JP2013532116A - 電気接続素子を備える窓ガラス - Google Patents

Abstract

電気接続素子を備える窓ガラスであって、ガラス製の基板（１）と、 基板（１）の領域上に５μｍから４０μｍの層厚を有する導電性構造（２）と、接続素子（３）と、導電性構造（２）の一部分（１２）に接続素子（３）を電気的に接続する半田材料（４）の層と、を備え、接続素子（３）は、少なくとも鉄ニッケル合金または鉄ニッケルコバルト合金を含有し、接続素子（３）は、その全面にわたって接触面（１１）を通じて導電性構造（２）の部分（１２）に接続されており、接触面（１１）は角部を有していない、窓ガラス。

Description

本発明は、電気接続素子を備える窓ガラス、および、経済的で環境に優しいその製造方法に関する。

本発明はさらに、たとえば加熱導体やアンテナ導体などの導電性構造を有する自動車用電気接続素子を備える窓ガラスに関する。導電性構造は、通常、半田付けされた電気接続素子を通じて、車載電気系統に接続される。使用される材料の異なる熱膨張係数のため、窓ガラスを歪ませて窓ガラスの破損を招くような機械的応力が、製造および操作中に発生する。

鉛含有半田は、プラスチック変形によって電気接続素子と窓ガラスとの間に生じる機械的応力を相殺することができる、高い延性を有する。しかしながら、廃自動車に関するＥＵ指令２０００／５３／ＥＣのため、鉛含有半田はＥＣ内では鉛フリー半田に置き換えられなければならない。この指令は、略して、ＥＬＶ（Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ）の頭文字で称される。その目的は、使い捨て電子部品が著しく増加した結果として生じる、製品からの極端に問題のある成分を禁止することである。影響を受ける物質は、鉛、水銀、カドミウム、およびクロムである。これは、特に、ガラス上に電気的に付着させられた鉛フリー半田の実現、および対応する代替製品の導入に関する。

欧州特許出願公開第ＥＰ１９４２７０３Ａ２号明細書は、窓ガラスと電気接続素子との膨張係数の差が５×１０^−６／℃未満である、自動車の窓ガラス上の電気接続素子を開示している。十分な機械的安定性および加工性を可能にするために、過剰な半田材料を使用することが提案されている。過剰な半田材料は、接続素子と導電性構造の間の中間領域から流出する。過剰な半田材料は、ガラス製窓ガラスに高い機械的応力を発生させる。この機械的応力が、最終的に窓ガラスの破損を招く。

欧州特許出願公開第１９４２７０３号明細書

廃自動車に関するＥＵ指令２０００／５３／ＥＣ

本発明の目的は、窓ガラス中の臨界的な機械的応力が回避されるような、電気接続素子を備える窓ガラス、および、経済的で環境に優しいその製造方法を提供することである。

本発明の目的は、以下の特徴を含む接続素子を備える窓ガラスによって達成される：
ガラス製の基板、
基板の領域上に５μｍから４０μｍの層厚を有する導電性構造、
接続素子、および
導電性構造の一部分に接続素子を電気的に接続する半田材料の層を含み、
接続素子は、少なくとも１つの鉄ニッケル合金または１つの鉄ニッケルコバルト合金を含有し、
接続素子は、その全面にわたって接触面を通じて導電性構造の部分に接続されており、
接触面は角部を有していない。

導電性構造は、窓ガラスに付着される。電気接続素子は、各部分の半田材料によって、導電性構造に電気的に接続される。半田材料は、接続素子と導電性構造との間の中間領域から、１ｍｍ未満の流出幅で流出する。

好適な実施形態において、最大流出幅は０．５ｍｍ未満であり、特に、およそ０ｍｍである。最大流出幅は負数でもよく、電気接続素子および導電性構造によって、好ましくは凹状に形成された、中間領域内に引き戻されることもあり得る。

