CN105659695A - 具有至少两个电连接元件和连接导体的窗格 - Google Patents
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Abstract
一种具有至少两个连接元件(4)和连接导体(6)的窗格至少包括-衬底(1),其具有位于所述衬底(1)的至少一个子区域上的电传导结构(3),-至少两个电连接元件(4),其位于所述电传导结构(3)的至少一个子区域上,-至少一个接触表面(9),其位于各个连接元件(4)的底部上,-焊接复合物(8),其在至少一个子区域中将所述电连接元件(4)的接触表面(9)连接到所述电传导结构(3)上,和-连接导体(6),其将所述连接元件(4)彼此电传导地连接起来,其中彼此最靠近的相邻连接元件(4)的接触表面(9)在其之间具有至少70?mm的距离x。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有至少两个电连接元件和连接导体的窗格、一种用于其生产的经济且环保的方法以及其用途。
本发明还涉及一种具有至少两个电连接元件和连接导体的窗格,其用于具有电传导结构,例如加热导体或天线导体的机动车。电传导结构通常通过焊接在电连接元件上而连接在车载电气系统上。
背景技术
在现代汽车工业中,光学娱乐设计日益变得重要;因而例如做出努力,以便最大限度地增加玻璃窗的透明面积。通常定制化应用于玻璃窗边缘的非透明的黑印用于将窗格附着到车身上,并用于掩蔽母线。为了保持黑印部分尽可能地小,必须最大限度地减小母线的宽度和粘合表面。然而,较小的母线宽度导致减少的载流容量,因为在不改变母线厚度的条件下,导体的横截面也被减少。因而,可能不再保证加热元件恰当的加热输出。在这种情况下,与之前所述连接元件的简单接触不再是恰当的。
在过分减少母线载流容量的条件下,根据现有技术可使用额外的连接导体来增加加热输出。这种连接导体安装在母线上,并且以规则的间隔电传导地连接在母线上。
US4415116公开了一种母线,其中额外的连接导体安装在母线上,其自由端连接在车载电压上。连接导体由编织的铜电缆组成,铜电缆以50 mm的间隔各通过焊料点而连接在母线上。连接导体最大限度地减小母线上不需要的电压降,电压降将导致不需要的母线加热。在应用于短间隔的母线和连接导体之间的焊接连接根据US4415116是必须的,以便最大限度地减小母线区域中的电流路径的长度。这被假定会进一步减少母线上的电压降和导致的热损失,从而优化加热元件的加热输出。
从实践中,相似的方案是已知的,其中镀镍的铜导体通过多个焊料点而应用于母线上,在铜导体中的各个焊料点上构成了卷边。同样在这种实施方式中,焊料点设置在小于60 mm的短间隔内。
现有技术已知的连接导体一方面由于高的材料支出而是昂贵的,并且另一方面是工作复杂的,因为它们具有大量的焊料点。
本发明的目的是提供一种具有至少两个电连接元件和连接导体的窗格以及一种用于其生产的经济且环保的方法,其中连接元件和连接导体可利用自动化有效且简单地制造出来。
发明内容
根据本发明,本发明的目的通过根据独立权利要求1,13和15所述的一种具有至少两个电连接元件和连接导体的窗格、用于其生产的方法以及其用途来实现。优选的实施例通过从属权利要求而变得清晰明了。
根据本发明具有至少两个连接元件和连接导体的窗格至少包括
- 衬底,其具有位于衬底的至少一个子区域上的电传导结构,
- 至少两个电连接元件,其位于电传导结构的至少一个子区域上,
- 至少一个接触表面,其位于各个连接元件的底部上,
- 焊接复合物,其将电连接元件的至少一个子区域中的接触表面连接到电传导结构上,和
- 连接导体,其将连接元件彼此电传导地连接起来,
其中彼此最近的相邻连接元件的接触表面在其之间具有至少70 mm的距离x。
距离x是在彼此最近的相邻连接元件的接触表面的彼此最近边缘之间进行测量的。
根据本发明的连接导体的使用导致了窗格的加热输出的极大改善,连接导体跨越应用于电结构上的连接元件。通过这种方式,甚至可在没有加热输出损失的条件下使用具有低载流容量的狭窄的母线。同根据现有技术的已知方案相反,根据本发明的窗格的连接元件在其之间具有至少70 mm的距离。因而,通过根据本发明的连接导体可桥接相当长的拉伸,其中连接导体没有通过焊料点进行固定。因而在组装连接元件和连接导体的时候,对于相同的连接导体长度而言比根据现有技术需要少得多的焊料点。因而驳斥US4415116中所提到的先入之见是可能的,即在焊料点之间的短距离(50 mm)对于增加加热输出是必须的。
在一个优选的实施例中,彼此最近的相邻连接元件的接触表面在其之间具有至少100 mm,优选至少150 mm,尤其优选至少200 mm的距离。甚至这些长距离也可通过根据本发明的连接元件进行桥接,同根据现有技术已知的方案相比,连接导体没有加热输出的损失。根据本发明的装置在长连接导体的情况下是特别有利的,因为焊料点数量的减少导致了相当大的成本减少。生产复杂性也随着有待应用的焊料点的数量而增加。此外,在大量焊料点的条件下,不可再利用自动化执行该方法。因而,焊料点的数量应尽可能地最大限度地减小。
连接导体包括传导芯和非传导的护套。传导芯是金属导体。连接导体的传导芯可包含例如铜、铝和/或银或其合金或混合物。传导芯例如可能作为绞线或作为固体导线来实现。可用于这个目的的电导体对于本领域中的技术人员是众所周知的。非传导护套(绝缘覆层)形成了传导芯的电绝缘。优选地,非传导护套是包含聚合物的,尤其优选包含聚氯乙烯和/或聚四氟乙烯。除了传导芯的电绝缘之外,非传导护套另一方面还具有防止机动车中形成噪声的目的。因为连接导体仅仅固定在连接元件上,所以位于这些元件之间的部分可自由地移动,并可在行驶期间撞击定位在其下面的母线,结果在没有相对应的对抗措施的条件下可能产生噪声。非传导护套阻碍了连接导体对母线的这种撞击,并因而防止烦躁的噪声形成。
在另一可能的实施例中,连接导体的非传导护套还包含发泡的聚合物,优选聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯合成纤维和/或其混合物和/或共聚物。这导致噪声衰减的进一步改善。
连接导体具有小于或等于6 mm2,优选小于或等于4 mm2,尤其优选小于或等于2.5 mm2的导体横截面。连接导体的导体横截面应选择尽可能地小,从而实现材料和重量的节省。甚至这种细小的连接导体的导体横截面令人惊奇地足以实现足够高的加热输出。在大多数特别优选的实施例中,连接导体的导体横截面是1.5
