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Substrat en verre portant un circuit électrique et sa méthode de fabrication.
La présente invention se rapporte à un article comprenant un substrat en verre portant un circuit électrique qui est formé au moins en partie de, ou est en contact avec, un ou plusieurs dépôt (s) d'émail vitreux. L'invention inclut un procédé de fabrication d'un tel article.
De tels articles peuvent être formés sous différentes configurations pour différents usages. Un exemple est l'incorporation d'une antenne radio dans un vitrage de véhicule. Un second exemple est l'incorporation d'une partie d'un circuit d'alarme contre les cambrioleurs dans une fenêtre, par exemple une vitrine de magasin ou un vitrage d'une cage de guichet de banque, de telle sorte qu'une modification ou une interruption du circuit, due à l'endommagement du vitrage, enclenche un signal d'alarme. Un troisième exemple, peut-être le plus important au point de vue commercial, est l'incorporation d'une résistance électrique chauffante dans un vitrage, par exemple une lunette arrière de véhicule.
Dans de tels articles, il est clair qu'il est nécessaire d'extraire de l'électricité du circuit de l'article, ou de lui fournir de l'électricité, et ceci peut être réalisé via un collecteur de courant déposé sur le substrat. Il est actuellement de pratique courante qu'un tel collecteur soit constitué d'un dépôt d'émail conducteur. Dans de nombreux cas, un tel émail conducteur est déposé au-dessus d'un émail non conducteur qui sert de masque ; par exemple, un tel dépôt d'émail non conducteur peut entourer la totalité de la périphérie de l'article pour conférer à ses bords un aspect uniforme lorsqu'il est regardé d'un côté. Dans de nombreux cas également, il est impératif d'utiliser des quantités très substantielles d'émail conducteur.
Par exemple, le modèle le plus courant de lunette arrière chauffante de véhicule comprend des lignes d'émail conducteur connectées en parallèle entre des bandes collectrices disposées au bords du vitrage. Afin d'assurer une répartition convenable de la dissipation de chaleur sur la surface du vitrage, il est nécessaire que les bandes collectrices aient une résistance électrique faible, et elles sont pour cette raison beaucoup plus larges que les lignes de chauffage, et peuvent également être plus épaisses, et on n'ignore pas que plus de la moitié de la quantité totale d'émail utilisée est concentrée dans les bandes collectrices. Ceci augmente considérablement les coûts de fabrication, parce que de tels émaux conducteurs contiennent typiquement entre 45 et 75% en poids d'argent.
L'objet principal de la présente invention est de procurer un substrat
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vitreux portant un circuit électrique dans lequel l'exigence d'émail conducteur coûteux est réduite, et qui de ce fait permet de réduire les coûts de fabrication.
La présente invention concerne un article comprenant un substrat en verre portant un circuit électrique qui est formé au moins en partie de, ou est en contact avec, un ou plusieurs dépôt (s) d'émail vitreux, caractérisé en ce que le circuit inclut au moins un collecteur de courant qui consiste en ou comprend un dépôt de métallisation pulvérisé en contact avec le ou un dit dépôt d'émail.
Le dépôt de métallisation inclus dans, ou constituant le collecteur sera lui-même conducteur ; de la sorte, pour une résistance totale donnée du collecteur, ce collecteur pourra contenir une quantité moindre d'émail conducteur. Un tel dépôt peut être appliqué de manière simple et économique, et dès lors, l'invention permet une réduction des coûts de fabrication de tels articles.
La pulvérisation peut faciliter le dépôt rapide de métal. Une telle pulvérisation peut être effectuée à température élevée, par exemple au-dessus de
120 C, en fonction du métal pulvérisé. Nous croyons également que la température à laquelle le dépôt de métallisation est formé peut avoir une influence sur la résistance de la liaison entre ce dépôt et la surface sous-jacente. La température à laquelle s'effectue le dépôt ne doit évidemment pas être élevée au point qu'il existe un risque important de détérioration du substrat et des éléments qu'il porte au moment où s'effectue le dépôt. Le dépôt de métal à des températures élevées peut favoriser la solidarisation, qu'elle soit directe ou non, entre le métal et le substrat. Ceci est important pour obtenir la fixation sûre d'une borne.
On a trouvé que le dépôt du métal à température élevée permettait d'obtenir un lien soudé très solide entre une borne et le substrat via une couche d'un tel métal déposé. La soudure peut facilement former une liaison solide avec un tel dépôt de métallisation et le dépôt peut lui-même être formé facilement de manière à adhérer forte- ment au substrat. En fait, la liaison entre la soudure et le dépôt de métallisation, et la liaison entre le dépôt de métallisation et le substrat peuvent chacune être rendues plus solides qu'une liaison directe entre de la soudure et de l'émail conducteur.
Le substrat vitreux peut présenter toute forme souhaitée, et il peut être opaque ou transparent. On envisage que la plus forte demande pour de tels articles sera celle où le substrat est une feuille vitreuse transparente, et dans la suite de la présente description, on supposera que le substrat est effectivement une feuille vitreuse transparente. Une telle feuille peut être une simple feuille plane en verre, ou elle peut être bombée à une courbure souhaitée, et/ou trempée, et/ou feuilletée, par exemple à une feuille de matière plastique ou à une
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autre feuille de verre.
Le circuit électrique peut consister en tous éléments voulus portés par le substrat. Il peut par exemple comprendre un revêtement conducteur transparent continu ou en réseau, par exemple en oxyde stannique dopé, qui est appliqué pyrolytiquement sur le substrat vitreux, mais dans les formes préférées de réalisation de l'invention, le dit circuit électrique consiste en ou comprend au moins un dépôt d'émail vitreux conducteur. Un tel émail vitreux conducteur peut par exemple être déposé sous forme de plusieurs lignes s'étendant parallèlement entre deux collecteurs. De tels articles sont particulièrement utiles en tant que vitrages chauffants pour véhicules.
Avantageusement, des collecteurs de courant allongés sont déposés sur le substrat et le dit circuit électrique comprend au moins un élément conducteur qui adhère au substrat et s'étend entre ces collecteurs. L'utilisation de collecteurs allongés est particulièrement avantageuse pour obtenir une bonne répartition du courant dans un élément conducteur consistant en un revêtement conducteur uniforme ou dans plusieurs éléments s'étendant entre les collecteurs, par exemple pour former un panneau chauffant.
Dans les formes préférées de réalisation de l'invention, le ou au moins un dit collecteur de courant allongé consiste en ou comprend un dépôt de métallisation allongé. Un tel dépôt de métallisation allongé facilite la conduction de courant le long du collecteur.
Avantageusement, le ou au moins un dit collecteur de courant est formé entièrement ou principalement par un dit dépôt de métallisation. L'adoption de cette caractéristique assure l'élimination de la plupart ou de la totalité de l'émail conducteur qui aurait été utilisé pour former un tel collecteur antérieurement à la présente invention, et confère dès lors de plus grandes économies de coûts de fabrication. En outre, elle réduit, et peut permettre d'éviter, la surchauffe, par exemple une surchauffe locale, du collecteur pendant son fonctionnement, en raison d'une résistance trop élevée de ce collecteur ou d'une de ses parties.
Afin de simplifier la connexion du circuit électrique porté par le substrat à d'autres composants de circuit électrique, une borne est de préférence soudée sur le ou chaque collecteur de courant.
