BR112014001043B1

BR112014001043B1 - compósitos de contato elétrico, estrutura elétrica e métodos para produzir um compósito de contato elétrico

Info

Publication number: BR112014001043B1
Application number: BR112014001043-9A
Authority: BR
Inventors: Mitja Rateiczak; Bernhard Reul
Original assignee: Saint-Gobain Glass France
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2021-05-25
Also published as: PT2742772T; KR101637790B1; WO2013020863A1; MX362937B; TR201910764T4; ES2737421T3; PL2742772T3; JP5784232B2; EP2742772B1; KR20140048234A; CN103703865A; US20180062279A1; MX2014001433A; BR112014001043A2; US20140227551A1; US10770806B2; JP2014527265A; EP2742772A1; US9837732B2; CN103703865B

Abstract

COMPÓSITOS DE CONTATO ELÉTRICO E MÉTODOS PARA PRODUZIR COMPÓSITOS DE CONTATO ELÉTRICO. Trata-se de um compósito de contato elétrico, com um substrato e um revestimento eletricamente condutivo aplicado no mesmo, cujo revestimento é conectado a um eletrodo. Um elemento de contato metálico é conectado ao eletrodo, em que o elemento de contato serve para a conexão do revestimento condutivo com uma fonte de corrente/tensão. Adicionalmente, pelo menos uma camada aspergida produzida por meio de um método de aspersão térmica, em particular, aspersão com gás frio, e feita de pelo menos um metal elou liga metálica é fornecida, em que a camada aspergida é disposta entre o revestimento condutivo e o elemento de contato, sendo que a camada aspergida tem um coeficiente de expansão térmica que está entre os coeficientes de expansão térmica do carreador e o elemento de contato. Em uma variante, a camada aspergida serve como um eletrodo para o revestimento condutivo.

Description

Descrição

[0001] A invenção encontra-se na área técnica da produção de estruturas elétricas planas com um substrato e um revestimento eletricamente condutor aplicado no mesmo e se refere ao compósito de contato elétrico de estruturas elétricas planas, bem como a métodos para produzir compósitos de contato elétrico.

[0002] Estruturas elétricas planas com um substrato de um material eletricamente isolante e um revestimento eletricamente condutor aplicado no mesmo são suficientemente conhecidas por si só. Essas são frequentemente usadas como elementos de aquecimento de painel transparente ou opaco, em particular, na forma de envidraçamentos aquecíveis. Exemplos disso incluem para-brisas, janelas traseiras, telhados de vidro ou janelas laterais aquecíveis em veículos motorizados ou elementos de aquecimento montados em paredes ou independentes em espaços habitáveis, os quais servem para aquecer os espaços habitáveis. Entretanto, esses podem também, de outro modo, ser usados como espelhos aquecíveis ou elementos decorativos transparentes. Um uso alternativo do revestimento condutor é uma antena plana para receber radiação eletromagnética. As estruturas elétricas planas já foram descritas inúmeras vezes na literatura de patente. Meramente a título de exemplo, é feita referência nesse aspecto aos pedidos de patente DE 102008018147 A1, DE 102008029986 A1, DE 10259110 B3 e DE 102004018109 B3.

[0003] Como uma regra, o revestimento eletricamente condutor é eletricamente conectado a pelo menos um eletrodo. Dessa forma, em geral, um único eletrodo serve em antenas planas para o acoplamento de sinais elétricos fora do revestimento condutor. Em elementos de aquecimento de painel, o revestimento condutor é, tipicamente, conectado eletricamente a pelo menos um par de eletrodos conformados em tira ou faixa (barras de barramento), que se destinam a introduzir a corrente de aquecimento de um modo tão uniforme quanto possível no revestimento condutor e a distribuí-la amplamente.

[0004] É costume, em uma estrutura elétrica plana, conectar eletricamente o pelo menos um eletrodo a um elemento de contato metálico para formar um compósito de contato elétrico, por exemplo, conectar o revestimento condutor a aparelhos eletrônicos de antena a jusante (por exemplo, circuito de amplificador) ou aos dois terminais de uma fonte de corrente/tensão, tornando a corrente de aquecimento disponível.

[0005] Foi demonstrado, na prática, que tal compósito de contato é submetido a alto desgaste e pode se romper, o que pode até mesmo ser acompanhado de ruptura de substrato (por exemplo, ruptura de vidro). Visto que isso resulta em uma falha funcional completa do elemento de aquecimento de painel, que sempre exige reparo por pessoal de serviço, é desejável implantar o compósito de contato em um modo tão estável quanto possível. Entretanto, isso aumenta de maneira indesejável os custos de produção.

[0006] Em contrapartida, o objetivo da presente invenção consiste em tornar disponível um compósito de contato elétrico de uma estrutura elétrica plana que tem estabilidade mecânica aprimorada. Esse e outros objetivos são realizados de acordo com o propósito da invenção por compósitos de contato elétrico, bem como métodos para produzir compósitos de contato elétrico com as características das reivindicações coordenadas. As modalidades vantajosas da invenção são indicadas pelas características das subreivindicações.

[0007] De acordo com a invenção, um primeiro compósito de contato elétrico de uma estrutura elétrica plana, por exemplo, um elemento de aquecimento de painel, em particular, um envidraçamento aquecível, ou uma antena plana, é apresentado. O compósito de contato compreende um substrato plano feito, por exemplo, de vidro ou plástico e um revestimento eletricamente condutor aplicado no mesmo, que é eletricamente conectado a um eletrodo.

