BR112015003280B1

BR112015003280B1 - Vidraça com elemento de conexão e método para produzir tal vidraça

Info

Publication number: BR112015003280B1
Application number: BR112015003280-0A
Authority: BR
Inventors: Mitja Rateiczak; Bernhard Reul; Klaus Schmalbuch
Original assignee: Saint-Gobain Glass France
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2020-03-10
Also published as: EP2888075B1; MX2015002351A; ES2740955T3; MX370004B; US9484651B2; JP2017100190A; WO2014029576A1; CN104540636B; BR112015003280A2; EA201590429A1; KR101720888B1; TR201910819T4; PL2888075T3; JP2016500575A; JP6203262B2; US20150236438A1; EP2888075A1; CN104540636A; KR20150046191A; EA028332B1

Abstract

1/1 resumo vidraça com elemento de conexão elétrica uma vidraça (i) com um elemento de conexão (3) pelo menos compreendendo: -um substrato (1) com uma estrutura eletricamente condutora (2) em pelo menos uma sub-região do substrato (1), -o elemento de conexão elétrica (3) em pelo menos uma sub-região da estrutura eletricamente condutora (2), e -um composto de solda livre de chumbo (4), que conecta o elemento de conexão elétrica (3) à estrutura eletricamente condutora (2) em pelo menos uma sub-região, em que o composto de solda livre de chumbo (4) contém 58 % em peso a 62 % em peso de índio, 35 % em peso a 38 % em peso de estanho, 1 % em peso a 3,5 % em peso de prata, e 0,5 % em peso a 2 % em peso de cobre.

Description

“VIDRAÇA COM ELEMENTO DE CONEXÃO E MÉTODO PARA PRODUZIR TAL VIDRAÇA” [0001] A invenção refere-se a uma vidraça com um elemento de conexão elétrica, um método econômico e ambientalmente favorável para sua produção, e seu uso.

[0002] A invenção ainda se refere a uma vidraça com um elemento de conexão elétrica para veículos motorizados com estruturas eletricamente condutoras, tais como, por exemplo, condutores de aquecimento ou condutores de antena. As estruturas eletricamente condutoras são habitualmente conectadas ao sistema elétrico integrado, via elementos de conexão elétrica soldados. Devido a diferentes coeficientes de expansão térmica dos materiais usados, tensões mecânicas ocorrem durante a produção e operação que tencionam as vidraças e podem causar sua fratura.

[0003] Soldas contendo chumbo têm alta ductilidade, o que pode compensar as tensões mecânicas ocorrendo entre um elemento de conexão elétrica e a vidraça por deformação plástica. Entretanto, por causa da Diretiva End of Life Vehicles Directive 2000/53/EC, soldas contendo chumbo tiveram que ser substituídas por soldas livres de chumbo dentro da EC. A Diretiva é referida, em resumo, pelo acrônimo ELV (End of Life Vehicles). Seu objetivo é, como resultado do grande aumento em eletrônicos descartáveis, banir componentes extremamente problemáticos dos produtos. As substâncias afetadas são chumbo, mercúrio, cádmio e cromo. Isto se refere, entre outras coisas, à implementação de materiais de solda livres de chumbo em aplicações elétricas em vidros, e a introdução de correspondentes produtos de substituição.

[0004] As composições de solda livres de chumbo conhecidas de aplicações eletrônicas são inadequadas para aplicação em vidro. Por um lado, a mais elevada resistência adesiva, que não é obtida com estas composições de solda, é necessária em vidro. Por outro lado, as soldas flexíveis usadas em substratos eletrônicos têm um coeficiente relativamente elevado de expansão térmica, como resultado de que ocorre fratura do vidro muito rapidamente com flutuações de temperatura relativamente grandes.

[0005] Por exemplo, ligas metálicas livres de chumbo contendo prata, estanho, zinco, índio, bismuto, e/ou gálio são descritas para uso em vidro. A EP 2 339 894 A1 descreve o uso de ligas de bismuto para soldar uma camada condutora em uma vidraça com um elemento de conexão. Entretanto, uma vez que tais ligas de bismuto são muito frágeis, elas não são a forma mais adequada para solda em combinação com substratos de vidro, e esforços de tensão excessivamente elevados ocorrem no ponto de solda.

[0006] Outra possibilidade para reduzir os esforços de tensão no ponto de solda é a adição de aditivos de granulação grosseira. A US 2006/0147337 A1 descreve, por exemplo, uma liga de estanho-prata, na qual uma liga de níquel-ferro granular é adicionada. Assim, o coeficiente de expansão térmica da solda pode ser significativamente reduzido.