En fait, nous avons trouvé que la soudure des bornes à l'émail conducteur déposé sur un substrat vitreux n'est pas une opération facile à réaliser, spécialement lorsque cet émail conducteur a été déposé sur une autre couche de matière céramique. Il est très difficile d'obtenir une liaison solide entre l'émail
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conducteur et la borne, et il en résulte que la borne peut facilement se détacher par accident. Dans le cas d'un vitrage chauffant de véhicule, ceci peut signifier qu'il est nécessaire de remplacer le vitrage entier. En outre, l'opération de soudure peut facilement affecter l'aspect de toute portion sous-jacente d'émail vitreux, de sorte qu'il revêt un aspect non uniforme. Ceci peut nuire à l'esthétique du vitrage et peut être un inconvénient commercial important.
Pour cette raison, dans les formes préférées de réalisation de l'invention, la dite borne est soudée sur le ou un dit dépôt de métallisation. Un lien soudé tenace entre une borne et un dépôt de métallisation peut être formé beaucoup plus facilement qu'entre une borne et un émail conducteur. Ceci procure des économies supplémentaires de coûts de fabrication, et offre l'avantage important supplémentaire de présenter un moindre risque de détériorer l'aspect d'un dépôt d'émail sous-jacent. La raison pour laquelle il y a un moindre risque de détériorer l'aspect d'un dépôt d'émail sous-jacent n'est pas claire, et cette situation est même très surprenante, eu égard à certains procédés préférés de formation d'un tel dépôt de métallisation.
Un autre avantage offert par un tel dépôt de métallisation pour souder une borne est qu'il permet un plus grand choix parmi les alliages de soudure possibles. Lorsqu'on soude une borne à un émail conducteur qui contient, comme la plupart d'ailleurs, une proportion élevée d'argent en tant que conducteur, il est couramment considéré comme nécessaire d'utiliser un alliage de soudure qui contient lui-même une forte proportion d'argent. Des alliages de soudure à l'argent tendent à être chers, et ils nécessitent très souvent une température de soudure nettement plus élevée que de nombreux autres alliages de soudure. On notera que les avantages donnés cidessus à propos de la soudure d'une borne sur un tel dépôt de métallisation sont atteints indépendamment de toute économie d'émail conducteur utilisé pour former le collecteur.
Différentes techniques de pulvérisation peuvent être utilisées pour former un dépôt de métallisation à température élevée. Avantageusement, le ou un dit dépôt de métallisation est un dépôt pulvérisé à la flamme. De tels dépôts sont de réalisation très simple et bon marché, et ils sont particulièrement bien adaptés pour la production rapide en séries à grande échelle. La pulvérisation à la flamme peut former un film de métal qui est bien solidarisé au substrat. En outre, on a trouvé qu'un tel dépôt de métallisation déposé par pulvérisation à la flamme peut être formé sans nuire à l'aspect d'un dépôt sous-jacent d'émail, lorsqu'il est regardé au travers de la feuille vitreuse. Du point de vue commercial, ceci consti- tue un avantage esthétique important.
Il est très surprenant que l'aspect d'un tel émail ne soit pas détérioré : les émaux couramment utilisés sont cuits à des tempé-
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ratures allant jusqu'à environ 700 C, et les points de fusion de nombreux métaux qui peuvent être utilisés pour former un tel dépôt sont notablement plus élevés que celles-ci.
De préférence, le dépôt de métallisation est formé après un dit dépôt d'émail, et de telle manière que le ou un dit dépôt de métallisation surmonte de l'émail vitreux sous-jacent. Ceci assure une bonne connexion électrique si l'émail est conducteur, et permet un masquage au moins partiel du dépôt de métallisation, que l'émail soit conducteur ou non. De préférence, le dit dépôt de métallisation surmonte un dépôt sous-jacent d'émail vitreux non conducteur.
Avantageusement, le dit dépôt de métallisation surmonte un dépôt sous-jacent discontinu d'émail vitreux de telle sorte qu'une partie du dit dépôt de métallisation est en contact direct avec le substrat en verre. Ceci favorise la solidarisation du dépôt de métallisation au substrat.
Différents métaux peuvent être utilisés pour former le dit dépôt de métallisation. De préférence, le dit dépôt de métallisation est constitué de : cuivre, ou nickel, ou un alliage de cuivre et de nickel, ou de nickel et de chrome, ou de cuivre et de titane, contenant éventuellement du zinc et/ou de l'aluminium.
L'emploi de tels métaux procure un compromis favorable entre la conductibilité électrique, le prix et la résistance à la corrosion atmosphérique.
Des articles selon la présente invention sont particulièrement appropriés pour être utilisés en tant que vitrages chauffants pour véhicules, par exemple en tant que lunettes arrière chauffantes.
Dans certaines formes préférées de réalisation de l'invention, le substrat porte un dépôt marginal d'émail opaque non conducteur s'étendant sur la totalité de sa périphérie. Un tel émail opaque non conducteur peut être le seul dépôt d'émail sur le substrat, ou il peut y avoir un ou plusieurs autre (s) dépôts (s) d'émail, par exemple d'émail conducteur. Un article ayant un tel dépôt d'émail sur sa périphérie est spécialement adapté à son utilisation en tant que vitrage de véhicule. Il devient de pratique courante dans l'industrie automobile de fixer les vitrages, par exemple les lunettes arrière, aux véhicules par collage du vitrage directement sur le chassis du véhicule. Ceci permet de monter le vitrage à affleu- rement avec le chassis, et ainsi de réduire la force de traînée.
Une telle bande marginale opaque d'émail peut servir à masquer le cordon d'adhésif autour de la périphérie d'un tel vitrage, et ainsi le protéger contre les effets du rayonnement ultra-violet. L'invention comprend des formes de réalisation dans lesquelles le dit vitrage est solidarisé au châssis du véhicule par de la matière adhésive qui est masquée de l'extérieur du véhicule par le dit dépôt marginal d'émail opaque.
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Un tel émail opaque peut contenir des pigments, par exemple un pigment noir, pour conférer un aspect esthétiquement avantageux. Dans certaines formes préférées de réalisation de l'invention, le dit dépôt marginal d'émail contient un pigment destiné à accorder sa couleur à celle du véhicule.
L'invention s'étend à un procédé de fabrication d'un article comprenant un substrat en verre portant un circuit électrique qui est formé au moins en partie de, ou est en contact avec, un ou des dépôts d'émail vitreux, caractérisé en ce qu'on pourvoit le circuit électrique d'un collecteur de courant dont la formation comprend l'étape de dépôt par pulvérisation d'une couche de métal, de sorte que dans l'article fini, cette couche est en contact avec le ou un dit dépôt d'émail.
Ceci constitue une manière très simple et financièrement avantageuse de fabriquer un tel article.
La pulvérisation peut faciliter un dépôt rapide de métal. Une telle pulvérisation doit être effectuée à température élevée, dépendant du métal pulvérisé. Nous croyons également que la température à laquelle le dépôt de métallisation est formé peut avoir une influence sur le solidité de la liaison entre ce dépôt et la surface sous-jacente. La température à laquelle s'effectue le dépôt ne doit évidemment pas être élevée au point qu'il existe un risque important de détérioration du substrat et des éléments qu'il porte au moment où s'effectue le dépôt. Le dépôt de métal à des températures élevées peut favoriser la solidarisation, qu'elle soit directe ou non, entre le métal et le substrat. Ceci est important pour obtenir la fixation sûre d'une borne.