[0008] Adicionalmente, um elemento de contato metálico conectado ao eletrodo é disposto, cujo elemento de contato é fornecido para a conexão elétrica do revestimento condutor com um dispositivo elétrico, por exemplo, um circuito eletrônico para processar sinais de antena ou um terminal de uma fonte de corrente/tensão. Em particular, com um substrato de vidro, o material do elemento de contato metálico tem, tipicamente, um coeficiente de expansão térmica que é maior que o coeficiente de expansão térmica do vidro. O compósito de contato compreende, ainda, pelo menos uma camada aspergida eletricamente condutora produzida por um método de aspersão térmica, de preferência, aspersão com gás frio. Aqui e subsequentemente, o termo "método de aspersão térmica"significa um método de revestimento no qual um fluxo de partícula, por meio do qual a camada aspergida é formada, é mirado com alta energia em um alvo, por meio do qual a adesão é efetuada entre as partículas e o material do alvo. Especialmente no caso de aspersão com gás frio, as partículas são, de fato, aquecidas para gerar o feixe de gás, mas, como uma regra, não até o ponto de fusão, de modo que o gás seja relativamente "frio". Tais métodos de aspersão, em particular, aspersão com gás frio (aspersão fria) são bem conhecidos dos indivíduos versados na técnica, tal que é desnecessário fazer declarações mais detalhadas aqui. Essas são descritas na literatura de patente, por exemplo, nos Offenlegungsschriften alemães [pedidos de patente publicados] DE 19747386 A1 e DE 10037212 A1.

[0009] No compósito de contato de acordo com a invenção, a camada aspergida compreende pelo menos um metal e/ou pelo menos uma liga metálica e é disposto entre o revestimento condutor e o elemento de contato. Aqui, é essencial que o material da camada aspergida tenha um coeficiente de expansão térmica que esteja entre o coeficiente de expansão térmica dos materiais do carreador e o elemento de contato.

[0010] Na prática, estruturas elétricas planas, como elementos de aquecimento de painel e antenas planas, são muitas vezes submetidas a flutuações de temperatura relativamente grandes, que podem, por exemplo, estar na faixa de - 40°C a 120°C, de modo que os materiais usados para compósito compacto sejam submetidos a mudanças de volume correspondentemente grandes. Conforme o requerente observa, uma diferença extremamente grande nas mudanças de volume termicamente induzidas ocorre, como uma regra, entre o substrato para o revestimento condutor e o elemento de contato metálico. Nesse aspecto, existe a possibilidade de que grandes mudanças de temperatura causem tensões térmicas que favoreçam possivelmente a ocorrência de uma ruptura no compósito de contato.

[0011] Em contrapartida a isso, uma redução na diferença nos coeficientes de expansões térmicas de componentes adjacentes do compósito de contato pode ser vantajosamente alcançada no compósito de contato de acordo com a invenção por meio da camada aspergida que é disposta entre o substrato e o elemento de contato. A ocorrência de tensões térmicas pode, dessa forma, ser combatida de modo muito eficaz, com o perigo de ruptura do compósito de contato significativamente reduzido.

[0012] A princípio, a camada aspergida pode ter qualquer coeficiente de expansão térmica dede que seja garantido que esteja entre aquele do substrato e o elemento de contato a fim de obter o efeito vantajoso de uma redução em tensões termicamente induzidas. Em uma modalidade do compósito de contato de acordo com a invenção particularmente vantajosa do ponto de vista da redução em tensões termicamente induzidas, o coeficiente de expansão térmica da camada aspergida está na faixa de um terço médio de um intervalo de valor de coeficientes de expansão térmica ligados pelos coeficientes de expansão térmica do substrato e o elemento de contato, através dos quais uma redução particularmente eficaz de tensões térmicas pode ser obtida. Em particular, o coeficiente de expansão térmica da camada aspergida pode corresponder, pelo menos aproximadamente, a uma média formada dos coeficientes de expansão térmica do substrato e do elemento de contato a fim de obter um ótimo efeito. No caso de um substrato de vidro e um elemento de contato metálico, pode ser vantajoso, para esse propósito, para o coeficiente de expansão térmica da camada aspergida para se situar na faixa de 7 a 17 (x 10-6 K-1), de preferência, na faixa de 12 a 13 (x 10-6 K-1).

[0013] Em uma modalidade vantajosa do compósito de contato de acordo com a invenção, a camada aspergida é aspergida diretamente sobre o eletrodo. Conforme os experimentos do requerente mostraram, por meio de bombardeamento com as partículas, um óxido e/ou camada de corrosão possivelmente presente no eletrodo pode ser danificado, de modo que uma conexão particularmente forte (direta) entre os materiais da camada aspergida e o eletrodo possa se formar. Em particular, através de velocidades de partícula relativamente altas, bem como alta ductilidade do material de bombardeamento usado, uma aspereza da superfície do eletrodo pode ser executada, possivelmente, até mesmo a criação de retenções. Em conexão com uma redução das tensões térmicas no compósito de contato por meio de um coeficiente de expansão térmica adequadamente selecionado da camada aspergida, é possível, nesse modo, produzir um compósito de contato de baixo desgaste e particularmente estável.