[0007] Além disso, o uso de uma ampla variedade de ligas de índio é conhecido para o contato de vidro. O índio tem provido ser um material particularmente adequado, uma vez que, graças a sua baixa dureza, reduz os esforços de tensão no ponto de solda. O WO 2000058051 descreve uma liga contendo 65 % em peso de índio, 30 % em peso de estanho, 4,5 % em peso de prata, bem como 0,5 % em peso de cobre. A composição de solda descrita tem, devido a seu alto teor de índio, um ponto de fusão comparativamente baixo de cerca de 121 °C, como resultado de que uma transferência excessiva de calor para o substrato de vidro durante a operação de soldagem pode ser evitada. Ao mesmo tempo, entretanto, um tal ponto de fusão degrada a resistência ao envelhecimento do composto de solda, de modo que, com forte aquecimento no ponto de solda, por exemplo, com luz solar incidente e simultâneo uso da função térmica da vidraça, pode ocorrer avaria no ponto de solda. Além disso, a não homogeneidade do composto de solda, tal como, por exemplo, encapsulações do fluxo, pode ser observada, que, dependendo de sua extensão, poderia causar uma falha estrutural no ponto soldado. Além disso, esta composição de solda tem comportamento umectante desfavorável, do qual resulta a fraca homogeneidade do composto de solda, bem como a formação de cavidades.

[0008] O objetivo da presente invenção é prover uma vidraça melhorada com um elemento de conexão que não tenha as desvantagens da técnica anterior, e um método ambientalmente favorável para sua produção.

[0009] O objetivo da presente invenção é realizado de acordo com a invenção por uma vidraça com um elemento de conexão, um método para sua produção, e seu uso de acordo com as reivindicações independentes 1, 12 e 13. As formas de realização preferidas são evidentes partir das reivindicações dependentes.

[0010] A vidraça, de acordo com a invenção, compreende um substrato com uma estrutura eletricamente condutora em pelo menos uma sub-região do substrato, um elemento de conexão elétrica, em pelo menos uma sub-região da estrutura eletricamente condutora, e um composto de solda livre de chumbo, que elétrica e condutoramente conecta o elemento de conexão elétrica com a estrutura eletricamente condutora em pelo menos uma sub-região. O composto de solda livre de chumbo contém 58 % em peso a 62 % em peso de índio, e 35 % em peso a 38 % em peso de estanho. Em particular, o composto de solda, de acordo com a invenção, compreende 58 % em peso a 62 % em peso de índio, e 35 % em peso a 38 % em peso de estanho. O estanho serve, devido às suas propriedades mecânicas e suas boas propriedades umectantes, como um componente essencial da solda e é principalmente usado como uma carga, com o teor de estanho determinado pelo teor dos componentes remanescentes, de modo que todos os componentes totalizem 100 %. A rigorosa observância do teor de índio é, entretanto, extremamente importante, uma vez que até pequenas variações afetam a qualidade do composto de solda, e as propriedades particularmente vantajosas do composto de solda ocorrem somente na faixa indicada.

[0011] O composto de solda livre de chumbo pode ser usado de acordo com a Diretiva EC “2002/95/EC on the Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment” como uma alternativa para soldas contendo chumbo e contém, em concordância com a Diretiva, um máximo do valor limite de 0,1 % em peso de chumbo, preferivelmente, nenhum chumbo.

Isto é particularmente vantajoso com respeito ao impacto ambiental da vidraça de acordo com a invenção. Compostos de solda livres de chumbo tipicamente têm menor ductilidade do que compostos de solda contendo chumbo, de modo que tensões mecânicas entre um elemento de conexão e uma vidraça possam ser bem menos compensadas. Entretanto, tem sido demonstrado que o composto de solda livre de chumbo, de acordo com a invenção, é particularmente bem adequado para processamento em combinação com substratos de vidro.

[0012] Em uma forma de realização particularmente preferida da vidraça, de acordo com a invenção, o composto de solda livre de chumbo contém 59 % em peso a 61 % em peso de índio, e 35 % em peso a 38 % em peso de estanho.

[0013] Adicionado ao composto de solda livre de chumbo estão 1 % em peso a 3,5 % em peso de prata (em particular 1,0 % em peso a 3,5 % em peso de prata), preferivelmente, 1,5 % em peso a 3 % em peso de prata (em particular, 1,5 % em peso a 3,0 % em peso de prata). Por um lado, a prata reduz a migração de átomos de prata para fora dos materiais adjacentes, tais como, por exemplo, a estrutura condutora, para a solda. Por outro lado, a adição de prata aumenta a resistência mecânica do composto de solda livre de chumbo e ajuda a evitar o fenômeno de fadiga causado por flutuações de temperatura.

