shù)的 鐵、10. 5%重量百分?jǐn)?shù)至20%重量百分?jǐn)?shù)的鉻、0%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的碳、0%重量 百分?jǐn)?shù)至5%重量百分?jǐn)?shù)的鎳、0%重量百分?jǐn)?shù)至2%重量百分?jǐn)?shù)的錳、0%重量百分?jǐn)?shù)至2. 5% 重量百分?jǐn)?shù)的鑰、〇%重量百分?jǐn)?shù)至2%重量百分?jǐn)?shù)的鈮和/或0%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分 數(shù)的鈦。聯(lián)接元件附加地可包含另外的元素的混合物，其中有釩、鋁和氮。
[0028] 在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元件至少包含65%重量百分?jǐn)?shù)至 89. 5%重量百分?jǐn)?shù)的鐵、10. 5%重量百分?jǐn)?shù)至20%重量百分?jǐn)?shù)的鉻、0%重量百分?jǐn)?shù)至0. 5%重 量百分?jǐn)?shù)的碳、〇%重量百分?jǐn)?shù)至2. 5%重量百分?jǐn)?shù)的鎳、0%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的 錳、0%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的鑰和/或0%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的鈦。聯(lián)接 元件附加地可包含另外的元素的混合物，其中有釩、鋁、鈮和氮。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元件也可至少包含73%重量百分?jǐn)?shù)至89. 5%重量百分?jǐn)?shù)的鐵、 10. 5%重量百分?jǐn)?shù)至20%重量百分?jǐn)?shù)的鉻、0%重量百分?jǐn)?shù)至0. 5%重量百分?jǐn)?shù)的碳、0%重量 百分?jǐn)?shù)至2. 5%重量百分?jǐn)?shù)的鎳、0%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的錳、0%重量百分?jǐn)?shù)至1% 重量百分?jǐn)?shù)的鑰、〇%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的鈮和/或〇%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分 數(shù)的鈦。聯(lián)接元件附加地可包含另外的元素的混合物，其中有釩、鋁和氮。
[0030] 在另一特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元件至少包含75%重量百分?jǐn)?shù) 至84%重量百分?jǐn)?shù)的鐵、16%重量百分?jǐn)?shù)至18. 5%重量百分?jǐn)?shù)的鉻、0%重量百分?jǐn)?shù)至0. 1% 重量百分?jǐn)?shù)的碳、〇%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的錳和/或〇%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分 數(shù)的鈦。聯(lián)接元件附加地可包含另外的元素的混合物，其中有釩、鋁、鈮和氮。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元件也可至少包含78. 5%重量百分?jǐn)?shù)至84%重量百分?jǐn)?shù)的鐵、 16%重量百分?jǐn)?shù)至18. 5%重量百分?jǐn)?shù)的鉻、0%重量百分?jǐn)?shù)至0. 1%重量百分?jǐn)?shù)的碳、0%重量 百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的錳、0%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的鈮和/或0%重量百分?jǐn)?shù)至 1%重量百分?jǐn)?shù)的鈦。聯(lián)接元件附加地可包含另外的元素的混合物，其中有釩、鋁和氮。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元件優(yōu)選地以鎳、錫、銅和/或銀來(lái)覆層。根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元 件特別優(yōu)選地設(shè)有優(yōu)選地由鎳和/或銅構(gòu)成的附加附著的層且附加地設(shè)有優(yōu)選地由銀構(gòu) 成的可焊接的層。