[0014] Alternativamente, também é possível aspergir a camada aspergida diretamente sobre o revestimento eletricamente condutor com, nesse caso, uma adesão particularmente boa da camada aspergida no revestimento condutor obtenível. Conforme o indivíduo versado na técnica sabe, o revestimento eletricamente condutor tem, devido à superfície lisa do substrato, uma superfície uniformemente lisa. Quando a camada aspergida é aplicada no revestimento eletricamente condutor, uma ligação mais forte pode ser alcançada entre a camada (mais rugosa ou mais áspera) aspergida e o revestimento eletricamente condutor em comparação com a aplicação do eletrodo no revestimento eletricamente condutor, por exemplo, em um método de impressão. Dessa forma, uma retenção mecânica mais forte entre a camada aspergida e o revestimento eletricamente condutor pode ser alcançada do que entre o eletrodo e o revestimento eletricamente condutor. Isso é verdadeiro, em particular, para um revestimento eletricamente condutor que é implantado como um sistema de múltiplas camadas no qual a camada aspergida permite um "emaranhado"(conexão mecânica) com todas as camadas, enquanto que o eletrodo não aplicado no método de aspersão é mecanicamente conectado apenas à camada mais superior. Consequentemente, a camada aspergida é também eletricamente conectada a todas as camadas do sistema de múltiplas camadas, enquanto que o eletrodo não aplicado no método de aspersão é eletricamente conectado apenas à camada mais superior.

[0015] Por outro lado, o eletrodo também tem uma superfície um pouco áspera ou grosseira, de modo que através do eletrodo aplicado na camada (também um pouco áspera ou grossa) aspergida, um "emaranhado" particularmente satisfatório (conexão mecânica e elétrica) possa ser alcançado. Dessa forma, com um compósito de contato no qual a camada aspergida é aplicada no revestimento eletricamente condutor e o eletrodo é aplicado na camada aspergida, uma conexão mecânica e elétrica particularmente satisfatória tanto da camada aspergida quanto do eletrodo pode ser obtida, de modo que o compósito de contato seja particularmente estável e tenha boa condutividade elétrica.

[0016] Em outra modalidade vantajosa do compósito de contato de acordo com a invenção, a camada aspergida tem uma espessura de camada, de modo que o eletrodo seja mecanicamente reforçado. Para esse propósito, a espessura de camada da camada aspergida pode ser, por exemplo, 2 a 50 vezes tão espessa quanto uma espessura de camada do eletrodo. Através dessa medida, a resistência mecânica do compósito de contato pode ser ainda mais aprimorada, sendo que, em particular, a ruptura do compósito de contato através do destacamento do eletrodo do substrato pode ser efetivamente combatida.

[0017] Em uma modalidade do compósito de contato, o elemento de contato não é produzido por um método de aspersão e, dessa forma, não implantado como uma camada aspergida, mas, em vez disso, implantado na forma de um elemento de contato pré-fabricado (por exemplo, uma peça) ou parte de contato e é eletricamente conectado ao eletrodo como um elemento de contato pré-fabricado.

[0018] No compósito de contato de acordo com a invenção, o elemento de contato não é uma solda, de modo que o elemento de contato por si só seja isento de solda. Entretanto, o elemento de contato pode, por exemplo, ser fixado no compósito de contato por uma solda contendo chumbo ou isenta de chumbo. Na prática, foi demonstrado que, de fato, soldas contendo chumbo têm alta ductilidade, o que, entretanto, não é verdadeiro para as soldas isentas de chumbo. No compósito de contato de acordo com a invenção, a camada aspergida pode ser usada de modo particularmente vantajoso para o aprimoramento da estabilidade mecânica (ductilidade) do compósito de contato mesmo com o uso de soldas isentas de chumbo, em que o elemento de contato é fixado ao eletrodo ou à camada aspergida por meio da solda isenta de chumbo.

[0019] No compósito de contato de acordo com a invenção, a camada aspergida (eletricamente condutora) compreende pelo menos um metal e/ou pelo menos uma liga metálica para alcançar aquele coeficiente de expansão térmica da camada aspergida que está entre aqueles dentre o substrato e o elemento de contato. De modo vantajoso, a camada aspergida compreende um ou uma pluralidade de metais e/ou um ou uma pluralidade de ligas metálicas, selecionados a partir de prata, cobre, ouro, alumínio, sódio, tungstênio, latão, ferro, cromo, chumbo, bismuto, titânio, estanho, zinco, molibdênio, índio, níquel, platina, vanádio, cobalto, tálio e nióbio. A seleção de um metal ou liga metálica adequada resulta substancialmente do coeficiente de expansão térmica desejado, que pode ser fácil e seguramente estabelecido nesse modo.

[0020] Também pode ser vantajoso para a camada aspergida conter pelo menos um componente adicional feito de um material eletricamente isolante, por exemplo, partículas de vidro, para influenciar seletivamente as propriedades mecânicas do compósito de contato, bem como o coeficiente de expansão térmica da camada aspergida.

