[实用新型]具有电气连接元件的窗板

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有电气连接元件的窗板(pane)。

本发明进一步涉及用于具有举例来讲诸如为加热导体或天线导体等导电结构的汽车的具有电气连接元件的窗板。导电结构通常经由焊接式电气连接元件连接至车载电气系统。由于所用材料的不同热膨胀系数，出现使窗板变形并且可能引起窗板在制造和操作过程中破裂的机械应力。

背景技术

含铅的焊料具有高的延展性，其可以补偿在电气连接元件与窗板之间由于塑性变形而发生的机械应力。然而，由于汽车寿命终止指令2000/53/EC，在EC内含铅焊料不得不被无铅焊料所替代。该指令总体来说被称为缩写ELV(汽车寿命终止)。目标是禁止产生由于一次性电子设备的大量增加而导致来自于产品的极度有问题的组件。受影响的物质是铅、汞、镉。这除了别的以外还涉及在玻璃上电气应用中无铅焊接材料的实现和相应替代产品的引入。

EP1942703A2公开了一种汽车窗板上的电气连接元件，其中窗板与电气连接元件的热膨胀系数之差＜5x10^-6/℃并且连接元件主要包含钛。为了实现适当的机械稳定性和可加工性，提出了使用过度的焊料材料。过度的焊料材料从连接元件与导电结构之间的中间空间流出。过度的焊料材料在玻璃窗板中引起高机械应力。这些机械应力最终导致窗板的破裂。另外，钛的可焊接性不良。这导致连接元件到窗板的不良粘附。连接元件此外必须经由例如为铜的导电材料举例来讲通过熔接而连接至车载电子设备。钛不太好熔接。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有电气连接元件的窗板和用于其制造的经济又环保的方法，由此避免窗板中的临界的机械应力。

本发明的目的进一步是提供相比于现有技术用于连接元件的改进材料，其具有较好的可用度和较好的加工性，诸如可焊接性、可熔接性以及冷成型性。

通过根据独立权利要求1的装置依照本发明来实现本发明的目的。优选实施例从附属权利要求显现。

具有至少一个连接元件的根据本发明的窗板包括以下特征：

-基板，

-位于基板的区域上的导电结构，

-连接元件，其中连接元件至少包含铬，优选至少包含含铬钢，以及

-一层焊料材料，其将连接元件与导电结构的子区域电气连接。

基板优选含有玻璃，特别优选为平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、钠钙玻璃。在选择性的优选实施例中，基板含有聚合物，特别优选为聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和/或其混合物。

基板具有第一热膨胀系数。连接元件具有第二热膨胀系数。在本发明的有利实施例中，第一热膨胀系数与第二热膨胀系数之差＜5x10^-6/℃。由于此，获得较好的粘附。

在窗板上施加导电结构。电气连接元件通过子区域上的焊接材料电气连接至导电结构。焊料材料从连接元件与导电结构之间的中间空间流出且流出宽度＜1mm。

在优选实施例中，最大流出宽度优选小于0.5mm，且特别地粗略地为0mm。这关于减小窗板中机械应力、连接元件的粘附以及焊料量的减少而言特别有利。

将最大流出宽度定义为连接元件的外边缘与焊料材料交叉点之间的距离，在焊料材料交叉点处焊料材料下降到50μm的层厚以下。在焊接过程之后在固化的焊料材料上测量最大流出宽度。

通过适当选择可以通过简单实验确定的连接元件与导电结构之间的焊料材料体积和竖直距离获得期望的最大流出宽度。可以通过适当的处理工具，例如具有一体化间隔件的工具预定义连接元件与导电结构之间的竖直距离。

最大流出宽度可以甚至为负的，即，缩回到由电气连接元件与导电结构形成的中间空间内。

在根据本发明的窗板的有利实施例中，最大流出宽度以凹的弯月面缩回到由电气连接元件与导电结构形成的中间空间内。例如通过在焊接过程中增加间隔件与导电结构之间的竖直距离同时焊料仍然流动来产生凹的弯月面。

优点在于窗板中机械应力的减小，特别是在以大焊料材料交叉呈现的临界区域中亦是如此。

第一热膨胀系数优选从8x10^-6/℃至9x10^-6/℃。基板优选为玻璃，其优选在从0℃到300℃的温度范围内具有从8.3x10^-6/℃至9x10^-6/℃的热膨胀系数。