根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元件相當(dāng)特別優(yōu)選地以〇. 1 U m至0. 3 y m的鎳和/或 3pm至20i!m的銀來(lái)覆層。聯(lián)接元件可被鍍鎳、鍍錫、鍍銅和/或鍍銀。鎳和銀改善了聯(lián)接 元件的載流能力和腐蝕穩(wěn)定性以及以焊料的潤(rùn)濕。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)接元件優(yōu)選地包含帶有大于或等于10. 5%重量百分?jǐn)?shù)的鉻的份 額和9xl(T7°C至13xl(T6/°C的熱膨脹系數(shù)的含鉻鋼。另外的合金成分（如鑰、錳或鈮）導(dǎo) 致改善的腐蝕穩(wěn)定性或改變的機(jī)械性能（如抗拉強(qiáng)度或冷成形性）。
[0034] 由含鉻鋼構(gòu)成的聯(lián)接元件相對(duì)于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)由鈦構(gòu)成的聯(lián)接元件的優(yōu)點(diǎn)在于 更好的可焊性。其由與22W/mK的鈦的熱導(dǎo)率相比更高的25W/mK至30W/mK的熱導(dǎo)率得出。 較高的熱導(dǎo)率導(dǎo)致在焊接過(guò)程期間聯(lián)接元件的更均勻的加熱，由此避免特別熱的部位的點(diǎn) 狀構(gòu)造（"熱點(diǎn)"）。這些部位是玻璃片的機(jī)械應(yīng)力和之后的損壞的起始點(diǎn)。尤其在使用無(wú) 鉛的焊料（其由于其與含鉛的焊料相比更小的延展性不能那么好地補(bǔ)償機(jī)械應(yīng)力）時(shí)，得 到聯(lián)接元件在玻璃片處的改善的附著。由于更好的冷成形性，聯(lián)接元件也可更好地由含鉻 鋼來(lái)成形。此外，含鉻鋼可更好地支配。
[0035] 由含鉻鋼構(gòu)成的聯(lián)接元件的另一優(yōu)點(diǎn)在于與許多傳統(tǒng)的例如由銅構(gòu)成的聯(lián)接元 件相比較高的剛性。由此不能那么容易使聯(lián)接元件變形，例如在由于在與聯(lián)接元件相連接 的纜線處的拉力的負(fù)荷下。這樣的變形導(dǎo)致在聯(lián)接元件與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)之間經(jīng)由焊料的連 接的負(fù)荷。尤其對(duì)于無(wú)鉛焊料，必須避免這樣的負(fù)荷。與含鉛焊料相比由于無(wú)鉛焊料的較 小的延展性不能那么好地來(lái)補(bǔ)償該負(fù)荷，這可導(dǎo)致玻璃片的損壞。
[0036] 聯(lián)接元件根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造為按鈕。由此，當(dāng)聯(lián)接纜線設(shè)有互補(bǔ)的按鈕時(shí)，可以以簡(jiǎn) 單且舒適的方式將聯(lián)接元件與聯(lián)接纜線相連接。聯(lián)接元件與聯(lián)接纜線的連接有利地可在玻 璃片安裝在使用地點(diǎn)處之后實(shí)現(xiàn)。
[0037] 在一優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，該聯(lián)接元件構(gòu)造為公的按鈕。聯(lián)接纜線那么設(shè)有互補(bǔ)的 母的按鈕。但是聯(lián)接元件備選地也可構(gòu)造為母的按鈕而聯(lián)接纜線設(shè)有公的按鈕。
[0038] 聯(lián)接元件具有至少一個(gè)接觸面，經(jīng)由其聯(lián)接元件優(yōu)選地整面地借助于焊料與能導(dǎo) 電的結(jié)構(gòu)的子區(qū)域相連接。接觸面優(yōu)選地不具有棱角。接觸面可例如具有卵形、橢圓的或 圓的形狀。但是接觸面?zhèn)溥x地也可具有帶有倒圓的角的凸?fàn)畹亩噙呅涡螤?、?yōu)選地矩形的 形狀。倒圓的角具有r>0. 5_、優(yōu)選地r>lmm的曲率半徑。
[0039] 電氣聯(lián)接元件優(yōu)選地至少在朝向焊料取向的面上具有覆層，其包含銅、鋅、錫、銀、 金或它們的合金或?qū)?、?yōu)選地銀。由此防止焊料擴(kuò)散超過(guò)覆層且限制流出寬度。