[0014] É adicionado ao composto de solda livre de chumbo um teor de 0,5 % em peso a 2 % em peso de cobre (em particular, 0,5 % em peso a 2,0 % em peso de cobre), preferivelmente, 0,8 % em peso a 1,8 % em peso de cobre, particularmente preferível, 1,2 % em peso a 1,7 % em peso de cobre, em particular, 1,4 % em peso a 1,6 % em peso de cobre. Este teor de cobre causa uma diminuição do ponto de fusão, aumenta a resistência ao envelhecimento contra flutuações de temperatura, e melhora as propriedades umectantes da solda. No caso de uso de componentes contendo cobre que entram em contato direto com o composto de soldar, o teor de cobre, além disso, evita a migração de átomos de cobre destes componentes para a solda.

[0015] Além disso, níquel pode também estar contido no composto de solda livre de chumbo. Preferivelmente, o níquel é usado em um teor máximo de 1 % em peso. O níquel serve para evitar fases intermetálicas, tais como, por exemplo, AgüSn e Ag3Sn, que tornarão a solda mais rígida e mais frágil. Por isto, mesmo um teor de níquel de 0,1 % em peso a 0,2 % em peso é suficiente. Entretanto, o teor de níquel pode também ser de 0 % em peso.

[0016] Além disso, bismuto, zinco, antimônio, ouro, alumínio, arsênico, cádmio, cromo, carbono, manganês, nióbio, titânio, germânio, ferro, e/ou fósforo, podem estar contidos no composto de solda livre de chumbo, com os teores máximos de cádmio e cromo em conformidade com os valores limite de acordo com a Diretiva EC 2002/95/EC.

[0017] A composição do composto de solda de acordo com a invenção contém mais particularmente preferível In60Sn36,5Ag2,0Cu1,5, In60Sn36,4Ag2,0Cu1,5Ni0,1, In59Sn36,5Ag3,5Cu1,0, In61 Sn35,5Ag2,0Cu1,5, In61Sn37,5Ag1,0Cu0,5, In60Sn37,4Ag2,5Ni0,1, em particular, In60Sn36,5Ag2,0Cu1,5.

[0018] A faixa de flutuação relacionada com a produção da composição de solda é de 1 % com base nas respectivas quantidades totais dos componentes individuais usados.

[0019] O substrato, preferivelmente, contém vidro, particularmente preferível, vidro plano, vidro float, vidro de quartzo, vidro de borossilicato, e/ou vidro de cal sodada. Alternativamente, o substrato pode conter polímeros, preferivelmente, polietileno, polipropileno, policarbonato, polimetil metacrilato, e/ou suas misturas.

[0020] O elemento de conexão, preferivelmente, inclui cobre, zinco, titânio, ferro, níquel, cobalto, molibdênio, estanho, manganês, e/ou cromo e/ou suas ligas, tais como, por exemplo, latão, bronze, aço, níquel, prata, Constantan, Invar, Kovar. Particularmente preferível, o elemento de conexão contém aço, em particular, aço inoxidável, por exemplo, o aço inoxidável livre de ferrugem comercializado sob o nome comercial “Nirosta”. Em uma forma de realização alternativa, o elemento de conexão contém 58 % em peso a 99,9 % em peso de cobre, e 0 % em peso a 37 % em peso de zinco. A liga de latão Cu70Zn30 é mencionada aqui como um exemplo. Entretanto, a composição particularmente vantajosa do composto de solda livre de chumbo possibilita o uso de uma ampla variedade de materiais como o elemento de conexão. Dependendo do material do elemento de conexão, a composição do composto de solda, de acordo com a invenção, também é adaptada, por um lado, para garantir ótima adesão do elemento de conexão e, por outro lado, para manter custos materiais tão baixos quanto possível. No caso de elementos de conexão com um alto teor de cobre, composições de solda de elevado teor de índio devem ser usadas; apesar de que, por exemplo, no caso de elementos de conexão de aço inoxidável, mesmo as composições de solda de teor de índio mais baixo podem ser usadas. Uma solda de baixo teor de índio, no contexto da composição do composto de solda, de acordo com a invenção, assim, em combinação com um elemento de conexão feito de aço inoxidável, resulta em uma significante redução de custos materiais, uma vez que o teor de índio dispendioso pode ser reduzido. Um tal efeito sinérgico entre o elemento de conexão e a solda pode somente ser obtido através de precisa coordenação dos materiais do elemento de conexão e da composição de solda. O composto de solda tem, no caso de uso com um elemento de conexão de aço inoxidável, muito boa processabilidade e estabilidade.

[0021] A fim de obter-se a mais elevada resistência possível da junta soldada em flutuações de temperatura, os coeficientes de expansão térmica dos parceiros de solda envolvidos e da solda devem estar na mesma ordem de magnitude. Por esta razão, o uso de elementos de conexão de aço inoxidável é recomendado, uma vez que estes têm coeficientes de expansão térmica similares ao composto de solda de acordo com a invenção. Uma vidraça, incluindo um substrato feito de vidro de cal sodada, um elemento de conexão feito de aço inoxidável, e a composição de composto de solda, de acordo com a invenção, é, assim, particularmente vantajosa com respeito à estabilidade da junta soldada no evento de flutuações de temperatura.

