ES2621224T3

ES2621224T3 - Panel con elemento de conexión eléctrica y alma de unión

Info

Publication number: ES2621224T3
Application number: ES13739194.2T
Authority: ES
Inventors: Klaus SCHMALBUCH; Bernhard Reul; Mitja Rateiczak; Lothar Lesmeister
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2017-07-03
Anticipated expiration: 2033-07-16
Also published as: CA2890287C; MA38103A1; TW201427919A; DE202013006775U1; EP2923528B1; CN104798439A; US20150296615A1; ZA201503297B; PL2923528T3; MX2015006369A; CA2890287A1; WO2014079594A1; DK2923528T3; TWI542560B; US9635758B2; AU2013350058B2; BR112015010476A2; AR092592A1; KR20150073206A; MY181332A

Abstract

Un panel con por lo menos un elemento de conexión (3) con alma de unión (4) que comprende por lo menos un sustrato (1) con estructura eléctricamente conductora (2) sobre por lo menos una región parcial del sustrato (1), por lo menos un elemento de conexión eléctrica (3) sobre por lo menos una región parcial de la estructura eléctricamente conductora (2), un alma de unión (4) sobre por lo menos una región parcial del elemento de conexión (3) y una pasta de soldar libre de plomo (5), que vincula el elemento de conexión eléctrica (3) en por lo menos una región parcial con la estructura eléctricamente conductora (2), en donde la diferencia entre los coeficientes de dilatación térmica del sustrato (1) y del elemento de conexión (3) es inferior a 5 x 10-6/°C, en donde el alma de unión (4) tiene una conformación maciza y contiene cobre y en donde las composiciones de los materiales del elemento de conexión (3) y del alma de unión (4) se diferencian entre sí.

Description

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DESCRIPCION

Panel con elemento de conexion electrica y alma de union

La invencion se refiere a un panel provisto con un elemento de conexion electrica, a un procedimiento economico y compatible con el medio ambiente para su fabricacion, y a su utilizacion.

La invencion se refiere, ademas, a un panel con un elemento de conexion electrica para vehfculos con estructuras electricamente conductoras como, por ejemplo, conductores de calor o conductores de antena. Las estructuras electricamente conductoras estan conectadas electricamente, en forma usual, a la parte electrica del tablero del vetnculo por medio de elementos de conexion electrica fijados mediante soldadura. Debido a los diferentes coeficientes de dilatacion termica de los materiales utilizados, se presentan tensiones mecanicas durante la fabricacion y operacion que pueden imponer solicitaciones en los paneles vidriados y ocasionar la rotura de los paneles vidriados.

Las soldaduras que contienen plomo presentan una elevada ductilidad lo que gracias a la deformacion plastica permite compensar las tensiones mecanicas que se presentan entre el elemento de conexion electrica y el panel. Sin embargo, en virtud de la Directiva “Altauto” 2000/53/cE, dentro de la CE, los materiales de soldadura que contienen plomo deben reemplazarse por soldaduras libres de plomo. La directiva lleva la designacion abreviada de ELV (End of life vehicles). Al respecto, dentro de los alcances de la difusion masiva de los componentes electronicos descartables, el objetivo de ello es el de proscribir los componentes sumamente problematicos de determinados productos. Las sustancias del caso consisten en plomo, mercurio, cadmio y cromo. Esto se refiere entre otros a la imposicion de medios de soldadura libres de plomo en aplicaciones electricas sobre vidrio y a la introduccion de los correspondientes productos de reemplazo.

Sin embargo, debido a su reducida ductilidad, las pastas de soldar libres de plomo, conocidas hasta ahora, como se divulgan, por ejemplo, en los documentos EP 2 339 894 A1 y WO 2000058051, no estan en condiciones de compensar las tensiones mecanicas en la misma amplitud que el plomo. Sin embargo, los elementos de conexion usuales que contienen cobre presentan un coeficiente de dilatacion termica superior a la del vidrio (CTE (cobre) = 16,8 x 10-6/°C), por lo que durante una dilatacion termica del cobre se dana el vidrio. Por estas razones, en cuanto a las pastas de soldar libres de plomo, se utilizan preferentemente elementos de conexion que presentan un bajo coeficiente de dilatacion termica, preferentemente de una magnitud para vidrio de sosa y cal (8,3 x 10-6/°C para 0 °C-320 °C). Los elementos de conexion de este tipo se dilatan apenas durante su calentamiento y compensan las tensiones originadas.

En el documento EP 1 942 703 A2, se divulga un elemento de conexion electrica para paneles vidriados de vehfculos, en donde la diferencia entre los coeficientes de dilatacion termica entre el panel y el elemento de conexion electrica es inferior a 5 x 10-6/°C. El elemento de conexion consiste preferentemente en titanio, pero tambien puede consistir en una aleacion de hierro y mquel. A efectos de posibilitar una estabilidad mecanica y una procesabilidad suficientes, se propone utilizar un exceso de pasta de soldar. El exceso de soldadura egresa del espacio intermedio entre el elemento de conexion electrica y la estructura electricamente conductora. El exceso de pasta de soldar es causa de elevadas tensiones mecanicas en el panel. Ademas, el titanio es diffcil de soldar. Esto conduce a una mala adherencia del elemento de conexion al panel. Ademas, hay que vincular el elemento de conexion con los circuitos electricos del tablero por medio de un material electricamente conductor, por ejemplo cobre, como mediante soldadura fuerte. El titanio es poco apto para soldadura pesada.

En el documento EP 2 408 260 A1, se describe la utilizacion de aleacion de hierro-mquel-cobalto como por ejemplo Kovar o Invar, que poseen un bajo coeficiente de dilatacion termica (CTE). Tanto el Kovar (CTE = 5 x 10"6/°C como tambien el Invar (cTe de hasta 0,55 x 10"6/°C en funcion de la composicion) presentan un CTE inferior al vidrio de cal y sosa y compensan las tensiones mecanicas. Al respecto, el Invar presenta un coeficiente de dilatacion termica tan bajo que se presenta una sobrecompensacion de estas tensiones mecanicas. Esto conduce a tensiones de compresion en el vidrio o bien a tensiones de traccion en la aleacion, que sin embargo pueden categorizarse como no cnticas.

Una conexion electrica del elemento de conexion con los circuitos electronicos del tablero tiene, por lo general, lugar por medio de un alma de union, que se empalma por medio de un cable o similar a la tension electrica disponible en el tablero. En el estado de la tecnica esta alma de union esta conformada en una sola pieza con el elemento de conexion y se extiende paralelamente a las patas del elemento de conexion. Como se describe en el documento WO 2007/110610 A1, a tal efecto la geometna del elemento de conexion de una sola pieza con el alma de union debena optimizarse de manera que en el lugar de la soldadura se presenten tensiones lo mas reducidas posibles.

Dado que frecuentemente la posicion del alma de union despues de la incorporacion de la superficie vidriada es diffcilmente accesible, es frecuente que el alma de union sea precurvada de manera de apuntar verticalmente hacia arriba. En el caso de elementos de conexion que contienen cobre formados de una sola pieza, es posible llevar a cabo esta conformacion muy facilmente gracias a la plasticidad del material. Sin embargo, debido al elevado coeficiente de dilatacion termica del cobre, son pocos adecuados para la soldadura con pastas de soldar libres de plomo sobre el vidrio. Los materiales mas adecuados para ser utilizados con pastas de soldar libres de plomo, como por ejemplo las aleaciones de acero o el titanio, presentan una dureza esencialmente superior a la del cobre, con lo que se dificulta

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considerablemente una conformacion del alma de union.

El objetivo de la presente invencion es poner a disposicion un panel con elemento de conexion electrica y alma de union como tambien un procedimiento economico y compatible con el medio ambiente para su fabricacion, evitandose tensiones mecanicas cnticas en el panel y siendo posible ajustar posteriormente la posicion del alma con medios sencillos.

El objetivo de la presente invencion se logra de acuerdo con la invencion mediante un panel con elemento de conexion, un procedimiento para su fabricacion y su utilizacion de acuerdo con las reivindicaciones independientes 1, 13 y 15. En las reivindicaciones subordinadas se presentan realizaciones preferidas.

