[发明专利]用于车辆窗玻璃的电连接器

说明书

相关申请

【0001】本专利申请是申请日为2004年11月12日的美国专利申请No.10/988,350的部分延续申请且要求它的优先权和全部优点。

背景技术

技术领域

【0002】本主题发明一般涉及包括电连接器和电导体的车辆窗玻璃。尤其是，本主题发明涉及向窗玻璃的电导体如除雾器、除冰装置(defroster)、天线等传递电能的电连接器。

相关技术

【0003】在本领域中公知的是用在车辆上的电连接器。连接器被焊接到且电导通到电导体以向导体传递电能。尤其是，该导体，通常包括烧结的银，被粘结到由玻璃制成的基底上，例如车辆的后窗玻璃、侧门玻璃或前挡风玻璃。导体通常在车辆的窗玻璃上可见且典型地横穿窗玻璃水平延伸。导体通常是除雾器、除冰装置和天线。

【0004】传统上，用铅基焊料将连接器焊接到电导体上，因为铅是可变形金属且使由温度变化产生的连接器和基底的热膨胀差别所引起的连接器和基底之间的机械应力最小。尤其是，典型地由铜等良好的导电材料制成的连接器与基底之间热膨胀系数的差别引起机械应力。这样的应力可导致典型地由玻璃制成的基底产生裂纹或其他损坏。此外，铅降低了焊料中的锡与连接器中的银之间的游离基反应(radicalreaction)速率，以允许好的可焊性。然而，公知的是铅被认为是环境污染物。同样地，在包括汽车工业的许多工业中，存在放弃在车辆中铅的所有使用的动机。

【0005】已经提出用传统的焊接材料，即用额外的锡以及少量的银、铜、铟和铋代替焊料中的铅。然而，这样的材料增加了富含锡的焊料和银导体之间的游离基反应速率，导致了差的可焊性。这些传统材料不吸收由温度变化产生的连接器和基底的热膨胀所引起的连接器和基底之间的机械应力，这将导致基底产生裂纹或其他损坏。此外，用于连接器的许多可替代材料难以焊接，使得难以充分地将连接器附着到基底上的导体上。因此，为了将可替代材料充分地附着到基底上的导体上，需要其他技术。

【0006】虽然已经研制了多种导体用于车辆的窗玻璃，但这样的研发结果对电连接器技术基本没有适用性。例如，美国专利No.6,396,026公开了一种车辆的层压窗玻璃(laminated pane)，其包括放置在两块窗玻璃之间电导体。该电导体包括分层结构，其包括钛来为电导体提供刚性。该电导体位于窗玻璃之间的中间层。在此位置，电导体与窗玻璃隔离。在‘026专利中的含钛导体不能有效地起到连接器的作用将电源连接到结合在其中一块窗玻璃的导体上。更具体地，公开钛作为导体的内核，该内核具有包括如铜的传导性更好的金属的外表面。具有包括铜的外表面的钛内核由于铜的存在不能有效地用作电连接器，因为铜会从导体剥离，和/或由于由温度变化产生铜和窗玻璃的热膨胀，继而引起铜和窗玻璃之间的机械应力，从而导致玻璃产生裂纹。

【0007】此外，Tonar等人的美国专利公开No.2006/0056003提出了一种典型地用于玻璃基底上的电气装置。该电气装置包括总线连接，即电连接器，以向光电元件提供电力。该电连接器由铜合金或涂锡的铜制成，两者都是传统材料，显示出非常高的不同的热膨胀系数(与窗玻璃比)。虽然Tonar等人提出电连接器可利用金属夹或条带，其中所述金属夹或条带可以用金属镀层或覆层保护免受环境损害，然而金属镀层或覆层在建立电连接器和玻璃基底的结合中不起作用。甚至，用于金属镀层或覆层的许多材料不能促进电连接器和接线点之间结合的建立，电连接器和基底之间热膨胀系数的差别消除了与焊料层建立结合的任何可能性。

【0008】Glynn的美国专利No.2,644,066提出了放置在玻璃基底上的电加热器，即电导体。金属盘，即电连接器，由低膨胀材料制成，被焊接到电加热器上以向电加热器提供电力。在电加热器的终端区域，可焊接金属的涂层被喷涂到电加热器上，因为电加热器由铝的薄层形成，其中铝由于其很强的表面氧化层而难以被焊接。电连接器通过焊料层被连接到可焊接金属层上。然而，Glynn的电连接器与焊料直接接触，这是不希望的，尤其当连接器由难以焊接的材料制成时。此外，Glynn使用的焊料包括铅，Glynn没有解决用不含铅的传统焊料所遇到的困难。

【0009】因此，需要提供一种可通过焊料层结合到导体的连接器，其可用不含铅的焊料进行焊接，仍然能减小由温度变化产生的连接器和基底的热膨胀所引起的连接器和基底之间的机械应力，且能减小游离基反应速率以允许良好的可焊性。

发明内容