[0040] 在本發(fā)明的一有利的設(shè)計(jì)方案中，在聯(lián)接元件的接觸面上布置有間隔墊片 (Abstandshalter)、優(yōu)選地至少兩個(gè)間隔墊片、特別優(yōu)選地至少三個(gè)間隔墊片。間隔墊片優(yōu) 選地包含與聯(lián)接元件相同的合金。每個(gè)間隔墊片例如成型為立方體、錐體、回轉(zhuǎn)橢球體的截 段或球截段。間隔墊片優(yōu)選地具有〇. 5xl(T4m至10xl(T4m的寬度和0. 5xl(T4m至5xl(T4m、特 別優(yōu)選地lxl〇_4m至3xl(T 4m的高度。通過(guò)間隔墊片有助于構(gòu)造均勻的焊料層。這鑒于聯(lián)接 元件的附著特別有利。間隔墊片可與聯(lián)接元件一件式地來(lái)構(gòu)造。間隔墊片例如可通過(guò)帶有 在初始狀態(tài)中平的接觸面的聯(lián)接元件的變形被構(gòu)造在該接觸面上，例如通過(guò)壓印或深沖。 在此可在聯(lián)接元件的與接觸面相對(duì)的表面上產(chǎn)生相應(yīng)的凹部。
[0041] 通過(guò)間隔墊片來(lái)實(shí)現(xiàn)均質(zhì)的、均勻厚度的且均勻熔融的焊料層。由此可減小在聯(lián) 接元件與玻璃片之間的機(jī)械應(yīng)力。這尤其在應(yīng)用無(wú)鉛焊料時(shí)特別有利，其與含鉛焊料相比 由于其較小的延展性不能那么好地來(lái)補(bǔ)償機(jī)械應(yīng)力。
[0042] 聯(lián)接元件在俯視圖中例如優(yōu)選地是1mm至50mm長(zhǎng)和寬且特別優(yōu)選地是3mm至 30mm長(zhǎng)和寬且相當(dāng)特別優(yōu)選地是5mm至10mm長(zhǎng)和寬。
[0043]電氣聯(lián)接元件的形狀可在聯(lián)接元件與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)的間隙中構(gòu)造焊料堆 (Lotdepot)。焊料堆和焊料在聯(lián)接元件處的潤(rùn)濕特性防止焊料從間隙中流出。焊料堆可矩 形地、倒圓地或多邊形地來(lái)設(shè)計(jì)。
[0044] 在將電氣聯(lián)接元件與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)電氣連接時(shí)能量的引入優(yōu)選地利用沖具、熱電 極、烙鐵焊接（Kolbenloeten)、優(yōu)選地激光焊接、熱空氣焊接、感應(yīng)焊接、電阻焊接和/或利 用超聲波實(shí)現(xiàn)。
[0045] 本發(fā)明的目的另外通過(guò)一種用于制造根據(jù)本發(fā)明的帶有至少一個(gè)聯(lián)接元件的玻 璃片的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中， a) 將焊料作為小板（Plaettchen)施加在聯(lián)接元件上， b) 將能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)施加在基質(zhì)上， c) 將帶有焊料的聯(lián)接元件布置在能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)上以及 d) 將聯(lián)接元件與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)焊接。
[0046] 優(yōu)選地事先將焊料施加到聯(lián)接元件上，優(yōu)選地作為帶有固定的層厚、體積、形狀和 在聯(lián)接元件上的布置的小板。
[0047] 焊料小板的層厚優(yōu)選地小于或等于0. 6mm。焊料小板的形狀優(yōu)選地相應(yīng)于接觸面 的形狀。如果接觸面例如圓形地來(lái)構(gòu)造或者具有圓形的外棱邊，則焊料小板優(yōu)選地具有圓 形的形狀。
[0048] 優(yōu)選地在建筑物中、尤其在汽車、鐵路、飛機(jī)或輪船中在加熱玻璃片中或在帶有天 線的玻璃片中使用該聯(lián)接元件。該聯(lián)接元件用于將玻璃片的傳導(dǎo)性結(jié)構(gòu)與布置在玻璃片之 外的電氣系統(tǒng)連接。電氣系統(tǒng)是放大器、控制單元或電壓源。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0049] 根據(jù)附圖和實(shí)施例來(lái)詳細(xì)闡述本發(fā)明。其中： 圖1顯示了通過(guò)過(guò)根據(jù)本發(fā)明的玻璃片的第一設(shè)計(jì)方案的橫截面， 圖2以透視性圖示顯示了通過(guò)圖1中的聯(lián)接元件的橫截面， 圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法的詳細(xì)的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0050] 圖1顯示了在電氣聯(lián)接元件3的區(qū)域中通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的可加熱的玻璃片1的橫 截面。