On a trouvé qu'en déposant le métal à température élevée, il est très simple d'obtenir une liaison soudée très solide entre une borne et le substrat. De la soudure peut facilement former une liaison solide avec un tel dépôt de métallisation et le dépôt peut lui-même être formé facilement de manière à adhérer fortement au substrat. En fait, la liaison entre la soudure et le dépôt de métallisation, et la liaison entre le dépôt de métallisation et le substrat peuvent chacune être rendues plus solides qu'une liaison directe entre de la soudure et de l'émail conducteur.
Dans les formes préférées de réalisation de l'invention, le circuit est formé par un procédé comprenant l'étape de dépôt d'au moins une masse d'émail vitreux conducteur sur le dit substrat. Un tel émail vitreux conducteur peut par exemple être déposé sous forme de plusieurs lignes s'étendant parallèlement entre deux collecteurs. De tels articles sont particulièrement utiles en tant que vitrages chauffants pour véhicules.
Avantageusement, le dit circuit est formé par un procédé comprenant les étapes de dépôt sur le dit substrat d'une paire de collecteurs de courant allon-
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gés et d'au moins un élément conducteur adhérant au substrat et s'étendant entre ces collecteurs. La formation de collecteurs allongés est particulièrement avantageuse pour obtenir une bonne répartition du courant dans un élément conducteur consistant en un revêtement conducteur uniforme ou dans plusieurs éléments s'étendant entre les collecteurs, par exemple pour former un panneau chauffant.
Dans les formes préférées de réalisation de l'invention, la formation d'au moins un dit collecteur de courant allongé consiste en, ou comprend, l'étape de dépôt d'une dite couche de métal sous forme d'une bande allongée. Un tel dépôt de métallisation allongé facilite la conduction de courant le long du collecteur, avec un faible supplément de coût. Attendu qu'il est de toute manière nécessaire de former un dépôt de métal, il est clair que l'équipement et la durée du cycle de production doivent être prévus à cet effet, et ceci implique certains coûts de production. Le seul surcoût nécessaire engendré par l'extension de la surface sur laquelle le métal est déposé est le coût du métal supplémentaire déposé, qui peut être comparativement faible, ainsi qu'une éventuelle petite augmentation de la durée de production.
Avantageusement, le ou au moins un dit collecteur de courant est formé de telle manière qu'au moins la majeure partie en poids de la matière conductrice déposée dans ce collecteur est contenue dans la dite couche de métal.
L'adoption de cette caractéristique assure l'élimination de la plupart ou de la totalité de l'émail conducteur qui aurait été utilisé pour former un tel collecteur antérieurement à la présente invention, et confère dès lors de plus grandes économies correspondantes de coûts de fabrication. Ceci est également particulièrement avantageux lorsqu'un collecteur de résistance électrique particulièrement faible est requis. Il existe une limite à l'épaisseur d'émail conducteur qui peut être appliquée en une seule étape de dépôt sérigraphique, ce qui, à son tour, fixe une limite à la conductibilité du collecteur.
S'il est imposé de déposer un collecteur en émail de plus forte conductibilité, de l'émail supplémentaire doit être déposé au cours d'une seconde étape sérigraphique, et ce procédé, en soi, augmente considé- rablement les coûts de fabrication. Une telle conductibilité plus élevée peut facilement être impartie à un collecteur en formant une telle couche de métallisation.
Afin de simplifier la connexion du circuit électrique porté par le substrat à d'autres composants de circuit électrique, une borne est de préférence soudée sur le ou chaque collecteur de courant. Ceci constitue un moyen approprié de fixer une borne en contact électrique avec un collecteur.
En fait, nous avons trouvé que la soudure des bornes à l'émail
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conducteur déposé sur un substrat vitreux n'est pas une opération facile à réaliser.
Il est très difficile d'obtenir une liaison solide entre l'émail conducteur et la borne, et il en résulte que la borne peut facilement se détacher par accident. Dans le cas d'un vitrage chauffant de véhicule, ceci peut signifier qu'il est nécessaire de remplacer le vitrage entier. En outre, l'opération de soudure peut facilement affecter l'aspect de toute portion sous-jacente d'émail vitreux, de sorte qu'il revêt un aspect non uniforme. Ceci peut nuire à l'esthétique du vitrage et peut être un inconvénient commercial important. Pour cette raison, dans les formes préférées de réalisation de l'invention, la dite borne est soudée sur le ou un dit dépôt de métallisation. Un lien soudé tenace entre une borne et un dépôt de métallisation peut être formé beaucoup plus facilement qu'entre une borne et un émail conducteur.
Ceci procure des économies supplémentaires de coûts de fabrication, et offre l'avantage important supplémentaire de présenter un moindre risque de détériorer l'aspect d'un dépôt d'émail sous-jacent. La raison pour laquelle il y a un moindre risque de détériorer l'aspect d'un dépôt d'émail sous-jacent n'est pas claire, et cette situation est même très surprenante, eu égard à certains procédés préférés de formation d'un tel dépôt de métallisation. Un autre avantage offert par un tel dépôt de métallisation pour souder une borne est qu'il permet un plus grand choix
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parmi les alliages de soudure possibles.
Lorsqu'on soude une borne à un émail conducteur qui contient, comme la plupart d'ailleurs, une proportion élevée d'argent en tant que conducteur, il est couramment considéré comme nécessaire d'utiliser un alliage de soudure qui contient lui-même une forte proportion d'argent. Des alliages de soudure à l'argent tendent à être chers, et ils nécessitent très souvent une température de soudure nettement plus élevée que de nombreux autres alliages de soudure. On notera que les avantages donnés ci-dessus à propos de la soudure d'une borne sur un tel dépôt de métallisation sont atteints indépendamment de toute économie d'émail conducteur utilisé pour former le collecteur.
Différentes techniques de pulvérisation peuvent être utilisées pour former un dépôt de métallisation à température élevée, par exemple un chalumeau à plasma ou un chalumeau électrique de soudage peut être utilisé. Avantageusement, la ou une dite couche de métallisation est formée par pulvérisation à la flamme. Ceci constitue une manière très simple et bon marché de former le dépôt voulu, et est particulèrement bien adapté pour la production rapide en séries à grande échelle. En outre, si on désire fabriquer un collecteur ayant une résistivité particulièrement faible, il est très simple de constituer le dépôt sur l'épaisseur requise en réalisant le nombre souhaité de passages d'un pulvérisateur pour former le dépôt.
En outre, on a trouvé qu'un tel dépôt de métallisation
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déposé par pulvérisation à la flamme peut être formé sans nuire à l'aspect d'un dépôt sous-jacent d'émail, lorsqu'il est regardé au travers de la feuille vitreuse. Du point de vue commercial, ceci constitue un avantage esthétique important. Il est très surprenant que l'aspect d'un tel émail ne soit pas détérioré : les émaux couramment utilisés sont cuits à des températures allant jusqu'à environ 700 C, et les points de fusion de nombreux métaux qui peuvent être utilisés pour former un tel dépôt sont notablement plus élevés que celles-ci.