mm2至2.5 mm2。
在一个优选实施例中,连接元件通过其顶部而连接在连接导体上。在本发明的情况下,连接元件的顶部是远离连接元件与电传导结构的接触表面(焊接表面)的表面。连接导体优选安装在连接元件的顶部。
电传导结构例如可用于窗格上安装的导线或涂层的接触。电传导结构例如以母线形式安装在相反的窗格边缘上。电传导结构包括至少一个母线,其具有小于0.3
mm2,优选小于0.1 mm2,尤其优选小于0.06 mm2的导体横截面。通过根据本发明的连接元件及连接导体的使用,甚至可在恰当加热输出的同时实现具有细小导体横截面的母线。
电压可通过安装在母线上的连接元件来应用,通过连接元件,电流通过传导导线或传导涂层从一个母线流向另一个母线,并加热窗格。作为这种加热功能的备选,根据本发明的窗格还可用于与天线导体结合,或甚至可设想任何其它装置。
母线具有小于或等于10 mm,优选小于或等于8 mm,尤其优选小于或等于6 mm的宽度。这种窄的母线是特别有利的,因为用于掩蔽母线的黑印只需要具有低的宽度。因而,可增加玻璃窗的透明部分。
母线的层厚小于或等于16µm,优选小于或等于12µm,尤其优选小于或等于10µm。母线层厚的减少导致了材料的节省和因而成本的减少。母线的层厚因此必须保持尽可能地小,根据本发明的连接导体还可使用非常薄的层厚,例如8µm。
在一个优选实施例中,窗格包括两个连接元件,其中具有小于或等于300 mm长度的连接导体在其之间延伸。为了桥接这个最大300 mm的距离,连接导体末端上的两个连接元件就满足需求,其中连接导体的额外固定不是必须的。甚至关于加热输出,两个连接元件的使用也是足够的。
在另一优选的实施例中,窗格包括至少三个连接元件,其中连接导体具有大于300 mm的长度。在这种情况下,连接导体被划分成单独的分段,其在各种情况下从一个连接元件延伸至连接元件。
连接元件可包含本领域中的技术人员所知的范围极宽的各种材料和合金。连接元件优选包含钛、铁、镍、钴、钼、铜、锌、锡、锰、铌和/或铬和/或其合金。连接元件的材料成分可适合于所使用的焊接材料成分。结合含铅焊料,优选使用包含铜的连接元件。在一个优选实施例中,连接元件包含铁合金或钛,并因而特别适合于同无铅的焊接复合物结合。
连接元件的材料厚度优选为0.1 mm至2 mm,特别优选0.2 mm至1.5 mm,最特别地优选0.4 mm至1 mm。在一个优选的实施例中,连接元件的材料厚度在其整个区域上是恒定的。这对于连接元件的简单生产是特别有利的。
连接元件在各种情况下具有至少一个接触表面,连接元件通过它在其整个表面上通过焊接复合物而连接在电传导结构的子区域上。连接元件可按照范围极宽的各种几何形状来实现。甚至只有一个接触表面的简单形状,例如卷边也可用作连接元件。此外,连接元件还可按照桥的形状或以卡扣的形式来实现。
在一个优选实施例中,连接元件被冲压成桥的形状,其中连接元件具有两个用于接触电传导结构的脚部,在该脚部之间存在升高的分段,其不会与电传导结构构成直接的表面接触。连接元件可具有简单的桥形状,并且还包括更复杂的桥形状。例如,可设想具有圆形脚部的哑铃形状,其实现了均匀的拉伸应力分布,并可实现均匀的焊接分布。桥状连接元件的使用是特别有利的,因为应用的电流分成两个子电流,其各通过连接元件的一个焊接脚部而进入电传导结构中,并因而可实现均匀的电流分布。
连接导体与连接元件的电接触可通过焊接连接、堆焊连接、卷边连接或插接连接而发生。
连接导体可在相对于连接元件纵向方向45°至180°的角度上设置于有关的连接元件上。在180°的角度上,连接导体在最近的连接元件的方向上延伸出接触表面之外。因而,在电阻焊接的情况下,电极所必须的安装点会被连接导体遮蔽。这例如可通过使用插接连接和后续连接导体的安装来避免。如果在连接导体和连接元件之间的接触是不可逆的,那么通过感应焊接的安装是一种可能的备选。如果接触表面的模糊是不符合要求的,那么这可通过修改在连接导体和连接元件之间的角度来避免。在一个可能的实施例中,连接导体按照相对于连接元件的纵向方向90°的角度设于连接元件上。然而,在实践中已经论证了45°的角度已经满足确保电极安装点充分可达性的需求。
至少一个连接元件通过连接电缆而连接在机动车的车载电子系统上。连接元件至连接电缆的电接触可类似地通过焊接连接、堆焊连接、卷边连接或插接连接而发生。
在最简单的可设想的实施例中,连接导体和连接电缆通过例如焊料连接而直接安装在连接元件上。
在一个优选实施例中,连接导体和/或连接电缆通过接触元件而接触到连接元件。连接导体和连接电缆均可通过一个接触元件共同地安装在一起,并且还可通过不同的接触元件安装在一起。在一个可能的实施例中,连接导体和连接电缆作为整体电缆来实现,其中在一个连接元件的区域中除去了电缆的非传导护套,并且传导芯通过例如卷边而电传导地接触到连接元件,。
接触元件电传导地连接在连接元件上,具有通过不同的焊接或熔接技术连接该元件的可能性。优选地,接触元件和连接元件通过电极电阻熔接、感应焊接、超声熔接或摩擦熔接而进行连接。此外,甚至连接元件和接触元件的整体实施方式也是可设想的。
可与连接元件整体实现的,以及在多部分的实施例中实现的卷边或接触销,其例如可用作接触元件。在这个连接中,甚至卡扣顶部的内凹部分可用作接触元件,在其上面可固定连接导体和/或连接电缆。
接触元件的使用因此在实现标准化的情况下是有利的。连接元件和连接导体是分开储备的,并且直至需要时才会发生单独模块的组装。因而,不同长度的连接导体可以简单的方式通过接触元件而与任何连接元件相结合。这种模块化结构可实现高的柔性和各种变体,同时带来较低的生产费用。
在一个优选实施例中,接触元件经过定制尺寸,使得具有0.8 mm高度和4.8
mm,6.3 mm或9.5
mm宽度的标准化的扁平汽车插头可插入到接触元件的至少一个自由端上。尤其优选使用具有6.3
mm宽度的接触元件实施例,因为这与传统用于这个部分的符合DIN46244的扁平汽车插头相对应。接触元件标准化以适合传统扁平汽车插头的尺寸,其产生了一种简单且还可逆的能力,用于将衬底的传导结构连接到车载电压上。在连接电缆或连接导体破裂的情况下,不需要重做焊接连接以更换损坏的部分;相反,置换电缆仅仅插接到接触元件上。此外,插接连接的使用对于系统的模块化结构和标准化是特别有利的。
在一个尤其优选的实施例中,接触元件是结构对称的,并具有两个接触销。对称的形状用于在处理期间均匀的接触元件的功率吸收,例如在焊接和熔接过程中均匀的热分布。在这种接触元件上,连接导体接触在第一接触销上,并且连接电缆接触在第二接触销上。这种结构在标准化和模块化结构的情况下是明知的,只要对于连接导体只需要一个槽即可。
