EA029913B1

EA029913B1 - Оконное стекло с электрическим присоединительным элементом и соединительной перемычкой

Info

Publication number: EA029913B1
Application number: EA201590991A
Authority: EA
Inventors: Клаус Шмальбух; Бернхард Ройль; Митя Ратейчак; Лотар Лесмайстер
Original assignee: Сэн-Гобэн Гласс Франс
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2018-05-31
Also published as: AR092592A1; AU2013350058B2; EA201590991A1; CA2890287A1; BR112015010476A2; JP6584465B2; DE202013006775U1; ES2621224T3; MX2015006369A; MX352466B; MA38103A1; MA38103B1; BR112015010476B1; TWI542560B; KR20150073206A; ZA201503297B; AU2013350058A1; US20150296615A1; CN104798439A; KR101821465B1

Abstract

Оконное стекло по меньшей мере с одним присоединительным элементом (3) с соединительной перемычкой (4), включающее, по меньшей мере, подложку (1) с электрически проводящей структурой (2) по меньшей мере на одном участке подложки (1), по меньшей мере один присоединительный элемент (3) по меньшей мере на одном участке электрически проводящей структуры (2), соединительную перемычку (4) по меньшей мере на одном участке присоединительного элемента (3) и бессвинцовую паяльную массу (5), которая соединяет электрический присоединительный элемент (3) по меньшей мере на одном участке с электрически проводящей структурой (2), причем разность коэффициентов линейного теплового расширения подложки (1) и присоединительного элемента (3) составляет менее 5×10/°C, причем соединительная перемычка (4) сформирована массивной и содержит медь и причем составы материалов присоединительного элемента (3) и соединительной перемычки (4) являются различными.

Description

Изобретение относится к оконному стеклу с электрическим присоединительным элементом, к экономичному и экологически чистому способу его изготовления и к его применению.

Кроме того, изобретение относится к оконному стеклу с электрическим присоединительным элементом для транспортных средств с электрически проводящими структурами, например, такими как нагревательный проводник или антенный кабель. Электрически проводящие структуры обычно соединены с бортовой электрической сетью с помощью припаянных электрических присоединительных элементов. Вследствие различных коэффициентов теплового расширения используемых материалов возникают механические напряжения при изготовлении и в процессе эксплуатации, которые создают нагрузку на оконные стекла и могут вызывать разрушение оконного стекла.

Содержащие свинец припои имеют высокую пластичность, которая в результате пластической деформации может компенсировать возникающие механические напряжения между электрическим присоединительным элементом и оконным стеклом. Правда, на основании Директивы 2000/53/ЕС об утилизируемых автомобилях внутри Европейского сообщества (ЕС) содержащие свинец припои должны быть заменены бессвинцовыми припоями. Директива обобщенно обозначается аббревиатурой "ЕЬУ" ("Транспортные средства, достигшие конца срока эксплуатации"). Цель этого состоит в том, чтобы в условиях повсеместного распространения электронного оборудования одноразового использования избавиться от исключительно проблематичных компонентов продукции. Сюда относятся такие вещества, как свинец, ртуть, кадмий и хром. Помимо всего прочего, это касается проведения электрических работ на стекле с использованием бессвинцовых паяльных флюсов и внедрения для этого соответствующих заменителей.

Однако известные до сих пор бессвинцовые паяльные массы, как, например, раскрыто в патентных документах ЕР 2339894 А1 и ΥΘ 2000058051, вследствие своей более низкой пластичности не в состоянии компенсировать механические напряжения в той же мере, как свинец. Однако общеупотребительные содержащие медь присоединительные элементы имеют более высокие коэффициенты линейного теплового расширения, чем стекло (СТЕ (коэффициент линейного теплового расширения) (меди) = 16,8х10^-6/°С), вследствие чего при тепловом расширении меди происходит повреждение стекла. Из-за этого в соединении бессвинцовыми паяльными массами предпочтительно используются присоединительные элементы, которые имеют более низкий коэффициент линейного теплового расширения, предпочтительно с порядком величины для натриево-кальциевого стекла (8,3х10^-6/°С для диапазона температур 0°С-320°С). Подобные присоединительные элементы при нагревании почти не удлиняются и компенсируют возникающие напряжения.

Патентный документ ЕР 1942703 А2 представляет электрический присоединительный элемент на оконных стеклах транспортных средств, причем разность коэффициентов линейного теплового расширения оконного стекла и электрического присоединительного элемента составляет <5х10^-6/°С, и присоединительный элемент главным образом содержит титан. Чтобы обеспечить возможность достаточной механической стабильности и технологичности, предлагается применение избытка паяльной массы. Избыток паяльной массы выступает из зазора между присоединительным элементом и электрически проводящей структурой. Избыток паяльной массы обусловливает высокие механические напряжения в стеклянной пластине. Эти механические напряжения в конечном итоге приводят к разрушению оконного стекла. Кроме того, титан плохо пригоден для пайки. Это ведет к плохому сцеплению присоединительного элемента с оконным стеклом. Кроме того, присоединительный элемент должен быть соединен с бортовой электрической сетью посредством электрически проводящего материала, например, меди, скорее всего с помощью сварки. Титан плохо пригоден для сварки.