On peut utiliser différentes techniques pour pulvériser du métal à la flamme sur un substrat en verre. Dans une de ces techniques, le substrat est préchauffé, un métal de la composition voulue est progressivement amené dans la flamme d'un chalumeau oxy-acétylénique sous forme de fil ou de poudre (les débits d'alimentation en gaz étant ajustés de manière que la flamme soit une flamme réductrice) et la flamme est promenée sur la surface du substrat sur lequel on désire former le dépôt de métallisation. Cette technique a pour résultat la formation d'un film de métal qui est bien solidarisé au substrat. Il est souhaitable de s'assurer que la flamme est une flamme réductrice, de manière que la couche de métallisation déposée ait une teneur faible en oxydes afin de faciliter une étape ultérieure de soudure.
De préférence, la ou une dite couche de métallisation est déposée audessus d'au moins une couche sous-jacente d'émail vitreux. Ceci assure une bonne connexion électrique si l'émail est conducteur, et permet un masquage au moins partiel du dépôt de métallisation, que l'émail soit conducteur ou non. De préférence, la ou une dite couche de métallisation est déposée au-dessus d'au moins une couche sous-jacente d'émail vitreux non conducteur.
Avantageusement, la dite couche de métallisation est déposée audessus d'une couche sous-jacente discontinue d'émail vitreux de telle sorte qu'une partie de la couche de métallisation est en contact direct avec le substrat en verre.
Ceci favorise la solidarisation du dépôt de métallisation au substrat.
Différents métaux peuvent être utilisés pour former le dit dépôt de métallisation. De préférence, la dite couche de métallisation est constituée de : cuivre, ou nickel, ou un alliage de cuivre et de nickel, ou de nickel et de chrome, ou de cuivre et de titane, contenant éventuellement du zinc et/ou de l'aluminium.
L'emploi de tels métaux procure un compromis favorable entre la conductibilité électrique, le prix et la résistance à la corrosion atmosphérique.
On notera que plusieurs couches de métallisation pulvérisées peuvent être appliquées sur un substrat sur des parties différentes de sa surface, et qu'un dépôt unique peut être constitué de plusieurs strates. De telles portions différentes
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de surfaces ou de telles strates différentes peuvent être formées de différents métaux ou alliages.
Différentes formes préférées de réalisation de l'invention seront maintenant décrites à titre d'exemple seulement en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue en élévation d'une partie d'une première forme de réalisation de l'invention constituée sous forme d'un vitrage chauffant pour véhicule,
La figure 2 est une vue en élévation d'un détail d'une seconde forme de réalisation de l'invention,
La figure 3 est une vue en coupe d'une forme de réalisation de l'invention,
Les figures 4 et 5 sont respectivement des vues en coupe de deux autres formes de réalisation de l'invention, et
Les figures 6 et 7 sont des vues en élévation de détails d'autres formes de réalisation de l'invention.
Dans le figure 1, une feuille de verre 1 est découpée à dimension et mise sous forme d'une lunette arrière de véhicule. Un dépôt d'émail opaque non conducteur 2 est appliqué par sérigraphie, d'une manière connue en soi, autour de la totalité de la périphérie de la feuille 1. Un réseau conducteur 3 composé de lignes 4 d'émail conducteur de l'électricité est également appliqué sur la feuille par sérigraphie, de manière que ces lignes s'étendent entre les bords latéraux de la feuille 1, leurs extrémités surmontant l'émail opaque 2 sur ces bords. Les dépôts d'émail sont alors chauffés en une étape unique de manière à les cuire. La cuisson de l'émail se déroule de manière appropriée pendant le chauffage de la feuille de verre avant son bombage à la courbure voulue.
En variante, une telle cuisson peut avoir lieu pendant le chauffage de la feuille de verre avant un traitement de trempe thermique.
Une bande de métal 5 est pulvérisée à la flamme substantiellement le long de la longueur totale de chaque bord latéral de la feuille 1 de manière à être en contat direct avec les extrémités des lignes 4 du réseau à ce bord latéral de la feuille. Au moins les bords latéraux de la feuille 1 peuvent être préchauffés, si on le désire. Afin de déposer la bande de métal, du fil métallique est amené progres- sivement dans la flamme d'un chalumeau oxy-acétylénique, et cette flamme est promenée le long du bord de la feuille. Dans un procédé particulièrement appro- prié, un chalumeau oxy-acétylénique est pourvu de moyens pour amener progres- sivement du fil dans la flamme du chalumeau de manière qu'il soit entouré par les
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gaz alimentant la flamme.
Le chalumeau est disposé au dessus de la feuille et dirigé vers l'extérieur et vers le bord de la feuille. Un écran de matière réfractaire appropriée, par exemple une feuille d'acier inoxydable, est disposé entre le chalumeau et la feuille pour éviter que de la matière émise par le chalumeau n'atteigne la feuille à tout endroit autre que le bord latéral voulu, et le chalumeau est disposé de manière que la portion centrale du cône de matière émise par le chalumeau atteigne cette région latérale. Si la bande de métal que l'on dépose s'étend au-delà du bord de la feuille, la matière perdue peut être collectée au-delà de la feuille.
La feuille peut être pourvue d'une telle couche de métallisation pulvérisée à la flamme pendant son acheminement dans un poste de pulvérisation ou, en variante, la feuille peut être fixe pendant que le chalumeau est déplacé le long du bord de la feuille, selon la méthode qu'on juge la plus appropriée. Les débits d'alimentation en gaz de la flamme sont ajustés de manière que la flamme soit une flamme réductrice pour obtenir un dépôt de métal qui soit pauvre en oxyde et qui adhère bien à l'émail opaque déposé précédemment. Le dépôt de métal est limité à la surface occupée par l'émail opaque 2, de manière qu'il soit entièrement masqué depuis la face opposée de la feuille 1.
De cette manière, il est très simple d'obtenir un dépôt substantiellement uniforme de métal ayant une épaisseur d'environ loua. Si on désire fabriquer une bande métallique collectrice 5 de résistivité plus faible, il suffit d'augmenter l'épaisseur du collecteur en réalisant une ou plusieurs passe (s) supplémentaire (s) du dispositif de pulvérisation à la flamme.
Une portion centrale de chaque bande métallique 5 est ensuite étamée et une borne 6 y est soudée.
On a trouvé que les bornes 6 sont fortement solidarisées à la feuille, et les bandes métalliques 5 servent de collecteurs de courant pour le réseau chauffant 3.
Si on le désire, on peut laisser refroidir la feuille 1 après cuisson des dépôts d'émail de manière que l'émail opaque 2 sur les bords latéraux des feuilles puisse être nettoyé, par exemple au moyen de laine d'acier, pour que le film métallique déposé puisse y adhérer plus fortement.
La bande métallique 5 est, de manière appropriée, formée à partir de : cuivre, ou nickel, ou un alliage de cuivre et de nickel, ou de nickel et de chrome, ou de cuivre et de titane, contenant éventuellement du zinc et/ou de l'aluminium.
La figure 2 représente un détail d'un autre vitrage comprenant une feuille de verre 1 portant un dépôt marginal d'émail opaque 2. Dans cette forme de réalisation, des lignes de réseau en émail conducteur 4 sont appliquées sur la feuille en même temps que des collecteurs de courant 7 constitués du même émail
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conducteur. Ces collecteurs de courant 7 sont limités à des régions marginales de la feuille, de manière qu'ils soient masqués par l'émail opaque 2 depuis la face opposée de la feuille 1. Un dépôt local 8 de métal est formé à l'intérieur de la surface de chaque collecteur de courant 7 de la manière décrite en se référant à la figure 1, le métal est étamé et une borne 6 y est soudée. En variante, le métal est déposé sous forme de collecteur de courant tel que la bande 5 représentée à la figure 1.