El objetivo de la presente invencion se resuelve de acuerdo con la invencion mediante un panel con por lo menos un elemento de conexion con alma de union, siendo las composiciones de los materiales del elementos de conexion y del alma de union distintas entre st Al respecto, la disposicion comprende por lo menos un sustrato con estructura electricamente conductora solo por lo menos una region parcial del sustrato, por lo menos un elemento de conexion electrica sobre por lo menos una region parcial de la estructura electricamente conductora, un alma de union sobre por lo menos una region parcial del elemento de conexion y una pasta de soldar libre de plomo, que vincula el elemento de conexion electrica en por lo menos una region parcial con la estructura electricamente conductora. Al respecto, la composicion del material del elemento de conexion se elige de manera tal que la diferencia entre los coeficientes de dilatacion termica del sustrato y del elemento de conexion es inferior a 5 x 10-6/°C. De esta manera, se reducen las tensiones termicas en el panel y se logra una mejor adherencia. Sin embargo, los materiales que presentan un coeficiente de dilatacion termica adecuado presentan frecuentemente una elevada resistencia mecanica y/o una elevada resistencia electrica. Sin embargo, una elevada resistencia mecanica del alma de union dificulta una conformacion, con lo cual se limitan las posibilidades de un ajuste posterior de la posicion del alma mediante un curvado ascendente del alma de union. Una elevada resistencia electrica del alma de union es tambien desventajosa, por cuanto en estado incorporado, por intermedio del elemento de conexion, debena aplicarse una tension electrica a la estructura electricamente conductora y una elevada resistencia, bajo igualdad de tension electrica, es causa de un menor flujo de corriente electrica. En el caso de los elementos de conexion de una sola pieza conocidos en el estado de la tecnica con alma de union solidaria o directamente adosada por conformacion, el elemento de conexion y el alma de union consisten necesariamente en el mismo material, por lo que el elemento de conexion presenta un coeficiente de dilatacion termica adecuado mientras que el alma de union presenta una resistencia mecanica excesiva y/o una conductibilidad electrica demasiado baja, o inversamente. En cambio, el elemento de conexion de dos piezas conformado de dos piezas, de acuerdo con la invencion, posibilita la combinacion de diversos materiales, por lo que el elemento de conexion de por sf esta hecho de un material con un coeficiente de dilatacion termica adecuado (diferencia con respecto al CTE del sustrato inferior a 5 x 10-6/°C), mientras que el alma de union consiste en un material que contiene cobre, que presenta una conformabilidad suficientemente buena. Por el hecho de que las composiciones elegidas de los materiales del elemento de conexion y del alma de union son distintas, es posible adaptar los materiales de ambas construcciones de manera optima a las exigencias correspondientes. El alma de union de acuerdo con la invencion contiene cobre y esta conformada de manera maciza. De esta manera, por una parte es bien conformable y al mismo tiempo no es flexible. Un alma de union facilmente conformable puede curvarse con poca fuerza ffsica llevandola a la posicion deseada. De esta manera, es posible llevar a cabo este proceso de modo manual. La realizacion maciza del alma de union asegura que la misma permanezca en la posicion correspondiente tambien despues de la conformacion. De esta manera, se evita que durante la incorporacion del panel o durante la puesta en contacto del alma de union, las eventuales fuerzas menores modifiquen esa posicion. De esta manera, resultan tambien en el estado incorporado del panel posiciones del alma facilmente accesibles y definidas con exactitud. Ademas, no se excluyen formas macizas flexibles tales como cables o conductores planos, que son completamente inadecuados para ser utilizados como alma de union. De acuerdo con la invencion, la resistencia electrica del alma de union se elige de manera tal que se evite una elevada cafda de la tension electrica en el alma de union. Gracias a su forma de dos piezas, el elemento de conexion de acuerdo con la invencion con alma de union aprovecha de manera optima las propiedades ventajosas de los materiales utilizados en el lugar correspondiente y evita las desventajas de los elementos de conexion de una sola pieza conocidos en el estado de la tecnica.

El elemento de conexion con alma de union esta conformado de varias partes, en por lo menos dos partes, en donde el elemento de conexion y el alma de union forman por lo menos una parte constructiva. En una realizacion preferida, el elemento de conexion con alma de union esta formado de dos partes, de manera tal que en cada caso el elemento de conexion y el alma de union consisten en una parte constructiva. Como alternativa pueden el elemento de conexion y el alma de union tambien consistir en una cantidad arbitraria de partes individuales.

En una realizacion preferida, la composicion de material que contiene cobre del alma de union dispone de una resistencia electrica de entre 0,5 pOhm.cm y 20 pOhm.cm, preferentemente de entre 1,0 pOhm.cm y 15 pOhm.cm, de manera especialmente preferida entre 1,5 pOhm.cm y 11 pOhm.cm. De ello resulta una combinacion especialmente ventajosa de un elemento de conexion con el CTE adaptado al sustrato y un alma de union con una capacidad mejorada para conducir la corriente electrica. Los elementos de conexion de una sola pieza comparables de acuerdo con el estado de la tecnica, que tambien presentan un coeficiente de dilatacion adaptado al sustrato, presentan una resistencia electrica mas elevada en el alma de union, de manera que se presenta una cafda de la tension desventajosamente elevada.

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El elemento de conexion presenta por lo menos un area de contacto sobre el elemento de conexion mediante el que la pasta de soldar libre de plomo esta vinculada en un area completa con una region parcial de la estructura electricamente conductora. En una realizacion ventajosa, el elemento de conexion esta configurado en forma de puente, en donde el elemento de conexion dispone de dos patas para la puesta en contacto de la estructura electricamente conductora, entre los que se encuentra presente una seccion elevada, que no entra en un contacto plano directo con la estructura electricamente conductora. Sobre esta seccion elevada en forma de puente se aplica preferentemente el alma de union. El elemento de conexion puede presentar tanto una forma de puente sencilla como tambien formas de puente mas complejas. Al respecto puede concebirse por ejemplo una forma de mancuerna con patas redondeadas, que tiene como efecto tanto una distribucion uniforme de las tensiones de traccion como una distribucion uniforme de la pasta de soldar. Se prefiere utilizar elementos de conexion con patas de soldadura conformadas longitudinalmente, en donde las patas del elemento de conexion apuntan en la misma direccion que el alma de union aplicada sobre el elemento de conexion. Un diseno de este tipo conduce a una elevacion ventajosa de la fuerza de remocion. Tambien en esta realizacion, las esquinas del elemento de conexion pueden estar redondeadas en la region de las areas de contacto, de manera tal que tiene lugar una distribucion uniforme de la soldadura y, ademas, se evitan los valores maximos de traccion en las esquinas.

El coeficiente de dilatacion termica de elemento de conexion se encuentra preferentemente entre 9 x 10-6/°C y 13 x 10-6/°C, mas preferentemente entre 10 x 10-6/°C y 11,5 x 10-6/°C, mas preferentemente entre 10 x 10-6/°C y 11 x 10-6/°C y en especial en entre 10 x 10-6/°C y 10,5 x 10-6/°C en un intervalo de temperaturas de 0 °C a 300 °C.

A diferencia del alma de union, el elemento de conexion dispone de una elevada rigidez y es diffcilmente conformable. De esta manera se evita una deformacion del elemento de conexion durante el curvado del elemento del alma de union. En especial en el caso de los elementos de conexion de forma de puente, durante la conformacion del alma de union tiene lugar una torsion de la region de puente, que tambien conduce a un dano en la union de soldadura entre el elemento de conexion y la estructura electricamente conductora. Una deformacion de este tipo de elemento de conexion puede evitarse por una parte mediante la eleccion de una simetna adecuada y por otra parte mediante la utilizacion de un material de trabajo diffcilmente conformable. En una realizacion preferida, el material del elemento de conexion muestra a 20 °C un modulo de elasticidad superior o igual a 150 kN/mm2, mas preferentemente igual a o superior a 190 kN/mm2.

El elemento de conexion de acuerdo con la invencion comprende titanio, hierro, mquel, cobalto, molibdeno, cobre, cinc, estano, manganeso, niobio y/o cromo y/o sus aleaciones.

Es preferible que el elemento de conexion contenga un acero al cromo con una proporcion de cromo superior o igual al

10.5 % en peso. Otros componentes de la aleacion tales como molibdeno, manganeso o niobio conducen a una mejor resistencia contra la corrosion o a propiedades mecanicas modificadas, tales como una resistencia a la traccion o una conformabilidad en fno.

El elemento de conexion de acuerdo con la invencion comprende por lo menos preferentemente el 66,5 % en peso al

89.5 % en peso de hierro, del 10,5 % en peso al 20% en peso de cromo, del 0 % en peso al 1% en peso de carbono, del 0 % en peso al 5 % en peso de mquel, del 0 % en peso al 2 % en peso de manganeso, del 0 % en peso al 2,5 % en peso de molibdeno, del 0 % en peso al 2 % en peso de niobio y del 0 % en peso al 1 % en peso de titanio. El elemento de conexion puede adicionalmente contener cantidades adicionales de otros elementos, entre ellos vanadio, aluminio y nitrogeno.