Патентный документ ЕР 2408260 А1 раскрывает применение железо-никелевых или железо-никелькобальтовых сплавов, например, таких как ковар или инвар, которые имеют низкий коэффициент линейного теплового расширения (СТЕ). Как ковар (СТЕ=5х10^-6/^оС), так и инвар (СТЕ до 0,55х10^-6/^оС, в зависимости от состава), имеют более низкий СТЕ, чем натриево-кальциевое стекло, и компенсируют механические напряжения. При этом инвар имеет настолько низкие коэффициенты линейного теплового расширения, что происходит избыточное компенсирование механических напряжений. Это приводит к сжимающим напряжениям в стекле и соответственно растягивающих напряжений в сплаве, которые, правда, следует квалифицировать как некритические.

Электрическое соединение присоединительного элемента с бортовой электроникой в общем производится через соединительную перемычку, на которую через кабель или подобный подается напряжение бортовой сети. Эта соединительная перемычка согласно прототипу выполняется в виде единой цельной детали с присоединительным элементом и устанавливается параллельно ножкам присоединительного элемента. Как описано в патентном документе ΥΘ 2007/110610 А1, геометрическая форма однодетального присоединительного элемента с соединительной перемычкой должна быть оптимизирована в том отношении, чтобы на месте спайки возникали по возможности малые напряжения.

Поскольку положение соединительной перемычки после монтажа остекления часто является весьма труднодоступным, соединительная перемычка зачастую делается предварительно изогнутой так, что она ориентирована вертикально вверх. При содержащих медь присоединительных элементах, сформированных в виде цельной детали с соединительной перемычкой, это деформирование соединительной пере- 1 029913

мычки может быть выполнено очень просто благодаря пластичности материала. Однако вследствие высокого коэффициента линейного теплового расширения меди они едва ли пригодны для припаивания с помощью бессвинцовых паяльных масс на стекле. Пригодные для применения с бессвинцовыми паяльными массами материалы, например, такие как стальные сплавы или титан, имеют значительно более высокую твердость, чем медь, вследствие чего деформирование соединительной перемычки существенно затрудняется.

Задача настоящего изобретения состоит в создании оконного стекла с электрическим присоединительным элементом и соединительной перемычкой, а также экономичного и экологически чистого способа его изготовления, причем предотвращаются критические механические напряжения в оконном стекле, и, в дополнение, положение перемычки может регулироваться простыми средствами.

Задача настоящего изобретения согласно изобретению решена с помощью оконного стекла с присоединительным элементом, способа его изготовления и его применения, согласно независимым пунктам 1, 13 и 15 патентной формулы. Предпочтительные варианты исполнения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

Задача настоящего изобретения согласно изобретению решена с помощью оконного стекла по меньшей мере с одним присоединительным элементом с соединительной перемычкой, причем составы материалов присоединительного элемента и соединительной перемычки различаются. При этом конструкция включает по меньшей мере одну подложку с электрически проводящей структурой по меньшей мере на одном участке подложки, по меньшей мере один электрический присоединительный элемент по меньшей мере на одном участке электрически проводящей структуры, соединительную перемычку по меньшей мере на одном участке присоединительного элемента, и бессвинцовую паяльную массу, которая соединяет электрический присоединительный элемент по меньшей мере на одном участке с электрически проводящей структурой. При этом состав материала присоединительного элемента выбирается таким образом, что разность коэффициентов линейного теплового расширения подложки и присоединительного элемента составляет менее 5х10^-6/°С. Благодаря этому снижаются термические напряжения в оконном стекле и достигается лучшее сцепление. Однако материалы, которые имеют подходящий коэффициент линейного теплового расширения, часто обладают высокой прочностью и/или высоким электрическим сопротивлением.