[0021] De acordo com a invenção, outro segundo compósito de contato é apresentado, que difere do compósito de contato anterior no fato em que o eletrodo para entrar em contato com o revestimento eletricamente condutor é substituído pela camada aspergida. Consequentemente, o compósito de contato compreende um substrato plano feito, por exemplo, de vidro ou plástico e um revestimento eletricamente condutor aplicado no mesmo, bem como uma camada aspergida aspergida sobre o revestimento condutor por um método de aspersão térmica, em particular, aspersão com gás frio. O compósito de contato compreende adicionalmente um elemento de contato metálico eletricamente conectado à camada aspergida, que serve para a conexão do revestimento condutor com um componente elétrico, por exemplo, uma fonte de corrente/tensão. O material da camada aspergida tem um coeficiente de expansão térmica que está entre os coeficientes de expansão térmica dos materiais do substrato e o elemento de contato. O compósito de contato pode, em princípio, ser configurado no mesmo modo que o compósito de contato descrito anteriormente. Para evitar repetições desnecessárias, é feita referência às declarações feitas no mesmo.

[0022] Em tal compósito de contato, o perigo de tensões térmicas pode ser consideravelmente reduzido em um modo particularmente vantajoso por meio da camada aspergida aplicada no revestimento condutor. Adicionalmente, a camada aspergida pode ser conectada ao revestimento condutor com uma força adesiva particularmente forte.

[0023] A invenção se estende adicionalmente a uma estrutura elétrica plana, em particular, um elemento de aquecimento de painel, por exemplo, um envidraçamento opaco ou transparente aquecível ou uma antena plana que compreende um substrato plano com um revestimento eletricamente condutor, em que a estrutura elétrica plana tem pelo menos um compósito de contato conforme descrito acima.

[0024] A invenção se estende adicionalmente a um método para produzir um compósito de contato elétrico de uma estrutura elétrica plana, em particular, para produzir o primeiro compósito de contato descrito acima, que compreende as etapas a seguir: - Dotar um substrato plano, feito, por exemplo, de vidro ou plástico, de um revestimento eletricamente condutor aplicado no mesmo; - Produzir um eletrodo eletricamente conectado ao revestimento condutor; - Produzir um elemento de contato metálico eletricamente conectado ao eletrodo, cujo elemento de contato serve para a conexão do eletrodo com um componente elétrico, por exemplo, um circuito elétrico ou uma fonte de corrente/tensão, fonte de corrente/tensão; - Produzir, por meio do método de aspersão térmica, em particular, aspersão com gás frio, pelo menos uma camada aspergida que compreende pelo menos um metal e/ou pelo menos uma liga metálica e é disposto entre o revestimento condutor e o elemento de contato, sendo que o material da camada aspergida tem um coeficiente de expansão térmica que está entre os coeficientes de expansão térmica dos materiais do substrato e o elemento de contato.

[0025] Em uma modalidade do método, a camada aspergida é aspergida sobre o eletrodo ou o revestimento condutor, onde pode ser vantajoso a partir do ponto de vista das propriedades mecânicas do compósito de contato que a camada aspergida seja aspergida diretamente sobre o eletrodo.

[0026] A invenção se estende adicionalmente a um método para produzir um compósito de contato elétrico de uma estrutura elétrica plana, em particular, para produzir o segundo compósito de contato descrito acima, com as etapas a seguir: - Dotar um substrato de um revestimento eletricamente condutor aplicado no mesmo; - Aspergir uma camada aspergida, por meio de um método de aspersão térmica, em particular, aspersão com gás frio, sobre o revestimento condutor, sendo que a camada aspergida compreende pelo menos um metal e/ou pelo menos uma liga metálica e sendo que o material da camada aspergida tem um coeficiente de expansão térmica que está entre os coeficientes de expansão térmica dos materiais do substrato e o elemento de contato; - Produzir um elemento de contato metálico eletricamente conectado à camada aspergida para a conexão do revestimento condutor com um componente elétrico, por exemplo, um circuito elétrico ou uma fonte de corrente/tensão.

[0027] Além disso, a invenção se estende ao uso de uma camada aspergida eletricamente condutora produzida por um método de aspersão térmica, em particular, aspersão com gás frio, para a redução de tensões térmicas em um compósito de contato conforme descrito acima.

[0028] Consequentemente, a invenção se estende ao uso de uma camada aspergida eletricamente condutora produzida por um método de aspersão térmica, em particular, aspersão com gás frio, para a redução de tensões térmicas entre um substrato feito, por exemplo, de vidro ou plástico e um revestimento eletricamente condutor contatado por um eletrodo aplicado no mesmo, e um elemento de contato metálico eletricamente conectado ao eletrodo, sendo que o material da camada aspergida tem um coeficiente de expansão térmica que está entre os coeficientes de expansão térmica dos materiais do substrato e o elemento de contato.

[0029] Da mesma forma, se estende ao uso de uma camada aspergida eletricamente condutora produzida por meio de um método de aspersão térmica, em particular, aspersão com gás frio, para a redução de tensões térmicas entre um substrato feito, por exemplo, de vidro ou plástico e um revestimento eletricamente condutor aplicado no mesmo contatado pela camada aspergida, e um elemento de contato metálico eletricamente conectado à camada aspergida, sendo que o material da camada aspergida tem um coeficiente de expansão térmica que está entre os coeficientes de expansão térmica dos materiais do substrato e o elemento de contato. É compreendido que as modalidades diferentes da invenção podem ser realizadas individualmente ou em quaisquer combinações. Em particular, as características mencionadas acima e aquelas a serem explicadas a seguir podem ser usadas não apenas nas combinações indicadas, mas também em outras combinações ou sozinhas, sem que se afaste do escopo da presente invenção.