El elemento de conexion contiene de manera especialmente preferida por lo menos del 73 % en peso al 89,5 % en peso de hierro, del 10,5 % en peso al 20 % en peso de cromo, del 0 % en peso al 0,5 % en peso de carbono, de 0 % en peso al 2,5 % en peso de mquel, del 0 % en peso al 1 % en peso de manganeso, del 0 % en peso al 1,5% en peso de molibdeno, del 0 % en peso al 1 % en peso de niobio y del 0 % en peso al 1 % en peso de titanio. El elemento de conexion puede adicionalmente comprender cantidades adicionales de otros elementos, entre ellos vanadio, aluminio y nitrogeno.

El elemento de conexion contiene de manera especialmente preferida por lo menos el 77 % en peso al 84 % en peso en hierro, del 16 % en peso al 18,5 % en peso de cromo, del 0 % en peso al 0,1 % en peso de carbono, del 0 % en peso al 1 % en peso de manganeso, del 0 % en peso al 1 % en peso de niobio, del 0 % en peso al 1,5 % de molibdeno y del 0 % en peso al 1 % en peso de titanio. El elemento de conexion puede contener ademas cantidades adicionales de otros elementos, entre ellos vanadio, aluminio y nitrogeno.

El acero al cromo, en especial el denominado acero inoxidable o no corrosible, es economicamente accesible. Los elementos de conexion hechos de acero que contiene cromo presentan ademas, en comparacion con muchos elementos de conexion convencionales, por ejemplo de cobre, una elevada rigidez, lo que conduce a una ventajosa estabilidad del elemento de conexion. En especial en el caso de los elementos de conexion de forma de puente preferidos puede evitarse de esta manera una torsion del elemento de conexion durante la conformacion del alma de union. Ademas, en comparacion con muchos elementos de conexion convencionales, por ejemplo, hechos de titanio, el acero al cromo presenta una mejor soldabilidad, que tambien resulta de una superior conductividad termica.

Aceros al cromo especialmente adecuados son los aceros con designaciones de material 1.4016, 1.4113, 1.4509 y

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1.4510 de acuerdo con la norma EN 10 088-2.

El espesor del material del elemento de conexion representa preferentemente de 0,1 mm a 2 mm, especialmente de 0,2 mm a 1 mm, mas preferentemente de 0,3 mm y 0,5 mm. En una realizacion preferida, el espesor del material del elemento de conexion es constante en la totalidad de su region. Esto es especialmente ventajoso con vistas a una fabricacion sencilla del elemento de conexion.

El alma de union comprende cobre o aleaciones que contienen cobre. Por otra parte, puede contener titanio, hierro, mquel, cobalto, molibdeno, cinc, estano, manganeso, niobio, silicio y/o cromo y/o sus aleaciones. Al respecto, un material con la composicion adecuada se elige en funcion de su resistencia electrica,

En una realizacion preferida, el alma de union comprende del 45,0 % en peso al 99,9% en peso de cobre, del 0% en peso al 45% en peso de cinc, del 0% en peso al 15% de estano, del 0% en peso al 30% en peso de mquel y del 0% en peso al 5% en peso de silicio. Ademas de cobre electrolftico son tambien adecuadas aleaciones sumamente diversas de laton o de bronce, en especial alpaca o konstantan (aleacion de mquel cobre).

Se prefiere especialmente que el alma de union contenga del 58 % en peso al 99,9 % en peso de cobre y del 0 % en peso al 37,0 % en peso de cinc, es especial del 60 % en peso al 80 % en peso de cobre y del 20 % en peso al 40 % en peso de cinc.

Como ejemplo especial para el material del alma de union puede mencionarse el cobre electrolftico con el numero de material CW004A (anteriormente 2.0065) y CuZn30 con el numero de material CW505L (anteriormente 2.0265).

El alma de union ha sido aplicada preferentemente en forma caractenstica de puente del elemento de conexion, que no presenta ningun contacto de area directa a la estructura electricamente conductora. Al respecto, el objetivo de la union es el de posibilitar una conexion del elemento de conexion a los circuitos electronicos del tablero de un vetftculo. Al respecto, el flujo de la corriente electrica pasa sobre las patas del elemento de conexion hacia la parte central del elemento de conexion, sobre el que esta dispuesta el alma de union, hacia el alma de union. Con ello el alma de union dispuesta centralmente representa un punto nodal en el que se adicionan las diferentes corrientes parciales. Debido a ello, una baja resistencia electrica del alma de union es especialmente importante a efectos de lograr en dicho punto nodal una capacidad conductora la mas elevada posible y con ello una cafda de tension la mas bajo posible.

El alma de union puede hacerse con simetnas sumamente diversas y dispone preferentemente de una conformacion alargada. Al respecto, son concebibles realizaciones tanto redondas como tambien planas. Es preferible utilizar almas de union alargadas cuadrangulares, que posibilitan un area de plana para la aplicacion optima del alma de union sobre el elemento de conexion. El ancho de un alma de union cuadrangular de este tipo es de 2 mm a 8 mm, preferentemente de 4 mm a 7 mm, mas preferentemente de 4,5 mm a 6,5 mm, mientras que su altura es de 0,2 mm a 2 mm, preferentemente de 0,5 mm a 1,5 mm, mas especialmente de 0,7 mm a 0,9 mm. La longitud del alma de union es predominantemente variable. La longitud minima del alma de union depende de la puesta en contacto, que se elige de manera de acoplar el alma de union de una manera electricamente conductora a una fuente de tension electrica. Una union por enchufe, que se desliza sobre el extremo libre del alma de union necesita por lo tanto un mayor espacio ffsico que por ejemplo un cable, que se suelde directamente al alma de union. Es preferible que el alma de union sea conformada de manera que su extremo libre ya no se extienda mas paralelamente al sustrato y apunte en una direccion alejada con respecto al mismo. En virtud de ello, el alma de union ha de ser suficientemente larga para que pueda implementarse esta conformabilidad. Tfpicamente se utilizan almas de union con una longitud de 10 mm a 150 mm, preferentemente de 20 mm a 80 mm.

En una realizacion preferida, el alma de union esta dimensionada de manera tal que pueden insertarse enchufes planos para vetftculo automotor normalizados con una altura de 0,8 mm y un ancho de sea 4,8 mm, 6,3 mm o 9,5 mm, en el extremo libre del alma de union. Se emplea preferentemente la realizacion del alma de union con un ancho de 6,3 mm, por cuanto el mismo corresponde a los enchufes planos para vetftculos automotores de acuerdo con la norma DIN 46244 utilizados en este campo. Gracias a una normalizacion del alma de union que pasa por el tamano de los enchufes planos usuales de los automotores, resulta una posibilidad sencilla y tambien reversible de vincular la estructura electricamente conductora del sustrato con la tension electrica disponible en el tablero del vetftculo. Por lo tanto, en caso de romperse el cable de la conexion, no es necesario renovar ninguna soldadura para recambiar la parte defectuosa; basta con insertar el cable del reemplazo en el alma de union. Sin embargo, como alternativa tambien puede tener lugar la puesta en contacto electrica del alma de union por medio de una union de soldadura o mediante una union festoneada.

En principio, los cables de conexion utilizables para la puesta en contacto del alma de union son todos los cables conocidos por el experto para la puesta en contacto electrico de una estructura electricamente conductora. Ademas de un nucleo electricamente conductor (conductor interior), el cable de conexion puede comprender un manto o vaina aislante, preferentemente polimerica, habiendose preferentemente retirado el manto aislante en la region extrema del cable de conexion, para posibilitar una union electricamente conductora entre el elemento de conexion y el conductor interior.

El nucleo electricamente conductor del cable de conexion puede contener por ejemplo cobre, aluminio y/o plata o sus aleaciones y mezclas. El nucleo electricamente conductor puede haber sido realizado por ejemplo como conductor de

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cordones de cable o como conductor de cable macizo. La seccion transversal del nucleo electricamente conductor del cable de conexion se basa en la capacidad de conducir corriente electrica para la utilizacion del panel de acuerdo con la invencion y puede ser seleccionada de manera adecuada por la persona experta. La seccion transversal es de por ejemplo 0,3 mm2 a 6 mm2.

El alma de union esta vinculada electricamente con el elemento de conexion, pudiendose vincular los elementos mediante diferentes procedimientos de soldadura blanda o fuerte. Preferiblemente se vinculan entre sf el alma de union y el elemento de la conexion mediante soldadura por resistencia de electrodos, soldadura de ultrasonido o soldadura de friccion.