在一个可能的实施例中,连接元件和接触元件是整体成形的。
或者,接触元件的电接触还可通过焊接连接或卷边连接而发生。
可用的连接电缆原则上是本领域中技术人员所知的所有用于电传导结构电接触的电缆。除了电传导芯(内部导体)之外,连接电缆可包括绝缘的,优选聚合物的护套,其中绝缘护套在连接电缆的末端区域优选被除去,从而可在连接元件和内部导体之间实现电传导连接。
连接电缆的电传导芯可包含例如铜、铝和/或银或其合金或混合物。电传导芯例如可能作为绞线或作为固体导线来实现。连接电缆的电传导芯的横截面通过使用根据本发明的窗格所必须的载流容量来确定,并且可通过本领域中的技术人员进行合适地选择。该横截面例如为0.3
mm2至6 mm2。
连接电缆在其没有连接接触元件或连接元件的自由端上具有插接连接器,由此发生机动车的车载电子系统的连接。
在一个尤其优选的实施例中,连接电缆是防弯曲的。因而,连接电缆的末端插接连接部可以简单的方式连接到车载电压上,而无需在插接的时候施加力,导致不合适的连接电缆的变形。插接连接因而甚至可用一只手完成,并因此构成了生产工艺的简化。电缆的加强优选通过防弯曲护套来完成。
电传导结构至少包含银,优选银颗粒和玻璃料。
电传导结构通过焊接复合物电传导地连接在连接元件上。焊接复合物设置在位于连接元件的底部上的接触表面上。本领域中的技术人员所已知的所有焊接复合物都可被使用,其适合工作在玻璃上。焊接复合物优选包括锡、铋、铟、锌、铜、银、铅和/或其混合物和/或其合金。
在本发明的一个优选实施例中,焊接复合物是无铅的。这对于根据本发明具有电连接元件的窗格的环境影响是特别有利的。在本发明的情况下,“无铅的焊接复合物”意味着一种焊接复合物,其根据EC指南“2002/95/EC某些有害物质在电气和电子设备中的使用限制”,包括少于或等于0.1重量%的铅份额,优选无铅。
无铅的焊接复合物通常比含铅的焊接复合物具有更少的延展性,使得在连接元件和窗格之间的机械应力可能得不到较好的补偿。然而,已经论证通过连接元件的材料的合适的选择可防止临界的机械应力。连接元件的材料成分经过选择,使得透明衬底和连接元件的热膨胀系数的差异小于5x10-6/℃。因而,减少了窗格的温度应力,并实现了更好的附着。作为特别合适的材料,在这里可提及包含钛和铬的钢。
结合无铅焊接复合物使用的有利的连接元件材料推荐如下。
在一个有利的实施例中,连接元件包含含铬钢,其中铬的含量大于或等于5重量%,优选大于或等于10.5重量%。其它合金成分,例如钼、锰或铌导致改善的耐腐蚀性或变更的机械特性,例如拉伸强度或冷成型性能。
连接元件优选至少包含49重量%至95重量%的铁、5重量%至30重量%的铬、0重量%至1重量%的碳、0重量%至10重量%的镍、0重量%至2重量%的锰、0重量%至5重量%的钼、0重量%至2重量%的铌和0重量%至1重量%的钛。连接元件还可包含其它元素的混合物,包括钒、铝和氮。
连接元件更优选至少包含57重量%至93重量%的铁、7重量%至25重量%的铬、0重量%至1重量%的碳、0重量%至8重量%的镍、0重量%至2重量%的锰、0重量%至4重量%的钼、0重量%至2重量%的铌和0重量%至1重量%的钛。连接元件还可包含其它元素的混合物,包括钒、铝和氮。
连接元件尤其优选至少包含66.5重量%至89.5重量%的铁、10.5重量%至20重量%的铬、0重量%至1重量%的碳、0重量%至5重量%的镍、0重量%至2重量%的锰、0重量%至2.5重量%的钼、0重量%至2重量%的铌和0重量%至1重量%的钛。连接元件还可包含其它元素的混合物,包括钒、铝和氮。
连接元件最特别优选至少包含73重量%至89.5重量%的铁、10.5重量%至20重量%的铬、0重量%至1重量%的碳、0重量%至2.5重量%的镍、0重量%至2重量%的锰、0重量%至1.5重量%的钼、0重量%至1重量%的铌和0重量%至1重量%的钛。连接元件还可包含其它元素的混合物,包括钒、铝和氮。
连接元件尤其至少包含77重量%至84重量%的铁、16重量%至18.5重量%的铬、0重量%至0.1重量%的碳、0重量%至1重量%的锰、0重量%至1重量%的铌、0重量%至1.5重量%的钼和0重量%至1重量%的钛。连接元件还可包含其它元素的混合物,包括钒、铝和氮。
含铬的钢,尤其所谓的“不锈钢”或“耐蚀钢”是经济可用的。同许多传统的由例如铜制成的连接元件相比,由含铬钢制成的连接元件还具有高的硬度,其导致有利的连接元件的稳定性。另外,同许多传统的连接元件相比,例如由钛、含铬钢制成的连接元件由于较高的热导率而具有改善的可焊接性。
特别合适的含铬钢是根据EN10088-2的材料号1.4016,
1.4113, 1.4509和1.4510的钢。
焊接复合物优选包含锡和铋、铟、锌、铜、银或其成分。焊料成分中的锡的份额是3重量%至99.5重量%,优选10重量%至95.5重量%,尤其优选15重量%至60重量%。根据本发明,焊料成分中的铋、铟、锌、铜、银或其成分份额是0.5重量%至97重量%,优选10重量%至67重量%,其中铋、铟、锌、铜或银的份额可为0重量%。焊料成分可包含0重量%至5重量%份额的镍、锗、铝或磷。焊料成分最特别优选包含Bi40Sn57Ag3,
Sn40Bi57Ag3, Bi59Sn40Ag1, Bi57Sn42Ag1, In97Ag3, In60Sn36.5Ag2Cu1.5,
Sn95.5Ag3.8Cu0.7, Bi67In33, Bi33In50Sn17, Sn77.2In20Ag2.8, Sn95Ag4Cu1, Sn99Cu1,
Sn96.5Ag3.5, Sn96.5Ag3Cu0.5, Sn97Ag3或其混合物。
在一个有利的实施例中,焊接复合物包含铋。已经论证了含铋的焊接复合物导致了根据本发明特别良好的连接元件对窗格的附着性,由此可避免对窗格的损伤。焊接复合物成分中的铋的份额优选是0.5重量%至97重量%,尤其优选10重量%至67重量%,并且最特别优选33重量%至67重量%,尤其50重量%至60重量%。除了铋之外,焊接复合物优选包含锡和银或锡、银和铜。在一个特别优选的实施例中,焊接复合物至少包含35重量%至69重量%的铋、30重量%至50重量%的锡、1重量%至10重量%的银和0重量%至5重量%的铜。在一个最特别优选的实施例中,焊接复合物至少包含49重量%至60重量%的铋、39重量%至42重量%的锡、1重量%至4重量%的银和0重量%至3重量%的铜。