Разумеется, высокая прочность соединительной перемычки затрудняет деформирование, вследствие чего ограничиваются возможности дополнительной регулировки положения перемычки путем сильного подгибания соединительной перемычки. Высокое электрическое сопротивление соединительной перемычки также является невыгодным, так как в собранном состоянии через присоединительный элемент должно подводиться напряжение к электрически проводящей структуре, и более высокое электрическое сопротивление при равном напряжении обусловливает пониженное протекание тока. В случае известных из прототипа однодетальных присоединительных элементов с непосредственно сформированной на них соединительной перемычкой присоединительный элемент и соединительная перемычка неизбежно выполнены из одного и того же материала, так что либо присоединительный элемент имеет подходящий коэффициент линейного теплового расширения, тогда как соединительная перемычка обладает слишком высокой прочностью и/или слишком низкой пригодностью к пайке, либо наоборот. Напротив, соответствующий изобретению состоящий из двух частей присоединительный элемент с соединительной перемычкой допускает сочетание различных материалов, так что сам присоединительный элемент выполнен из материала с подходящим коэффициентом линейного теплового расширения (разность величин СТЕ с подложкой составляет менее 5х10^-6/°С), тогда как соединительная перемычка состоит из содержащего медь материала, который имеет достаточно хорошую формуемость. Благодаря тому, что составы материалов присоединительного элемента и соединительной перемычки выбираются различными, материалы обеих конструкционных деталей могут быть оптимально согласованы с соответственными требованиями. Соответствующая изобретению соединительная перемычка содержит медь и выполнена массивной. В результате этого она, с одной стороны, является хорошо формуемой, и одновременно жесткой с сохранением формы изгиба. Легко деформируемая соединительная перемычка может быть изогнута до желательного положения с приложением незначительного усилия. Благодаря этому этот процесс может быть выполнен вручную. Исполнение соединительной перемычки как массивной гарантирует, что она и после деформирования остается в соответствующем положении. Тем самым предотвращается то, что при монтаже оконного стекла или при контактировании с соединительной перемычкой прилагаемые малые усилия изменят ее положение. Этим путем даже в собранном состоянии оконного стекла получается хорошо доступное точно определенное положение перемычки. Кроме того, исключаются немассивные, нежесткие при изгибе формы, такие как кабель или плоский проводник, которые совершенно непригодны для использования в качестве соединительной перемычки. Электрическое сопротивление соединительной перемычки согласно изобретению выбирается так, чтобы избежать резкого падения напряжения на соединительной перемычке. Тем самым в соответствующем изобретению присоединительном элементе с соединительной перемычкой благодаря его двухдетальной форме тем самым оптимально используются благоприятные свойства применяемых на соответствующем месте материалов, и устраняются не- 2 029913

достатки известных из прототипа однодетальных присоединительных элементов.

Присоединительный элемент с соединительной перемычкой сформирован из множества деталей, по меньшей мере из двух деталей, причем присоединительный элемент и соединительная перемычка в каждом случае образуют один элемент конструкции. В одном предпочтительном варианте исполнения присоединительный элемент с соединительной перемычкой выполнен из двух деталей, так что присоединительный элемент и соединительная перемычка в каждом случае составляют один элемент конструкции. В альтернативном варианте, присоединительный элемент и соединительная перемычка также могут в каждом случае состоять из произвольно многих отдельных деталей.

В одном предпочтительном варианте исполнения состав материала соединительной перемычки, содержащий медь, проявляет удельное электрическое сопротивление между 0,5 мкОм-см и 20 мкОм-см, предпочтительно между 1,0 мкОм-см и 15 мкОм-см, в особенности предпочтительно между 1,5 мкОм-см и 11 мкОм-см. Благодаря этому получается особенно благоприятная комбинация из присоединительного элемента с подходящим для подложки значением СТЕ и соединительной перемычки с улучшенной пригодностью к пайке. Сравнительные однодетальные присоединительные элементы согласно прототипу, которые также имеют подходящий для подложки коэффициент линейного теплового расширения, обладают более высоким удельным электрическим сопротивлением соединительной перемычки, так что происходит неблагоприятное повышенное падение напряжения.

Присоединительный элемент имеет по меньшей мере одну контактную поверхность, с помощью которой присоединительный элемент посредством бессвинцовой паяльной массы по всей площади присоединяется к участку электрически проводящей структуры. В одном предпочтительном варианте исполнения присоединительный элемент выполнен в форме мостика, причем присоединительный элемент имеет две ножки для контакта с электрически проводящей структурой, между которыми находится приподнятый участок, поверхность которого не имеет непосредственного контакта с электрически проводящей структурой. На этот приподнятый мостикообразный участок предпочтительно устанавливается соединительная перемычка. Присоединительный элемент может иметь как простую мостиковую форму, так и включать более сложные формы в виде мостика. При этом, например, возможна гантелеобразная форма со скругленными ножками, которые не только обусловливают равномерное распределение растягивающего напряжения, но и обеспечивают однородное распределения припоя. Предпочтительно применяются присоединительные элементы с выполненными в продольном направлении ножками для пайки, причем ножки присоединительного элемента ориентированы в том же направлении, как размещенная на присоединительном элементе соединительная перемычка. Подобная конструкция приводит к благоприятному повышению усилия отрыва. В этом варианте исполнения также могут быть скруглены углы присоединительного элемента в области контактных площадок, чтобы не только обеспечить равномерное распределение припоя, но и избежать максимальных величин растягивающих напряжении на углах.

Коэффициент линейного теплового расширения присоединительного элемента предпочтительно варьирует между 9х10^-6/°С и 13х10^-6/°С, в особенности предпочтительно между 10х10^-6/°С и 11,5х10^-6/°С, наиболее предпочтительно составляет 10х10^-6/^оС и 11х10^-6/^оС, и, в частности, между 10х10^-6/^оС и 10,5х10^-6/^оС, в диапазоне температур от 0°С до 300°С.