最大流出幅は、接続素子の外縁と、半田材料の層厚が５０μｍ未満に減少する半田材料交差部の点との間の距離として、定義される。

窓ガラスにおいて、特に、大きい半田材料交差部を有する臨界領域において、機械的応力が減少することが、利点である。

第一膨張係数は、好ましくは８×１０^−６／℃から９×１０^−６／℃である。基板は好ましくは、０℃から３００℃の温度範囲で、好ましくは８．３×１０^−６／℃から９×１０^−６／℃の熱膨張係数を有するガラスである。

第二膨張係数は、好ましくは、０℃から３００℃の温度範囲で、８×１０^−６／℃から９×１０^−６／℃、特に好ましくは８．３×１０^−６／℃から９×１０^−６／℃である。

接続素子の熱膨張係数は、４×１０^−６／℃以下であってもよい。

本発明による導電性構造は、好ましくは８μｍから１５μｍ、特に好ましくは１０μｍから１２μｍの層厚を有する。本発明による導電性構造は、好ましくは銀、特に好ましくは銀粒子およびガラスガラスフリットを、含有する。

本発明による半田の層厚は、好ましくは７．０×１０^−４ｍ未満、特に好ましくは３．０×１０^−４ｍ未満、特には０．５×１０^−４ｍ未満である。本発明による半田材料は、好ましくはスズおよびビスマス、インジウム、亜鉛、銅、銀、またはこれらの組成物を含有する。本発明による半田組成物中のスズの割合は、３重量％から９９．５重量％、好ましくは１０重量％から９５．５重量％、特に好ましくは１５重量％から６０重量％である。本発明による半田組成物中のビスマス、インジウム、亜鉛、銅、銀、またはこれらの組成物の割合は、０．５重量％から９７重量％、好ましくは１０重量％から６７重量％であり、それによってスズ、ビスマス、インジウム、亜鉛、銅、または銀の割合は０重量％になり得る。本発明による半田組成物は、０重量％から５重量％の割合で、ニッケル、ゲルマニウム、アルミニウム、またはリンを含有することができる。本発明による半田組成物は、特に好ましくは、Ｂｉ５７Ｓｎ４２Ａｇ１、Ｂｉ５９Ｓｎ４０Ａｇ１、Ｉｎ９７Ａｇ３、Ｓｎ９５．５Ａｇ３．８Ｃｕ０．７、Ｂｉ６７Ｉｎ３３、Ｂｉ３３Ｉｎ５０Ｓｎ１７、Ｓｎ７７．２Ｉｎ２０Ａｇ２．８、Ｓｎ９５Ａｇ４Ｃｕ１、Ｓｎ９９Ｃｕ１、Ｓｎ９６．５Ａｇ３．５、またはこれらの混合物を含む。本発明による半田組成物は、好ましくは鉛フリーであり、鉛を含有しないか、または、鉛の製造関連添加物のみを含有する。

本発明による接続素子は、好ましくは少なくとも５０重量％から７５重量％の鉄、２５重量％から５０重量％のニッケル、０重量％から２０重量％のコバルト、０重量％から１．５重量％のマグネシウム、０重量％から１重量％のシリコン、０重量％から１重量％の炭素、または０重量％から１重量％のマンガンを含有する。

本発明による接続素子は、好ましくは０重量％から１重量％の割合のクロム、ニオブ、アルミニウム、バナジウム、タングステン、およびチタン、０重量％から５重量％の割合のモリブデン、ならびに製造関連添加物を含有する。

本発明による接続素子は、好ましくは少なくとも５５重量％から７０重量％の鉄、３０重量％から４５重量％のニッケル、０重量％から５重量％のコバルト、０重量％から１重量％のマグネシウム、０重量％から１重量％のシリコン、または０重量％から１重量％の炭素を含有する。