在另一有利的实施例中,焊接复合物包含90重量%至99.5重量%的锡,优选95重量%至99重量%,尤其优选93重量%至98重量%。除了锡之外,焊接复合物优选包含0.5重量%至5重量%的银和0重量%至5重量%的铜。
焊接复合物的层厚优选小于或等于600µm,尤其优选在150µm至600µm之间,尤其小于300µm。
焊接复合物从连接元件的焊接区域和电传导结构之间的中间空间流出,其具有优选小于1 mm的流出宽度。在一个优选实施例中,最大流出宽度小于0.5 mm,并且尤其大致0 mm。这对于减少窗格中的机械应力、连接元件的附着性和焊料数量的节省是特别有利的。最大流出宽度被限定为在焊接区域的外边缘和焊接复合物的交叉点之间的距离,在此处焊接复合物下跌到50µm的层厚以下。最大流出宽度是在焊接工艺之后,在固化的焊接复合物上进行测量的。所需的最大流出宽度通过恰当地选择焊接复合物体积以及在连接元件和电传导结构之间的垂直距离来获得,其可通过简单的实验来确定。在连接元件和电传导结构之间的垂直距离可通过合适的工艺工具,例如具有集成垫片的工具进行预先确定。最大流出宽度甚至可为负的,即,被拉回到由电连接元件和电传导结构的焊接区域所形成的中间空间中。在根据本发明的窗格的一个有利的实施例中,最大流出宽度以凹陷的弯月面形式拉回到由电连接元件和电传导结构的焊接区域形成的中间空间中。凹陷的弯月面通过例如在焊接过程中,在焊料仍然是流体的同时增加在垫片和传导结构之间的垂直距离而产生。其优势在于减少窗格中的机械应力,尤其在与大的焊接复合物交叉的关键区域。
在本发明的一个有利的实施例中,连接元件的接触表面具有垫片,优选至少两个垫片,尤其优选至少三个垫片。垫片优选与连接元件整体地,例如通过冲压或深冲压来实现。垫片优选具有0.5x10-4m至10x10-4m的宽度和0.5x10-4m至5x10-4m,尤其优选1x10-4m至3x10-4m的高度。通过垫片获得了一致均匀厚度且均匀熔合的焊接复合物层。因而,可减少在连接元件和窗格之间的机械应力,并可改善连接元件的附着性。这对于无铅焊接复合物的使用是特别有利的,其可较少地补偿由于其同含铅的焊接复合物相比较低的延展性而引起的机械应力。
在本发明的一个有利的实施例中,至少一个接触焊盘设置在远离衬底的连接元件的表面上,其用于在焊接过程中利用焊接工具接触连接元件。接触焊盘至少在与焊接工具接触的区域中优选是凸起弯曲的。接触焊盘优选具有0.1
mm至2 mm,尤其优选0.2
mm至1 mm的高度。接触焊盘的长度和宽度优选在0.1至5 mm之间,最特别优选在0.4 mm至3 mm之间。接触焊盘优选与连接元件整体地通过例如冲压或深冲压来实现。对于焊接,可使用其接触侧面是平坦的电极。电极表面与接触焊盘发生接触。为此,电极表面设置为平行于衬底的表面。在电极表面和接触焊盘之间的接触区域形成了焊接接头。焊接接头的位置通过接触焊盘的凸起表面上的具有离衬底表面最大的垂直距离的点来确定。焊接接头的位置相对连接元件上的焊接电极的位置是独立的。这在焊接过程中对于可重复的均匀的热分布是特别有利的。在焊接过程中的热分布通过接触焊盘的位置、尺寸、排列和几何形状来确定。
电连接元件至少在面向焊接复合物的接触表面上优选具有涂层(润湿层),其包含镍、铜、锌、锡、银、金或其合金或其层,优选银。这意味着利用焊接复合物获得了连接元件的改善的润湿作用和改善的连接元件的附着性。
根据本发明的连接元件优选被覆镍、锡、铜和/或银的涂层。根据本发明的连接元件尤其优选设有附着促进层,其优选由镍和/或铜制成,并且还设有优选由银制成的可焊接层。根据本发明的连接元件被覆最特别优选0.1µm至0.3µm的镍和/或3µm至20µm银的涂层。连接元件可喷镀镍、锡、铜和/或银。镍和银改善了连接元件的载流容量和耐腐蚀稳定性,以及焊接复合物的润湿性。
接触元件还可选地具有涂层。然而,接触元件的涂层不是必须的,因为在接触元件和焊接复合物之间不存在直接接触。因而,不需要优化接触元件的润湿性。
在一个备选实施例中,接触元件具有涂层,其包含镍、铜、锌、锡、银、金或其合金或其层,优选银合金或银层。接触元件优选被覆镍、锡、铜和/或银的涂层。接触元件最特别优选被覆0.1µm至0.3µm镍和/或3µm至20µm银的涂层。接触元件可喷镀镍、锡、铜和/或银。
电连接元件的形状可在连接元件和电传导结构的中间空间中形成一个或多个焊坑。连接元件焊接的焊坑和润湿性防止焊接复合物从中间空间流出。焊坑在设计上可为矩形、圆形或多边形。
衬底优选包含玻璃,尤其优选平面玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃和/或钠钙玻璃。然而,衬底还可包含聚合物,优选聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚脂、聚氨基甲酸脂、聚氯乙烯、聚丙烯酸盐、聚酰胺、聚酯合成纤维、和/或其共聚物或混合物。衬底优选是透明的。衬底优选具有0.5 mm至25 mm,特别优选1 mm至10 mm,且最特别优选1.5 mm至5 mm的厚度。
可选地,在衬底上应用丝网,其在窗格的安装状态下隐蔽了窗格的接触,使得连接元件和连接导体从外部是不可辨别的。
本发明还包括用于生产窗格的方法,其包括如下步骤:
a) 连接导体与至少两个连接元件的电接触,
b) 在各种情况下将焊接复合物应用于连接元件的底部上的至少一个接触表面上,
c) 将具有焊接复合物的连接元件设置在衬底的电传导结构上,和
d) 将连接元件焊接在电传导结构上,
其中步骤a)可发生在步骤b)、c)和d)之前、期间或之后。
电传导结构可利用本质上已知的方法,例如通过丝网印刷方法而应用于衬底上。电传导结构的应用可发生在工艺步骤b)之前、期间或之后。
焊接复合物优选作为片晶或扁平的滴剂而应用于连接元件上,其具有固定的层厚、体积、形状和布置。焊接复合物片晶的层厚优选小于或等于0.6
mm。焊接复合物片晶的形状优选与接触表面的形状相对应。如果接触表面以例如矩形的形式来实现,那么焊接复合物片晶优选具有矩形的形状。
在电连接元件和电传导结构的电连接期间的能量引入优选通过冲压、热电极、活塞焊接、微火焰焊接、优选激光焊接、热空气焊接、感应焊接、电阻焊接和/或超声焊接而发生。
在一个优选实施例中,连接元件利用自动化进行焊接。这是可能的,因为根据本发明的带连接腹板的连接元件具有比较少量的焊接点,并因而是利用自动化的工艺。