[0022] O elemento de conexão, preferivelmente, tem um revestimento, particularmente preferível, um revestimento contendo prata ou um revestimento contendo níquel. O revestimento, preferivelmente, tem uma espessura de 2 pm a 5 pm. Em particular, elementos de conexão revestidos de prata ou revestidos de níquel são usados, com o revestimento de prata ou revestimento de níquel melhorando a qualidade da superfície, a condutividade, e a umectabilidade da superfície. Em particular, elementos de conexão feitos de aço inoxidável são, preferivelmente, revestidos de prata ou revestidos de níquel.

[0023] A vidraça, de acordo com a invenção, pode incluir elementos de conexão de uma variedade de formatos, por exemplo, elementos de conexão conformados em ponte, que contatam a estrutura eletricamente condutora em duas ou mais superfícies, ou também elementos de conexão conformados em placa, que são conectados à estrutura eletricamente condutora via uma superfície de suporte contínua.

[0024] O elemento de conexão tem pelo menos uma superfície de contato, através da qual o elemento de conexão é conectado através de sua área inteira a uma sub-região da estrutura eletricamente condutora por meio do composto de solda livre de chumbo.

[0025] Em pelo menos uma sub-região da vidraça, uma estrutura eletricamente condutora é aplicada, que, preferivelmente, contém prata, particularmente preferível, partículas de prata e fritas de vidro. A estrutura eletricamente condutora, de acordo com a invenção, preferivelmente, tem uma espessura de camada de 3 pm a 40 pm, particularmente preferível, de 5 pm a 20 pm, mais particularmente preferível, de 7 pm a 15 pm e, em particular, de 8 pm a 12 pm. O elemento de conexão é conectado através de sua área inteira a uma sub-região da estrutura eletricamente condutora, via uma superfície de contato. O contato elétrico é feito por meio do composto de solda livre de chumbo. A estrutura eletricamente condutora pode, por exemplo, servir para o contato dos fios fixados sobre a vidraça ou de um revestimento. A estrutura eletricamente condutora é fixada, por exemplo, na forma de barras coletoras em bordas opostas da vidraça. Uma tensão pode ser aplicada, via os elementos de conexão fixados sobre as barras coletoras, nos quais uma corrente flui de uma barra coletora para a outra, através dos fios condutores ou do revestimento, e aquece a vidraça. Alternativamente, para uma tal função de aquecimento, a vidraça, de acordo com a invenção, pode também ser usada em combinação com condutores de antena ou também é concebível em quaisquer outras configurações em que um contato estável de vidraça seja requerido.

[0026] O composto de solda livre de chumbo flui para fora do espaço intermediário entre o elemento de conexão e a estrutura eletricamente condutora, com a solda descrevendo um menisco côncavo e, assim, formando um filete de solda homogêneo. Um tal filete de solda homogêneo pode ser atribuído principalmente às propriedades umectantes extraordinariamente boas da composição de solda, de acordo com a invenção. A formação de filetes homogêneos representa um critério de qualidade para a junta soldada, uma vez que, neste caso, uma distribuição homogênea da solda no vão entre o elemento de conexão e a estrutura eletricamente condutora pode ser admitida. Se a solda fluir irregularmente para fora do vão na forma de gotas de solda, as gotas de solda podem resultar em avaria da superfície da estrutura eletricamente condutora. A fim de garantir uma boa junta soldada, mesmo no caso das soldas com fracas propriedades umectantes, estas são frequentemente usadas em grandes quantidades, de modo que uma espessura de solda elevada seja produzida. Entretanto, o risco de um cruzamento de composto de solda também é grande. Não somente as gotas de solda descritas parecem, mas o composto de solda pode, além disso, abaular-se para cima nas superfícies laterais do elemento de conexão, por todo o caminho até sua superfície superior, de modo que os lados do elemento de conexão fiquem completamente circundados por composto de solda. Entretanto, tais juntas soldadas são extremamente instáveis durante flutuações de temperatura. As boas propriedades umectantes da solda, de acordo com a invenção, são, assim, extremamente vantajosas com respeito à estabilidade e qualidade da junta soldada, e também com respeito à economia de recursos e uso eficaz de custos das matérias primas.

[0027] O formato do elemento de conexão elétrica pode formar depósitos de solda no vão intermediário do elemento de conexão e da estrutura eletricamente condutora. Os depósitos de solda e propriedades umectantes da solda do elemento de conexão evitam o escoamento do composto de solda do vão intermediário. Os depósitos de solda podem ser implementados retangulares, circulares ou poligonais.