Ceci permet de réduire la quantité d'émail conducteur appliqué pour former le collecteur de courant 7.
La figure 3 peut être considérée comme une vue en coupe de la forme de réalisation de la figure 1, ou de la forme de réalisation de la figure 2, et elle montre une couche de soudure 9 assujettissant la borne 6 au dépôt de métallisation 5 ou 8, selon le cas. Si la couche de métallisation est un dépôt localisé tel que 8. un collecteur de courant en émail conducteur 7 doit être présent au-dessus de la couche d'émail opaque 2. Si, d'autre part, la couche de métallisation est un collecteur de courant allongé tel que 5, l'émail conducteur surmontant l'émail opaque 2 peut être constitué seulement par les extrémités des lignes conductrices 4, ou par un collecteur de courant tel que 7.
La figure 4 représente une région marginale d'une feuille vitreuse 1 qui porte un revêtement conducteur, transparent et continu, 10, par exemple d'oxyde stannique dopé. Un collecteur de courant 7 en émail conducteur est appliqué à un bord de la feuille 1, et un dépôt localisé de métal 8 est formé sur lui. Une borne 6 est assujettie au dépôt de métal 8 au moyen d'une couche de soudure 9. En variante, le métal est déposé sur l'émail 7 en tant que collecteur supplémentaire de courant, sous forme d'une bande telle que la bande 5 représentée à la figure 1.
La figure 5 représente une coupe d'un détail d'une forme de réalisa- tion qui est en fait la forme de réalisation de la figure 2, mais sans dépôt marginal
2 d'émail opaque. La feuille de verre 1 porte un réseau conducteur de lignes d'émail 4 connectée à des collecteurs de courant tels que 7, également en émail conducteur. Une couche de métallisation 8 est formée sur le collecteur de courant en émail 7 et une borne y est assujettie par la couche de soudure 9.
La figure 6 représente un détail d'un autre vitrage comprenant une feuille de verre 1 portant des lignes d'émail conducteur 4 formant un réseau chauffant 3 qui s'étend entre des collecteurs de courant 7 constitués du même émail conducteur. Ces collecteurs de courant 7 s'étendent vers le bas des zones marginales de la feuille et le long du bord inférieur. Un dépôt allongé de métal 11 est formé à l'intérieur de la surface de chaque collecteur de courant 7 de la
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u. manière décrite en se référant à la figure 1, afin de faciliter l'écoulement de courant le long des collecteurs. Dans cette forme de réalisation, une borne 6 est soudée à l'extrémité du collecteur 7 qui n'est pas recouverte par la couche de métallisation 11.
En variante, le métal est déposé sur une plus grande surface du collecteur de courant, par exemple sur la même étendue que lui. Ceci permet de réduire la quantité d'émail conducteur appliqué pour former le collecteur de courant 7, par exemple en permettant une réduction de la largeur sur laquelle le collecteur est déposé.
La figure 7 représente un détail d'un autre vitrage comprenant une feuille de verre 1 portant des lignes d'émail conducteur 4 formant un réseau chauffant qui s'étendent au travers de la feuille. Un dépôt d'émail opaque non conducteur 2 est appliqué par sérigraphie d'une manière connue en soi autour de la totalité de la périphérie de la feuille 1. Un réseau conducteur constitué de lignes 4 en émail conducteur de l'électricité est également appliqué à la feuille par une technique sérigraphique, de sorte que ces lignes s'étendent entre les bords latéraux de la feuille 1, leurs extrémités surmontant l'émail opaque 2 sur ces bords. Le dépôt d'émail opaque 2 comprend une bande discontinue 12 formée de dépôts ponctuels d'émail et disposée vers l'intérieur d'un dépôt continu périphérique de cet émail.
Une bande métallique 5 est pulvérisée à la flamme substantiellement le long de la longueur totale de chaque bord latéral, de manière à être en contact direct avec les extrémités des lignes de réseau 4 au bord de la feuille. La bande métallique 5 s'étend par-dessus la bande discontinue 12 d'émail opaque de manière que certaines de ses parties soient directement solidarisées à la feuille de verre 1. Une portion centrale de chaque bande métallique 5 est ensuite étamée et une borne 6 y est assujettie au moyen de soudure 9.
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Glass substrate carrying an electrical circuit and its manufacturing method.
The present invention relates to an article comprising a glass substrate carrying an electrical circuit which is formed at least in part from, or is in contact with, one or more deposit (s) of vitreous enamel. The invention includes a method of manufacturing such an article.
Such articles can be formed in different configurations for different uses. An example is the incorporation of a radio antenna in a vehicle window. A second example is the incorporation of a part of a burglar alarm circuit in a window, for example a shop window or a window of a bank teller cage, so that a modification or an interruption of the circuit, due to damage to the glazing, triggers an alarm signal. A third example, perhaps the most important from the commercial point of view, is the incorporation of an electric heating resistor in a glazing, for example a rear window of a vehicle.
In such articles, it is clear that it is necessary to extract electricity from the circuit of the article, or to supply it with electricity, and this can be achieved via a current collector deposited on the substrate. . It is currently common practice for such a collector to consist of a deposit of conductive enamel. In many cases, such a conductive enamel is deposited on top of a non-conductive enamel which serves as a mask; for example, such a deposit of non-conductive enamel can surround the entire periphery of the article to give its edges a uniform appearance when viewed from a side. In many cases, too, it is imperative to use very substantial amounts of conductive enamel.
For example, the most common model of a heated rear window for a vehicle comprises conductive enamel lines connected in parallel between collecting strips arranged at the edges of the glazing. In order to ensure an adequate distribution of the heat dissipation on the surface of the glazing, it is necessary that the collector strips have a low electrical resistance, and they are therefore much wider than the heating lines, and can also be thicker, and it is well known that more than half of the total quantity of enamel used is concentrated in the collecting strips. This considerably increases the manufacturing costs, because such conductive enamels typically contain between 45 and 75% by weight of silver.
The main object of the present invention is to provide a substrate
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vitreous carrying an electrical circuit in which the requirement for expensive conductive enamel is reduced, and which thereby reduces manufacturing costs.
The present invention relates to an article comprising a glass substrate carrying an electrical circuit which is formed at least in part of, or is in contact with, one or more deposit (s) of vitreous enamel, characterized in that the circuit includes minus a current collector which consists of or comprises a deposit of metallization sprayed in contact with the or a said deposit of enamel.
The metallization deposit included in, or constituting the collector will itself be conductive; in this way, for a given total resistance of the collector, this collector may contain a lesser amount of conductive enamel. Such a deposit can be applied in a simple and economical manner, and therefore the invention allows a reduction in the costs of manufacturing such articles.
Spraying can facilitate rapid metal deposition. Such spraying can be carried out at elevated temperature, for example above
120 C, depending on the metal sprayed. We also believe that the temperature at which the metallization deposit is formed can have an influence on the resistance of the bond between this deposit and the underlying surface. The temperature at which the deposition takes place must obviously not be so high that there is a significant risk of deterioration of the substrate and of the elements which it carries when the deposition takes place. The deposition of metal at high temperatures can promote the joining, whether direct or not, between the metal and the substrate. This is important for securing a terminal securely.
