DE2044675C - Heating disk and process for its manufacture - Google Patents

Heating disk and process for its manufacture

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DE2044675C DE19702044675 DE2044675A DE2044675C DE 2044675 C DE2044675 C DE 2044675C DE 19702044675 DE19702044675 DE 19702044675 DE 2044675 A DE2044675 A DE 2044675A DE 2044675 C DE2044675 C DE 2044675C
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Description

Träger aufgebrachter, als Heizelement wirkender, elektrisch leitfähiger Schicht bestehen. Das läßt sich herstellungstechnisch leicht verwirklichen, und zwar dadurch, daß auf den Träger als Anschlußkontakte zunächst eine Schicht aus Kupferlegierung im Flammspritzverfahren und darauf ebenfalls im Flammspritzverfahren oder galvanisch eine metallische Schutzschicht sowie anschließend auf den Träger einschließlich der Schutzschicht die elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden.Carrier applied, acting as a heating element, exist electrically conductive layer. That can be done Easily realized from a manufacturing point of view, namely in that on the carrier as connection contacts first a layer of copper alloy in the flame spraying process and then also in the flame spraying process or galvanically including a metallic protective layer and then onto the carrier the protective layer is the electrically conductive one Layer are applied.

Die elektrisch leitfähigen Schichten können transparente oder nicht transparente Metall- oder Halbleiterfilme sein (vgl. deutsche Auslegeschriftl 103419), wobei als geeignete Metalle Au, Pt, Ag, Cu und AI verwendet werden können. Bei den halbleitenden Schichten empfehlen sich mit Fremdstoffen dotierte Metalloxide, beispielsweise Zinnoxid mit Antimonzusatz. Die elektrisch leitfähigen Schichten können wie üblich im Vakuum aufgedampft oder durch naßchemische Verfahren aufgebracht worden sein. ao The electrically conductive layers can be transparent or non-transparent metal or semiconductor films his (cf. German Auslegeschriftl 103419), with Au, Pt, Ag, Cu and Al as suitable metals can be used. For the semiconducting layers doped with foreign substances are recommended Metal oxides, for example tin oxide with added antimony. The electrically conductive layers can vapor-deposited as usual in a vacuum or applied by wet chemical processes. ao

Eine erfi..dungsgemäß aufgebaute und hergestellte Heizscheibe ist nicht nur gegenüber vergleichbaren Ausführungsformen herstellungstechnisch einfacher, weil die nach dem Stand der Technik notwendigen zusätzlichen Arbeitsgänge zur Herstellung der An- as Schlußkontakte entfallen, sie weist vor allem Anschlußkontakte auf, die in mechanischer Hinsicht optimale Eigenschaften besitzen, weil sie fest auf dem Träger haften und ohne weiteres lötbar sind. Der elektrische Kontakt zwischen den Anschlußkontakten und der als Heizelement wirkenden, elektrisch leitfähigen Schicht ist einwandfrei gewährleistet, weil die Anschlußkontakte gleichsam in die elektrisch leitfähige Schicht eingebettet bzw. von ihr umschlossen sind.A constructed and manufactured according to the invention The heating panel is not only simpler in terms of production technology compared to comparable embodiments, because the additional work steps necessary according to the state of the art for the production of the anas Closing contacts are omitted, it mainly has connection contacts that are mechanically have optimal properties because they adhere firmly to the carrier and are easily solderable. The electrical contact between the connection contacts and the one acting as a heating element is electrical conductive layer is perfectly guaranteed, because the connection contacts as it were in the electrically conductive Layer are embedded or enclosed by it.

Für die weiUre Ausgestaltung bestehen mehrere Möglichkeiten. So kann die Kupferlegierung Kupfer, Titan und Chrom in folgenden anteiligen Mengen (Gewichtsprozent) enthalten:There are several options for the further configuration. So the copper alloy can be copper, Contains titanium and chromium in the following proportions (percent by weight):

90 bis 99 Cu, 0 bis 9 Ti, 0 bis 2 Cr.90 to 99 Cu, 0 to 9 Ti, 0 to 2 Cr.