В отличие от соединительной перемычки, присоединительный элемент имеет высокую жесткость, и с трудом поддается деформированию. Благодаря этому предотвращается деформирование при отгибании соединительной перемычки. В особенности при мостикообразных присоединительных элементах, при отгибании соединительной перемычки происходит скручивание мостикового участка, которое также приводит к повреждению паяного соединения между присоединительным элементом и электрически проводящей структурой. Подобное деформирование присоединительного элемента, с одной стороны, может быть предотвращено выбором подходящей геометрической формы, и, с другой стороны, применением плохо деформируемого материала. В одном предпочтительном варианте исполнения материал присоединительного элемента при температуре 20°С имеет модуль упругости, больший или равный 150 кН/мм², в особенности предпочтительно больший или равный 190 кН/мм²

Соответствующий изобретению присоединительный элемент включает титан, железо, никель, кобальт, молибден, медь, цинк, олово, марганец, ниобий и/или хром, и/или их сплавы.

Присоединительный элемент предпочтительно содержит хромистую сталь с содержанием хрома, большим или равным 10,5 вес.%. Дополнительные легирующие компоненты, такие как молибден, марганец или ниобий, ведут к улучшенной коррозионной стойкости или измененным механическим свойствам, таким как прочность на растяжение или формуемость в холодном состоянии.

Соответствующий изобретению присоединительный элемент предпочтительно содержит по меньшей мере от 66,5 вес.% до 89,5 вес.% железа, от 10,5 вес.% до 20 вес.% хрома, от 0 вес.% до 1 вес.% углерода, от 0 вес.% до 5 вес.% никеля, от 0 вес.% до 2 вес.% марганца, от 0 вес.% до 2,5 вес.% молибдена, от 0 вес.% до 2 вес.% ниобия и от 0 вес.% до 1 вес.% титана. Присоединительный элемент может дополнительно содержать примеси других элементов, в том числе ванадия, алюминия и азота.

В особенности предпочтительно присоединительный элемент содержит по меньшей мере от 73 вес.% до 89,5 вес.% железа, от 10,5 вес.% до 20 вес.% хрома, от 0 вес.% до 0,5 вес.% углерода, от 0 вес.%

- 3 029913

до 2,5 вес.% никеля, от 0 вес.% до 1 вес.% марганца, от 0 вес.% до 1,5 вес.% молибдена, от 0 вес.% до 1 вес.% ниобия и от 0 вес.% до 1 вес.% титана. Присоединительный элемент может дополнительно содержать примеси других элементов, в том числе ванадия, алюминия и азота

Наиболее предпочтительно присоединительный элемент содержит по меньшей мере от 77 вес.% до 84 вес.% железа, от 16 вес.% до 18,5 вес.% хрома, от 0 вес.% до 0,1 вес.% углерода, от 0 вес.% до 1 вес.% марганца, от 0 вес.% до 1 вес.% ниобия, от 0 вес.% до 1,5 вес.% молибдена и от 0 вес.% до 1 вес.% титана. Присоединительный элемент может дополнительно содержать примеси других элементов, в том числе ванадия, алюминия и азота.

Допустима не требующая больших затрат хромистая, в частности, так называемая нержавеющая или некорродирующая сталь. Кроме того, присоединительные элементы из хромистой стали, по сравнению с многими общеупотребительными присоединительными элементами, например, из меди, имеют высокую прочность, что ведет к благоприятной стабильности присоединительного элемента. Благодаря этому, в особенности при предпочтительных мостикообразных присоединительных элементах, может быть предотвращено скручивание присоединительного элемента при деформировании соединительной перемычки. Кроме того, хромистая сталь, по сравнению со многими общеупотребительными присоединительными элементами, например, такими, как из титана, имеет улучшенную пригодность к пайке, которая обусловливается более высокой теплопроводностью.

Особенно пригодные хромистые стали представляют собой стали с номерами материалов 1.4016, 1.4113, 1.4509 и 1.4510 согласно стандарту ΕΝ 10088-2.

Толщина материала присоединительного элемента предпочтительно составляет от 0,1 до 2 мм, в особенности предпочтительно от 0,2 мм до 1 мм, наиболее предпочтительно от 0,3 до 0,5 мм. В одном предпочтительном варианте исполнения толщина материала присоединительного элемента постоянна на всем его протяжении. Это является особенно благоприятным в отношении простоты изготовления присоединительного элемента.

Соединительная перемычка включает медь или содержащие медь сплавы. Кроме того, могут содержаться титан, железо, никель, кобальт, молибден, цинк, олово, марганец, ниобий, кремний и/или хром, и/или их сплавы. При этом подходящий состав материала выбирается по его удельному электрическому сопротивлению.

В одном предпочтительном варианте исполнения соединительная перемычка включает от 45,0 вес.% до 99,9 вес.% меди, от 0 вес.% до 45 вес.% цинка, от 0 вес.% до 15 вес.% олова, от 0 вес.% до 30 вес.% никеля и от 0 вес.% до 5 вес.% кремния. Кроме электролитической меди, в качестве материалов пригодны разнообразные сплавы, такие как латуни или бронзы, например, нейзильбер или константан.