En por lo menos una region parcial del panel, se ha aplicado una estructura electricamente conductora, que preferentemente contiene plata, de manera especialmente preferida partfculas de plata y fritas de vidrio. La estructura electricamente conductora presenta preferentemente un espesor de capa de 3 pm a 40 pm, de manera especialmente preferida de 5 pm a 20 pm, mas especialmente de 7 pm a 15 pm, y muy en especial de 8 pm a 12 pm. El elemento de conexion esta vinculado por medio de un area de contacto en area completa con una region parcial de la estructura electricamente conductora. Al respecto, la puesta en contacto electrica tiene lugar por medio de la pasta de soldar libre de plomo. Por ejemplo, la estructura electricamente conductora puede servir para la puesta en contacto de alambres aplicados sobre el panel o de un recubrimiento. Al respecto, la estructura electricamente conductora ha sido aplicada por ejemplo en forma de conductores colectores principales en bordes opuestos del panel. Por medio de los elementos de conexion aplicados en los conductores colectores principales es posible aplicar una tension, con lo cual fluye una corriente electrica a traves de los alambres electricamente conductores o del recubrimiento desde un conductor colector principal hacia el otro y se calienta el panel. Como alternativa a una funcion calefactora de este tipo es tambien posible utilizar el panel de acuerdo con la invencion en combinacion con conductores de antena o tambien en cualesquiera otras configuraciones en las que se necesite una puesta en contacto estable del panel.

El sustrato contiene preferentemente vidrio, de manera especialmente preferida vidrio plano, vidrio flotante, vidrio cuardtico, vidrio de borosilicato y/o vidrio de cal y sosa. Sin embargo, el sustrato tambien puede contener polfmeros, preferentemente polietileno, polipropileno, policarbonato, metacrilato de polimetilo, poliestireno, polibutadieno, polinitrilo, poliester, poliuretano, cloruro de polivinilo, poliacrilato, poliamida, tereftalato de polietileno y/o sus copolfmeros o mezclas. Es preferible que el sustrato sea transparente. Es preferible que el sustrato presente un espesor de 0,5 mm a 25 mm, mas preferentemente de 1 mm a 10 mm, y de manera especialmente preferida de 1,5 mm a 5 mm.

El coeficiente de dilatacion termica del sustrato es preferentemente de 8 x 10-6/°C a 9 x 10-6/°C. El sustrato contiene preferentemente vidrio, que preferentemente presenta un coeficiente de dilatacion termica de 8,3 x 10-6/°C a 9 x 10-6/°C en un intervalo de temperaturas de 0 °C a 300 °C.

La estructura electricamente conductora esta vinculada al elemento de conexion de manera electricamente conductora a traves de la pasta de soldar libre de plomo. Al respecto, la pasta de soldar libre de plomo esta dispuesta en las areas de contacto que se hallan en el lado inferior del elemento de conexion.

El espesor de la capa de la pasta de soldar libre de plomo es preferentemente inferior o igual a 600 pm, es preferentemente de 150 pm a 600 pm, en especial inferior a 300 pm.

Es preferible de la pasta de soldar libre de plomo este libre de plomo. Esto es especialmente ventajoso en vista a la compatibilidad con el medio ambiente del panel de acuerdo con la invencion con el elemento de conexion electrica. En el sentido de la invencion la expresion “pasta de soldar libre” se refiere a una pasta de soldar que en cumplimiento con la directiva CE “2002/95/CE” para delimitar la utilizacion de determinados materiales peligrosos en aparatos electricos y electronicos contiene una proporcion del plomo inferior o igual al 0,1 % en peso, preferentemente 0% de plomo.

Las pastas de soldar libres de plomo presentan tfpicamente una ductilidad inferior a la de las pastas de soldar que contienen plomo, de manera tal que es posible compensar menos eficazmente las tensiones mecanicas entre los elementos de conexion y el pano vidriado. Sin embargo, se ha comprobado que es posible evitar tensiones mecanicas cnticas por medio del elemento de conexion de acuerdo con la invencion. La pasta de soldar contiene preferentemente estano y bismuto, indio, cinc, cobre, plata o sus composiciones. La proporcion de estano en la composicion de soldadura de acuerdo con la invencion es del 3 % en peso al 99,5 % en peso, preferentemente del 10 % en peso al

95,5 % en peso, mas preferentemente del 15 % en peso al 60 % en peso. En la composicion de soldadura de acuerdo con la invencion la proporcion de bismuto, indio, cinc, cobre, plata o sus composiciones representa del 0,5 % en peso al 97 % en peso, preferentemente del 10 % en peso al 67 % en peso, en donde la proporcion de bismuto, indio, cinc, cobre o plata puede ser del 0% en peso. La composicion de soldadura puede contener mquel, germanio, aluminio o fosforo con una proporcion del 0% en peso al 5% en peso. La composicion de soldadura de acuerdo con atencion contiene de manera especialmente preferida Bi40Sn57Ag3, Sn40Bi57Ag3, Bi59Sn40Agl, Bi57Sn42Agl, In97Ag3, In60Sn36,5Ag2Cul,5, Sn95,5Ag3,8Cu0,7, Bi67In33, Bi33In50Snl7, Sn77,2In20Ag2,8, Sn95Ag4Cul, Sn99Cul, Sn96,5Ag3,5, Sn96,5Ag3CuO,5, Sn97Ag3 o sus mezclas.

En una configuracion ventajosa la pasta de soldar contiene bismuto. Se ha comprobado que una pasta de soldar que contiene bismuto conduce a una adherencia especialmente buena de los elementos de conexion de acuerdo con la

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invencion al panel, con lo cual es posible evitar que se dane el panel. La proporcion del bismuto en la composicion de la pasta de soldar representa preferentemente del 0,5 % en peso al 97 % en peso, de manera especialmente preferible del 10 % en peso al 67 % en peso, y de manera especialmente preferible es del 33 % en peso al 67 % en peso, en especial es del 50 % en peso al 60 % en peso. Ademas del bismuto, es preferible que la pasta de soldar contenga estano y plata o estano, plata y cobre. En una configuracion especialmente ventajosa, la pasta de soldar contiene por lo menos un 35 % en peso al 69 % en peso de bismuto, del 30 % en peso al 50 % en peso de estano, del 1 % en peso al 10 % en peso de plata y del 0 % en peso al 5 % en peso de cobre. En una configuracion muy especialmente preferida, la pasta de soldar contiene por lo menos un 49 % en peso al 60 % en peso de bismuto, del 39 % en peso al 42 % en peso de estano, del 1 % en peso al 4 % en peso de plata y del 0 % en peso al 3 % en peso de cobre.

En otra configuracion ventajosa, la pasta de soldar contiene del 90 % en peso al 99,5 % en peso de estano, preferentemente del 95 % en peso al 99 % en peso, de manera especialmente preferible del 93 % en peso al 98 % en peso. La pasta de soldar contiene ademas de estano preferentemente del 0,5 % en peso al 5 % en peso de plata y del 0 % en peso al 5 % en peso de cobre.

La pasta de soldar egresa con un ancho de salida preferentemente inferior a 1 mm desde el espacio intermedio situado entre la region de soldadura de elemento de conexion y de la estructura electricamente conductora. En una configuracion preferida, el maximo ancho de salida es inferior a 0,5 mm y en especial es de aproximadamente 0 mm. Esto es especialmente ventajoso en vista de la reduccion de las tensiones mecanicas en el panel, de la adherencia de los elementos de conexion y de la reduccion del consumo de material de soldadura. Por definicion, el ancho maximo de salida es la distancia entre los cantos exteriores de la region de soldadura y de la region de la saliente de la pasta de soldar, en donde la pasta de soldar consiste en una capa que tiene un espesor superior a 50 pm. El maximo ancho de salida se mide despues del proceso de soldadura en la pasta de soldar solidificada. Se logra un ancho maximo deseable de salida mediante una eleccion adecuada del volumen la pasta de soldar y de la separacion vertical entre el elemento de conexion y la estructura electricamente conductora, lo que puede determinarse mediante ensayos sencillos. La separacion vertical entre el elemento de conexion y la estructura electricamente conductora puede prefijarse mediante una correspondiente herramienta de proceso, por ejemplo una herramienta con un distanciador integrado. El ancho maximo de salida tambien puede ser negativo, es decir estar retirado en un espacio intermedio configurado por la region de soldadura del elemento de conexion y de la estructura electricamente conductora. En una configuracion ventajosa del panel de acuerdo con la invencion, el ancho maximo de salida en el espacio intermedio formado por la region de soldadura del elemento de conexion y de la estructura electricamente conductora esta retirado en forma de un menisco concavo. Un menisco concavo se origina por ejemplo mediante la elevacion de la separacion vertical entre el distanciador y la estructura electricamente conductora durante el proceso de la soldadura, mientras el material de soldadura todavfa se halla en estado fluido. La ventaja consiste en la reduccion de las tensiones mecanicas en el panel, en especial en su region cntica, que se encuentra presente en el caso de una gran sobresaliente de la pasta de soldar.