It has been found that the deposition of the metal at high temperature makes it possible to obtain a very solid welded bond between a terminal and the substrate via a layer of such a deposited metal. The weld can easily form a solid bond with such a metallization deposit and the deposit itself can be easily formed so as to adhere strongly to the substrate. In fact, the bond between the solder and the metallization deposit, and the bond between the metallization deposit and the substrate can each be made stronger than a direct bond between solder and conductive enamel.
The glassy substrate can have any desired shape, and it can be opaque or transparent. It is envisaged that the greatest demand for such items will be that where the substrate is a transparent glassy sheet, and in the remainder of this description, it will be assumed that the substrate is indeed a transparent glassy sheet. Such a sheet can be a simple flat glass sheet, or it can be curved to a desired curvature, and / or toughened, and / or laminated, for example to a plastic sheet or to a
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another sheet of glass.
The electrical circuit can consist of any desired elements carried by the substrate. It may for example comprise a continuous or network transparent conductive coating, for example of doped stannic oxide, which is applied pyrolytically to the glassy substrate, but in the preferred embodiments of the invention, the said electrical circuit consists of or comprises at least one deposit of conductive vitreous enamel. Such a conductive vitreous enamel can for example be deposited in the form of several lines extending parallel between two collectors. Such articles are particularly useful as heated glazing for vehicles.
Advantageously, elongated current collectors are deposited on the substrate and the said electrical circuit comprises at least one conductive element which adheres to the substrate and extends between these collectors. The use of elongated collectors is particularly advantageous for obtaining a good distribution of the current in a conductive element consisting of a uniform conductive coating or in several elements extending between the collectors, for example to form a heating panel.
In the preferred embodiments of the invention, the or at least one said elongated current collector consists of or comprises an elongated metallization deposit. Such an elongated metallization deposit facilitates current conduction along the collector.
Advantageously, the or at least one said current collector is formed entirely or mainly by a said metallization deposit. The adoption of this characteristic ensures the elimination of most or all of the conductive enamel which would have been used to form such a collector prior to the present invention, and therefore confers greater savings in manufacturing costs. In addition, it reduces, and can make it possible to avoid, overheating, for example local overheating, of the collector during its operation, due to an excessively high resistance of this collector or of one of its parts.
In order to simplify the connection of the electrical circuit carried by the substrate to other electrical circuit components, a terminal is preferably soldered to the or each current collector.
In fact, we have found that soldering the terminals to the conductive enamel deposited on a glassy substrate is not an easy operation to perform, especially when this conductive enamel has been deposited on another layer of ceramic material. It is very difficult to get a solid bond between the enamel
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conductor and terminal, and as a result the terminal can easily come off by accident. In the case of heated vehicle glazing, this may mean that it is necessary to replace the entire glazing. In addition, the soldering operation can easily affect the appearance of any underlying portion of glassy enamel, so that it takes on a non-uniform appearance. This can adversely affect the aesthetics of the glazing and can be a significant commercial disadvantage.
For this reason, in the preferred embodiments of the invention, said terminal is welded to the or a said metallization deposit. A tenacious welded bond between a terminal and a metallization deposit can be formed much more easily than between a terminal and a conductive enamel. This provides additional savings in manufacturing costs, and offers the additional significant advantage of having a lower risk of deteriorating the appearance of an underlying enamel deposit. The reason why there is less risk of deteriorating the appearance of an underlying enamel deposit is not clear, and this situation is even very surprising, having regard to certain preferred methods of forming a such metallization deposit.
Another advantage offered by such a metallization deposit for soldering a terminal is that it allows a greater choice among the possible solder alloys. When soldering a terminal to a conductive enamel which contains, like most, besides, a high proportion of silver as a conductor, it is commonly considered necessary to use a solder alloy which itself contains a high proportion of money. Silver solder alloys tend to be expensive, and very often require significantly higher solder temperature than many other solder alloys. It will be noted that the advantages given above with regard to the welding of a terminal on such a metallization deposit are achieved independently of any saving in conductive enamel used to form the collector.
Different spraying techniques can be used to form a metallization deposit at high temperature. Advantageously, the or a said metallization deposit is a flame sprayed deposit. Such deposits are very simple and inexpensive to produce, and they are particularly well suited for rapid production in large-scale series. Flame spraying can form a metal film which is well bonded to the substrate. In addition, it has been found that such a metallization deposit deposited by flame spraying can be formed without harming the appearance of an underlying deposit of enamel, when viewed through the glassy sheet. . From a commercial point of view, this constitutes an important aesthetic advantage.
It is very surprising that the appearance of such enamel is not deteriorated: the enamels commonly used are fired at temperatures
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erasures of up to about 700 C, and the melting points of many metals which can be used to form such a deposit are significantly higher than these.
Preferably, the metallization deposit is formed after a said deposition of enamel, and in such a way that the or one said metallization deposition overcomes the underlying vitreous enamel. This ensures a good electrical connection if the enamel is conductive, and allows at least partial masking of the metallization deposit, whether the enamel is conductive or not. Preferably, said metallization deposit overcomes an underlying deposit of non-conductive vitreous enamel.
Advantageously, said metallization deposit overcomes a discontinuous underlying deposit of vitreous enamel so that part of said metallization deposit is in direct contact with the glass substrate. This promotes the attachment of the metallization deposit to the substrate.
Different metals can be used to form said metallization deposit. Preferably, said metallization deposit consists of: copper, or nickel, or an alloy of copper and nickel, or nickel and chromium, or copper and titanium, optionally containing zinc and / or aluminum.
The use of such metals provides a favorable compromise between electrical conductivity, price and resistance to atmospheric corrosion.
Articles according to the present invention are particularly suitable for use as heated glazing for vehicles, for example as heated rear glasses.
In certain preferred embodiments of the invention, the substrate carries a marginal deposit of non-conductive opaque enamel extending over its entire periphery. Such a non-conductive opaque enamel may be the only deposit of enamel on the substrate, or there may be one or more other deposit (s) of enamel, for example of conductive enamel. An article having such an enamel deposit on its periphery is specially adapted for its use as vehicle glazing. It is becoming common practice in the automotive industry to fix the glazing, for example the rear windows, to vehicles by bonding the glazing directly to the chassis of the vehicle. This makes it possible to mount the glazing flush with the frame, and thus reduce the drag force.
Such an opaque marginal band of enamel can serve to mask the bead of adhesive around the periphery of such glazing, and thus protect it from the effects of ultraviolet radiation. The invention includes embodiments in which said glazing is secured to the chassis of the vehicle by adhesive material which is masked from the outside of the vehicle by said marginal deposit of opaque enamel.
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Such an opaque enamel may contain pigments, for example a black pigment, to impart an aesthetically advantageous appearance. In certain preferred embodiments of the invention, said marginal deposit of enamel contains a pigment intended to match its color to that of the vehicle.
The invention extends to a method of manufacturing an article comprising a glass substrate carrying an electrical circuit which is formed at least in part from, or is in contact with, one or more deposits of vitreous enamel, characterized in that the electrical circuit is provided with a current collector, the formation of which comprises the step of spray deposition of a layer of metal, so that in the finished article, this layer is in contact with the or a said deposit of enamel.