Особенно предпочтительно соединительная перемычка содержит от 58 вес.% до 99,9 вес.% меди и от 0 вес.% до 37,0 вес.% цинка, в частности от 60 вес.% до 80 вес.% меди и от 20 вес.% 40 вес.% цинка.

В качестве особенного примера для материала соединительной перемычки может быть названа электролитическая медь с номером материала С\У004Л (раньше 2.0065) и сплав Си2и30 с номером материала С\У505Б (раньше 2.0265).

Соединительная перемычка предпочтительно размещается на выштампованном в форме мостика участке присоединительного элемента, который не имеет непосредственного поверхностного контакта с электрически проводящей структурой. При этом назначение соединительной перемычки состоит в обеспечении возможности подключения присоединительного элемента к бортовой электронике транспортного средства. При этом электрический ток протекает через ножки присоединительного элемента к срединному участку присоединительного элемента, на котором размещена соединительная перемычка, к соединительной перемычке. Тем самым расположенная по центру соединительная перемычка представляет собой узловую точку, на которой складываются различные частичные токи. Вследствие этого особенное значение имеет пониженное удельное электрическое сопротивление соединительной перемычки, чтобы на этой узловой точке достигать по возможности высокой проводимости и тем самым по возможности низкого падения напряжения.

Соединительная перемычка может быть выполнена с самыми разнообразными геометрическими формами и предпочтительно имеет продолговатую конфигурацию. При этом допустимы как округлые, так и плоские формы исполнения. Предпочтительно используются прямоугольные удлиненные соединительные перемычки, которые позволяют создавать одну плоскую поверхность для оптимального размещения соединительной перемычки на присоединительном элементе. Ширина такой прямоугольной соединительной перемычки составляет от 2 до 8 мм, предпочтительно от 4 до 7 мм, в особенности предпочтительно от 4,5 до 6,5 мм, тогда как ее высота обходится величиной от 0,2 до 2 мм, предпочтительно от 0,5 до 1,5 мм, в особенности предпочтительно от 0,7 до 0,9 мм. Длина соединительной перемычки может варьировать в самых широких пределах. Минимальная длина соединительной перемычки зависит от характеристики контакта, который выбирается для электропроводного подключения соединительной перемычки к источнику напряжения. Разъемное штекерное соединение, которое смещено на свободный конец соединительной перемычки, сообразно этому требует большей занимаемой площади, чем, например, кабель, который припаян непосредственно к соединительной перемычке. Соединительная перемычка предпочтительно деформируется так, что ее свободный конец уже больше не располагается парал- 4 029913

лельно подложке, и ориентирован в сторону от нее. Вследствие этого соединительная перемычка должна быть достаточно длинной, чтобы это деформирование могло быть осуществлено. Как правило, применяются соединительные перемычки с длиной от 10 до 150 мм, предпочтительно от 20 до 80 мм.

В одном предпочтительном варианте исполнения соединительной перемычке придаются такие размеры, чтобы на свободный конец соединительной перемычки мог быть надет стандартный автомобильный плоский штекер с высотой 0,8 мм и шириной либо 4,8 мм, 6,3 мм, либо 9,5 мм. В особенности предпочтительно используется вариант исполнения соединительной перемычки с шириной 6,3 мм, так как он соответствует обычно применяемым в этой области автомобильным плоским штекерам согласно стандарту ΌΙΝ 46244. Стандартизацией соединительной перемычки сообразно размерам общеупотребительных автомобильных плоских штекеров получается возможность простого и также обратимого присоединения электропроводной структуры подложки к источнику бортового напряжения. Тем самым при обрыве соединительного кабеля для замены дефектной части не требуется повторное соединение пайкой, а просто на соединительную перемычку надевается запасный кабель. Однако в альтернативном варианте электрический контакт соединительной перемычки выполняется также паяным соединением или обжимным соединением.

Применимыми соединительными кабелями для контакта соединительной перемычки в принципе являются все кабели, которые известны специалисту для создания электрического контакта с электрически проводящей структурой. Соединительный кабель, кроме электропроводной сердцевины (внутреннего проводника), может включать изоляционную, предпочтительно полимерную оболочку, причем изоляционная оболочка предпочтительно удаляется на концевом участке соединительного кабеля, чтобы обеспечить возможность электрически проводящего соединения между соединительным кабелем и внутренним проводником.

Электропроводная сердцевина соединительного кабеля может содержать, например, медь, алюминий и/или серебро, или их сплавы или смеси. Например, электропроводная сердцевина может быть выполнена в виде многожильного провода или как массивная проволока. Площадь поперечного сечения электропроводной сердцевины соединительного кабеля рассчитывается на требуемую для соответствующего изобретению оконного стекла токовую нагрузку, и может быть надлежащим образом выбрана специалистом. Площадь поперечного сечения составляет, например, от 0,3 до 6 мм².