En una configuracion ventajosa de la invencion, las areas de contacto del elemento de conexion presentan distanciadores, preferentemente por lo menos dos distanciadores, de manera especialmente preferida por lo menos tres distanciadores. Es preferible que los distanciadores esten configurados de manera solidaria o de una sola pieza con el elemento de conexion, por ejemplo mediante estampado o mediante embuticion profunda. Los distanciadores presentan preferentemente un ancho de 0,5 x 10-4 m a 10 x 10-4 m y una altura de 0,5 x 10-4 a 5 x 10-4 m, de manera especialmente preferible de 1 x 10-4 m a 3 x 10-4 m. Gracias a los distanciadores se logra una capa homogenea, de espesor uniforme y uniformemente fundida, de la pasta de soldar. Con ello es posible reducir las tensiones mecanicas entre el elemento de conexion y el panel y mejorar la adherencia del elemento de conexion. Esto es especialmente ventajoso en el caso de utilizarse pastas de soldar libres de plomo, que debido a su reducida ductilidad en comparacion con las pastas de soldar que contienen plomo, son menos aptas para compensar las tensiones mecanicas.

En una configuracion ventajosa de la invencion, sobre la superficie del elemento alejada del sustrato del elemento de conexion opuesta a las areas de contacto se halla dispuesta por lo menos una elevacion de contacto, que sirve para la puesta en contacto del elemento de conexion con la herramienta de soldadura durante el proceso de la soldadura. La elevacion de contacto ha sido preferentemente conformada en la region de la puesta en contacto con la herramienta de soldadura, en forma convexa. La elevacion de contacto tiene preferentemente una altura de 0,1 mm a 2 mm, de manera especialmente preferida de 0,2 mm a 1 mm. La longitud y el ancho de la puesta en contacto representan preferentemente entre 0,4 mm y 3 mm. Es preferible que las elevaciones de contacto esten configuradas de una sola pieza con el elemento de conexion, por ejemplo mediante estampado o embuticion profunda. Los electrodos son puestos en contacto con la elevacion de contacto. Al respecto, la superficie de los electrodos esta dispuesta en paralelo con respecto a la superficie del sustrato. La region de contacto entre el area de electrodo y la elevacion de contacto configura el lugar de la soldadura. La posicion del lugar de soldadura se determina por el punto sobre la superficie convexa de la elevacion de contacto, que presente la mayor separacion ortogonal con respecto a la superficie del sustrato. La posicion del lugar de soldadura es independiente de la posicion de los electrodos de soldadura sobre el elemento de conexion. Esto es especialmente ventajoso con vistas a una distribucion reproducible y uniforme del calor durante el proceso de la soldadura. La distribucion del calor durante el proceso de la soldadura la determina la posicion, el tamano, la disposicion y la geometna de la elevacion de contacto.

El elemento de conexion electrica presenta preferentemente por lo menos sobre el area de contacto orientada hacia la

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pasta de soldar un recubrimiento (recubrimiento de humectacion), que contiene mquel, cobre, cinc, estano, plata, oro o sus aleaciones o capas, preferentemente plata. De esta manera se logra una mejor humectacion del elemento de conexion con la pasta de soldar y una mejor adherencia del elemento de conexion.

El elemento de conexion de acuerdo con la invencion esta preferentemente recubierto con mquel, estano, cobre y/o plata. De manera especialmente preferible, el elemento de conexion esta provisto de una capa mediadora de la adherencia, preferentemente de mquel o de cobre, y adicionalmente con una capa soldable, preferentemente de plata. El elemento de conexion de acuerdo con la invencion esta recubiertos de manera especialmente preferible con de 0,1 pm a 0,3 pm de mquel y/o con de 3 pm a 20 pm de plata. El elemento de conexion puede ser niquelado, estanado, y/o tratado con cobre y/o plata. El mquel y la plata mejoran la capacidad conductora de corriente electrica del elemento de conexion y su humectacion con la pasta de soldar.

Opcionalmente el alma de union tambien puede disponer de un recubrimiento. Sin embargo, un recubrimiento del alma de union no es necesario, ya que no existe ningun contacto directo entre el alma de union y la pasta de soldar. Por lo tanto, no es necesaria ninguna optimizacion de las propiedades de humectacion del alma de union. Con ello se reducen los costos productivos del panel de acuerdo con la invencion con elemento de conexion y alma de union, ya que es posible prescindir de un recubrimiento del alma de union y porque ahora solamente se recubre el elemento de conexion.

En una realizacion alternativa, el alma de union presenta un recubrimiento que contiene mquel, cobre, cinc, estano, plata, oro o sus aleaciones o capas, preferentemente plata. Es preferible que el alma de union este recubierta con mquel, estano, cobre y/o plata. De manera especialmente preferible, el alma de union esta recubierta con de 0,1 pm a 0,3 pm de mquel y/o de 3 pm a 20 pm de plata. El alma de union puede estar niquelada, cincada, y/o ser tratada con cobre y/o plata.

La forma del elemento de conexion electrica puede configurar una o mas deposiciones de soldadura en el espacio promedio entre elemento de conexion y estructura electricamente conductora. La deposicion de soldadura y las propiedades de humectacion de la soldadura en el elemento de conexion impiden el egreso de la pasta de soldar desde el espacio intermedio. Las deposiciones de soldadura pueden tener una configuracion rectangular, redondeada o poligonal.

Por otra parte, la invencion comprende un procedimiento para fabricar un panel con elementos de conexion en dos partes con alma de union, que comprende las siguientes etapas:

a) se fija de manera electricamente conductora un alma de union sobre el lado superior del elemento de conexion;

b) sobre el lado inferior del elemento de conexion se aplica una pasta de soldar libre de plomo sobre por lo menos un

area de contacto;

c) el elemento de conexion con la pasta de soldar libre de plomo, se dispone sobre una estructura electricamente

conductora; y

d) mediante soldadura se une el elemento de conexion a la estructura electricamente conductora.

La estructura electricamente conductora puede aplicarse sobre el sustrato mediante un procedimiento de por sf conocido, por ejemplo mediante el procedimiento de serigraffa. La aplicacion de la estructura electricamente conductora puede tener lugar antes, durante o despues de las etapas de procedimiento (a) y (b).

La pasta de soldar se aplica preferentemente en forma de plaquitas o de gotas aplanadas en forma de capas de espesor, volumen, forma y disposicion establecidos, sobre el elemento de conexion. El espesor de capa de las plaquitas de pasta de soldar es preferentemente inferior o igual a 0,6 mm. Es preferible que la forma de las plaquitas de pasta de soldar se corresponda a la forma de las areas de contacto. Por ejemplo, si el area de contacto tiene una configuracion rectangular, en tal caso la plaquita de pasta de soldar presenta preferentemente una forma rectangular.

La introduccion de la energfa durante la union electrica del elemento de conexion electrica con la estructura electricamente conductora tiene preferentemente lugar mediante punzon, calentamiento, soldadura de mango, soldadura de microllama, preferentemente soldadura laser, soldadura con aire caliente, soldadura de induccion, soldadura de resistencia y/o con ultrasonido.

Es preferible que el alma de union sea soldada con soldadura fuerte o con soldadura sobre el lado superior del elemento de conexion. Se prefiere en especial que el alma de union sea fijada mediante soldadura de resistencia con electrodos, soldadura de ultrasonido o soldadura de friccion, sobre las el elemento de conexion.

A continuacion de la etapa de procedimiento (d) tiene opcionalmente lugar una conformacion del alma de union. Dado que el extremo libre del alma de union despues del montaje del panel en el vetnculo es de un acceso diffcil, una conformacion del alma de union permite un acceso sustancialmente mejorado a la posicion del alma. Por otra parte, gracias a esta conformacion puede obtenerse una posicion exacta definida para el alma. Despues de la conformacion, el extremo libre del alma de union apunta opuestamente con respecto al sustrato. El angulo que adopta el extremo libre

del alma de union con respecto a la superficie del sustrato, puede elegirse en funcion de cada requisito. Dando que el alma de union de acuerdo con la invencion es facilmente conformable solo es necesario ejercer reducidas fuerzas para curvar el alma de union. Dado que el alma de union consiste en un material macizo y no es flexible, tiene una conformacion plastica y la posicion del alma de union puede definirse con exactitud. La conformacion del alma de 5 union de acuerdo con la invencion tiene lugar de una manera puramente manual y sin utilizar herramientas. En cuanto a las fuerzas reducidas que se presentan durante ello se evita una torsion del elemento de conexion que es esencialmente mas ngido en comparacion con el alma de union. De esta manera se previene tambien un dano concomitante en el lugar de la soldadura.