连接导体优选通过接触元件而电传导地接触连接元件。在连接导体和连接元件的电接触之前,这些接触元件安装在连接元件上。在模块化结构的情况下,接触元件可能在第一工艺步骤之前已经在准备过程中连接到连接元件上,而连接导体直到步骤b)、c)和d)之前、期间或之后才进行安装。连接导体优选直到步骤d)之后才插接到接触元件之上。首先,彼此仍没有连接的连接元件被焊接到接触元件上,而没有连接导体所产生的空间障碍,连接导体直到程序的最后才进行安装。
接触元件优选熔接或焊接到连接元件的顶部。尤其优选的是,接触元件通过电极电阻焊接、感应焊接、超声焊接或摩擦焊接而固定在连接元件上。
在另一实施例中,接触元件和连接元件是整体成形的。在这种情况下,省去了接触元件和连接元件的连接。
本发明还包括窗格的用途,窗格具有至少两个连接元件和连接导体,用作具有电传导结构,优选具有加热导体和/或天线导体的窗格,窗格用于机动车、飞机、船只、建筑学玻璃窗和建筑物中的玻璃窗。连接元件用于将窗格的电传导结构,例如加热导体或天线导体连接到外部电气系统,例如放大器、控制单元或电压源上。本发明尤其包括根据本发明的窗格在轨道车辆或机动车中的用途,优选用作挡风玻璃、后窗、边窗和/或玻璃屋顶,尤其用作可加热的窗格或具有天线功能的窗格。
附图文字
本发明将参照附图和典型的实施例进行详细地描述。附图是示意图并且没有按真实比例绘制。附图决非限制本发明。它们描绘了:
图1是根据本发明的窗格的示意图,其具有两个连接元件和连接导体。
图2是根据本发明的窗格的另一实施例,其具有两个连接元件和连接导体。
图3是根据本发明的窗格的另一实施例,其具有两个连接元件和连接导体。
图4是根据本发明的窗格的另一实施例,其具有两个连接元件和连接导体。
图5是根据本发明的窗格的另一实施例,其具有两个连接元件和连接导体。
图6是根据本发明的窗格的另一实施例,其具有两个连接元件和连接导体。
图7a是根据本发明的方法的流程图,其用于生产具有连接元件和连接导体的窗格。
图7b是根据本发明的方法的另一实施例的流程图,其用于生产具有连接元件和连接导体的窗格。
具体实施方式
图1描绘了根据本发明的窗格,其具有两个连接元件(4.1,4.2)和连接导体(6)。掩蔽丝网(2)应用于衬底(1)上,衬底由3 mm厚的具有热预应力的单个窗格安全玻璃制成,单个窗格安全玻璃是由钠钙玻璃制成的。衬底(1)具有150 cm的宽度和80 cm的高度,其中两个连接元件(4)和连接导体(6)安装在掩蔽丝网(2)的区域中的较短的侧边缘上。采用加热导体结构形式的电传导结构(2)应用于衬底(1)的表面上。电传导结构包含银颗粒和玻璃料,其中银份额大于90%。在窗格的边缘区域中,电传导结构(3)被加宽至6 mm的宽度,并用作母线。母线具有10 µm的层厚。在这个区域中应用了焊接复合物(8),其将电传导结构(3)连接到连接元件(4)的接触表面(9)上。在安装于车身中之后,接触被掩蔽丝网(2)隐藏起来。焊接复合物(8)确保电传导结构(3)与连接元件(4)的耐用的电气和机械连接。焊接复合物(8)是无铅的,并且包含96.5重量%的锡、3重量%的银和0.5重量%的铜。焊接复合物(8)具有250µm的层厚。连接元件(4.1,4.2)具有桥的形状。连接元件包括两个脚部以及在脚部之间延伸的桥状部段,脚部各具有在其底部上的接触表面(9)。在桥状部段中,接触元件(5.1,5.2)在各种情况下都焊接在连接元件(4.1,4.2)的表面上。接触元件(5.1,5.2)具有双桥形状,并与连接元件(4.1,4.2)平行对准。接触元件(5.1,5.2)在各种情况下具有两个接触销,其中连接导体(6)或连接电缆可通过插接连接部而连接到接触销上。在各种情况下,连接导体(6)通过插接连接部(7.1,7.2)而连接到接触元件(5.1,5.2)的接触销上;连接导体因而电传导地连接两个连接元件(4.1)和(4.2)。具有聚合物护套和2.5 mm2的导体横截面的圆形铜电缆用作连接导体(6)。通过仍然自由的接触元件(5.1,5.2)的接触销,可插入连接电缆(未显示),其将连接元件(4.1,4.2)连接到车载电子系统上。通过这个连接电缆流动的电流分成两个子电流,其通过连接元件(4.1)的焊脚进入电传导结构(3),并且一个子电流通过连接导体(6)引导至第二连接元件(4.2)上。这里描绘的实施例对于系统的模块化结构是特别有利的。单独的标准化元件可根据模块化原理通过插接连接部而变化地连接在一起。插接连接部的使用而且对于连接的可逆性是有利的,使得在电缆损坏的情况下,简单的更换成为可能。电连接元件(4.1,4.2)具有4 mm的宽度和24 mm的长度,并且由根据EN10088-2的材料号1.4509(ThyssenKruppNirost®4509)的钢制成。连接元件(4.1,4.2)的材料厚度是1 mm。接触元件(5.1,5.2)具有0.8 mm的高度、6.3 mm的宽度和27 mm的长度。接触元件(5.1,5.2)由材料号CW004A的铜(Cu-ETP)制成。这种无铅焊接复合物(8)与钢制成的连接元件(4.1,4.2)和含铜的接触元件(5.1,5.2)的材料组合是特别有利的,因为连接元件具有适合于衬底(1)的热膨胀系数,而接触元件(5.1,5.2)具有足够高的1.8µohm•cm的导电率。因而选择接触元件(5.1,5.2)的电阻,从而避免接触元件(5.1,5.2)上的高的电压降。连接元件本身则由具有合适的热膨胀系数的材料制成(其与衬底的CTE的差异小于5x10-6/℃)。通过连接元件(4.1,4.2)和接触元件(5.1,5.2)的不同的材料成分,所使用的材料的有利特征和相关的点得到最佳的利用。彼此最靠近的第一连接元件(4.1)和第二连接元件(4.2)的接触表面(9)在其之间具有190 mm的距离x。即使使用具有小的导体横截面和只有两个末端连接元件的母线时,根据本发明的具有连接导体(6)的连接元件(4.1,4.2)也可实现相当大的载流容量的改善。额外的焊接点不是必须的。