Breve Descrição dos Desenhos

[0030] A invenção é agora explicada em detalhes usando modalidades exemplificadoras, com referência às figuras anexas. Componentes idênticos ou que atuam de modo idêntico são referenciados com os mesmos caracteres de referência. Esses descrevem a representação não em escala simplificada: Figura 1 uma vista em seção transversal esquemática de uma modalidade exemplificadora para um compósito de contato elétrico de acordo com a invenção; Figura 2 uma vista em seção transversal esquemática de uma variante do compósito de contato elétrico da Figura 1; Figura 3 uma vista em seção transversal esquemática de outra variante do compósito de contato elétrico da Figura 1.

Descrição Detalhada dos Desenhos

[0031] A Figura 1 ilustra um compósito de contato referenciado como um todo com o número de referência 1, que é parte de uma estrutura elétrica plana (não mostrada adicionalmente). A estrutura elétrica plana pode, por exemplo, ser um elemento de aquecimento de painel, em particular, um envidraçamento aquecível ou uma antena plana. O envidraçamento aquecível pode ser implantado, por exemplo, na forma de uma vidraça compósita, na qual duas vidraças individuais são ligadas entre si por uma camada adesiva termoplástica. De modo semelhante, o envidraçamento aquecível pode ser um chamado vidro de segurança de vidraça única que compreende apenas uma vidraça individual.

[0032] O compósito de contato 1 compreende pelo menos um substrato plano 2 com um revestimento eletricamente condutor 6 aplicado no mesmo, que não é mostrado em detalhes na Figura 1. Conforme usado aqui, o termo "substrato" se refere, por exemplo, a uma vidraça única (carreador) de uma vidraça compósita ou um vidro de vidraça única ou ao carreador de uma antena plana.

[0033] O substrato 2 é feito, por exemplo, de um material de vidro, como vidro flotado, vidro de quartzo, vidro de borossilicato, vidro sodo-cálcico, vidro fundido ou vidro cerâmico ou feito de um material não vítreo, por exemplo, plástico, como poliestireno (PS), poliamida (PA), poliéster (PE), cloreto de polivinila (PVC), policarbonato (PC), polimetil metacrilato (PMA) ou polietileno tereftalato (PET) e/ou misturas dos mesmos. Exemplos de vidros adequados podem ser encontrados, em particular, na patente europeia EP 0847965 B1. Em geral, qualquer material com resistência química adequada, formato adequado e estabilidade de tamanho, bem como, como o caso pode ser, transparência óptica adequada, pode ser usado.

[0034] Dependendo da aplicação, a espessura do substrato 2 pode variar amplamente. Para um envidraçamento transparente aquecível, a espessura do substrato 2 é, por exemplo, na faixa de 1 a 25 mm, enquanto que, tipicamente, para vidraças transparentes, uma espessura de 1,4 a 2,1 mm é usada. O substrato 2 é plano ou inclinado em uma ou um a pluralidade de direções espaciais.

[0035] O substrato 2 pode, por exemplo, ser revestido substancialmente sobre toda a superfície com o revestimento condutor 6 (extensão de revestimento, por exemplo, 90%). O revestimento condutor 6 pode, em particular, ser um revestimento transparente que é transparente à radiação eletromagnética, de preferência, radiação eletromagnética de um comprimento de onda de 300 a 1300 nm, em particular, à luz visível. O termo "transparente" se refere aqui a uma transmitância total da estrutura elétrica plana que é, em particular para luz visível, por exemplo, >70% e, em particular, >80%. Os revestimentos condutors transparentes 6 são conhecidos, por exemplo, a partir das publicações impressas DE 202008017611 U1 e EP 0847965 B1.

[0036] O revestimento condutor 6 inclui um material eletricamente condutor, tipicamente, um metal ou óxido metálico. Exemplos disso são metais com uma alta condutividade elétrica como prata (Ag), cobre (Cu), ouro (Au), alumínio (AI) ou molibdênio (Mo), ligas metálicas como prata (Ag) em liga com paládio (Pa), bem como óxidos condutors transparentes (TCOs). TCOs são, de preferência, óxido de índio estanho, dióxido de estanho dopado com flúor, dióxido de estanho dopado com alumínio, dióxido de estanho dopado com gálio, dióxido de estanho dopado com boro, óxido de zinco e estanho ou óxido de estanho dopado com antimônio. Por exemplo, o revestimento condutor 6 consiste em uma camada metálica como uma camada de prata ou uma liga metálica contendo prata que é embebida entre pelo menos dois revestimentos feitos de material dielétrico do tipo óxido metálico. O óxido metálico inclui, por exemplo, óxido de zinco, óxido de estanho, óxido de índio, óxido de titânio, óxido de silício, óxido de alumínio, ou similares, bem como combinações de um ou uma pluralidade dos mesmos. O material dielétrico também pode conter nitreto de silício, carbeto de silício ou nitreto de alumínio. Por exemplo, os sistemas de camada metálica com uma pluralidade de camadas metálicas são usados, com as camadas metálicas individuais separadas por pelo menos uma camada feita de um material dielétrico. As camadas metálicas muito finas que contêm, em particular, titânio ou nióbio também podem ser fornecidas em ambos os lados de uma camada de prata. A camada metálica de fundo serve como uma camada de adesão e cristalização. A camada metálica de topo serve como uma camada de proteção e absorvedora para evitar uma modificação da prata durante as etapas de processo adicionais. Vantajosamente, a sequência de camadas tem alta estabilidade térmica, de modo que suporte as temperaturas tipicamente maiores que 600°C necessárias para a inclinação de vidraças de vidro sem danos; entretanto, mesmo sequências de camadas com baixa estabilidade térmica podem ser fornecidas. Em geral, o revestimento condutor 6 não está restrito a um material específico desde que o efeito desejado, por exemplo, um aquecimento elétrico extensivo do substrato 2 possa ser obtido com esse material.