本発明による接続素子は、好ましくは少なくとも５０重量％から６０重量％の鉄、２５重量％から３５重量％のニッケル、１５重量％から２０重量％のコバルト、０重量％から０．５重量％のシリコン、０重量％から０．１重量％の炭素、または０重量％から０．５重量％のマンガンを、さらに含有する。

本発明による接続素子は、特に好ましくは、ニッケル、スズ、銅、および／または銀で部分的に被覆される。本発明による接続素子は、非常に好ましくは、０．１μｍから０．３μｍのニッケルおよび／または３μｍから１０μｍの銀で被覆される。接続素子は、ニッケル、スズ、銅、および／または銀でめっきされることが可能である。ＮｉおよびＡｇは、接続素子の通電容量および腐食安定性、ならびに半田材料との濡れを改善する。

本発明による接続素子は、好ましくはコバール（ＦｅＣｏＮｉ）および／またはインバー（ＦｅＮｉ）を含有し、インバーの熱膨張係数は０．１×１０^−６／℃から４×１０^−６／℃、または窓ガラスの膨張係数に対してコバールの最大差は５×１０^−６／℃である。

コバールは、通常、およそ５×１０^−６／℃の熱膨張係数を有する鉄ニッケルコバルト合金であり、したがって一般的な金属の係数よりも低い。組成物は、たとえば、５４重量％の鉄、２９重量％のニッケル、および１７重量％のコバルトを含有する。マイクロエレクトロニクスおよびマイクロシステム技術の分野において、コバールは、結果的に、筐体材料またはサブマウントとして使用される。サブマウントは、サンドウィッチ原理にしたがって、実際のキャリア材料と、大部分が明らかに大きい膨張係数を有する材料との間に位置する。このため、コバールは、その他の材料の異なる熱膨張係数によって生じる熱機械的応力を吸収および低減する補償素子の役割を果たす。同様に、コバールは、電子部品の金属とガラスの実装、および真空チャンバ内の材料遷移のために、使用される。

インバーは、たとえば３６重量％のニッケル含有率を有する、鉄ニッケル合金である（ＦｅＮｉ３６）。特定の温度範囲において以上に小さく、または場合により負数の熱膨張係数を有する特性のある、合金および組成物の群がある。Ｆｅ６５Ｎｉ３５インバーは、６５重量％の鉄および３５重量％のニッケルを含有する。機械的特性を変化させるために、最大１重量％のマグネシウム、シリコンおよび炭素が通常は合金化される。５重量％のコバルトを合金化することによって、熱膨張係数αは、さらに減少されることが可能である。この合金の名称の１つは、０．５５×１０^−６／℃の膨張係数α（２０℃から１００℃）を有するＦｅＮｉ３３Ｃｏ４．５である、Ｉｎｏｖｃｏである。

４×１０^６／℃未満の非常に低い絶対熱膨張係数を有するインバーなどの合金が使用される場合、ガラスの非臨界圧縮応力を通じて、または合金の非臨界引張応力を通じて、機械的応力の過剰補償が行われる。

本発明による接続素子は好ましくは、焼き鈍しによって熱的に後処理された、鉄ニッケル合金および／または鉄ニッケルコバルト合金を含有する。

コバールおよび／またはインバーは、たとえば鋼、アルミニウム、チタン、銅で作られた接続素子上に、補償板として溶接、クリンプ締め、または接着されることも可能である。バイメタルとして、ガラス膨張に対する接続素子の好ましい膨張挙動が獲得され得る。補償板は好ましくは帽子型である。

電気接続素子は、半田材料に対向する表面上に、銅、亜鉛、スズ、銀、金、またはこれらの組み合わせ、好ましくは銀を含有する、被膜を含有する。これは、被膜を超える半田材料の拡散を防止し、流出幅を制限する。

電気接続素子は、接触面を通じて導電性構造の一部分に、その全面にわたって接続される。さらに、接続素子の接触面は、角部を有していない。接触面は、楕円形、好ましくは長円形、および具体的には円形構造を有することができる。あるいは接触面は、丸みを帯びた角部を有する、凸状の多角形、好ましくは長方形を有することができる。丸みを帯びた角部は、０．５ｍｍより大きく、好ましくは１ｍｍより大きい曲率半径ｒを有する。