图2描绘了根据本发明的窗格的另一实施例,其具有两个连接元件(4.1,4.2)和连接导体(6)。掩蔽丝网(2)应用于衬底(1)上,衬底由3 mm厚的具有热预应力的单个窗格安全玻璃制成,单个窗格安全玻璃是由钠钙玻璃制成的。衬底(1)具有150cm的宽度和80cm的高度,其中两个连接元件(4)和连接导体(6)安装在掩蔽丝网(2)的区域中的较短的侧边缘上。采用加热导体结构形式的电传导结构(2)应用于衬底(1)的表面上。电传导结构包含银颗粒和玻璃料,其中银份额大于90%。在窗格的边缘区域中,电传导结构(3)被加宽至6 mm的宽度,并用作母线。母线具有10µm的层厚。在这个区域中应用了焊接复合物(8),其将电传导结构(3)连接到连接元件(4)的接触表面(9)上。在安装于车身中之后,接触被掩蔽丝网(2)隐藏起来。焊接复合物(8)确保电传导结构(3)与连接元件(4)的耐用的电气和机械连接。焊接复合物(8)是含铅的焊接复合物,其具有成分Pb70Sn27Ag3。焊接复合物(8)具有250µm的层厚。电连接元件(4.1,4.2)具有4 mm的宽度和24 mm的长度,并由材料号为CW004A(Cu-ETP)的铜制成。连接元件(4.1,4.2)的材料厚度是0.8 mm。接触元件(5.1,5.2)具有0.8 mm的高度、6.3 mm的宽度和8 mm的长度。接触元件(5.1,5.2)由材料号为CW004A的铜(Cu-ETP)制成。连接元件(4.1,4.2)具有桥的形状。连接元件包括两个脚部以及在脚部之间延伸的桥状部段,脚部在其底部上各具有接触表面(9)。在这个实施例中,连接元件(4.1,4.2)和接触元件(5.1,5.2)是整体成形的,其中第一接触元件(5.1)以两个接触销的形式安装在第一连接元件(4.1)上,而第二连接元件(4.2)还具有两个接触销,其形成了第二接触元件(5.2)。接触元件(5.1,5.2)使连接元件(4.1,4.2)在纵向方向延伸,并且向上弯曲而远离衬底。因而,连接元件(4.1,4.2)和接触元件(5.1,5.2)共同产生了双桥的形状。在各种情况下,连接导体(6)通过插接连接部(7.1,7.2)而连接到接触元件(5.1,5.2)的接触销上;连接导体因而电传导地连接两个连接元件(4.1)和(4.2)。具有聚合物护套和2.5 mm2的导体横截面的圆形铜电缆用作连接导体(6)。通过仍然自由的接触元件(5.1,5.2)的接触销,可插入连接电缆(未显示),其将连接元件(4.1,4.2)连接到车载电子系统上。通过这个连接电缆流动的电流分成两个子电流,其通过连接元件(4.1)的焊脚进入电传导结构(3),并且一个子电流通过连接导体(6)引导至第二连接元件(4.2)上。这个实施例对于与接触元件(5.1,5.2)整体成形的连接元件(4.1,4.2)是特别有利的,因为这些可在一个步骤中由单个金属片冲压而成。彼此最靠近的第一连接元件(4.1)和第二连接元件(4.2)的接触表面(9)在其之间具有190 mm的距离x。即使使用具有小的导体横截面和只有两个末端连接元件的母线时,根据本发明的具有连接导体(6)的连接元件(4.1,4.2)也可实现相当大的载流容量的改善。额外的焊接点不是必须的。
图3描绘了根据本发明的窗格的另一实施例,其具有两个连接元件(4.1,4.2)和连接导体(6)。掩蔽丝网(2)应用于衬底(1)上,衬底由3 mm厚的具有热预应力的单个窗格安全玻璃制成,单个窗格安全玻璃是由钠钙玻璃制成的。衬底(1)具有150cm的宽度和80cm的高度,其中两个连接元件(4)和连接导体(6)安装在掩蔽丝网(2)的区域中的较短的侧边缘上。采用加热导体结构形式的电传导结构(2)应用于衬底(1)的表面上。电传导结构包含银颗粒和玻璃料,其中银份额大于90%。在窗格的边缘区域中,电传导结构(3)被加宽至6 mm的宽度,并用作母线。母线具有10µm的层厚。在这个区域中应用了焊接复合物(8),其将电传导结构(3)连接到连接元件(4)的接触表面(9)上。在安装于车身中之后,接触被掩蔽丝网(2)隐藏起来。焊接复合物(8)确保电传导结构(3)与连接元件(4)的耐用的电气和机械连接。连接元件(4.1,4.2)以及焊接复合物(8)的形状和材料成分与图1是相对应的。接触元件(5.1,5.2)由卷边组成,其通过卷边连接而固定在连接导体(6)的末端,并焊接到连接元件(4.1,4.2)的桥状部段上。连接导体(6)因而代表第一连接元件(4.1)和第二连接元件(4.2)的电传导连接。具有聚合物护套和2.5 mm2的导体横截面的圆形铜电缆用作连接导体(6)。接触元件(5.1,5.2)由材料号为CW004A(Cu-ETP)的铜制成。第一接触元件(5.1)包括接触销,其中连接电缆(未显示)可通过插接连接器而插接到接触销上,连接电缆将连接元件(4.1,4.2)连接到车载电子系统上。彼此最靠近的第一连接元件(4.1)和第二连接元件(4.2)的接触表面(9)在其之间具有190 mm的距离x。即使使用具有小的导体横截面和只有两个末端连接元件的母线时,根据本发明的具有连接导体(6)的连接元件(4.1,4.2)也可实现相当大的载流容量的改善。额外的焊接点不是必须的。卷边连接的使用主要对于根据本发明的窗格的有效生产是有利的。
图4描绘了根据本发明的窗格的另一实施例,其具有连接元件和连接导体。掩蔽丝网(2)应用于衬底(1)上,衬底由3 mm厚的具有热预应力的单个窗格安全玻璃制成,单个窗格安全玻璃是由钠钙玻璃制成的。衬底(1)具有150cm的宽度和80cm的高度,其中两个连接元件(4)和连接导体(6)安装在掩蔽丝网(2)的区域中的较短的侧边缘上。采用加热导体结构形式的电传导结构(2)应用于衬底(1)的表面上。电传导结构包含银颗粒和玻璃料,其中银份额大于90%。在窗格的边缘区域中,电传导结构(3)被加宽至6 mm的宽度,并用作母线。母线具有10µm的层厚。在这个区域中应用了焊接复合物(8),其将电传导结构(3)连接到连接元件(4)的接触表面(9)上。在安装于车身中之后,接触被掩蔽丝网(2)隐藏起来。焊接复合物(8)确保电传导结构(3)与连接元件(4)的耐用的电气和机械连接。连接元件(4.1,4.2)在各种情况下具有接触表面(9),经由接触表面它们通过焊接复合物(8)焊接到电传导结构(3)上。连接元件(4.1,4.2)以及焊接复合物(8)的材料成分与图1是相对应的。接触元件(5.1,5.2)由卷边组成,其通过卷边连接而固定在连接导体(6)的末端,并焊接到连接元件(4.1,4.2)的更高部段上。连接导体(6)因而代表第一连接元件(4.1)和第二连接元件(4.2)的电传导连接。具有聚合物护套和2.5 mm2的导体横截面的圆形铜电缆用作连接导体(6)。第一连接元件(4.1)具有第三接触元件(5.3),其也安装在连接元件(4.1)的更高部段上,并且将连接电缆(10)电传导地连接到连接元件(4.1)上。第三接触元件(5.3)也是卷边,其包围了连接电缆(10),并被焊接在第一连接元件上。接触元件(5.1,5.2,5.3)由根据EN10088-2(ThyssenKrupp Nirosta® 4016)的材料号为1.4016的钢制成。彼此最靠近的第一连接元件(4.1)和第二连接元件(4.2)的接触表面(9)在其之间具有190 mm的距离x。即使使用具有小的导体横截面和只有两个末端连接元件的母线时,根据本发明的具有连接导体(6)的连接元件(4.1,4.2)也可实现相当大的载流容量的改善。额外的焊接点不是必须的。卷边连接的使用主要对于根据本发明的窗格的有效生产是有利的。
