[发明专利]具有电连接元件的窗玻璃

说明书

本发明涉及一种具有电连接元件的窗玻璃以及一种用于制造该窗玻璃的经济的和环保的方法。

本发明进一步涉及一种具有导电结构的用于车辆的具有电连接元件的窗玻璃，该导电结构例如为加热导体或天线导体。该导电结构通常通过钎焊上的电连接元件而连接到板上电气系统。由于所使用的各种材料的热膨胀系数不同，在制造和操作过程中产生的机械应力会对窗玻璃产生负荷并且可使窗玻璃发生破裂。

含铅焊料具有高延展性，其能够补偿由于塑性变形而在电连接元件和窗玻璃之间产生的机械应力。然而，由于车辆报废管理指令2000/53/EC的要求，在EC(欧共体)中含铅焊料必须要被无铅焊料所取代。将该指令概括地称作ELV(车辆报废)。其目标是严格地禁止由废弃电子元件的大规模增加所带来的产品的问题元件。所涉及的物质是铅、汞和镉。其中，这尤其会涉及到在玻璃上的电气应用中实现无铅钎焊材料并且引入相应的替代产品。

EP1142703A2公开了一种位于车辆窗玻璃上的电连接元件，其中窗玻璃与电连接元件之间热膨胀系数的差值小于5×10^-6/℃，并且该连接元件主要含有钛。为了实现足够的机械稳定性和可加工性，提议采用过量的钎焊材料。过量的钎焊材料从该连接元件与该导电结构之间的中间空间中流出。过量的钎焊材料在窗玻璃上产生很高的机械应力。这些机械应力最终会导致窗玻璃破裂。此外，钛的可钎焊性很差。这使得连接元件在窗玻璃上具有很差的粘结性。此外，连接元件必须经由例如为铜的导电材料通过焊接而连接到板上电子元件。钛的可焊接性很差。

本发明的目标是提供一种具有电连接元件的窗玻璃和一种用于制造该窗玻璃的经济的和环保的方法，由此避免窗玻璃中产生临界机械应力。

进一步的，本发明的目标提供一种相对于现有技术有所改进的用于连接元件的材料，其具有更好的可用性和更好的可加工性，例如可钎焊性、可焊接性、和可冷成形性。

根据本发明，本发明的目标通过根据独立权利要求1的器件来实现。优选的实施方式在从属权利要求中呈现。

根据本发明的具有至少一个连接元件的窗玻璃包括下列特征：

基底，

位于该基底的一个区域中的一个导电结构，

一个连接元件，其中该连接元件至少含有铬，优选地至少含有含铬钢，以及

钎焊材料层，其将该连接元件电连接到该导电结构的子区域。

该基底优选地含有玻璃，玻璃特别优选地为平面玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃。在一个可替换优选实施方式中，该基底含有聚合物，聚合物特别优选地为聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲酯、和/或它们的混合物。

该基底具有第一热膨胀系数。该连接元件具有第二热膨胀系数。在本发明的一个有利实施方式中，该第一和第二膨胀系数之间的差值小于5×10^-6/℃。由此，能够得到更好的粘结性。

一个导电结构被施加在该窗玻璃上。电连接元件通过子区域上的钎焊材料而电连接到该导电结构。钎焊材料从该连接元件与该导电结构之间的中间空间中流出的流出宽度小于1mm。

在一个优选实施方式中，最大流出宽度优选地小于0.5mm，以及特别粗略地为0mm。这对于该窗玻璃中机械应力的减小、该连接元件的粘结性以及焊料量的减小而言是特别有利的。

最大流出宽度被定义为该连接元件的外边缘与该钎焊材料分界点(uebertritt)之间的距离，在该分界点处钎焊材料的层厚度下降到50μm以下。该最大流出宽度是在钎焊过程之后在固化的钎焊材料上测得的。

期望的最大流出宽度是通过对钎焊材料量和该连接元件与该导电结构之间垂直距离的合适选择而实现的，其可通过简单的实验来确定。该连接元件与该导电结构之间的垂直距离可通过适当的处理工具来预先限定，例如具有集成隔离物的工具。

最大流出宽度甚至可以是负的，即后退到由电连接元件与导电结构形成的中间区域中。

在根据本发明的窗玻璃的一个有利实施方式中，最大流出宽度后退到由该电连接元件和该导电结构形成的中间区域中的凹液面中。例如，在钎焊过程中，当该焊料仍然是流体时，凹液面通过增大该隔离物与该导电结构之间的垂直距离来形成。

优点在于窗玻璃中机械应力的减小，特别地，在大钎焊材料分界面中存在的临界区域中。