玻璃片1是由鈉鈣玻璃構(gòu)成的3mm厚的熱預(yù)緊的單片安全玻璃。玻璃片1具有150cm 的寬度和80cm的高度。在玻璃片1上壓印有以加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)2的形式的能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2。 能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2包含銀顆粒和玻璃粉。在玻璃片1的邊緣區(qū)域中，能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2被拓寬 到l〇mm的寬度上且形成用于電氣聯(lián)接元件3的接觸面。另外，在玻璃片1的邊緣區(qū)域中存 在未示出的覆蓋絲網(wǎng)印花（Abdecksiebdruck)。在電氣聯(lián)接元件3與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2之間 的接觸面8的區(qū)域中施加有焊料4，其引起在電氣聯(lián)接元件3與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2之間持久的 電氣和機(jī)械連接。焊料4包含57%重量百分?jǐn)?shù)的鉍、40%重量百分?jǐn)?shù)的錫和3%重量百分?jǐn)?shù) 的銀。焊料4通過(guò)預(yù)設(shè)的體積和形狀完全布置在電氣聯(lián)接元件3與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2之間。 焊料4具有250 y m的厚度。電氣聯(lián)接元件3由帶有10. 0xl0_6/°C的熱膨脹系數(shù)的根據(jù)EN 10 088-2的材料編號(hào)1.4509的鋼（ThyssenKrupp Nirosta?4509)構(gòu)成。聯(lián)接元件3可具 有未示出的銀覆層，其例如帶有大約5 iim的厚度。
[0051] 根據(jù)EN 10 088-2的材料編號(hào)1. 4509的鋼可良好地冷成形且可利用所有方法 (除了氣體焊接）良好地焊接。該鋼被用于構(gòu)建消聲設(shè)備和廢氣去毒設(shè)備且由于直至超過(guò) 950°C的不起鱗性和對(duì)在廢氣系統(tǒng)中出現(xiàn)的應(yīng)力的耐腐蝕性特別適合于此。但是其它的含 鉻鋼也可被用于聯(lián)接元件3。一種備選的特別合適的鋼例如是根據(jù)EN 10 088-2的材料編 號(hào)1.4016的鋼。
[0052] 電氣聯(lián)接元件3構(gòu)造為公的按鈕。在所示的設(shè)計(jì)方案中，電氣聯(lián)接元件3由底板 6和連接元件7構(gòu)成。在俯視圖中，底板6具有圓形。底板6在中間具有圓形的孔，在其外 棱邊處底板6向上彎曲，使得底板的一區(qū)域大約垂直地延伸遠(yuǎn)離玻璃片1。底板6的外部的 棱邊U形地彎折。由此在底板6的邊緣區(qū)域中形成有用于連接元件7的容納部。底板6的 彎折的邊緣區(qū)域可環(huán)繞地或中斷地來(lái)設(shè)計(jì)。底板6除了彎折的區(qū)域之外鄰接孔地且在邊緣 區(qū)域中平地實(shí)施。底板6的平的面向玻璃片1的面構(gòu)造接觸面8。
[0053] 底板6具有例如大約0. 2mm或0. 3mm的材料厚度。底板6的圓形的外棱邊具有例 如大約8mm的直徑。在底板6的中間的圓形的孔具有例如大約1mm的直徑。
[0054] 連接元件7大致設(shè)計(jì)成空心柱體的形式，其大致垂直于玻璃片1的表面布置。在 連接元件7的外棱邊處的足部區(qū)域（Fussbereich)向外彎曲且大約平行于接觸面8延伸遠(yuǎn) 離空心柱體。該足部區(qū)域被插入容納部（其通過(guò)底板6的彎曲的邊緣區(qū)域來(lái)構(gòu)造）中。由 此，連接元件7持久穩(wěn)定地與底板6被連接成聯(lián)接元件3。空心柱體的壁通過(guò)連接元件7的 大約U形的彎折來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，U形彎折的半徑例如為大約0. 3mm?？招闹w具有例如大約 5. 7mm的外徑和例如大約3. 5mm的內(nèi)徑。連接元件7的材料厚度例如為大約0? 3mm。連接 元件7的高度例如為大約3. 5_。
[0055] 聯(lián)接元件3設(shè)置且適合用于被與未示出的母的按鈕相連接。對(duì)此將母的按鈕插到 連接元件7上。空心柱體的外壁不垂直地從玻璃片1引離，而是相對(duì)于垂直線具有例如大 約3°的角度，使得連接元件7的直徑隨著與玻璃片1的距離增大略微變得更大。由此避免 被插上的母的按鈕的無(wú)意滑落。母的按鈕例如可包括彈性元件，其施加壓力到連接元件7 的外壁上。至車載電氣系統(tǒng)的聯(lián)接纜線聯(lián)接到母的按鈕處。由此可非常簡(jiǎn)單且舒適地在能 導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2與外部的電壓源之間提供電氣連接。