[0037] Tal construção de camadas é, tipicamente, obtida por uma sucessão de procedimentos de deposição. O revestimento condutor 6 é, por exemplo, depositado fora da fase gasosa diretamente sobre o substrato 2, para qual propósito um método conhecido por si mesmo, como deposição de vapor químico (CVD) ou deposição de vapor físico (PVD), pode ser usado. De preferência, o revestimento condutor 6 é depositado sobre o substrato 2 por pulverização catódica (pulverização de catodo de magnetron). Entretanto, também é concebível aplicar o revestimento condutor 6 primeiramente em um filme plástico, em particular, filme PET (PET = tereftalato de polietileno), que é, então, ligado adesivamente ao substrato 2.

[0038] O revestimento condutor 6 tem, por exemplo, uma resistência de película na faixa de 1 ohm/quadrado a 10 ohms/quadrado, em particular, na faixa de 1 ohm/quadrado a 5 ohms/quadrado.

[0039] A espessura do revestimento condutor 6 pode variar amplamente e ser adaptada às exigências do caso individual. É essencial que em uma estrutura elétrica plana transparente, a espessura do revestimento condutor 6 não seja tão grande tal que se torne impermeável à radiação eletromagnética, de preferência, radiação eletromagnética de um comprimento de onda de 300 a 1300 nm e, em particular, luz visível. Por exemplo, a espessura do revestimento condutor 6 está em qualquer ponto na faixa de 30 nm a 100 μm. No caso de TCOs, a espessura de camada está, por exemplo, na faixa de 100 nm a 1,5 μm, de preferência, na faixa de 150 nm a 1 μm e, com mais preferência, na faixa de 200 nm a 500 nm.

[0040] No compósito de contato 1, o eletrodo 3 é, por exemplo, implantado na forma de uma barra de barramento conformada em faixa ou tira, que é produzida por impressão, por exemplo, por impressão de tela, sobre o revestimento condutor 6. Alternativamente, também seria possível pré-fabricar o eletrodo 3 como um elemento metálico, por exemplo, como uma tira metálica ou fio metálico que é, então, eletricamente conectado por uma solda ou um plástico eletricamente condutor ao revestimento condutor 6. Um metal como prata (Ag), em particular, na forma de uma pasta de impressão para uso no método de impressão, cobre (Cu), alumínio (Al), tungstênio (W) e zinco (Zn) ou uma liga metálica pode, por exemplo, ser usada como material de eletrodo, sendo que essa lista não é completa. Por exemplo, a pasta de impressão inclui partículas de prata e fritas de vidro.

[0041] Para um eletrodo 3 feito, por exemplo, de prata (Ag), que é produzido no método de impressão, a espessura de camada está, por exemplo, na faixa de 2 a 25 microns (μm), em particular, na faixa de 10 a 15 μm. A resistência elétrica específica do eletrodo 3 depende, em general, do material usado, sendo em particular para um eletrodo impresso 3 na faixa de 2 a 4 micro- ohms-cm (μohm-cm). Por exemplo, a resistência elétrica específica de uma pasta de impressão com teor de 80% de prata para o método de impressão de tela é de 2,8 μohm-cm. Em comparação com o revestimento condutor 6 de alta impedância, o eletrodo 3 tem impedância relativamente baixa, com a resistência elétrica, por exemplo, na faixa de 0,15 a 4 ohms/metro (Q/m). Por meio desta medida, pode ser alcançado que a tensão de aquecimento aplicada cai substancialmente sobre o revestimento condutor 6, de modo que o eletrodo 3 se aqueça apenas levemente durante a operação e um compartilhamento muito pequeno da saída de aquecimento disponível no eletrodo 3 é emitido como dissipação de energia.

[0042] Conforme já declarado, o eletrodo 3 pode ser produzido pela impressão de uma pasta de impressão metálica sobre o revestimento condutor 6.

[0043] Alternativamente, também é possível para uma tira de folha metálica fina que contém, por exemplo, cobre e/ou alumínio ser usada como eletrodo 3. Por exemplo, um contato elétrico entre a tira de folha metálica e o revestimento condutor 6 pode ser obtido por um processo de autoclave através da ação de calor e pressão. O contato elétrico pode, entretanto, também ser produzido por soldagem ou colagem com um adesivo eletricamente condutor.

[0044] O compósito de contato 1 compreende adicionalmente uma camada aspergida fria 4 aspergida diretamente sobre o eletrodo 3 no método de aspersão com gás frio. A camada aspergida fria 4 é feita aqui de um material metálico, em particular, um metal elementar ou uma liga metálica, por exemplo, selecionada a partir de prata (Ag), cobre (Cu), ouro (Au), alumínio (AI), sódio (Na), tungstênio (W), latão, ferro (Fe), cromo (Cr), chumbo (Pb), bismuto (Bi), titânio (Ti), estanho (Sn), zinco (Zn), molibdênio (Mo), índio (In), níquel (Ni), platina (Pt), vanádio (Va), cobalto (Co), tálio (Th) e nióbio (Ni).