Соединительная перемычка образует электрически проводящее соединение с присоединительным элементом, причем элементы могут быть соединены посредством разнообразных способов пайки или сварки. Предпочтительно соединительная перемычка соединяется с присоединительным элементом с помощью электродов для контактной сварки, ультразвуковой сварки или сварки трением.

По меньшей мере на одном участке оконного стекла размещается электрически проводящая структура, которая предпочтительно содержит серебро, в особенности предпочтительно частицы серебра и стеклянную фритту. Соответствующая изобретению электрически проводящая структура предпочтительно имеет толщину слоя от 3 до 40 мкм, в особенности предпочтительно от 5 до 20 мкм, наиболее предпочтительно от 7 до 15 мкм, в частности от 8 до 12 мкм. Присоединительный элемент по всей площади через контактную поверхность соединен с участком электрически проводящей структуры. При этом электрическое контактирование обеспечивается с помощью бессвинцовой паяльной массы. Например, электрически проводящая структура может создавать контакт с нанесенными на оконное стекло проволоками или покрытием. При этом электрически проводящая структура, например, нанесена в форме токосборных шин на противолежащие края оконного стекла. Через установленные на токосборных шинах присоединительные элементы может подводиться напряжение, благодаря чему ток по проводящим проволокам или соответственно покрытию протекает от одной токосборной шины к другой и нагревает оконное стекло. Альтернативно такому нагревающему действию, также может применяться соответствующее изобретению оконное стекло в сочетании с антенными проводами, или также возможно использование в любых других конфигурациях, в которых требуется стабильное контактирование оконного стекла.

Подложка предпочтительно содержит стекло, в особенности предпочтительно листовое стекло, флоат-стекло, кварцевое стекло, боросиликатное стекло и/или натриево-кальциевое стекло. Но подложка также может содержать полимеры, предпочтительно полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полистирол, полибутадиен, полинитрилы, сложные полиэфиры, полиуретан, поливинилхлорид, полиакрилат, полиамид, полиэтилентерефталат, и/или их сополимеры или смеси. Подложка предпочтительно является прозрачной. Подложка предпочтительно имеет толщину от 0,5 до 25 мм, в особенности предпочтительно от 1 до 10 мм, и наиболее предпочтительно от 1,5 до 5 мм.

Коэффициент линейного теплового расширения подложки предпочтительно составляет от 8х10^-6/°С до 9х10^-6/°С. Подложка предпочтительно содержит стекло, которое предпочтительно имеет коэффициент линейного теплового расширения от 8,3 х 10^-6/°С до 9х 10^-6/°С в диапазоне температур от 0°С до 300°С.

Электрически проводящая структура создает электропроводное соединение с присоединительным элементом через бессвинцовую паяльную массу. Бессвинцовая паяльная масса при этом размещается на контактных поверхностях, которые находятся на нижней стороне присоединительного элемента.

- 5 029913

Толщина слоя бессвинцовой паяльной массы предпочтительно составляет величину, меньшую или равную 600 мкм, в особенности предпочтительно между 150 и 600 мкм, в частности менее 300 мкм. Бессвинцовая паяльная масса предпочтительно не содержит свинец. Это является особенно благоприятным из соображений экологической безвредности для окружающей среды соответствующего изобретению оконного стекла с электрическим присоединительным элементом. В качестве бессвинцовой паяльной массы в смысле изобретения следует понимать паяльную массу, которая согласно Директиве Европейского Сообщества " 2002/95/ЕС для ограничения применения определенных опасных веществ в электрических и электронных приборах" имеет содержание свинца, меньшее или равное 0,1 вес.%, предпочтительно не содержит свинец.

Бессвинцовые паяльные массы обычно имеют меньшую пластичность, чем содержащие свинец паяльные массы, так что механические напряжения между присоединительным элементом и оконным стеклом могут компенсироваться хуже. Но оказалось, что критических механических напряжений можно избежать с помощью соответствующего изобретению присоединительного элемента. Паяльная масса предпочтительно содержит олово и висмут, индий, цинк, медь, серебро, или их композиции. Содержание олова в соответствующей изобретению паяльной композиции составляет от 3 вес.% до 99,5 вес.%, предпочтительно от 10 вес.% до 95,5 вес.%, в особенности предпочтительно от 15 вес.% до 60 вес.%. Содержание висмута, индия, цинка, меди, серебра, или их композиций составляет в соответствующей изобретению паяльной композиции от 0,5 вес.% до 97 вес.%, предпочтительно от 10 вес.% до 67 вес.%, причем содержание висмута, индия, цинка, меди или серебра может составлять 0 вес.%. Паяльная композиция может содержать никель, германий, алюминий или фосфор с долей от 0 вес.% до 5 вес.%. Наиболее предпочтительно соответствующая изобретению паяльная композиция содержит сплавы Βί40δη57Ά§3, 8η40Βί57Ά§3, Βί598η40Ά§1, Βί578η42Ά§1, Ιη97Ά§3, Ιη608η36, 5А§2Си1,5, 8п95,5А§3,8Си0,7, ΒΣ67Ση33, Βί33Ιη508η17, 8η77, 2Ιη20Α§2,8, 8п95А§4Си1, 8п99Си1, 8η96, 5А§3,5, 8η96, 5А§3Си0,5, 8η97Α§3 или их смеси.