接続素子の最大寸法は、平面図において、たとえば、好ましくは１ｍｍから５０ｍｍの長さおよび幅、特に好ましくは３ｍｍから３０ｍｍの長さおよび幅、非常に好ましくは２ｍｍから４ｍｍの幅および１２ｍｍから２４ｍｍの長さである。

電気接続素子の形状は、接続素子と導電性構造との間の中間領域内に、半田溜まりを形成することができる。半田溜まりおよび接続素子上の半田の濡れ特性は、中間領域からの半田の流出を防止する。半田溜まりは、長方形、円形、または多角形の設計であってもよい。

半田付け加工中の半田熱の分散、したがって、半田材料の分散は、接続素子の形状によって定義されることが可能である。半田材料は、最も暖かい場所に向かって流れる。電気接続および導電性構造の電気接続中のエネルギーの導入は好ましくは、パンチ半田付け、サーモード半田付け、ピストン半田付け、好ましくはレーザ半田付け、熱空半田付け、誘導半田付け、抵抗半田付けによって、および／または超音波を用いて、行われる。

本発明の目的は、接続素子を備える窓ガラスを製造する方法を通じてさらに達成され、ここで
ａ）半田材料は、一定の層厚、体積、形状、および配置を有する小板として、接続素子上に配置および付着され、
ｂ）導電性構造は基板上に付着され、
ｃ）半田材料を備える接続素子は導電性構造上に配置され、
ｄ）接続素子は導電性構造に半田付けされる。

半田材料は、好ましくは接続素子上の一定の層厚、体積、形状、および配置を有する小板として、好ましくは接続素子に事前に付着される。

接続素子は、たとえば、銅で作られて車載電気系統（図示せず）に接続された（部分的に図示されない）シート、編組線、メッシュに溶接またはクリンプ締めされる。

接続素子は好ましくは、建造物、具体的には自動車、列車、飛行機、または船舶の加熱窓ガラスまたはアンテナを備える窓ガラスで使用される。接続素子は、窓ガラスの外側に配置された電気系統に、窓ガラスの導電性構造を接続するのに役立つ。電気系統は、増幅器、制御ユニット、または電圧源である。

本発明は、図面および実施形態を参照して、詳細に説明される。これらが描画するのは：

長円形接続素子を備える本発明による窓ガラスの平面図である。 図１の窓ガラスを通るＡ−Ａ’の断面図である。 本発明による代替窓ガラスを通る断面図である。 本発明による別の代替窓ガラスを通る断面図である。 接続素子の代替実施形態の平面図である。 接続素子の別の代替実施形態の平面図である。 接続素子の別の代替実施形態の平面図である。 図７の接続素子の側面図である。 アーチ型接続素子を備える、本発明による別の代替窓ガラスを通る断面図である。 本発明による方法の詳細なフローチャートである。 ブリッジ状の接続素子の空間的表示である。