[0028] A fim de obter-se espessura de camada uniforme do composto de solda livre de chumbo, o elemento de conexão pode ter espaçadores em sua superfície de contato. Um ou uma pluralidade de espaçadores, preferivelmente, pelo menos dois espaçadores, particularmente preferível, pelo menos três espaçadores podem ser fixados na superfície de contato. Os espaçadores, preferivelmente, têm uma largura de 0,1 mm a 3 mm, e uma altura de 0,05 mm a 1 mm, particularmente preferível, uma largura de 0,3 mm a 1 mm, e uma altura de 0,2 mm a 0,4 mm. Os espaçadores, preferivelmente, correspondem em sua composição a composição do próprio elemento de conexão, e podem ser implementados em uma ampla variedade de formatos, por exemplo, como cubos, pirâmides, ou mesmo segmentos esféricos ou segmentos elipsoides. Os espaçadores são, preferivelmente, implementados em uma parte com o elemento de conexão, por exemplo, reformando-se um elemento de conexão com uma superfície de contato originalmente plana, por exemplo, por estampagem ou repuxamento profundo.

[0029] A espessura de camada do composto de solda livre de chumbo é, preferivelmente, menor do que ou igual a 600 pm, particularmente preferível, menor do que 300 pm.

[0030] A introdução de energia durante a conexão elétrica de um elemento de conexão elétrica e uma estrutura eletricamente condutora é feita, preferivelmente, com punções, térmodos, solda de pistão, solda de microestrutura, preferivelmente solda de laser, solda de ar quente, solda de indução, solda de resistência, e/ou com ultrassom.

[0031] A invenção ainda compreende um método para produzir a vidraça de acordo com a invenção, em que o composto de solda livre de chumbo é primeiro aplicado nas superfícies de contato do elemento de conexão. Preferivelmente, o composto de solda livre de chumbo é usado como plaquetas, esferas, cones, cilindros, ou elipsoides, ou mesmo como um segmento destes corpos com uma espessura de camada, volume e formato fixados, com a quantidade de solda definida de modo que o escoamento do composto de solda durante a operação de soldagem seja evitado tanto quanto possível. Após o que, uma estrutura eletricamente condutora é aplicada sobre uma região do substrato, e o elemento de conexão é disposto, juntamente com o composto de solda livre de chumbo, sobre a estrutura eletricamente condutora. Em seguida, o elemento de conexão é conectado à estrutura eletricamente condutora por soldagem. Na operação de soldagem, fluxos livres de halogêneo (No Clean Flux) são usados da forma habitual. O fluxo pode, por exemplo, ser contido no interior de um depósito de solda ou aplicado diretamente nas superfícies de contato, entre o composto de solda e o elemento de conexão, ou na estrutura eletricamente condutora.

[0032] Preferivelmente, antes da aplicação da estrutura eletricamente condutora, é aplicada impressão negra na região de borda da vidraça, de modo que, após a instalação da vidraça, oculte os elementos de conexão.

[0033] Após instalação na vidraça, o elemento de conexão é soldado ou pregueado a uma bainha, um fio torcido, ou um trançado, por exemplo, feito de cobre, e conectado aos eletrônicos integrados.

[0034] A invenção ainda inclui o uso da vidraça, de acordo com a invenção, com estruturas eletricamente condutoras em veículos motorizados, vitrificação arquitetônica, ou vitrificação estrutural, em particular, em automóveis, veículos ferroviários, aeronaves ou embarcações marítimas. Um elemento de conexão é usado para conexão das estruturas eletricamente condutoras da vidraça, tais como, por exemplo, condutores de aquecimento ou condutores de antena para sistemas elétricos externos, tais como, por exemplo, amplificadores, unidades de controle, ou fontes de tensão.

[0035] A seguir, a invenção é explicada em detalhes com referência aos desenhos. Os desenhos de modo algum restringem a invenção.

[0036] Eles representam: Fig. 1: uma forma de realização da vidraça, de acordo com a invenção, com um elemento de conexão.

Fig. 2: uma seção transversal A-A' através da vidraça, de acordo com a invenção, com um elemento de conexão da Fig. 1.

Fig. 3: uma seção transversal A-A' através de uma vidraça com um elemento de conexão, de acordo com a técnica anterior.

Fig. 4: uma forma de realização alternativa da vidraça, de acordo com a invenção.

Fig. 5: a composição de solda livre de chumbo, de acordo com a invenção.

Fig. 6: um fluxograma do método, de acordo com a invenção.