Despues de la instalacion del panel en el vehmulo y eventual conformacion con una conexion de enchufe, una chapa, 10 un liston o un trenzado, por ejemplo de cobre, se une el alma de union con el circuito electronico del tablero de a bordo. Es preferible elegir una union de enchufe que por una parte asegure una estabilidad permanente y ademas evite un desprendimiento desde el contacto pero que ademas sea tambien reversible. De esta manera es posible intercambiar de modo y manera faciles el cable de conexion entre el alma de union y el circuito electronico de a bordo en caso de danarse el cable. En cambio, las otras posibilidades mencionadas de puesta en contacto impiden una soldadura 15 blanda o fuerte del contacto.

La invencion comprende ademas la utilizacion del panel de acuerdo con la invencion con la estructura electricamente conductora en vehmulos, vidriados arquitectonicos o vidriados edilicios, en especial en vehmulos de motor, vehmulos sobre rieles, aviones o embarcaciones. A tal efecto, un elemento de conexion sirve para vincular las estructuras electricamente conductoras del panel, como por ejemplo conductores de calefaccion o conductores de antena, con 20 sistemas electricos externos, como por ejemplo amplificadores, unidades de control o fuentes de tension electrica. La invencion abarca en especial la utilizacion del panel de acuerdo con la invencion en vehmulos que se desplazan sobre rieles o en vehmulos de motor, preferentemente como parabrisas, lunetas, paneles vidriados laterales y/o paneles vidriados de techo, en especial como panel calefaccionable o como panel con funcion de antena.

La invencion se explica seguidamente con mayor detenimiento con ayuda de un dibujo y de ejemplos de realizacion. El 25 dibujo es una representacion esquematica y no esta en escala. El dibujo de ninguna manera delimita la invencion. En el dibujo:

la Figura 1 representa una vista en perspectiva de un panel de acuerdo con la invencion con elemento de conexion y alma de union;

la Figura 2 representa una seccion transversal del panel de acuerdo con la Figura 1 a lo largo de la lmea de seccion 30 transversal aA';

la Figura 3 representa una vista superior de acuerdo con la Figura 1;

la Figura 4 representa una panel de acuerdo con las Figuras 1 y 2 con elemento de conexion y alma de union conformada;

la Figura 5a representa una vista superior de otra configuracion del panel de acuerdo con la invencion con elemento de 35 conexion y alma de union como tambien elevaciones de contacto adicionales y distanciadores;

la Figura 5b muestra una seccion transversal del panel de acuerdo con la Figura 5a a lo largo de la lmea de seccion transversal BB'.

la Figura 6 representa un diagrama de flujo del procedimiento de acuerdo con la invencion para fabricar un panel con elemento de conexion y alma de union.

40 La Figura 1 muestra un panel de acuerdo con la invencion con el elemento de conexion (3) y el alma de union (4). Sobre un sustrato (1) consistente en vidrio de seguridad de panel de una sola capa, de 3 mm de espesor, termicamente pretensado, de soda y cal, se ha aplicado una impresion serigrafica (6).El sustrato (1) presenta un ancho de 150 cm y una altura de 80 cm, habiendose aplicado en el borde lateral mas corto en la region de la impresion serigrafica (6) un elemento de conexion (3) con alma de union (4). Sobre la superficie del sustrato (1) se ha aplicado 45 una estructura electricamente conductora (2) en forma de una estructura de conductores de calefaccion. La estructura electricamente conductora contiene partmulas de plata y fritas de vidrio, siendo la proporcion de plata superior al 90%. En la region de borde del panel (I), se ha ensanchado en 10 mm la estructura electricamente conductora. En esta region se ha aplicado una pasta libre de plomo (5), que vincula la estructura electricamente conductora (2) con las areas de contacto (7) del elemento de conexion (3). Despues del montaje, la puesta en contacto en la carrocena del 50 vehmulo queda oculta por la impresion serigrafica (6). La pasta de soldar (5) representa una union electrica y

permanente de la estructura electricamente conductora (2) con el elemento de conexion (3). La pasta de soldar libre de plomo (5) contiene el 57 % en peso de bismuto, 42 % en peso de estano y el 1 % en peso de plata. La pasta de soldar libre de plomo (5) tiene un espesor de 250 pm. El elemento de conexion (3) presenta una forma de puente. El elemento de conexion comprende dos patas cada una de ellas con un area de contacto (7.1, 7.2) en su lado inferior y una 55 seccion de forma de puente, que se extiende entre las patas. Visto en una seccion en forma de puente, el alma de union (4) esta soldada sobre la superficie del elemento de conexion (3). El alma de union (4) esta orientado de manera solidaria hacia un canto exterior del elemento de conexion (3) y apunta hacia fuera por arriba del borde exterior situado

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opuestamente en la direccion de las patas del elemento de conexion (3), en donde el elemento de conexion (3) y el alma de union (4) confieren conjuntamente una disposicion en forma de “E”. El elemento de conexion electrica (3) tiene un ancho de 4 mm y una longitud de 24 mm y consiste en acero con el N.° de material 1.4509 segun h EN 10 088-2 (ThyssenKrupp Nirosta® 4509) con un coeficiente de dilatacion termica de 10,5 x 10"6/°C en un intervalo de temperaturas de 20°C a 300°C. El espesor del material del elemento de conexion (3) es de 0,8 mm. El alma de union

(4) presenta una altura de 0,8 mm, un ancho de 6,3 mm y una longitud de 27 mm. El alma de union (4) consiste en cobre con el N.° de material CW004A (Cu-ETP) con una resistencia electrica de 1,8 pOhm.cm.

La Figura 2 muestra una seccion transversal del panel de acuerdo con la Figura 1, a lo largo de la lmea de seccion transversal AA'. Sobre el sustrato (1) se ha aplicado la impresion serigrafica (6) sobre la que se halla la estructura electricamente conductora (2). La seccion de forma de puente del elemento de conexion (3), que es cortada por la lmea de corte AA', ha sido representada en lmeas oblicuas, mientras que la pata del elemento de conexion (3) ha sido representada con puntos. Sobre la seccion de forma de puente del elemento de conexion (3) se encuentra el alma de union (4) y esta soldada allf En el lado inferior del elemento de conexion (3) se encuentra la segunda area de contacto (7.2), a la que en el pie hace contacto la pata del elemento de conexion (3) con la estructura electricamente conductora (2). Para la union electricamente estable electricamente conductora y mecanica del elemento de conexion y de la electricamente conductora, sobre la segunda area de contacto (7.2) se ha aplicado la pasta de soldar libre de plomo

(5) . La pasta de soldar libre de plomo (5) se presenta con un menisco concavo desde el juego entre el elemento de conexion (3) y la estructura electricamente conductora (2). La parte no mostrada del elemento de conexion (3) con la primera area de contacto (7.1) ha sido ensamblada de manera analoga a la parte aqrn descrita del elemento de conexion (3).

La Figura 3 muestra una vista superior del panel de acuerdo con la Figura 1. El elemento de conexion (3) y el alma de union (4) forman conjuntamente una disposicion en forma de E-, en donde el alma de union (4) entre las patas del elemento de conexion (3) se desarrolla paralelamente con respecto a ellas y apunta en la misma direccion.

La Figura 4 muestra un panel de acuerdo con la invencion de acuerdo con las Figuras 1 y 2 con el elemento de conexion (3) y alma de union conformada a lo largo de la lmea de seccion transversal AA'. La estructura general del panel de acuerdo con la invencion mostrada se corresponde a la descrita en las Figuras 1 y 2, en donde el alma de union (4) esta curvada hacia arriba del sustrato (1). El extremo libre del alma de union (4), que no esta vinculado directamente al elemento de conexion (3), adopta un angulo de 90° con respecto a la superficie del sustrato (1) y apunta en direccion opuesta a esta. De esta manera, la posicion del alma se mejora de una manera esencialmente mas accesible en su estado incorporado y esta mejor definida.