図１および図２は、いずれの場合も、電気接続素子３の領域内の、本発明による加熱可能な窓ガラス１の詳細を示す。窓ガラス１は、ソーダ石灰ガラスで作られた、３ｍｍ厚の熱的にプレストレスされた単一窓ガラス安全ガラスである。窓ガラス１は、１５０ｃｍの幅および８０ｃｍの高さを有する、加熱導体構造２の形態の導電性構造２が、窓ガラス１に印刷されている。導電性構造２は、銀粒子およびガラスフリットを含有する。窓ガラス１の縁領域では、導電性構造２は１０ｍｍの幅まで広がっており、電気接続素子３のための接触面を形成している。窓ガラス１の縁領域には、被覆スクリーン印刷（図示せず）もまた配置されている。電気接続素子３と導電性構造２との間の接触面の領域には、半田材料４が付着され、これは、電気接続素子３と導電性構造２との間の耐久性のある電気的および機械的接続に影響を及ぼす。半田材料４は、５７重量％のビスマス、４２重量％のスズ、および１重量％の銀を含有する。半田材料４は、完全に電気接続素子３と導電性構造２との間に、所定の体積および形状を通じて配置される。半田材料４は、２５０μｍの厚みを有する。５０μｍの層厚ｔを超える、電気接続素子３と導電性構造２との間の中間領域からの半田材料４の流出物は、最大流出幅ｂ＝０．５ｍｍまで観察される。電気接続素子３は、５４重量％の鉄、２９重量％のニッケル、および１７重量％のコバルトを含有する合金である。電気接続素子３は、長円形の底面を備えるように設計される。主軸の長さは１２ｍｍであり、短軸の長さは５ｍｍである。接続素子３の材料厚は０．８ｍｍである。接続素子３および導電性構造２によって事前に定義された、半田材料４の配置のため、窓ガラス１において臨界機械的応力は観察されない。導電性構造２を経由して電気接続素子３への窓ガラス１の接続は、永続的に安定している。

図３は、図１および図２の実施形態に続いて、本発明による接続素子３の代替実施形態を描写する。電気接続素子３は、銀含有被膜５を備える半田材料４に対向する表面上に設けられる。これは、被膜５を超える半田材料の拡散を防止し、流出幅ｂを制限する。半田材料４の流出幅ｂは、１ｍｍ未満である。半田材料４の配置のため、窓ガラス１において臨界機械的応力は観察されない。導電性構造２を経由して電気接続素子３への窓ガラス１の接続は、永続的に安定している。

図４は、長円形の底面を有する接続素子３を備える本発明による窓ガラス１の別の実施形態を描写する。接続素子３は、８×１０^−６／℃の熱膨張係数を有する鉄含有合金を含有する。材料厚は２ｍｍである。接続素子３の窓ガラス１との接触面の領域には、鉄ニッケルコバルト合金を備える帽子型補償部材６が付着される。帽子型補償部材６の最大層厚は４ｍｍである。補償部材によって、接続素子３の熱膨張係数を、窓ガラス１および半田材料４の要求に適合させることが、可能である。帽子型補償部材６は、結果的に半田接続４の製造中の熱の流れを改善する。加熱は主として接触面の中心で行われる。半田材料４の流出幅ｂをさらに減少させることが、可能である。１ｍｍ未満の低流出幅および適合した膨張係数のため、窓ガラス１における熱的応力をさらに減少させることが、可能である。窓ガラス１の熱的応力は非臨界的であり、導電性構造２を通じて接続素子３と窓ガラス１との間に耐久性のある電気的および機械的接続が提供される。

図５は、本発明による接続素子３の代替実施形態の平面図を描写する。接続素子３は、長方形として設計され、５ｍｍの幅および１４ｍｍの長さを有する。長方形の角部は、いずれの場合もたとえば１ｍｍの曲率半径ｒを有する円弧を備えて、丸みを帯びている。さらに、接続ケーブル８が、溶接領域７を通じて接続素子３溶接されている。溶接領域７は、３ｍｍの幅および６ｍｍの長さを有する。接続ケーブル８は、細いスズめっき銅線で作られた、編み込みケーブルである。標準的なワイヤケーブルまたはワイヤが、接続ケーブル８として使用されることが可能である。あるいは、金属スリーブ、プラグコネクタ、またはクリンプ接続もまた、接続素子３に導電的に接続されることが可能である。具体的には接続素子３は、一体型または複数片のクランプ締めスリーブまたは圧着要素として設計されることも可能である。

図６は、本発明による接続素子３の別の実施形態の平面図を描写する。接続素子３は長方形として設計されており、長方形の２つの短辺は半円として設計されている。接続素子は、５ｍｍの幅および１４ｍｍの長さを有する。溶接領域７は、３ｍｍの幅および６ｍｍの長さを有する。