[0037] A Fig. 1 representa uma vidraça (1), de acordo com a invenção, com um elemento de conexão (3). Uma serigrafia de mascaragem (5) é aplicada em um substrato (1) feito de um vidro de segurança plano único termicamente pré-tensionado de 3 mm de espessura, produzido de vidro de cal sodada. O substrato (1) tem uma largura de 150 cm e uma altura de 80 cm, com um elemento de conexão (3) fixado na borda do lado mais curto, na região das serigrafias de mascaragem (5). Uma estrutura eletricamente condutora (2), na forma de uma estrutura condutora de aquecimento, é aplicada na superfície do substrato (1). A estrutura eletricamente condutora contém partículas de prata e fritas de vidro, com o teor de prata maior do que 90 %. A estrutura eletricamente condutora (2) é ampliada até 10 mm na região de borda da vidraça (I). Nesta região, um composto de solda livre de chumbo (4), que conecta a estrutura eletricamente condutora (2) a uma superfície de contato (6) do elemento de conexão (3), é aplicado. Após instalação no corpo do veículo motorizado, o contato é ocultado pela serigrafia de mascaragem (5). O composto de solda livre de chumbo (4) garante uma conexão elétrica e mecânica durável da estrutura eletricamente condutora (2) com o elemento de conexão (3). O composto de solda livre de chumbo (4) é disposto por um volume e formato pré-definidos completamente entre o elemento de conexão elétrica (3) e a estrutura eletricamente condutora (2). O composto de solda livre de chumbo (4) contém 60 % em peso de índio, 36,5 % em peso de estanho, 2,0 % em peso de prata, e 1,5 % em peso de cobre. No caso deste composto de solda livre de chumbo exemplar (4), é selecionada uma composição tão precisa quanto possível de 60,00 % em peso de índio, 36,50 % em peso de estanho, 2,00 % em peso de prata, e 1,50 % em peso de cobre. O composto de solda livre de chumbo (4) tem uma espessura de 250 pm. O elemento de conexão elétrica (3) é feito de aço inoxidável. O elemento de conexão elétrica (3) tem uma largura de 4 mm e uma altura de 24 mm. Surpreendentemente, a combinação de um composto de solda livre de chumbo (4), de acordo com a invenção, e um elemento de conexão de aço inoxidável tem boa estabilidade e qualidade de junta soldada. Foi demonstrado que as propriedades das soldas de relativamente elevado teor de índio (tais como, por exemplo, In65Sn30Ag4,5Cu0,5) com respeito à estabilidade e qualidade da junta soldada, pode também ser obtida mesmo com uma solda de relativamente baixo teor de índio (In60Sn36,5Ag2Cu1,5). Soldas de relativamente baixo teor de índio são, entretanto, vantajosas com respeito à economia de recursos e uso eficaz de custos das matérias primas. Além disso, o composto de solda, de acordo com a invenção, demonstra melhorado comportamento umectante (cf. Fig. 2 e Fig. 3). Uma simples redução do teor de índio, com este sendo substituído por uma carga, tal como estanho, não é suficiente. Uma vez que os componentes individuais do composto de solda reagem entre si com a modificação de um componente, os teores de outros componentes devem também ser adaptados, ou componentes diferentes ou adicionais podem ser necessários para obterem-se propriedades similares. Assim, na pesquisa para novos compostos de solda, há um grande número de variáveis, de modo que séries simples de experimentos não são suficientes para resolver este problema. As propriedades vantajosas mencionadas da composição de composto de solda In60Sn36,5Ag2Cu1,5 foram surpreendentes e inesperadas para a pessoa versada na técnica.

[0038] A Fig. 2 representa uma seção transversal A-A' através da vidraça (1), de acordo com a invenção, com um elemento de conexão (3) de acordo com a Fig. 1. O composto de solda livre de chumbo (4) flui lateralmente para fora do vão entre a estrutura eletricamente condutora (2) e o elemento de conexão (3). O composto de solda livre de chumbo (4), de acordo com a invenção, forma um menisco côncavo de suas muito boas propriedades umectantes. A formação de um tal filete de solda homogêneo é uma indicação do fato de que a solda tem bons fluxo e propriedades umectantes e, assim, uma distribuição homogênea sem formação de cavidade torna-se presente mesmo no vão entre o elemento de conexão e a estrutura eletricamente condutora. Com compostos de solda com mais fracas propriedades umectantes formam-se frequentemente gotas de solda, que podem avariar a estrutura eletricamente condutora; ou há tal forte escoamento de composto de solda que o composto de solda circunda completamente as bordas laterais do elemento de conexão, o que resulta em um enfraquecimento da junta soldada. Graças às excelentes características umectantes e ao muito bom comportamento de fluxo do composto de solda livre de chumbo (4), estes efeitos podem ser completamente evitados, que produzem enormes vantagens com respeito à qualidade e estabilidade da junta soldada. Além disso, o composto de solda livre de chumbo (4), de acordo com a invenção, pode ser usado devido a seu particularmente bom comportamento de fluxo em uma espessura de camada significativamente mais fina, enquanto que os compostos de solda conhecidos da técnica anterior devem ser usados em altas espessuras de camada (acima de 600 pm), a fim de garantir adequada qualidade da junta soldada. Ao contrário, com o composto de solda livre de chumbo (4), de acordo com a invenção, a ótima espessura de camada para uma geometria de conexão específica pode ser livremente selecionada com uma estrutura homogênea sendo obtida mesmo com finas espessuras de camada. Uma economia de composto de solda também é útil com respeito ao uso de economia de recursos e uso eficaz de custos das matérias primas.