[0056] 連接元件7備選地例如可設(shè)有溝槽（Furche)，母的按鈕的唇部在插上時(shí)卡入其 中。如果連接元件7的直徑至少在其高度的子區(qū)域中隨著與玻璃片1的距離增大變得更大， 則母的按鈕有利地可在公的按鈕上卡入，例如借助于唇部或彈性元件。
[0057] 圖2以透視性圖示顯示了通過(guò)圖1中的聯(lián)接元件3的橫截面。聯(lián)接元件3包括帶 有接觸面8的底板6和連接元件7。
[0058] 圖3詳細(xì)地顯示了一種根據(jù)本發(fā)明的用于制造帶有電氣聯(lián)接元件3的玻璃片1的 方法。在該處示出了一個(gè)對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的用于制造帶有電氣聯(lián)接元件3的玻璃片的方法 的示例。作為第一步驟需要根據(jù)形狀和體積將焊料4分成份。將分成份的焊料4布置到電 氣聯(lián)接元件3的接觸面8上。焊料4例如可被成形為圓形的小板，其被布置在圖一中的聯(lián) 接元件3的接觸面上，其中，在底板6的中間的孔被遮蓋。利用焊料4將電氣聯(lián)接元件3布 置在能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2上。在能量輸入下實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)接元件3與能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2和由此與玻 璃片1的持久連接。
[0059] 示例： 利用玻璃片1 (厚度3mm、寬度150cm而高度80cm)、以加熱導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形式的能導(dǎo)電的 結(jié)構(gòu)2、根據(jù)圖1的電氣聯(lián)接元件3和焊料4來(lái)制造試樣。聯(lián)接元件3被鍍銀。事先將焊料 4作為帶有確定的層厚、體積和形狀的圓形的小板施加在聯(lián)接元件3的接觸面8上。利用所 設(shè)置的焊料4將聯(lián)接元件3裝設(shè)在能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2上。在200°C的溫度和2秒的處理持續(xù) 期下將聯(lián)接元件3焊接在能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2上。焊料4從在電氣聯(lián)接元件3與超過(guò)50 y m的 層厚t的能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2之間的間隙中的流出僅在b=0. 5mm的最大流出寬度上被觀察到。 電氣聯(lián)接元件3和焊料4的成分由表格1得知。通過(guò)焊料4的布置（由聯(lián)接元件3和能導(dǎo) 電的結(jié)構(gòu)2預(yù)設(shè)），在玻璃片1中觀察不到關(guān)鍵的機(jī)械應(yīng)力。玻璃片1與電氣聯(lián)接元件3的 連接經(jīng)由能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)2持久穩(wěn)定。
[0060] 對(duì)于所有樣品可在從+80°C到-30°c上的溫差下觀察到，沒(méi)有玻璃基質(zhì)1斷裂或 具有損傷?？娠@示出，在焊接之后不久帶有所焊接的聯(lián)接元件3的這些玻璃片1對(duì)突然的 溫度下降是穩(wěn)定的。
[0061]表格1

【權(quán)利要求】
1. 一種帶有至少一個(gè)電氣聯(lián)接元件的玻璃片，其包括： _基質(zhì)（1)， -在所述基質(zhì)（1)的區(qū)域上的能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)（2)， -聯(lián)接元件（3)，其構(gòu)造為按鈕且包含至少一個(gè)含鉻鋼，以及 -焊料（4)的層，其將所述聯(lián)接元件（3)至少與能導(dǎo)電的所述結(jié)構(gòu)（2)的子區(qū)域電氣 連接， 其中，所述基質(zhì)（1)包含鈣鈉玻璃。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃片，其中，在所述基質(zhì)（1)的熱膨脹系數(shù)與所述聯(lián)接元件 ⑶的熱膨脹系數(shù)之間的差〈5xl(T6/°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃片，其中，所述聯(lián)接元件（3)至少包含50%重量百 分?jǐn)?shù)至89. 