図７および図８は、接続タブ９を備える本発明による接続素子３の別の実施形態を描写する。接続素子３の接触面１１は、円として設計されている。円の半径は４ｍｍである。接続タブ９は、溶接領域７を通じて接続ケーブル８に接続されている。あるいは、接続タブ９はまた、平坦なプラグ、ならびにクランプ締めスリーブまたは圧着コネクタとしても、設計されることが可能である。接続タブ９は、この実施形態において、２つの刻み目１０、１０’を有する。これらの刻み目１０，１０’は、接続タブ９の材料を削減するのに役立つ。この結果、バネ効果が生じ、このため接続ケーブル８を通じて半田接点に伝わる力が緩和される。

図９は、本発明による接続素子３の別の実施形態を通る断面図を描写する。接続素子３は中央にアーチ１３を有する。曲線１３の領域では、半田材料４が厚くなっている。

図１０は、電気接続素子３を備える窓ガラスを製造するための、本発明による方法の一実施例を詳細に描写する。第一ステップとして、形状および体積に応じて半田材料４を分割する必要がある。分割された半田材料４は、電気接続素子３の上に配置される。電気接続素子３は、半田材料４とともに導電性構造２の上に配置される。電気接続素子３の導電性構造２への、そして窓ガラス１への耐久性のある接続は、エネルギーの入力を通じて行われる。

実施例：
試験片は、加熱導体構造の形態の導電性構造２、電気接続素子３，接続素子３の接触面上の銀層、および半田材料４を備える、窓ガラス１（厚さ３ｍｍ、幅１５０ｃｍ、および高さ８０ｃｍ）を用いて作製された。半田材料４は、一定の層厚、体積、および形状を有する小板として、接続素子３の接触面１１上に事前に付着させられた。接続素子３は、導電性構造２上に付着させられた半田材料４を用いて付着させられた。接続素子は、２００℃の温度および２秒の処理時間で導電性構造２の上に半田付けされた。５０μｍの層厚ｔを超える、電気接続素子３と導電性構造２との間の中間領域からの半田材料４の流出物は、最大流出幅ｂ＝０．５ｍｍまでだけ観察された。導電性構造２、電気接続素子３、接続素子３の接触面上の銀層、および半田材料４の寸法および組成物は、表１ならびに図１および図２ならびに図面の説明に見いだされる。

すべての片を用いて、＋８０℃から−３０℃までの温度差で、ガラス基板１が破損もせず損傷も示さないことを、観察することができた。半田付けのすぐ後に、半田付けされた接続素子３を備えるこれらの窓ガラス１が急激な温度低下に対して安定していることを、実証することができた。

加えて、試験片は、電気接続素子３の第二組成物を用いて実行された。導電性構造２、電気接続素子３、接続素子３の接触面上の銀層、および半田材料４の寸法および組成物の詳細な値は、表２に見いだされる。ここでもまた、＋８０℃から−３０℃までの温度差で、ガラス基板１が破損もせず損傷も示さないことを、観察することができた。半田付けのすぐ後に、半田付けされた接続素子３を備えるこれらの窓ガラス１が急激な温度低下に対して安定していることを、実証することができた。

比較例１：
比較例１は、以下の点が異なるほかは、実施例と同じように実行された。導電性構造２、電気接続素子３、接続素子３の接触面上の金属層、および半田材料４の寸法および組成物は、表３に見いだされる。半田材料４は、先行技術にしたがって、接続素子３の接触面上の小板として事前に付着されなかった。接続素子３は、従来の方法にしたがって導電性構造２に半田付けされた。５０μｍの層厚ｔを超える、電気接続素子３と導電性構造２との間の中間領域からの半田材料４の流出物があり、平均流出幅ｂ＝２ｍｍから３ｍｍが得られた。