[0039] Estes resultados foram surpreendentes e inesperados para a pessoa versada na técnica.

[0040] A Fig. 3 representa uma seção transversal A-A', através de uma vidraça (I), com um elemento de conexão (3) conhecido de acordo com a técnica anterior. O composto de solda (8), de acordo com a técnica anterior, contém 65 % em peso de índio, 30 % em peso de estanho, 4,5 % em peso de prata, e 0,5 % em peso de cobre. A estrutura geral da vidraça, consistindo de um substrato (1), uma serigrafia de mascaragem (5), uma estrutura eletricamente condutora (2), um elemento de conexão (3), e o composto de solda (8), é análoga àquela da vidraça de acordo com a invenção. O composto de solda (8) é aplicado na estrutura eletricamente condutora (2) e liga-se à superfície de contato (6) do elemento de conexão (3). Devido às fracas propriedades umectantes do composto de solda (8), ele exsuda na forma de gotas para fora do vão entre a estrutura eletricamente condutora (2) e o elemento de conexão (3), formando um menisco convexo. Gotas de solda, que podem causar avaria na camada de prata, desenvolvem-se e, assim, contribuem para uma falha na junta soldada. Além deste gotejamento incontrolável para fora do espaço, tal comportamento umectante desfavorável do composto de solda (8) traz com ele pobre homogeneidade.

[0041] A Fig. 4 representa, em continuação da forma de realização exemplar da Fig. 1 e 2, uma forma de realização alternativa da vidraça de acordo com a invenção (I) com um elemento de conexão (3), em que o elemento de conexão (3) tem espaçadores (7) sobre a superfície de contato (6). O elemento de conexão (3) tem uma estrutura conformada em ponte análoga ao elemento de conexão representado na Fig. 1, em que duas superfícies do elemento de conexão (3) são implementadas oblíquas à superfície do substrato. Nesta forma de realização, ambas seções planares do elemento de conexão (3) e superfícies oblíquas são usadas como uma superfície de contato (6), que está em contato direto com o composto de solda livre de chumbo (4). Os espaçadores (7) são dispostos nas seções planares do elemento de conexão (3) e tocam a estrutura eletricamente condutora (2) diretamente, de modo que o elemento de conexão (3) seja mantido em uma distância uniforme dela. Isto favorece a formação de uma camada de composto de solda uniforme. Os espaçadores hemisféricos (7) têm uma altura h de 0,25 mm e uma largura de 0,5 mm.

[0042] A Fig. 5 representa a composição de solda livre de chumbo de acordo com a invenção. O composto de solda livre de chumbo (4), de acordo com a invenção, contém 58 % em peso a 62 % em peso de índio, 35 % em peso a 38 % em peso de estanho, 1 % em peso a 3,5 % em peso de prata, e 0,5 % em peso a 2,0 % em peso de cobre. Quanto mais elevado o teor de índio da composição de solda, menor o ponto de fusão e mais elevada a ductilidade da solda. A fim de obterem-se as máximas propriedades de fluxo ótimas possíveis com, ao mesmo tempo, alta resistência de temperatura, os teores de índio de 58 % em peso a 62 % em peso, preferivelmente, 59 % em peso a 61 % em peso, são particularmente adequados. O mais particularmente preferível composto de solda livre de chumbo (4) contém um teor de índio de 59,5 % em peso a 60,5 % em peso. O estanho serve, no composto de solda livre de chumbo (4), de acordo com a invenção, principalmente como uma carga vantajosa com boas propriedades de fluxo. O teor de prata do composto de solda, de acordo com a invenção, serve para evitar a migração dos átomos de prata da estrutura eletricamente condutora (2) para o composto de solda e simultaneamente diminuir o ponto de fusão. Entretanto, o teor de prata deve ser mantido tão baixo quanto possível à luz desta indesejável diminuição do ponto de fusão e por razões de custo. Um teor de prata de 1 % em peso a 3,5 % em peso, preferivelmente, de 1,5 % em peso a 3 % em peso, tem revelado ser particularmente adequado. Por meio da adição de cobre no composto de solda livre de chumbo (4), o ponto de fusão pode ser conclusivamente ajustado. O cobre também provê uma certa maleabilidade da solda e evita a eluição do teor de cobre dos parceiros de solda. O composto de solda livre de chumbo (4), de acordo com a invenção, contém entre 0,5 % em peso e 2 % em peso de cobre, preferivelmente, entre 0,8 % em peso e 1,8 % em peso de cobre. Além disso, um pequeno teor de níquel, um máximo de 1 % em peso, preferivelmente, entre 0,1 % em peso e 0,2 % em peso de níquel, pode ser adicionado ao composto de solda. Assim, a formação de fases intermetálicas entre estanho e prata é evitada. Uma composição de solda mais particularmente preferida é representada na Fig. 5 na forma de barras e consiste de 60 % em peso de índio, 36,5 % em peso de estanho, 2,0 % em peso de prata, e 1,5 % em peso de cobre.