Eine derartige Legierung eignet sich in vorteilhafter Weise für das Aufbringen im Flammspritzverfah- «. * ^vjzxrjfXZ TZ- ™-Such an alloy is advantageously suitable for application by flame spraying. * ^ vjzxrjfXZ TZ- ™ -

und derand the

Diese sol verhindern, daß die Schutzschicht ,n die KuDferSieruna diffundert und umgekehrt. Im allgemeinen wTiS man die als Heizelement wirkende. StS leitfähige Schicht auf den Trager groß-This should prevent the protective layer n the KuDferSieruna diffuses and vice versa. In general wTiS one that acts as a heating element. StS conductive layer on the carrier large-

WKd die Erfindung an Hand einer ledSich ein AusführungsbeUpiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigtWKd the invention on the basis of a led to represent an exemplary embodiment Drawing explained in more detail. It shows

Fig "eine Teilansicht der errWlungsgemaßenFig "is a partial view of the calculation

Schnitt in Richtung A-A durch den ι nach Fig. 1.Section in the direction AA through the ι according to FIG. 1.

in aen ·■ iguren ist eine Heizscheibe dargestellt mit einer Glasplatte 1 als Träger und einer darauf als Heizelement aufgebrachten elektrisch leitfähigen Schicht 2. Zur Farbänderung können auf die elektrisch leitfähigen Schichten Interferenzfchichten aufgebracht werden, die zusätzlich mechanischen Schutz bieten. Zusätzlich weist die Heizscheibe beispielsweise streifenförmige Anschlußkontakte 3 auf, von denen einer in den Figuren gezeigt ist. Erfindungsgemäß bestehen die Anschlußkontakte 3 aus einer unmittelbar auf die Glasplatte 1 im Flammspritzverfahren aufgebrachten Schicht 4 einer Kupferlegierung mit darübergezogener metallischer Schutzschicht S aus Gold und der darauf sowie auf die GiaspLtte I aufgedampften, als Heizelement wirkenden, elektrisch leitfähigen Schicht 2. Die auf die Glasplatte 1 aufgebrachte Kupferlegierung besteht vorzugsweise aus 97,3% Kupfer, 2,3°/o Titan und 0,4% Chrom. Sie haftet fest auf der Glasplatte 1, ist gut lötbar und löst sich auch während des Lötens n;cht von der Glasplatte 1 ab.In aen · ■ iguren a heating disk is shown with a glass plate 1 as a carrier and an electrically conductive layer 2 applied thereon as a heating element. To change the color, interference layers can be applied to the electrically conductive layers, which additionally offer mechanical protection. In addition, the heating disk has, for example, strip-shaped connection contacts 3, one of which is shown in the figures. According to the invention, the connection contacts 3 consist of a layer 4 of a copper alloy applied directly to the glass plate 1 in the flame spraying process with a metallic protective layer S made of gold and the electrically conductive layer 2, which acts as a heating element and is vapor-deposited thereon and on the glass plate I. The copper alloy applied preferably consists of 97.3% copper, 2.3% titanium and 0.4% chromium. It adheres firmly to the glass plate 1, is easy to solder and also comes off during soldering ; looks away from the glass plate 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (10)