＋８０℃から−３０℃までの急激な温度差のため、半田付けから間もなくガラス基板１に大きな損傷があったことが観察された。

比較例２：
比較例２は、以下の点が異なるほかは、実施例と同じように実行された。導電性構造２、電気接続素子３、接続素子３の接触面上の金属層。および半田材料４の寸法および組成物は、表４に見いだされる。半田材料４は、先行技術にしたがって、接続素子３の接触面上の小板として事前に付着されなかった。接続素子３は、従来の方法にしたがって導電性構造２に半田付けされた。５０μｍの層厚ｔを超える、電気接続素子３と導電性構造２との間の中間領域からの半田材料４の流出物があり、平均流出幅ｂ＝１ｍｍから１．５ｍｍが得られた。

＋８０℃から−３０℃までの急激な温度差のため、半田付けから間もなくガラス基板１に大きな損傷があったことが観察された。

通常、ガラスの引張応力が高いほど、ガラスの剥離またはシェル不良の危険性が増加する。その結果、接続素子３と導電性構造２の部分１２との間の接触面１１の影響が、コンピュータシミュレーションによって調査された。異なる形状の接続素子を備える窓ガラスの冷却中の引張応力が、計算された。様々な接続素子は、ブリッジ型（Ｂ）および円形（Ｋ）であった。

図１１は、ブリッジ状の接続素子３（Ｂ）の斜視図を描写する。ブリッジ状の接続素子（Ｂ）は、４ｍｍの幅および２４ｍｍの長さを有していた。ブリッジ状の接続素子３（Ｂ）の接触面１１は、いずれの場合も、４ｍｍの幅および６ｍｍの長さを有していた。円形接続素子（Ｋ）は、４ｍｍの半径を有していた。

５．２×１０^−６／℃の熱膨張係数αを有するコバール合金、および１．７×１０^−６／℃のインバー合金が、接続素子の材料として想定された。接続素子の材料厚は、いずれの場合も０．８ｍｍであった。いずれの場合も、２ｍｍの材料厚を有するガラス製窓ガラスが、基板として想定された。半田層４の材料厚は、いずれの場合も１０μｍであった。

コンピュータシミュレーションにおいて、ガラス製窓ガラスの引張応力は、＋２０℃から−４０℃への冷却について計算された。計算された最大引張応力は、表５に挙げられる。

最大引張応力は、接続素子の形状に強力に依存していた。その結果、コバールまたはインバーで作られた円形接続素子（Ｋ）を備えるガラス製窓ガラスの最大引張応力は、いずれの場合も、表５を参照すると、コバールまたはインバーで作られたブリッジ型接続素子（Ｂ）を備えるものよりも４６％少なかった。

ガラス基板１および本発明による電気接続素子３を備える本発明による窓ガラスは、急激な温度差に対してより高い安定性を有することが、実証された。

この結果は、当業者にとって予想外であり、驚くべきものであった。

１ 窓ガラス／ガラス
２ 導電性構造／Ａｇスクリーン印刷
３ 電気接続素子／Ｆｅ−Ｎｉ合金コバール
４ 半田材料（Ｂｉ５７Ｓｎ４２Ａｇ１）
５ 濡れ層／Ａｇ被覆
６ 補償部材
７ 溶接領域
８ 接続ケーブル
９ 接続タブ
１０ 刻み目
１１ （２）および（３）の接触面
１２ （２）の一部分
１３ アーチ
ｂ 半田材料の最大流出物
ｒ 曲率半径
ｔ 半田材料の限界厚
Ａ−Ａ’ 切断線

Claims (15)

