[发明专利]带有电连接元件和连接条的窗玻璃

说明书

本发明涉及带有电连接元件的窗玻璃、用于其制备的经济且环境友好的方法及其用途。

本发明进一步涉及带有导电结构例如加热导体或天线导体的用于机动车的带有电连接元件的窗玻璃。所述导电结构通过焊接上的电连接元件与车载电气系统常规连接。由于使用的材料的不同热膨胀系数，在制备和操作过程中发生机械应力使得窗玻璃应变和可造成窗玻璃断裂。

含铅的焊剂具有高延展性，其可补偿电连接元件和窗玻璃之间由塑性变形造成的机械应力。然而，由于End of Life Vehicles Directive 2000/53/EC，在EC中含铅焊剂必须被不含铅焊剂代替。概括而言，所述导则用缩写ELV(End of Life Vehicles)表示。其目的在于禁止来自可丢弃性电子设备大量增加产生的产品的非常有问题的组件。受影响的物质是铅、汞、镉和铬。特别地，这涉及无铅焊剂在玻璃上的电子应用中的实施和引入相应的替代产品。

然而，例如EP 2 339 894 A1和WO 2000058051中公开的先前已知的无铅焊料由于其低的延展性而不能将机械应力补偿到与铅一样的程度。然而，常规的含铜连接元件具有比玻璃更大的热膨胀系数 (CTE(铜) = 16.8 x 10^-6/℃)，由此在铜热膨胀时发生对玻璃的损害。为此，优选与无铅焊料结合使用具有低的热膨胀系数的，优选钠钙玻璃数量级的(对于0 ℃ - 320 ℃为8.3 x 10^-6/℃)连接元件。该类连接元件在加热时很难膨胀和补偿形成的应力。

EP 1 942 703 A2公开了机动车窗玻璃上的电连接元件，其中窗玻璃与电连接元件之间的热膨胀系数差为< 5 x 10^-6/℃和所述连接元件主要含有钛。为了能够具有足够的机械稳定性和可加工性，建议使用过量焊料。所述过量焊料由连接元件与导电结构之间的中间空间流出。所述过量焊料在所述玻璃窗玻璃中造成高的机械应力。这些机械应力最终导致窗玻璃断裂。而且，钛难以焊接。这导致连接元件在窗玻璃上较差的粘附性。另外，所述连接元件必须通过导电材料例如铜可能通过焊接与车载电气系统连接。钛难以焊接。

EP 2 408 260 A1描述了铁-镍合金或铁-镍-钴合金，例如Kovar 或Invar的用途，其具有低的热膨胀系数(CTE)。Kovar (CTE = 5 x 10^-6/℃)与Invar (取决于组成CTE低至0.55 x 10^-6/℃)都具有比钠钙玻璃更低的CTE和都可补偿机械应力。Invar具有如此低的热膨胀系数以至于发生这些机械应力的过度补偿。这在玻璃中导致压应力或在合金中导致拉伸应力，然而，其分类为非临界的（unkritisch）。

连接元件与车载电子设备的电连接一般通过连接条发生，在其上通过电缆等施加车载电压。根据现有技术，此连接条与连接元件以单块形成和平行于连接元件腿进行。如WO 2007/110610 A1中描述，带有连接条的所述单块连接元件的几何形状应当优化以使得在焊接点处产生最低可能的电压。

由于窗玻璃安装之后连接条的位置常常难以接近，所述连接条常常预弯曲以便其垂直指向上。在带有连接条以单块形成的含铜连接元件的情况下，由于所述材料的塑性，所以此连接条的再成型可以非常容易地进行。然而，由于铜高的热膨胀系数，这些连接元件几乎不适合用于与无铅焊料一起焊接在玻璃上。对于用于与无铅焊料一起使用更合适的材料，例如钢合金或钛，具有基本上比铜更高的硬度，由此致使连接条的再成型明显更加困难。

本发明的目的是提供带有电连接元件和连接条的窗玻璃以及用于其制备的经济且环境友好的方法，其中避免了所述窗玻璃中的临界机械应力和所述条位置以后用简单的工具可调节。

本发明的目的根据本发明通过带有连接元件的窗玻璃、其制备方法及根据独立权利要求1、13和15的其用途得以实现。优选的实施方案由从属权利要求可见。