[0043] A Fig. 6 representa um fluxograma do método, de acordo com a invenção, para produzir a vidraça, de acordo com a invenção (I), com um elemento de conexão (3). Em uma primeira etapa, o composto de solda livre de chumbo (4) é dividido e disposto sobre a superfície de contato (6) do elemento de conexão elétrica (3). Uma estrutura eletricamente condutora (2) é aplicada no substrato (1), por exemplo, na forma de fios impressos. Uma região da estrutura eletricamente condutora (2) é formada mais ampla, de modo que as dimensões desta região correspondam a pelo menos as dimensões do elemento de conexão (3). Após o que, o elemento de conexão elétrica (3) com o composto de solda livre de chumbo (4) é posicionado na estrutura eletricamente condutora (2), preferivelmente, em sua região formada mais ampla. O composto de solda livre de chumbo (4) contata a estrutura eletricamente condutora (2). Por meio de entrada de energia, o elemento de conexão elétrica (3) é duravelmente conectado elétrica e mecanicamente à estrutura eletricamente condutora (2).

Lista de Caracteres de Referência I vidraça 1 substrato 2 estrutura eletricamente condutora 3 elemento de conexão 4 composto de solda livre de chumbo 5 serigrafia de mascaragem 6 superfície de contato 7 espaçador 8 composto de solda A-A' linha de seção H altura do espaçador 7 I largura do espaçador 7 REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Vidraça (I) com pelo menos um elemento de conexão (3) compreendendo pelo menos: - um substrato (1) com uma estrutura eletricamente condutora (2) em pelo menos uma sub-região do substrato (1), - pelo menos um elemento de conexão elétrica (3) em pelo menos uma sub-região da estrutura eletricamente condutora (2), e - um composto de solda livre de chumbo (4), que conecta o elemento de conexão elétrica (3) à estrutura eletricamente condutora (2) em pelo menos uma sub-região, caracterizada pelo fato de que o composto de solda livre de chumbo (4) contém 58 % em peso a 62 % em peso de índio, 35 % em peso a 38 % em peso de estanho, 1 % em peso a 3,5 % em peso de prata, 1,2 % em peso a 1,7 % em peso de cobre, até 1% em peso de níquel e em que o teor de estanho é determinado pelos teores dos componentes remanescentes, de modo que todos os componentes totalizem 100%.

2. Vidraça (I), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto de solda livre de chumbo (4) contém 1,4% em peso a 1,6% em peso de cobre.

3. Vidraça (I), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o composto de solda livre de chumbo (4) contém 59 % em peso a 61 % em peso de índio e 35 % em peso a 38 % em peso de estanho.

4. Vidraça (I), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o composto de solda livre de chumbo (4) contém 1,5 % em peso a 3 % em peso de prata.

5. Vidraça (I), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o composto de solda livre de chumbo (4) contém 0,1 % em peso a 0,2 % em peso de níquel.

6. Vidraça (I), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o substrato (1) contém vidro, preferivelmente, vidro plano, vidro float, vidro de quartzo, vidro de borossilicato, vidro de cal sodada, ou polímeros, preferivelmente, polietileno, polipropileno, policarbonato, polimetil metacrilato, e/ou suas misturas.

7. Vidraça (I), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o elemento de conexão (3) contém cobre, zinco, titânio, ferro, níquel, cobalto, molibdênio, estanho, manganês, e/ou cromo e/ou suas ligas.

8. Vidraça (I), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o elemento de conexão (3) contém aço, preferivelmente, aço inoxidável.

9. Vidraça (I), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a estrutura eletricamente condutora (2) contém prata.

10 . Vidraça (I), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o elemento de conexão (3) é conectado sobre sua área inteira a uma sub-região da estrutura eletricamente condutora (2), via uma superfície de contato (6).

11 . Vidraça (I), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a espessura de camada do composto de solda livre de chumbo (4) é menor do que ou igual a 600 pm.

12 . Método para produzir uma vidraça (I) como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que: a) composto de solda livre de chumbo (4) é aplicado à base do elemento de conexão (3), b) uma estrutura eletricamente condutora (2) é aplicada a um substrato (1), c) o elemento de conexão (3) com o composto de solda (4) é disposto na estrutura eletricamente condutora (2), e d) o elemento de conexão (3) é soldado à estrutura eletricamente condutora (2).