This is a very simple and financially advantageous way of making such an article.
Spraying can facilitate rapid metal deposition. Such spraying must be carried out at high temperature, depending on the metal sprayed. We also believe that the temperature at which the metallization deposit is formed can have an influence on the solidity of the bond between this deposit and the underlying surface. The temperature at which the deposition takes place must obviously not be so high that there is a significant risk of deterioration of the substrate and of the elements which it carries when the deposition takes place. The deposition of metal at high temperatures can promote the joining, whether direct or not, between the metal and the substrate. This is important for securing a terminal securely.
It has been found that by depositing the metal at high temperature, it is very simple to obtain a very solid welded connection between a terminal and the substrate. Solder can easily form a solid bond with such a metallization deposit and the deposit itself can be easily formed so as to adhere strongly to the substrate. In fact, the bond between the solder and the metallization deposit, and the bond between the metallization deposit and the substrate can each be made stronger than a direct bond between solder and conductive enamel.
In the preferred embodiments of the invention, the circuit is formed by a method comprising the step of depositing at least one mass of conductive vitreous enamel on said substrate. Such a conductive vitreous enamel can for example be deposited in the form of several lines extending parallel between two collectors. Such articles are particularly useful as heated glazing for vehicles.
Advantageously, said circuit is formed by a method comprising the steps of depositing on said substrate a pair of on-line current collectors.
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gés and at least one conductive element adhering to the substrate and extending between these collectors. The formation of elongated collectors is particularly advantageous for obtaining a good distribution of the current in a conductive element consisting of a uniform conductive coating or in several elements extending between the collectors, for example to form a heating panel.
In the preferred embodiments of the invention, the formation of at least one said elongated current collector consists of, or comprises, the step of depositing a said layer of metal in the form of an elongated strip. Such an elongated metallization deposit facilitates current conduction along the collector, with a low additional cost. Since it is in any case necessary to form a metal deposit, it is clear that the equipment and the duration of the production cycle must be provided for this purpose, and this involves certain production costs. The only additional cost required by the extension of the surface on which the metal is deposited is the cost of the additional metal deposited, which can be comparatively low, as well as a possible small increase in production time.
Advantageously, the or at least one said current collector is formed in such a way that at least the major part by weight of the conductive material deposited in this collector is contained in said layer of metal.
The adoption of this characteristic ensures the elimination of most or all of the conductive enamel which would have been used to form such a collector prior to the present invention, and therefore confers corresponding greater savings in manufacturing costs. . This is also particularly advantageous when a collector of particularly low electrical resistance is required. There is a limit to the thickness of the conductive enamel which can be applied in a single screen deposition step, which, in turn, sets a limit on the conductivity of the collector.
If it is necessary to deposit an enamel collector of higher conductivity, additional enamel must be deposited during a second screen printing step, and this process, in itself, considerably increases the manufacturing costs. Such higher conductivity can easily be imparted to a collector by forming such a metallization layer.
In order to simplify the connection of the electrical circuit carried by the substrate to other electrical circuit components, a terminal is preferably soldered to the or each current collector. This constitutes an appropriate means of fixing a terminal in electrical contact with a collector.
In fact, we found that soldering the terminals to the enamel
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conductor deposited on a glassy substrate is not an easy operation to perform.
It is very difficult to obtain a solid bond between the conductive enamel and the terminal, and as a result the terminal can easily come off by accident. In the case of heated vehicle glazing, this may mean that it is necessary to replace the entire glazing. In addition, the soldering operation can easily affect the appearance of any underlying portion of glassy enamel, so that it takes on a non-uniform appearance. This can adversely affect the aesthetics of the glazing and can be a significant commercial disadvantage. For this reason, in the preferred embodiments of the invention, said terminal is welded to the or a said metallization deposit. A tenacious welded bond between a terminal and a metallization deposit can be formed much more easily than between a terminal and a conductive enamel.
This provides additional savings in manufacturing costs, and offers the additional significant advantage of having a lower risk of deteriorating the appearance of an underlying enamel deposit. The reason why there is less risk of deteriorating the appearance of an underlying enamel deposit is not clear, and this situation is even very surprising, having regard to certain preferred methods of forming a such metallization deposit. Another advantage offered by such a metallization deposit for soldering a terminal is that it allows a greater choice.
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among the possible solder alloys.
When soldering a terminal to a conductive enamel which contains, like most, besides, a high proportion of silver as a conductor, it is commonly considered necessary to use a solder alloy which itself contains a high proportion of money. Silver solder alloys tend to be expensive, and very often require significantly higher solder temperature than many other solder alloys. It will be noted that the advantages given above with regard to the welding of a terminal on such a metallization deposit are achieved independently of any saving in conductive enamel used to form the collector.
Different spraying techniques can be used to form a metallization deposit at high temperature, for example a plasma torch or an electric welding torch can be used. Advantageously, the or said metallization layer is formed by flame spraying. This is a very simple and inexpensive way to form the desired deposit, and is particularly well suited for rapid mass production on a large scale. In addition, if it is desired to manufacture a collector having a particularly low resistivity, it is very simple to constitute the deposit on the required thickness by making the desired number of passages of a sprayer to form the deposit.
Furthermore, it has been found that such a metallization deposit
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flame spray deposited can be formed without detracting from the appearance of an underlying deposit of enamel when viewed through the glassy sheet. From a commercial point of view, this constitutes an important aesthetic advantage. It is very surprising that the appearance of such an enamel is not deteriorated: the commonly used enamels are fired at temperatures up to about 700 C, and the melting points of many metals which can be used to form a such deposit are significantly higher than these.
Different techniques can be used to spray metal with a flame onto a glass substrate. In one of these techniques, the substrate is preheated, a metal of the desired composition is gradually brought into the flame of an oxy-acetylene torch in the form of wire or powder (the gas supply rates being adjusted so that the flame is a reducing flame) and the flame is passed over the surface of the substrate on which it is desired to form the metallization deposit. This technique results in the formation of a metal film which is well secured to the substrate. It is desirable to ensure that the flame is a reducing flame, so that the deposited metallization layer has a low oxide content in order to facilitate a subsequent welding step.
Preferably, the or a said metallization layer is deposited above at least one underlying layer of vitreous enamel. This ensures a good electrical connection if the enamel is conductive, and allows at least partial masking of the metallization deposit, whether the enamel is conductive or not. Preferably, the or a said metallization layer is deposited on top of at least one underlying layer of non-conductive vitreous enamel.
Advantageously, said metallization layer is deposited over an underlying discontinuous layer of vitreous enamel so that part of the metallization layer is in direct contact with the glass substrate.
This promotes the attachment of the metallization deposit to the substrate.
Different metals can be used to form said metallization deposit. Preferably, said metallization layer consists of: copper, or nickel, or an alloy of copper and nickel, or nickel and chromium, or copper and titanium, optionally containing zinc and / or aluminum.
The use of such metals provides a favorable compromise between electrical conductivity, price and resistance to atmospheric corrosion.
It will be noted that several sprayed metallization layers can be applied to a substrate on different parts of its surface, and that a single deposit can consist of several layers. Such different portions
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different surfaces or such strata can be formed from different metals or alloys.