Heizscheiben der beschriebenen Gattung sind in Patentansprüche: verschiedenen Ausführungsformen bekannt, insbe sondere sind solche bekannt, bei denen die An-Heating panes of the type described are in the claims: various embodiments are known, in particular those are known in which the 1. Heizscheibe, bestehend aus Träger mit dar- schlußkontakte aus elektrisch leitfähigen Pasten und auf aufgebrachtem Heizelement aus elektrisch 5 Flüssigkeiten sowie Leitsilber oder Leitkleber be leitfähiger Schicht und Anschlußkontakten, da- stehen, die an geeigneter Stelle auf das Heizelement durch ge ken η zei chne t.daßdie Anschluß- der Heizscheibe aufgebracht sowie bei erhöhten kontakte (3) aus unmittelbar auf den Träger (1) Temperaturen getrocknet und gehärtet oder eingeim Flammspritzverfahren aufgebrachter Schicht brannt worden sind. Diese bekannten Ausführungen1. Heating disk, consisting of a carrier with connection contacts made of electrically conductive pastes and on an applied heating element made of electrically 5 liquids as well as conductive silver or conductive adhesive be conductive layer and connection contacts, which are at a suitable point on the heating element by ge ken η sign t. that the connection of the heating disk is applied as well as with increased contacts (3) from directly on the carrier (1) temperatures dried and hardened or incorporated Flame spray applied layer have been burned. These known designs (4) aus Kupferlegierung, darübergezogener me- ίο sind insofern nachteilig, als ihre Herstellung wegen tallischer Schutzschicht (5) und der darauf sowie des Trocknungs- oder Einbrennprozesses für die Anauf den Träger (1) aufgebrachten, als Heizelement schlußkontakte sehr langwierig und aufwendig ist. wirkenden, elektrisch leitfähigen Schicht (2) be- Hinzu kommt, daß die Anschlußkontakte dieser Heizstehen, scheiben eine sehr schlechte Lötfähigkeit besitzt und(4) made of copper alloy, overlaid me- ίο are disadvantageous insofar as their manufacture because of metallic protective layer (5) and on it as well as the drying or baking process for the Anauf the carrier (1) applied, as a heating element circuit contacts is very tedious and expensive. acting, electrically conductive layer (2). In addition, the connection contacts of these are heated, disks has a very poor solderability and 2. Heizscheibe nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 im allgemeinen auf der das Heizelement bildenden kennzeichnet, daß die Kupferlegierung aus 90 bis elektrisch leitenden Schicht mechanisch nicht hinrei 99 Ciewichtspro;.. nt Kupfer, 0 bis 9 Gewichtspro- chend fest haften. — Ferner kennt man Ausfüh zent Titan und 0 bis 2° 0 Chrom besteht. runcsforrren. bei denen auf die das Heizelement hi2. Heating disk according to claim 1, characterized generally on the one forming the heating element indicates that the copper alloy from 90 to electrically conductive layer is not mechanically sufficient 99 weight percent copper, 0 to 9 weight percent adhere firmly. - Furthermore, one knows execution cent titanium and 0 to 2 ° 0 chromium. runcsforrren. where the heating element hi 3. Heizscheibe nach Anspruch 1 und 2, da- dende elektrisch leitfähige Schicht an geeigneter durch gekennzeichnet, daß die Kupferlecierung 20 Stelle dicke Metallschichten als Anschlußkont~.k<e aus l)7.3»o Kupfer, 2,3° 0 Titan und 0.4°/o"Chrom aufgedampU -λorden sind. Auch diese Ausführunasbesteht. formen können nicht befriedigen, und zwar weder in3. Heating disk according to claim 1 and 2, dende electrically conductive layer at a suitable characterized in that the copper alloy 20 point thick metal layers as a connection contact ~ .k <e from l ) 7.3 »o copper, 2.3 ° 0 titanium and 0.4 ° / o "are vapor-coated with chrome. This version also exists. Shapes cannot be satisfactory, either in 4. Heizscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 3, mechanischer noch in funktioneller Hinsicht. In ferdadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der tigungstechnischer Hinsicht stört darüber hinaus, und Schutzschicht (5) bis zu 1 μΐη beträgt. 25 das insbesondere bei großen Einheiten, daß zuerst4. Heating disk according to claims 1 to 3, mechanical or functional. In so doing characterized in that the thickness interferes with the technical aspects, and Protective layer (5) is up to 1 μΐη. 25, especially with large units, that first 5. Heizscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 4, das Heizelement als elektrisch ieitfähige Schicht aufdadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht gebracht wird und anschließend nach partieller Ab-5. Heating disk according to claims 1 to 4, the heating element as an electrically conductive layer thereby characterized in that the protective layer is applied and then after partial removal (5) aus Gold odei Goldlegierung besteht. deckung der elektrisch leitfähigen Schicht die An-(5) is made of gold or gold alloy. coverage of the electrically conductive layer 6. Heizscheibe nach den Ansp-'ichen 1 bis 5, schlußkontakte im Vakuum aufgedampft werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht 30 Das ist verfahrenstechnisch sehr umständlich und er-(5) aus Zinn oder Zinnlegierung bc teht. fordert großen Aufwand an Zeit und Material. Hin-6. Heating disk according to the claims 1 to 5, the connection contacts are vapor-deposited in a vacuum, characterized in that the protective layer 30 This is procedurally very cumbersome and requires (5) made of tin or tin alloy. requires a great deal of time and material. There- 7. Heizscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 6, zu kommt, daß die so hergestellten Anschlußkontakte dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der meistens ebenfalls mechanisch nicht stabil sind.