5%重量百分?jǐn)?shù)的鐵、10. 5%重量百分?jǐn)?shù)至20%重量百分?jǐn)?shù)的鉻、0%重量百分?jǐn)?shù)至 1%重量百分?jǐn)?shù)的碳、0%重量百分?jǐn)?shù)至5%重量百分?jǐn)?shù)的鎳、0%重量百分?jǐn)?shù)至2%重量百分?jǐn)?shù) 的錳、0%重量百分?jǐn)?shù)至2. 5%重量百分?jǐn)?shù)的鑰或0%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的鈦。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃片，其中，所述聯(lián)接元件（3)至少包含75%重量百分?jǐn)?shù)至 84%重量百分?jǐn)?shù)的鐵、16%重量百分?jǐn)?shù)至18. 5%重量百分?jǐn)?shù)的鉻、0%重量百分?jǐn)?shù)至0. 1%重量 百分?jǐn)?shù)的碳、〇%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的錳或〇%重量百分?jǐn)?shù)至1%重量百分?jǐn)?shù)的鈦。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的玻璃片，其中，能導(dǎo)電的所述結(jié)構(gòu)（2)包含銀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的玻璃片，其中，所述焊料（4)的層厚小于或等于 6. 0x10 4m。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的玻璃片，其中，所述焊料（4)包含錫和鉍、銦、 鋅、銅、銀或它們的組合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的玻璃片，其中，錫在焊料組合物（4)中的份額為3%重量百分 數(shù)至99. 5%重量百分?jǐn)?shù)而鉍、銦、鋅、銅、銀或它們的組合物的份額為0. 5%重量百分?jǐn)?shù)至97% 重量百分?jǐn)?shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的玻璃片，其中，所述聯(lián)接元件（3)以鎳、錫、銅和 /或銀來(lái)覆層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的玻璃片，其中，所述聯(lián)接元件⑶以0. lym至0.3i!m的鎳 和/或3iim至20iim的銀來(lái)覆層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的玻璃片，其中，所述聯(lián)接元件（3)經(jīng)由接觸面 (8)整面地與能導(dǎo)電的所述結(jié)構(gòu)（2)的子區(qū)域相連接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的玻璃片，其中，所述接觸面（8)不具有棱角。
13. -種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的帶有至少一個(gè)電氣聯(lián)接元件的 玻璃片的方法，其中， a) 將焊料（4)作為小板施加在所述聯(lián)接元件（3)上， b) 將能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)（2)施加在基質(zhì)（1)上， c) 將帶有所述焊料（4)的所述聯(lián)接元件（3)布置在能導(dǎo)電的所述結(jié)構(gòu)（2)上以及 d) 將所述聯(lián)接元件（3)與能導(dǎo)電的所述結(jié)構(gòu)（2)焊接。
14. 一種根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的帶有至少一個(gè)電氣聯(lián)接元件的玻璃片的 應(yīng)用，其用于帶有能導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)、優(yōu)選地帶有加熱導(dǎo)體和/或天線導(dǎo)體的車輛。
【文檔編號(hào)】C03C27/12GK104335422SQ201380029741
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月6日
【發(fā)明者】K.施馬爾布赫, B.羅伊爾, L.萊斯邁斯特, M.拉泰扎克 申請(qǐng)人:法國(guó)圣戈班玻璃廠