1. 電気接続素子を備える窓ガラスであって、
   ガラス製の基板（１）と、
   基板（１）の領域上に５μｍから４０μｍの層厚を有する導電性構造（２）と、
   接続素子（３）と、
   導電性構造（２）の一部分（１２）に接続素子（３）を電気的に接続する半田材料（４）の層と、を備え、
   接続素子（３）は、少なくとも鉄ニッケル合金または鉄ニッケルコバルト合金を含有し、
   接続素子（３）は、その全面にわたって接触面（１１）を通じて導電性構造（２）の部分（１２）に接続されており、
   接触面（１１）は角部を有していない、窓ガラス。
2. 接続素子（３）が、少なくとも５０重量％から７５重量％の鉄、２５重量％から５０重量％のニッケル、０重量％から２０重量％のコバルト、０重量％から１．５重量％のマグネシウム、０重量％から１重量％のシリコン、０重量％から１重量％の炭素、または０重量％から１重量％のマンガンを含有する、請求項１に記載の窓ガラス。
3. 接触面（１１）が楕円形、好ましくは長円形、特に、円形構造を有する、請求項１または２に記載の窓ガラス。
4. 接触面（１１）が丸みを帯びた角部を有する、凸状の多角形、好ましくは長方形を有し、丸みを帯びた角部は、０．５ｍｍより大きい曲率半径ｒを有する、請求項１または２に記載の窓ガラス。
5. 接続素子（３）が、少なくとも５５重量％から７０重量％の鉄、３０重量％から４５重量％のニッケル、０重量％から５重量％のコバルト、０重量％から１重量％のマグネシウム、０重量％から１重量％のシリコン、または０重量％から１重量％の炭素を含有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の窓ガラス。
6. ガラス製の基板（１）が第一膨張係数を有し、接続素子（３）は第二膨張係数を有し、第一および第二膨張係数の差は５×１０^−６／℃以上である、請求項５に記載の窓ガラス。
7. 接続素子（３）が、少なくとも５０重量％から６０重量％の鉄、２５重量％から３５重量％のニッケル、１５重量％から２０重量％のコバルト、０重量％から０．５重量％のシリコン、０重量％から０．１重量％の炭素、または０重量％から０．５重量％のマンガンを含有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の窓ガラス。
8. ガラス製の基板（１）が第一膨張係数を有し、接続素子（３）は第二膨張係数を有し、第一および第二膨張係数の差は５×１０^−６／℃より小さい、請求項７に記載の窓ガラス。
9. 半田材料（４）が、１ｍｍ未満、好ましくは０．５ｍｍ未満、特におよそ０ｍｍ未満の流出幅ｂを有する、接続素子（３）と導電性構造（２）との間の中間領域から流出する、請求項１から８のいずれか１項に記載の窓ガラス。
10. 半田材料（４）が、スズおよびビスマス、インジウム、亜鉛、銅、銀、またはこれらの組成物を含有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の窓ガラス。
11. 半田組成物（４）におけるスズの割合が３重量％から９９．５重量％であり、ビスマス、インジウム、亜鉛、銅、銀、またはこれらの組成物の割合が０．５重量％から９７重量％である、請求項１０に記載の窓ガラス。
12. 接続素子（３）が、ニッケル、スズ、銅、および／または銀で被覆されている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の窓ガラス。
13. 接続素子（３）が、０．１μｍから０．３μｍのニッケルおよび／または３μｍから１０μｍの銀で被覆されている、請求項１２に記載の窓ガラス。
14. 接続素子（３）を有する窓ガラスを製造する方法であって、
    ａ）半田材料（４）は、一定の層厚、体積、形状、および配置を有する小板として、接続素子（３）上に配置および付着され、
    ｂ）導電性構造（２）は基板（１）上に付着され、
    ｃ）半田材料（４）を有する接続素子（３）は導電性構造（２）上に配置され、
    ｄ）接続素子（３）は導電性構造（２）に半田付けされる、方法。
15. 陸上、空中、または水上の移動手段、特に、自動車において、たとえばフロントガラス、後部ウィンドウ、サイドウィンドウ、および／またはガラス屋根など、車両用窓ガラスとしての、請求項１から１３のいずれか１項に記載の電気接続素子を備える窓ガラスの使用。

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