Las Figuras 5a y 5b muestran otra configuracion del panel de acuerdo con la invencion con el elemento de conexion (3) y alma de union (4) como tambien distanciadores adicionales (8) y elevaciones de contacto (9). En la representacion mostrada en la Figura 5a los distanciadores (8) estan ocultos por el elemento de conexion (3). Las Figura 5b muestra una seccion a traves de una pata del elemento de conexion (3) a lo largo de la lmea de corte BB'. En este caso, las areas cortadas del elemento de conexion se representan con lmeas oblicuas. La vista mostrada en la Figura 5b permite reconocer dos distanciadores (8) en la primera area de contacto (7.1) del elemento de conexion (3). La segunda area de contacto (7.2) presenta de manera analoga a ello dos distanciadores (8) (no representados aqrn). Los distanciadores (8) estan estampados en las areas de contacto (7) en las patas del elemento de conexion (3) con lo que constituyen una sola pieza con ellas. Los distanciadores (8) estan conformados como segmentos conicos y tienen una altura de 2,5 x 10"4 m y un ancho de 5 x 10"4 m. Gracias a los distanciadores (8) se favorece la configuracion de una capa uniforme de la pasta de soldar libre de plomo (5). Esto es especialmente ventajoso en cuanto a la adherencia del elemento de conexion (3). Las elevaciones de contacto (9) estan dispuestas en las superficies alejadas opuestas con respecto a las areas de contacto (7) del sustrato (1) del elemento de conexion (3), Las elevaciones de contacto (9) estan estampadas en las patas del elemento de conexion (3) con lo que estan formadas de una pieza con estas. Las elevaciones de contacto (9) estan configuradas como segmentos de cono y tienen una altura de 2,5 x10-4 m y un ancho de 5 x 10"4 m. Las elevaciones de contacto (9) sirven para la puesta en contacto del elemento de conexion (3) con la herramienta de soldadura durante el proceso del soldado. Gracias a las elevaciones de contacto (9) se asegura una distribucion calorica reproducible y definida independientemente del posicionamiento exacto de la herramienta de soldadura.

La Figura 6 muestra un diagrama de flujo del procedimiento de acuerdo con la invencion para fabricar un panel con elemento de conexion (3) y alma de union (4). En primera instancia se aplica un alma de union (4) de manera electricamente conductora sobre el lado superior del elemento de conexion (3). A continuacion, se aplica una pasta de soldar libre de plomo (5) sobre el lado inferior del elemento de conexion (3) sobre por lo menos un area de contacto (7) y se dispone el elemento de conexion (3) con la pasta de soldar libre de plomo (5) sobre la estructura electricamente conductora (2). A continuacion se suelda el elemento de conexion (3) a la estructura electricamente conductora (2). Es preferible que el alma de union (4) sea seguidamente conformada por carga unilateral en el extremo exterior libre del alma de union (4) a efectos de asegurar una mejor accesibilidad del alma de union (4). La conformacion del alma de union (4) puede tener lugar directamente a continuacion de las etapas precedentes o recien despues de la incorporacion del panel en la carrocena del vehmulo, preferentemente antes de la incorporacion del panel.

A continuacion se compara la invencion con ayuda de una serie de ensayos de panel con elemento de conexion de una sola pieza de acuerdo con el estado de la tecnica y el panel de acuerdo con la invencion con un elemento de conexion

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de dos partes y alma de union, en cada caso en union con una pasta de soldar libre de plomo.

La Tabla 1 muestra una pequena seleccion de varios materiales que pueden utilizarse en los elementos de conexion conocidos en el estado la tecnica y/o en el elemento de conexion de acuerdo con la invencion. Los datos senalados en la ultima columna se refieren a la procedencia de las propiedades ffsicas indicadas.

Tabla 1

Material: N.° de material Modulo E (kN/mm2) Resistencia electrica (pOhm-cm) CTE (-10-6/°C) Fuente de la informacion

Cobre: CW004A 130 1,8 16,8 1

CuZn30: CW505L 115 6,2 19,0 1

ThyssenKrupp Nirosta® 4016: 1.4016 220 60 10,0 2

ThyssenKrupp Nirosta® 4113: 1.4113 220 60 10,0 2

ThyssenKrupp Nirosta® 4509: 1.4509 220 60 10,0 2

ThyssenKrupp Nirosta® 4510: 1.4510 220 60 10,0 2

Titanio: 3.7024 / 3.7025 105 4,7 8,9 2

Fuente 1: Planilla de datos de materiales del Deutsche Kupferinstitut Fuente 2: Planilla de datos de materiales de trabajo del ThyssenKrupp

En una serie de ensayos se comparo un elemento de conexion (3) de acuerdo con la invencion con alma de union (4) con tres elementos de conexion distintos de acuerdo con el estado de la tecnica. A efectos de asegurar una comparabilidad se emplearon tanto el elemento de conexion de dos partes de acuerdo con la invencion con alma de union como tambien el elemento de conexion conformado de una sola pieza de acuerdo con el estado de la tecnica con alma de union de la misma geometna. Al respecto, la geometna del elemento de conexion se correspondio a la disposicion mostrada en la Figura 1. Como sustrato (1) se aplico un vidrio de seguridad de un solo panel termicamente pretensado de vidrio de sosa cal de 3 mm de espesor con una impresion serigrafica (6).El sustrato (1) presentaba un ancho de 150 cm y una altura de 80 cm, sobre el que se aplico en el canto lateral mas corto en la region de la impresion serigrafica (6) un elemento de conexion con alma de union (4). Los elementos de conexion correspondientemente utilizados abarcaban dos patas cada una con un area de contacto (7.1, 7.2) en su lado inferior. Sobre la superficie del sustrato (1) se aplico una estructura electricamente conductora (2) en forma de una estructura de conductores calefactores. En este caso, la estructura electricamente conductora abarcaba partfculas de plata y fritas de vidrio, en donde la proporcion de plata elegida era superior al 90%. En la region de borde del panel (l) se habfa ensanchado la estructura electricamente conductora (2) en 10 mm. En esta region se habfan aplicado de manera correspondiente los diversos elementos de conexion. A tal efecto sirvio una pasta de soldar libre de plomo consistente en 57% en peso de bismuto, 42% de estano y 1% de plata, que con un espesor de 250 pm habfa sido aplicada entre el area de contacto (7) del elemento de conexion y la estructura electricamente conductora (2). Los elementos de conexion utilizados en el

ejemplo y en los ejemplos comparativos presentaban la misma forma de puente. En la seccion de forma de puente del elemento de conexion se hallaba en cada caso un alma de union sobre la superficie del elemento de conexion. Al respecto, el alma de union estaba orientada de manera solidaria hacia un canto exterior del elemento de conexion y presentaba por arriba del canto exterior situado opuestamente en la direccion de las patas del elemento de conexion, 5 en donde el elemento de conexion y el alma de union formaron conjuntamente una disposicion en “E”. Los elementos de conexion utilizados teman un ancho de 4 mm y una longitud de 24 mm. El espesor del material de los elementos de conexion era de 0,8 mm y las almas de union presentan un espesor de 0,8 mm, un ancho de 6,3 mm y una longitud de 27 mm. En los ejemplos de comparacion las almas de union estaban conformadas de una sola pieza con los elementos de conexion por lo que consistfan del mismo material. En el ejemplo de acuerdo con la invencion, sobre la superficie 10 del elemento de conexion (3) de acuerdo con la invencion se habfa soldado el alma de union (3). En este caso, el alma de union (4) y el elemento de conexion estaba conformados como dos partes y consistfan de diferentes materiales.

La Tabla 2 nuestra los materiales utilizados en el ejemplo de acuerdo con la invencion y en los ejemplos comparativos para el elementos de conexion y el alma de union como tambien la realizacion de una sola pieza o de dos piezas del elemento de conexion con el alma de union.

15 Tabla 2

: Material del Elemento de conexion Material del alma de union Realizacion

Ejemplo 1: ThyssenKrupp Nirosta® 4509, N.° de material: 1.4509 Cobre, N.° de material CW004A: Dos partes

Ejemplo comparativo 2: Cobre, N.° de material: CW004A Cobre, N.° de material: CW004A Una parte

Ejemplo comparativo 3: ThyssenKrupp Nirosta® 4509, N.° de material: 1.4509 ThyssenKrupp Nirosta® 4509, N.° de material: 1.4509 Una parte

Ejemplo comparativo 4: Titanio, N.° de material: 3.7024 Titanio, N.° de material: 3.7024 Una parte

Las muestras del Ejemplo 1 y de los Ejemplos Comparativos 2 a 4 fueron seguidamente sometidas a diferentes ensayos. En una primera serie de ensayo se sometieron las muestras a un ensayo de cambio de temperatura para verificar su estabilidad, sometiendoselas a un cambio de temperatura de +80 °C a -80 °C. En una segunda serie de 20 ensayos se curvaron las almas de union en un angulo de 90° hacia arriba desde su sustrato, como se muestra en la Figura 4. A continuacion se observaron las muestras para verificar si se dano la soldadura y si se presento una torsion del elemento de conexion. Ademas se compararon las resistencias electricas de las correspondientes almas de union. Estas constituyen una medida para la capacidad conductora de las almas de union, que debe ser la elevada posible. En la Tabla 3 se muestran los resultados de las series de ensayos para el Ejemplo 1 como tambien para los Ejemplos 25 Comparativos 2 a 4.