[0045] A espessura de camada da camada aspergida fria 4 pode variar amplamente e está, por exemplo, na faixa de 10 a 500 μm, em particular na faixa de 20 a 100 μm. Vantajosamente, a espessura de camada da camada aspergida fria 4 é pelo menos duas vezes maior que a espessura de camada do eletrodo 3, a fim de obter um bom reforço mecânico do eletrodo 3, em particular, se for implantado relativamente fino.

[0046] No compósito de contato 1, um elemento de contato metálico 5 é aplicado sobre a camada aspergida fria 4, cujo elemento de contato serve para a conexão do revestimento condutor 6 com um componente elétrico, por exemplo, uma fonte de corrente/tensão (não mostrada). Aqui, o elemento de contato 5 é implantado, por exemplo, na forma de um elemento metálico pré-fabricado, por exemplo, uma tira metálica que é conectada fixamente à camada aspergida fria 4 por meio de uma solda livre de chumbo ou contendo chumbo ou um adesivo condutor (não descrito em detalhes). A tira metálica 4 é feita, por exemplo, de alumínio (AI) ou cobre (Cu) e tem uma espessura que está, por exemplo, na faixa de 50 a 200 μm. Alternativamente, o elemento de contato 5 poderia ser também conectado à camada aspergida fria 4 através de pressão ou soldagem ultrassônica. Também seria concebível implantar o elemento de contato 5 como um contato de mola que se inclina sobre a camada aspergida fria 4 com uma determinada pré-carga de mola.

[0047] No compósito de contato 1, o coeficiente de expansão térmica do material do elemento de contato 5 é, tipicamente, maior que o coeficiente de expansão térmica do material do substrato 2. Por exemplo, o coeficiente de expansão térmica de um substrato de vidro 2 está na faixa de cerca de 7 a 7,5 (x 10-6 K-1), enquanto que o coeficiente de expansão térmica para um elemento de contato 5 feito de alumínio ou cobre está na faixa de cerca de 16 a 17 (x 10-6 K-1).

[0048] A camada aspergida fria 4 é feita de um material cujo coeficiente de expansão térmica está entre aqueles do material do substrato 2 e o elemento de contato 5. No caso de um substrato de vidro 2 e um elemento de contato metálico 5, o coeficiente de expansão térmica está, de preferência, na faixa de 12 a 13 (x 10-6 K-1). Por exemplo, a camada aspergida fria 7 é, para esse propósito, produzida a partir de titânio (Ti).

[0049] Por meio da camada aspergida fria 4 disposta entre o revestimento condutor 6 e o elemento de contato metálico 5, a ocorrência possível de tensões térmicas no compósito de contato 1 no momento de grandes mudanças de temperatura pode ser efetivamente combatida. Visto que a camada aspergida fria 4 é aspergida diretamente sobre o eletrodo 3, uma conexão particularmente estável entre o eletrodo 3 e a camada aspergida fria 4 também pode ser alcançada. O perigo de ruptura do compósito de contato 1 devido a tensões térmicas pode, dessa forma, ser significativamente reduzido.

[0050] A Figura 2 descreve outra modalidade exemplificadora para um compósito de contato 1 de acordo com a invenção que apresenta uma variante ao compósito de contato 1 da Figura 1. Para evitar repetições desnecessárias, apenas as diferenças em relação ao compósito de contato da Figura 1 são explicadas e, de outro modo, é feita referência às declarações feitas no mesmo. Consequentemente, a camada aspergida fria 4 é aspergida diretamente sobre o revestimento condutor 6, com o eletrodo 3 aplicado na camada aspergida fria 4 e contatado pelo elemento de contato metálico 5. Esse compósito de contato 1 é distinguido por uma conexão particularmente estável entre a camada aspergida fria 4 e o revestimento condutor 6 em adição ao efeito de uma redução de tensões térmicas.

[0051] A Figura 3 descreve outra modalidade exemplificadora para um compósito de contato de acordo com a invenção que apresenta outra variante ao compósito de contato 1 da Figura 1. Para evitar repetições desnecessárias, novamente, apenas as diferenças em relação ao compósito de contato da Figura 1 são explicadas e, de outro modo, é feita referência às declarações feitas no mesmo. Consequentemente, a camada aspergida fria 4 serve como um eletrodo para o revestimento condutor 6 e é, para esse propósito, aspergida diretamente sobre o revestimento condutor 6. É, portanto, possível realizar o mesmo sem um eletrodo diferente da camada aspergida fria 4 para a introdução da corrente de aquecimento no revestimento condutor 6. Esse compósito de contato 1 também é distinguido por uma conexão particularmente estável entre a camada aspergida fria 4 e o revestimento condutor 6 em adição ao efeito de uma redução de tensões térmicas, com a produção do compósito de contato 1 também simplificada em comparação com o compósito de contato 1 da Figura 1 ou da Figura 2, desde que nenhum eletrodo separado 3 seja exigido.