Schicht (4) aus Kupferlegierung und der Schutz- Bekannt ist fernerhin (vgl. deutsche Auslegeschicht (5) eine 3 bis 5 μηι starke, galvanisch 35 schrift 1 081 530) eine Ausführungstoim, bei der auf aufgebrachte Nickelschicht als Diffusionssperre die auf den Träger aus Glas aufgedampfte Metalleingebaut ist. schicht Kupferelektroden als Anschlußkontakte auf- 7. Heating disk according to claims 1 to 6, comes to the fact that the connection contacts produced in this way, characterized in that between the mostly also mechanically not stable.
Layer (4) made of copper alloy and the protective layer is also known (cf. German Auslegeschicht (5) a 3 to 5 μηι strong, galvanic 35 script 1 081 530) an execution in which the nickel layer applied as a diffusion barrier to the carrier Glass vapor-deposited metal is built into it. layer of copper electrodes as connection contacts 8. Heizscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 7, gebracht sind. Es handelt sich dabei gleichsam um dadurch gekennzeichnet, daß die als Heizelement Profilleisten. Die Metallschicht und die aus Kupfer wirkende, elektrisch Ieitfähige Schicht auf den 40 bestehenden Anschlußkontakte sind mit einer dielek-Träger aufgedampft ist. irischen Schutzschicht überzogen. — Das ist nicht8. Heating disk according to claims 1 to 7, are brought. It is, as it were, about characterized in that the profiled strips as the heating element. The metal layer and the one made of copper Acting, electrically conductive layer on the 40 existing connection contacts are with a dielek carrier is vaporized. Irish protective coating. - This is not 9. Heizscheibe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch frei von Nachteilen. Die elektrisch leitende Verbingekennzeichnet, daß die als Heizelement wir- dung zu der Metallschicht und den Anschlußkontakkende elektrisch Ieitfähige Schicht in einem naß- ten ist nicht ohne weiteres befriedigend, die mechachemischen Verfahren auf den Träger aufgebracht 45 nische Verbindung genügt nicht ohne weiteres den worden ist. Anforderungen. Daran ändert auch nichts die Ab-9. heating disk according to claim 1 to 7, thereby free from disadvantages. The electrically conductive connection indicates that the heating element becomes the metal layer and the connection contact end Electrically conductive layer in a wet one is not necessarily satisfactory, the mechanical chemistry Method applied to the carrier 45 niche connection is not enough easily has been. Conditions. Nothing about that changes the 10. Verfahren zur Herstellung einer Heiz- deckung mit der Schutzschicht, die hauptsächlich scheibe, wobei auf einen Träger ein Heizelement Korros-onen verhindern soll.10. Process for the production of a heating cover with the protective layer, mainly disc, with a heating element on a support to prevent corrosion. aus elektrisch leitfähiger Schicht aufgebracht Im übrigen kennt man Heizscheiben (vgl. USA.-applied from an electrically conductive layer. wird sowie Anschlußkontakte aufgebracht wer- 50 Patentschrift 3 491438), bei denen die Schicht aus den, dadurch gekennzeichnet, daß auf den elektrisch leitfähigem Metall — unter einer Schutz-Träger (1) als Anschlußkontakte (3) zunächst schicht — als Goldschicht aufgebaut ist, die eine eine Schicht (4) aus Kupferlegierung im Flamm- Dicke im Bereich von 1 um aufweist und aufspritzverfahren und darauf ebenfalls im Flamm- gedampft ist. Das hat die Probleme um die mechaspritzverfahrcn oder galvanisch eine metallische 55 nisch einwandfreie und einfach zu verwirklichende Schutzschicht (5) sowie anschließend auf den Befestigung der Anschlußkontakte an Heizscheiben Träger (1) einschließlich der Schutzschicht (5) nicht beeinflußt.50 Patent 3 491438), in which the layer consists of the, characterized in that on the electrically conductive metal - under a protective carrier (1) as connection contacts (3) first layer - is constructed as a gold layer, which is a a layer (4) made of copper alloy in the flame thickness in the range of 1 µm and spray-on process and then also vaporized in the flame. That has the problems with the mechaspritzverfahrcn or galvanically a metallic 55 niche that is flawless and easy to implement Protective layer (5) and then on the attachment of the connection contacts to heating panels Support (1) including the protective layer (5) not affected. die elektrisch Ieitfähige Schicht (2) aufgebracht Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einethe electrically conductive layer (2) applied. The object of the invention is to provide a werden. Heizscheibe der eingangs beschriebenen Gattung zuwill. Heating disk of the type described at the beginning 60 schaffen, die in mechanischer Hinsicht sicher be-60 that are mechanically safe festigte Anschlußkontakte aufweist, und anzugeben,has solid connection contacts, and indicate wie eine derartige Heizscheibe auf einfache Weiselike such a heating disk in a simple manner Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizscheibe, hergestellt werden kann.The invention relates to a heating disc that can be manufactured. bestehend aus Träger mit darauf aufgebrachtem Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geHeizelement aus elektrisch leitfähiger Schicht und 65 löst, daß die Anschlußkontakte aus unmittelbar auf Anschlußkontakten. Die Erfindung bezieht sich fer- den Träger im Flammspritzvcrfahren aufgebrachter ncrhin auf ein Verfahren zur Herstellung einer sol- Schicht aus Kupferlegierung, darübergezogener medien Heizscheibe. tallischer Schutzschicht und darauf sowie auf denconsisting of a carrier with an applied heating element made of electrically conductive layer and 65 triggers that the connection contacts from immediately Connection contacts. The invention also relates to the carrier applied by flame spraying ncr then referred to a process for the production of a sol layer from copper alloy, overlaid media Heating disk. metallic protective layer and on it as well as on the
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