[发明专利]具有电连接元件的板

说明书

本发明涉及具有电连接元件的板和制造它的经济和环境友好的方法。

本发明还涉及一种具有电连接元件的板，其用于具有导电性结构(例如加热导体或者天线导体)的机动车辆。该导电性结构通常经由焊接在其上的电连接元件连接到机载电系统(Bordelektrik)上。由于所用材料具有不同的热膨胀系数，在制造和操作过程中会产生压迫板的机械应力，并且可引起板断裂。

含铅焊料具有高的延展性，且可以通过塑性变形而补偿在电连接元件和板之间产生的机械应力。但是，因为Altauto-Richtlinie 2000/53/EG，在EG内必须用无铅焊料代替含铅焊料。概括地说，该指南涉及首字母缩写ELV(End of Life Vehicles)。其目标在于在一次性电子设备的大量增加过程中禁止来自这些产品的有极大问题的成分。所关注的物质是铅、汞、镉和铬。除此之外，还关注在电子应用中在玻璃上使用无铅焊料和引入相应的代替产品。

EP1942703A2公开了一种在机动车辆的板上的电连接元件，其中板和电连接元件的热膨胀系数之差<5x10^-6/℃。为了能够实现足够的机械稳定性和加工性，提出了使用过量的焊料。过量的焊料从连接元件和导电性结构之间的间隙流出。过量的焊料在玻璃板中产生了高的机械应力。这些机械应力最终导致板断裂。

本发明的目标是提供一种具有电连接元件的板和生产它的经济的和环境友好的方法，其中避免了板中的严重的机械应力。

本发明的目标是通过一种具有连接元件的板来实现的，所述连接原件包含下面的特征：

-由玻璃制成的具有第一热膨胀系数的基材(1)，

-在基材(1)一定区域上的层厚为5μm-40μm，优选5μm-20μm的导电性结构(2)，

-具有第二热膨胀系数的连接元件(3)，其中第一和第二膨胀系数的差值≥5x10^-6/℃，和

-焊料层(4)，其将连接元件(3)与导电性结构(2)的部分区域电连接。

将导电性结构施加到板上。电连接元件通过部分区域上的焊料电连接到导电性结构上。焊料从连接元件和导电性结构之间的间隙流出，并且流出宽度(Austrittsbreite)<1mm。

在一个优选的实施方案中，最大流出宽度优选小于0.5mm，并且特别是大约0mm。最大流出宽度可以甚至是负的，即，拉回到由电连接元件和导电性结构所形成的间隙中，优选被拉回成凹弯月面(konkaven Meniskus)。

最大流出宽度(Austrittsbreit)被定义为连接元件外边缘和焊料越界(Lotmasseübertritt)位置(在此焊料低于50μm的层厚)之间的距离。

其优点在于降低板中的机械应力，特别是降低在大的焊料越界情况下存在的临界区域中的机械应力。

第一热膨胀系数优选是8x10^-6/℃ - 9x10^-6/℃。基材优选是玻璃，其优选的热膨胀系数在0℃-300℃的温度范围内是8.3 x10^-6/℃ - 9 x10^-6/℃。

第二热膨胀系数在0℃-300℃的温度范围内优选是8x10^-6/℃ - 9x10^-6/℃，特别优选8.3x10^-6/℃ - 9x10^-6/℃。

连接元件的热膨胀系数可以≤4x10^-6/℃。

本发明的导电性结构优选的层厚是8μm-15μm，特别优选10μm-12μm。本发明的导电性结构优选包含银，特别优选银颗粒和玻璃料。