[0052] A presente invenção torna disponível um compósito de contato para uma estrutura elétrica plana, por exemplo, um elemento de aquecimento de painel ou uma antena plana, em que, por meio de um a camada aspergida que é disposta entre o substrato e o elemento de contato, uma redução na diferença dos coeficientes de expansão térmica dos componentes adjacentes do compósito de contato pode ser alcançada. A ocorrência de tensões térmicas pode, dessa forma, ser efetivamente combatida. Adicionalmente, a ductilidade do compósito de contato é significativamente aprimorada. O perigo de ruptura do compósito de contato devido a tensões térmicas pode ser claramente reduzido. Lista de Referência 1 compósito de contato 2 substrato 3 eletrodo 4 camada aspergida fria 5 elemento de contato 6 revestimento condutor

Claims

1. Compósito de contato elétrico (1) compreendendo: um substrato plano (2) com um revestimento eletricamente condutor (6) aplicado no mesmo, um eletrodo (3) que é eletricamente conectado ao revestimento condutor (6), um elemento de contato metálico (5) que não é uma solda e que é eletricamente conectado ao eletrodo (3) e serve para a conexão do revestimento condutor (6) com um componente elétrico, uma camada aspergida (4) produzida por um método de aspersão térmica, em que a camada aspergida compreende pelo menos um metal e/ou pelo menos uma liga metálica, sendo que a camada aspergida (4) é disposta entre o revestimento condutor (6) e o elemento de contato (5) e tem um coeficiente de expansão térmica que está entre os coeficientes de expansão térmica do substrato (2) e do elemento de contato (5), uma camada aspergida (4) aspergida por um método de aspersão térmica sobre o revestimento condutor (6), em que a camada aspergida (4) compreende pelo menos um metal e/ou pelo menos uma liga metálica, o compósito de contato elétrico (1) caracterizadopelo fato de que compreende: um elemento de contato metálico (5) que não é produzido por um método de aspersão, mas configurado, em vez disso, na forma de uma parte de contato pré- fabricada, que não é uma solda e que é eletricamente conectado à camada aspergida e serve para a conexão do revestimento condutor com um componente elétrico.

2. Compósito de contato (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o coeficiente de expansão térmica da camada aspergida (4) está na faixa de um terço médio de uma faixa de valor para coeficientes de expansão térmica limitada pelos coeficientes de expansão térmica do substrato (2) e do elemento de contato (5).

3. Compósito de contato (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o coeficiente de expansão térmica da camada aspergida (4) corresponde pelo menos aproximadamente a um valor médio formado a partir dos coeficientes de expansão térmica do substrato (2) e do elemento de contato (5).

4. Compósito de contato (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a camada aspergida (4) é aspergida sobre o eletrodo (3).

5. Compósito de contato (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a camada aspergida (4) tem uma espessura de camada de 2 a 50 vezes àquela do eletrodo (3).

6. Compósito de contato (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a camada aspergida (4) é aspergida sobre o revestimento condutor (6).

7. Compósito de contato (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o elemento de contato (5) é eletricamente conectado por meio de uma solda isenta de chumbo ao eletrodo (3).

8. Compósito de contato (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a camada aspergida (4) compreende um ou uma pluralidade de metais e/ou ligas metálicas, selecionados a partir de prata, cobre, ouro, alumínio, sódio, tungstênio, latão, ferro, cromo, chumbo, bismuto, titânio, estanho, zinco, molibdênio, índio, níquel, platina, vanádio, cobalto, tálio e nióbio.

9. Compósito de contato (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a camada aspergida (4) contém pelo menos um material eletricamente isolante.

10. Estrutura elétrica com um substrato plano (2) e um revestimento eletricamente condutor (6) aplicado no substrato (2), caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um compósito de contato elétrico (1) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.

11. Método para produzir um compósito de contato elétrico (1) caracterizado pelo fato de que compreende as etapas a seguir: dotar um substrato plano (2) de um revestimento eletricamente condutor (6) aplicado no mesmo, produzir um eletrodo (3) que é eletricamente conectado ao revestimento condutor (6), produzir um elemento de contato metálico (5) que não é uma solda e que é eletricamente conectado ao eletrodo (3) e serve para a conexão do revestimento condutor (6) com um componente elétrico, produzir, por meio de um método de aspersão térmica, pelo menos uma camada aspergida (4) que compreende pelo menos um metal e/ou pelo menos uma liga metálica, sendo que a camada aspergida (4) é disposta entre o revestimento condutor (6) e o elemento de contato (5) e tem um coeficiente de expansão térmica que está entre os coeficientes de expansão térmica do substrato (2) e do elemento de contato (5).

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a camada aspergida (4) é aspergida sobre o eletrodo (3).

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a camada aspergida (4) é aspergida sobre o revestimento condutor (6).

14. Método para produzir um compósito de contato elétrico (1) caracterizado pelo fato de que compreende as etapas a seguir: dotar um substrato plano (2) de um revestimento eletricamente condutor (6) aplicado no mesmo, produzir um elemento de contato metálico (5), em que o elemento de contato não é produzido por um método de aspersão, mas configurado, em vez disso, na forma de uma parte de contato pré-fabricada, que não é uma solda e que é eletricamente conectado à camada aspergida (4) e serve para a conexão do revestimento condutor (6) com um componente elétrico, aspergir uma camada aspergida (4), por meio de um método de aspersão térmica, sobre o revestimento condutor (6), sendo que a camada aspergida (4) compreende pelo menos um metal e/ou pelo menos uma liga metálica e tem um coeficiente de expansão térmica que está entre os coeficientes de expansão térmica do substrato (2) e do elemento de contato (5).