В одном предпочтительном варианте исполнения паяльная масса содержит висмут. Оказалось, что содержащая висмут паяльная масса приводит к особенно хорошему сцеплению соответствующего изобретению присоединительного элемента с оконным стеклом, причем могут быть предотвращены повреждения оконного стекла. Содержание висмута в паяльной композиции предпочтительно составляет от 0,5 вес.% до 97 вес.%, в особенности предпочтительно от 10 вес.% до 67 вес.% и наиболее предпочтительно от 33 вес.% до 67 вес.%, в частности от 50 вес.% до 60 вес.%. Наряду с висмутом, паяльная масса предпочтительно содержит олово и серебро, или олово, серебро и медь. В одном особенно предпочтительном варианте исполнения паяльная масса содержит по меньшей мере от 35 вес.% до 69 вес.% висмута, от 30 вес.% до 50 вес.% олова, от 1 вес.% до 10 вес.% серебра и от 0 вес.% до 5 вес.% меди. В одном наиболее предпочтительном варианте исполнения паяльная масса содержит по меньшей мере от 49 вес.% до 60 вес.% висмута, от 39 вес.% до 42 вес.% олова, от 1 вес.% до 4 вес.% серебра и от 0 вес.% до 3 вес.% меди.В одном дополнительном предпочтительном варианте исполнения паяльная масса содержит от 90 вес.% до 99,5 вес.% олова, предпочтительно от 95 вес.% до 99 вес.%, в особенности предпочтительно от 93 вес.% до 98 вес.%. Кроме олова, паяльная масса предпочтительно содержит от 0,5 вес.% до 5 вес.% серебра и от 0 вес.% до 5 вес.% меди.

Паяльная масса выступает наружу предпочтительно менее, чем на 1 мм, из зазора между участком пайки присоединительного элемента и электрически проводящей структурой. В одном предпочтительном варианте исполнения максимальная ширина выступа составляет менее 0,5 мм, и, в частности, почти 0 мм. Это является особенно благоприятным из соображений сокращения механических напряжений в оконном стекле, сцепления присоединительного элемента и экономии припоя. Максимальная ширина выступа определяется как расстояние между наружными краями участка пайки и местом перепуска паяльной массы, на котором толщина слоя паяльной массы становится меньше 50 мкм. Максимальная ширина выступа измеряется после процесса пайки на затвердевшей паяльной массе. Желательная максимальная ширина выступа достигается надлежащим выбором объема паяльной массы и расстоянием по перпендикуляру между присоединительным элементом и электрически проводящей структурой, что может быть определено простыми испытаниями. Расстояние по перпендикуляру между присоединительным элементом и электрически проводящей структурой может быть предварительно задано посредством соответствующего технологического материала, например, материала со встроенной распоркой. Максимальная ширина выступа также может иметь отрицательное значение, то есть будучи втянутой в образованный электрическим присоединительным элементом и электрически проводящей структурой зазор. В одном благоприятном варианте исполнения соответствующего изобретению оконного стекла максимальная ширина выступа в образованном участком пайки присоединительного элемента и электрически проводящей структурой зазоре является втянутой в виде вогнутого мениска. Вогнутый мениск возникает, например, в результате увеличения расстояния по перпендикуляру между распоркой и проводящей структурой в процессе пайки, пока припой является еще жидким. Преимущество состоит в снижении механических напряжений в оконном стекле, в частности в критической области, которая имеет место при большом перепуске паяльной массы.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения контактная поверхность присое- 6 029913