图5描绘了根据本发明的窗格的另一实施例,其具有连接元件和连接导体。掩蔽丝网(2)应用于衬底(1)上,衬底由3 mm厚的具有热预应力的单个窗格安全玻璃制成,单个窗格安全玻璃是由钠钙玻璃制成的。衬底(1)具有150cm的宽度和80cm的高度,其中两个连接元件(4)和连接导体(6)安装在掩蔽丝网(2)的区域中的较短的侧边缘上。采用加热导体结构形式的电传导结构(2)应用于衬底(1)的表面上。电传导结构包含银颗粒和玻璃料,其中银份额大于90%。在窗格的边缘区域中,电传导结构(3)被加宽至6 mm的宽度,并用作母线。母线具有10µm的层厚。在这个区域中应用了焊接复合物(8),其将电传导结构(3)连接到连接元件(4)的接触表面(9)上。在安装于车身中之后,接触被掩蔽丝网(2)隐藏起来。焊接复合物(8)确保电传导结构(3)与连接元件(4)的耐用的电气和机械连接。连接元件(4.1,4.2)在各种情况下具有接触表面(9),经由接触表面它们通过焊接复合物(8)焊接到电传导结构(3)上。连接元件(4.1,4.2)以及焊接复合物(8)的材料成分与图4是相对应的。连接元件(4.1,4.2)由卷边组成,其通过卷边连接固定在连接导体(6)的末端,并通过焊接复合物(8)直接焊接在电传导结构(3)上。连接导体(6)因而代表第一连接元件(4.1)和第二连接元件(4.2)的电传导连接。具有聚合物护套和2.5 mm2的导体横截面的圆形铜电缆用作连接导体(6)。连接元件(4.1,4.2)由根据EN10088-2(ThyssenKrupp Nirosta® 4016)的材料号为1.4016的钢制成。彼此最靠近的第一连接元件(4.1)和第二连接元件(4.2)的接触表面(9)在其之间具有190 mm的距离x。第一连接元件(4.1)具有接触销,其用作接触元件(5.1)。连接电缆(未显示)通过这个接触元件(5.1)进行连接,其将连接元件(4.1,4.2)连接到车载电子系统上。即使使用具有小的导体横截面和只有两个末端连接元件的母线,根据本发明的连接元件(4.1,4.2)凭借连接导体(6)可实现相当大载流容量的改善。额外的焊接点不是必须的。卷边连接的使用主要对于根据本发明的窗格的有效生产是有利的。
图6描绘了根据本发明的窗格的另一实施例,其具有连接元件和连接导体。掩蔽丝网(2)应用于衬底(1)上,衬底由3 mm厚的具有热预应力的单个窗格安全玻璃制成,单个窗格安全玻璃是由钠钙玻璃制成的。衬底(1)具有150cm的宽度和80cm的高度,其中两个连接元件(4)和连接导体(6)安装在掩蔽丝网(2)的区域中的较短的侧边缘上。采用加热导体结构形式的电传导结构(2)应用于衬底(1)的表面上。电传导结构包含银颗粒和玻璃料,其中银份额大于90%。在窗格的边缘区域中,电传导结构(3)被加宽至6 mm的宽度,并用作母线。母线具有10µm的层厚。在这个区域中应用了焊接复合物(8),其将电传导结构(3)连接到连接元件(4)的接触表面(9)上。在安装于车身中之后,接触被掩蔽丝网(2)隐藏起来。焊接复合物(8)确保电传导结构(3)与连接元件(4)的耐用的电气和机械连接。连接元件(4.1,4.2)在各种情况下具有接触表面(9),经由接触表面,连接元件通过焊接复合物(8)焊接到电传导结构(3)上。连接元件(4.1,4.2)采用卡扣的形式来实现,其中卡扣的底部外凸部分用作连接元件(4.1,4.2),并且卡扣的顶部内凹部分用作接触元件(5.1,5.2)。连接元件(4.1,4.2)以及焊接复合物(8)的材料成分与图1是相对应的。接触元件(5.1,5.2)由与连接元件(4.1,4.2)相同的材料制成。在各种情况下,连接导体(6)的一端电传导地接触到接触元件(5.1,5.2)上,使得这代表了两个连接元件(4.1,4.2)的电传导连接。彼此最靠近的第一连接元件(4.1)和第二连接元件(4.2)的接触表面(9)在其之间具有190 mm的距离x。连接电缆(10)应用于第一接触元件(5.1)上,其将连接元件(4.1,4.2)连接到车载电子系统上。即使使用具有小的导体横截面和只有两个末端连接元件的母线,根据本发明的连接元件(4.1,4.2)凭借连接导体(6)可实现相当大载流容量的改善。额外的焊接点不是必须的。卡扣形式的连接元件的使用主要对于连接导体和连接电缆的可逆的连接是有利的。在电缆破坏的情况下,不必重做焊接连接,并且可简单地更换有关的电缆。
图7a描述了根据本发明方法的流程图,其用于生产具有连接元件和连接导体的窗格。在第一步骤中,接触元件(5)电传导地固定在连接元件(4)上。只有在此之后,连接元件才在后续的步骤中通过焊接复合物(8)焊接到电传导结构(3)上。在最后的步骤中,连接元件(4)通过将连接导体(6)安装在接触元件(5)上而彼此电传导地进行接触。这里描绘的根据本发明方法的实施例特别适合于连接导体,其可逆地通过插接连接进行安装,例如,连接所接触的导体。这些甚至可在后面以简单的方式进行安装,并且代表在焊接过程中没有空间障碍,只要它们直到后面才进行安装。此外,根据图7a,根据本发明的方法促进了焊接工艺。在第一连接元件的焊接期间,连接导体和其它连接元件形成了烦人的团块,由于作用在第一连接元件上的力,导致第一连接元件在焊接过程中的滑动。这可通过连接元件经由插接连接的后续连接而得以防止。
图7b描绘了根据本发明方法的另一实施例的流程图,其用于生产具有连接元件和连接导体的窗格。首先,连接导体(6)电传导地与连接元件(4.1,4.2)进行接触。这可直接通过例如将导体直接焊接到连接元件上,或间接地通过例如接触元件而发生。在以下步骤中,该装置经由连接元件(4)的接触表面(9)通过焊接复合物(8)而焊接在电传导结构(3)上。如果在连接导体和连接元件之间,或在连接元件和接触元件之间的连接是不可逆的,那么优选使用根据本发明方法的这个实施例。
在下文中,本发明将利用根据现有技术具有连接元件和连接导体的窗格与根据本发明具有连接元件和连接导体的窗格的一系列试验而进行比较。
示例1
根据本发明的窗格结构具有与图3中所示相对应的两个连接元件(4)和连接导体(6),其中在彼此最靠近的连接元件(4.1,4.2)的接触表面(9)之间的距离x是285 mm。
比较示例2