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Tabla 3

: Ensayo de cambio de temperatura Conformacion del alma de union Resistencia electrica del alma de union

Ejemplo 1: Sin danos Sin danos 1,8 pOhm.cm

Ejemplo comparativo 2: De ano por desprendimientos del vidrio Dano en el lugar de la soldadura 1,8 pOhm.cm

Ejemplo comparativo 3: Sin danos Sin danos 60 pOhm.cm

Ejemplo comparativo 4: Sin danos De ano en el lugar de la soldadura 4,7 pOhm.cm

Como puede observarse en la Tabla 3, solamente en el Ejemplo 1 y en el Ejemplo Comparativo 3, durante el ensayo de cambio de temperatura como tambien durante la conformacion del alma de union no se presento ningun dano en la muestra. En el Ejemplo Comparativo 2 se presento un dano en la muestra durante el cambio de temperatura. Debido a los diferentes coeficientes de dilatacion del sustrato y del elemento de conexion, se presentaron estallidos del vidrio en la region de las areas de contacto del elemento de conexion. Ademas, en el, Ejemplo comparativo 2 se dano el lugar de la soldadura durante la conformacion del alma de union. Dado que elemento de conexion en el Ejemplo Comparativo 2 consistio en cobre facilmente conformable, durante el curvado del alma de union se presento una torsion del elemento de forma de puente, que condujo a su dano. En el Ejemplo Comparativo 4, durante el ensayo del cambio de temperatura no se presentaron danos en las muestras, pero sin embargo debido a la reducida rigidez del elemento de conexion se observaron danos en el lugar de soldadura durante el proceso de conformacion. Ademas cabe mencionar que el material de trabajo titanio utilizado en el Ejemplo Comparativo 4 es costoso y diffcil de soldar. Los danos de este tipo en las muestras no son aceptables en la produccion cotidiana, por lo que solamente el Ejemplo 1 y el Ejemplo Comparativo 3 presentan una estabilidad suficiente. En el ejemplo comparativo 3 el elemento de conexion y el alma de union consisten en un acero poco conductor, por lo cual a diferencia del ejemplo inventivo 1 se presenta una cafda sustancialmente mas elevada de la tension en el alma de union. Sin embargo, dicha cafda de tension debena mantenerse la mas baja posible, para asegurar un flujo optimo de la corriente electrica. Con ello, solamente la solucion del Ejemplo 1 pone a disposicion un elemento de conexion que presenta una estabilidad suficiente a las temperaturas y que tiene un alma de union conformable a voluntad, en la que solamente se presenta una reducida cafda de tension. Esos resultados eran sorprendentes e imprevistos para la persona experta.

Lista de simbolos de referencia

1 Sustrato transparente

2 Estructura electricamente conductora

3 Elemento de conexion

4 Alma de union

5 Pasta de soldar libre de plomo

6 Impresion por serigraffa

7 Areas de contacto

7.1 Primera area de contacto

7.2 Segunda area de contacto

8 Distanciador

9 Elevaciones de contacto

AA' Lmea de seccion transversal

BB' Lmea de seccion transversal

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. Un panel con por lo menos un elemento de conexion (3) con alma de union (4) que comprende por lo menos un sustrato (1) con estructura electricamente conductora (2) sobre por lo menos una region parcial del sustrato (1), por lo menos un elemento de conexion electrica (3) sobre por lo menos una region parcial de la estructura electricamente conductora (2), un alma de union (4) sobre por lo menos una region parcial del elemento de conexion (3) y una pasta de soldar libre de plomo (5), que vincula el elemento de conexion electrica (3) en por lo menos una region parcial con la estructura electricamente conductora (2), en donde la diferencia entre los coeficientes de dilatacion termica del sustrato (1) y del elemento de conexion (3) es inferior a 5 x 10-6/°C, en donde el alma de union (4) tiene una conformacion maciza y contiene cobre y en donde las composiciones de los materiales del elemento de conexion (3) y del alma de union (4) se diferencian entre sl
2. Panel segun la reivindicacion 1, en donde la resistencia electrica del alma de union (4) es de 0,5 pOhm.cm a 20 pOhm.cm, preferentemente entre 1,0 pOhm.cm y 15 pOhm.cm, mas preferentemente entre 1,5 pOhm.cm y 11 pOhm.cm.
3. Panel segun la reivindicacion 1 o 2, en donde el elemento de conexion (3) contiene titanio, hierro, mquel, cobalto, molibdeno, cobre, cinc, estano, manganeso, niobio y sus aleaciones, preferentemente aleaciones de hierro.
4. Panel segun la reivindicacion 3, en donde el elemento de conexion (3) contiene por lo menos del 66,5 % en peso al 89,5 % en peso de hierro, del 10,5 % en peso al 20 % en peso de cromo, del 0 % en peso al 1 % en peso de carbono, del 0 % en peso al 5 % en peso de mquel, del 0 % en peso al 2 % en peso de manganeso, de 0 % en peso al 2,5 % en peso de molibdeno, del 0 % en peso al 2 % en peso de niobio y del 0 % en peso al 1 % en peso de titanio.
5. Panel segun la reivindicacion 4, en donde el elemento de conexion (3) contiene por lo menos el 77 % en peso al 84 % en peso de hierro, del 16 % en peso al 18,5 % en peso de cromo, del 0 % en peso al 0,1 % en peso de carbono, del 0 % en peso al 1 % en peso de manganeso, del 0 % en peso al 1 % en peso de niobio, del 0 % en peso al 1,5% en peso de molibdeno y del 0 % en peso al 1 % en peso de titanio.
6. Panel segun una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el alma de union (4) contiene titanio, hierro, mquel, cobalto, molibdeno, cinc, estano, manganeso, niobio, silicio y/o sus aleaciones.
7. Panel segun la reivindicacion 6, en donde el alma de union (4) contiene del 45,0 % en peso al 99,9 % en peso de cobre, del 0 % en peso al 45 % en peso de cinc, del 0 % en peso al 15% en peso de estano, del 0% en peso al 30% en peso de mquel y del 0 % en peso al 5% en peso de silicio.
8. Panel segun la reivindicacion 7, en donde el alma de union (4) contiene del 58 % en peso al 99,9 % en peso de cobre y del 0 % en peso al 37,0 % en peso de cinc, preferentemente del 60 % en peso al 80 % en peso de cobre y del 20 % en peso al 40% en peso de cinc.
9. Panel segun una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la estructura electricamente conductora (2) contiene por lo menos plata, preferentemente partfculas de plata y fritas de vidrio y presenta un espesor de capa de 5 pm a 40 pm.
10. Panel segun una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el sustrato (1) contiene vidrio, preferentemente vidrio plano, vidrio flotante, vidrio cuarcftico, vidrio de borosilicato y/o vidrio de cal y sosa.
11. Panel segun una de las reivindicaciones 1 a 10, en donde la pasta de soldar libre de plomo (5) contiene estano, bismuto, indio, cinc, cobre, plata y/o sus mezclas y/o aleaciones.
12. Panel segun la reivindicacion 11, en donde la pasta de soldar libre de plomo (5) contiene del 35 % en peso al 69 % en peso de bismuto, del 30% en peso al 50 % en peso de estano, del 1 % en peso al 10 % en peso de plata y del 0% en peso al 5 % en peso de cobre.
13. Procedimiento para la fabricacion de un panel segun una de las reivindicaciones 1 a 12, en donde:

a) se fija de manera electricamente conductora un alma de union (4) sobre el lado superior del elemento de conexion

(3);

b) sobre el lado inferior del elemento de conexion (3) se aplica una pasta de soldar libre de plomo (5) sobre por lo menos un area de contacto (7);

c) el elemento de conexion (3) con la pasta de soldar libre de plomo (5), se dispone sobre una estructura electricamente conductora (2) sobre un sustrato (1); y

d) mediante soldadura se une el elemento de conexion (3) a la estructura electricamente conductora (2).
14. Procedimiento segun la reivindicacion 13, en donde seguidamente se deforma plasticamente el alma de union (4) mediante carga unilateral en el extremo del alma de union (4)
15. Utilizacion de un panel de acuerdo de las reivindicaciones 1 a 12 como panel con estructuras electricamente conductoras, preferentemente con conductores de calefaccion y/o conductores de antena, para vehnculos terrestres, aviones, embarcaciones, vidriados arquitectonicos y vidriados de edificios.