Different preferred embodiments of the invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 is an elevation view of part of a first embodiment of the invention constituted in the form of a heated glazing for a vehicle,
FIG. 2 is an elevation view of a detail of a second embodiment of the invention,
FIG. 3 is a sectional view of an embodiment of the invention,
FIGS. 4 and 5 are respectively sectional views of two other embodiments of the invention, and
Figures 6 and 7 are elevational views of details of other embodiments of the invention.
In FIG. 1, a sheet of glass 1 is cut to size and put into the form of a vehicle rear window. A deposit of non-conductive opaque enamel 2 is applied by screen printing, in a manner known per se, around the entire periphery of the sheet 1. A conductive network 3 composed of lines 4 of electrically conductive enamel is also applied to the sheet by screen printing, so that these lines extend between the lateral edges of the sheet 1, their ends surmounting the opaque enamel 2 on these edges. The enamel deposits are then heated in a single step so as to cook them. The enamel firing takes place in an appropriate manner during the heating of the glass sheet before its bending to the desired curvature.
Alternatively, such baking can take place during the heating of the glass sheet before a thermal tempering treatment.
A metal strip 5 is sprayed with the flame substantially along the total length of each lateral edge of the sheet 1 so as to be in direct contact with the ends of the lines 4 of the network at this lateral edge of the sheet. At least the side edges of the sheet 1 can be preheated, if desired. In order to deposit the metal strip, metallic wire is gradually brought into the flame of an oxy-acetylene torch, and this flame is passed along the edge of the sheet. In a particularly suitable process, an oxy-acetylene torch is provided with means for gradually bringing wire into the flame of the torch so that it is surrounded by the
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gas feeding the flame.
The torch is placed above the sheet and directed outwards and towards the edge of the sheet. A screen of suitable refractory material, for example a sheet of stainless steel, is disposed between the torch and the sheet to prevent material emitted by the torch from reaching the sheet at any place other than the desired side edge, and the torch is arranged so that the central portion of the cone of material emitted by the torch reaches this lateral region. If the metal strip being deposited extends beyond the edge of the sheet, the lost material can be collected beyond the sheet.
The sheet can be provided with such a flame sprayed metallization layer during its routing in a spraying station or, alternatively, the sheet can be fixed while the torch is moved along the edge of the sheet, depending on the method that is deemed the most appropriate. The gas supply rates of the flame are adjusted so that the flame is a reducing flame in order to obtain a deposit of metal which is poor in oxide and which adheres well to the opaque enamel previously deposited. The metal deposition is limited to the surface occupied by the opaque enamel 2, so that it is entirely masked from the opposite face of the sheet 1.
In this way, it is very simple to obtain a substantially uniform deposit of metal having a thickness of about loua. If it is desired to manufacture a metal collecting strip 5 of lower resistivity, it suffices to increase the thickness of the collector by making one or more additional passes for the flame spraying device.
A central portion of each metal strip 5 is then tinned and a terminal 6 is welded to it.
It has been found that the terminals 6 are strongly secured to the sheet, and the metal strips 5 serve as current collectors for the heating network 3.
If desired, the sheet 1 can be allowed to cool after the enamel deposits have been fired so that the opaque enamel 2 on the side edges of the sheets can be cleaned, for example using steel wool, so that the deposited metal film can adhere more strongly.
The metal strip 5 is suitably formed from: copper, or nickel, or an alloy of copper and nickel, or nickel and chromium, or copper and titanium, optionally containing zinc and / or aluminum.
FIG. 2 represents a detail of another glazing unit comprising a glass sheet 1 carrying a marginal deposit of opaque enamel 2. In this embodiment, network lines of conductive enamel 4 are applied to the sheet at the same time as current collectors 7 made of the same enamel
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driver. These current collectors 7 are limited to marginal regions of the sheet, so that they are masked by the opaque enamel 2 from the opposite face of the sheet 1. A local deposit 8 of metal is formed inside the surface of each current collector 7 as described with reference to FIG. 1, the metal is tinned and a terminal 6 is welded to it. As a variant, the metal is deposited in the form of a current collector such as the strip 5 shown in FIG. 1.
This reduces the amount of conductive enamel applied to form the current collector 7.
FIG. 3 can be considered as a sectional view of the embodiment of FIG. 1, or of the embodiment of FIG. 2, and it shows a layer of solder 9 subjecting the terminal 6 to the metallization deposit 5 or 8, as appropriate. If the metallization layer is a localized deposit such as 8. a current enamel conductive collector 7 must be present above the opaque enamel layer 2. If, on the other hand, the metallization layer is a collector of elongated current such as 5, the conductive enamel surmounting the opaque enamel 2 can be formed only by the ends of the conductive lines 4, or by a current collector such as 7.
FIG. 4 represents a marginal region of a glassy sheet 1 which carries a conductive, transparent and continuous coating, 10, for example of doped stannic oxide. A current collector 7 in conductive enamel is applied to an edge of the sheet 1, and a localized deposit of metal 8 is formed thereon. A terminal 6 is subject to the deposition of metal 8 by means of a solder layer 9. As a variant, the metal is deposited on the enamel 7 as an additional current collector, in the form of a strip such as the strip 5 shown in FIG. 1.
Figure 5 shows a section through a detail of an embodiment which is in fact the embodiment of Figure 2, but without marginal deposit
2 of opaque enamel. The glass sheet 1 carries a conductive network of enamel lines 4 connected to current collectors such as 7, also made of conductive enamel. A metallization layer 8 is formed on the enamel current collector 7 and a terminal is secured thereto by the solder layer 9.
FIG. 6 shows a detail of another glazing unit comprising a glass sheet 1 carrying lines of conductive enamel 4 forming a heating network 3 which extends between current collectors 7 made of the same conductive enamel. These current collectors 7 extend down from the marginal zones of the sheet and along the lower edge. An elongated deposit of metal 11 is formed inside the surface of each current collector 7 of the
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u. as described with reference to Figure 1, to facilitate the flow of current along the collectors. In this embodiment, a terminal 6 is welded to the end of the collector 7 which is not covered by the metallization layer 11.
As a variant, the metal is deposited on a larger surface of the current collector, for example over the same extent as it. This makes it possible to reduce the amount of conductive enamel applied to form the current collector 7, for example by allowing a reduction in the width over which the collector is deposited.
FIG. 7 shows a detail of another glazing unit comprising a sheet of glass 1 carrying lines of conductive enamel 4 forming a heating network which extend through the sheet. A deposit of non-conductive opaque enamel 2 is applied by screen printing in a manner known per se around the entire periphery of the sheet 1. A conductive network consisting of lines 4 of electrically conductive enamel is also applied to the sheet by a screen printing technique, so that these lines extend between the lateral edges of the sheet 1, their ends surmounting the opaque enamel 2 on these edges. The opaque enamel deposit 2 comprises a discontinuous strip 12 formed of point deposits of enamel and disposed towards the inside of a continuous peripheral deposit of this enamel.
A metal strip 5 is sprayed with the flame substantially along the total length of each lateral edge, so as to be in direct contact with the ends of the grating lines 4 at the edge of the sheet. The metal strip 5 extends over the discontinuous strip 12 of opaque enamel so that some of its parts are directly secured to the glass sheet 1. A central portion of each metal strip 5 is then tinned and a terminal 6 is subject to it by means of welding 9.