连接导体被类似于示例1那样焊接到图1所述的装置上,装置由衬底和电传导结构组成,连接导体具有6个各间隔57 mm和全长285 mm的连接元件的。连接导体是未绝缘的编织的镀镍的铜导体,其具有3 mm2的导体横截面,其中连接元件由卷边形成。各个连接元件通过无铅的焊接复合物焊接到电传导结构上,焊接复合物包含65重量%的铟、30重量%的锡、4.5重量%的银以及0.5重量%的铜。这种连接导体商业上可从Antaya公司获得。
表1显示了根据本发明的连接导体(示例1)和根据现有技术的连接导体(比较示例2)的一系列试验结果。除了恰当的载流容量之外,母线的最高温度增量具有显著的重要性。这由许多汽车制造商规定在60℃的最大阈值下。另外,比较了不同连接导体的成本。
表1
ΔTmax(母线) | |
示例1 | Ca. 12ºC |
比较示例2 | Ca. 5ºC |
对于母线的最高温度增量,根据本发明的连接导体和根据现有技术的连接导体都遵从阈值。然而,根据本发明的连接导体是显著更有效率的。这主要源自根据现有技术的连接导体的材料-强度设计。根据现有技术,为了遵从温度阈值和为了获得恰当的载流容量需要相当更大块的导体,其具有略大的导体横截面。大量的连接元件还用于获得足够高的载流容量以及防止在移动汽车上形成噪声。然而,如可以论证的那样,相对应高的载流容量还可利用根据本发明的连接导体来获得,其只有两个连接元件。根据本发明的连接导体,其通过额外的连接元件的固定是多余的。通过包含聚合物的连接导体的护套防止了可能的噪声形成。通过极大地减少焊接点,根据本发明的连接导体及连接元件可在更短的时间周期内进行焊接。这个时间节省与生产成本的进一步减少相关联。此外,通过更少量的焊接点极大地简化了焊接工艺的自动化。根据本发明的方法进一步导致材料成本方面极大地减少,因为根据本发明的连接导体及连接元件经过较少地处理。根据现有技术的连接导体(比较示例2)由于大量的连接元件(6个卷边)和焊坑而具有相当高的总材料消耗。整体说来,同现有技术(比较示例2)相比,根据本发明的连接导体(示例1)在生产和进一步处理方面更有效且经济得多。
参考标号
1透明衬底
2掩蔽丝网
3传导结构
4连接元件
4.1第一连接元件
4.2第二连接元件
5接触元件
5.1第一接触元件
5.2第二接触元件
5.3第三接触元件
6连接导体
7插接连接部
8焊接复合物
9接触表面
10连接电缆
x在彼此最靠近的相邻连接元件的接触表面之间的距离
Claims (15)
1. 一种具有至少两个连接元件(4)和连接导体(6)的窗格至少包括
-衬底(1),其具有位于所述衬底(1)的至少一个子区域上的电传导结构(3),
-至少两个电连接元件(4),其位于所述电传导结构(3)的至少一个子区域上,
-至少一个接触表面(9),其位于各个连接元件(4)的底部上,
-焊接复合物(8),其在至少一个子区域中将所述电连接元件(4)的接触表面(9)连接到所述电传导结构(3)上,和
-连接导体(6),其将所述连接元件(4)彼此电传导地连接起来,
其中所述连接导体(6)包括传导芯和非传导护套,并且其中彼此最靠近的相邻连接元件(4)的接触表面(9)在其之间具有至少70
mm的距离x。
2. 根据权利要求1所述的窗格,其特征在于,彼此最靠近的相邻连接元件(4)的接触表面(9)在其之间具有至少100
mm,优选至少150 mm,尤其优选至少200 mm的距离。
3. 根据权利要求1或2所述的窗格,其特征在于,所述连接元件(4)通过其顶部而连接到所述连接导体(6)上。
4. 根据权利要求1至3中的其中一项权利要求所述的窗格,其特征在于,所述连接导体(6)具有小于或等于6 mm2,优选小于或等于4 mm2,尤其优选小于或等于2.5 mm2的导体横截面。
5. 根据权利要求1至4中的其中一项权利要求所述的窗格,其特征在于,所述电传导结构(3)包括至少一个母线,其具有小于0.3 mm2,优选小于0.1 mm2,尤其优选小于0.06 mm2的导体横截面。
6. 根据权利要求1至5中的其中一项权利要求所述的窗格,其特征在于,所述窗格包括两个连接元件(4),并且所述连接导体(6)具有小于或等于300 mm的长度,或者所述窗格包括至少三个连接元件(4),并且所述连接导体(6)具有大于300
mm的长度。
7. 根据权利要求1至6中的其中一项权利要求所述的窗格,其特征在于,所述连接元件(4)包含钛、铁、镍、钴、钼、铜、锌、锡、锰、铌和/或铬和/或其合金,优选铁合金、钛和/或铜合金。
8. 根据权利要求1至7中的其中一项权利要求所述的窗格,其特征在于,所述连接元件(4)电传导地通过接触元件(5)而接触到所述连接导体(6)。
9. 根据权利要求8所述的窗格,其特征在于,所述接触元件(5)包括接触销,其电传导地接触到所述连接导体(6)。
10. 根据权利要求1至9中的其中一项权利要求所述的窗格,其特征在于,所述电传导结构(3)至少包含银,优选银颗粒和玻璃料。
11. 根据权利要求1至10中的其中一项权利要求所述的窗格,其特征在于,所述焊接复合物(8)包含锡、铋、铟、锌、铜、银、铅和/或其混合物和/或其合金。
12. 根据权利要求1至11中的其中一项权利要求所述的窗格,其特征在于,所述衬底(1)包含玻璃和/或聚合物,优选平面玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、钠钙玻璃和/或聚甲基丙烯酸酯。
13. 一种方法用于生产根据权利要求1至12中的其中一项权利要求所述的窗格,其中
a) 使连接导体(6)与至少两个连接元件(4,4.2)进行电传导地接触,
b) 在所述连接元件(4)的底部上,在各种情况下将焊接复合物(8)应用于至少一个接触表面(9)上,
c) 将具有所述焊接复合物(8)的所述连接元件(4)设置在所述衬底(1)的电传导结构(3)上,和
d) 将所述连接元件(4)焊接在所述电传导结构(3)上,
其中步骤a)可发生在步骤b)、c)和d)之前、期间或之后。
14. 根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述连接导体(6)通过所述连接元件(4)上的接触元件(5)进行接触。
15. 根据权利要求1至12中的其中一项权利要求所述的窗格用作具有电传导结构,优选具有加热导体和/或天线导体的窗格,所述窗格用于机动车、飞机、船只、建筑学玻璃窗和建筑物中的玻璃窗。
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