динительного элемента имеет распорку, предпочтительно по меньшей мере две распорки, в особенности предпочтительно по меньшей мере три распорки. Распорки предпочтительно выполнены в виде единой цельной детали с присоединительным элементом, например, штампованием или глубокой вытяжкой. Распорки предпочтительно имеют ширину от 0,5х 10^-4 м до 10х 10^-4 м и высоту от 0,5х 10^-4 м до 5х 10^-4 м, в особенности предпочтительно от 1 х 10^-4 м до 3х10^-4 м. Посредством распорок достигается однородный, с равномерной толщиной и равномерно расплавленный слой паяльной массы. Благодаря этому могут быть уменьшены механические напряжения между присоединительным элементом и оконным стеклом, и улучшено сцепление присоединительного элемента. В частности, это особенно благоприятно при применении бессвинцовых паяльных масс, которые вследствие своей малой пластичности сравнительно с содержащими свинец паяльными массами могут в меньшей степени компенсировать механические напряжения.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения на обращенной в противоположную сторону от подложки поверхности присоединительного элемента размещен противолежащий относительно контактных поверхностей по меньшей мере один контактный выступ, который обеспечивает контактирование присоединительного элемента с паяльным инструментом во время процесса пайки. Контактный выступ, по меньшей мере в области контактирования с паяльным инструментом, предпочтительно выполнен выпукло дугообразным. Контактный выступ предпочтительно имеет высоту от 0,1 до 2 мм, в особенности предпочтительно от 0,2 до 1 мм. Длина и ширина контактного выступа предпочтительно составляет между 0,1 и 5 мм, наиболее предпочтительно между 0,4 и 3 мм. Контактные выступы предпочтительно сформированы в виде единой цельной детали с присоединительным элементом, например, штампованием или глубокой вытяжкой. Для пайки могут применяться электроды, контактные стороны которых выполнены плоскими. Поверхность электрода приходит в контакт с контактным выступом. При этом поверхность электрода располагается параллельно поверхности подложки. Контактный участок между поверхностью электрода и контактным выступом образует место спая. Положение места спая при этом определяется точкой на выпуклой поверхности контактного выступа, которая имеет наибольшее расстояние по перпендикуляру до поверхности подложки. Положение места спая не зависит от положения паяльного электрода на присоединительном элементе. Это является особенно благоприятным в отношении воспроизводимого, равномерного распределения тепла во время процесса пайки. Распределение тепла во время процесса пайки обусловливается положением, величиной, конфигурацией и геометрической формой контактного выступа.

Электрический присоединительный элемент, по меньшей мере, на обращенной к паяльной массе контактной поверхности, предпочтительно имеет покрытие (слой для повышения смачиваемости), который содержит никель, медь, цинк, олово, серебро, золото, или их сплавы или слои, предпочтительно серебро. Благодаря этому достигаются улучшенное смачивание присоединительного элемента паяльной массой и усиленное сцепление присоединительного элемента.

Соответствующий изобретению присоединительный элемент предпочтительно покрыт никелем, оловом, медью и/или серебром. Соответствующий изобретению присоединительный элемент особенно предпочтительно оснащен повышающим адгезию слоем, предпочтительно из никеля и/или меди, и дополнительно пригодным для пайки слоем, предпочтительно из серебра. Соответствующий изобретению присоединительный элемент наиболее предпочтительно покрыт никелем с толщиной слоя от 0,1 до 0,3 мкм и/или серебром толщиной от 3 до 20 мкм. Присоединительный элемент может быть никелированным, луженым, омедненным и/или посеребренным. Никель и серебро улучшают токопроводимость и коррозионную стойкость присоединительного элемента, и смачивание паяльной массой.

Соединительная перемычка также может быть необязательно оснащена покрытием. Однако нанесение покрытия на соединительную перемычку не требуется, поскольку отсутствует непосредственный контакт между соединительной перемычкой и паяльной массой. Тем самым она не нуждается в оптимизации характеристик смачиваемости соединительной перемычки. Благодаря этому снижаются затраты на производство соответствующего изобретению оконного стекла с присоединительным элементом и соединительной перемычкой, так как можно отказаться от нанесения покрытия на соединительную перемычку, и оснащать покрытием только присоединительный элемент.

В одном альтернативном варианте исполнения соединительная перемычка имеет покрытие, которое содержит никель, медь, цинк, олово, серебро, золото, или их сплавы или слои, предпочтительно серебро. Соединительная перемычка предпочтительно покрыта никелем, оловом, медью и/или серебром. Наиболее предпочтительно соединительная перемычка покрыта никелем толщиной от 0,1 до 0,3 мкм и/или серебром толщиной от 3 до 20 мкм. Соединительная перемычка может быть никелированной, луженой, омедненной и/или посеребренной.

Форма электрического присоединительного элемента может образовывать одно или многие отложения припоя в зазоре между присоединительным элементом и электрически проводящей структурой. Отложения припоя и характеристики смачивания припоя на присоединительном элементе предотвращают вытекание паяльной массы из зазора. Отложения припоя могут быть выполнены прямоугольными, скругленными или многоугольными.

- 7 029913

Кроме того, изобретение включает способ изготовления оконного стекла с двухдетальным присоединительным элементом с соединительной перемычкой, содержащий следующие стадии:

a) соединительная перемычка закрепляется на верхней стороне присоединительного элемента с созданием электропроводного соединения,

b) на нижнюю сторону присоединительного элемента, по меньшей мере на одну контактную поверхность, наносится бессвинцовая паяльная масса,

c) присоединительный элемент с бессвинцовой паяльной массой размещается на электрически проводящей структуре, и

ά) присоединительный элемент припаивается к электрически проводящей структуре.

Электрически проводящая структура может быть нанесена на подложку общеизвестными способами, например, способом трафаретной печати. Нанесение электрически проводящей структуры по времени может быть выполнено до, в процессе или после технологических стадий (а) и (Ь).

Паяльная масса предпочтительно наносится в виде пластинки или уплощенной капли с заданными толщиной слоя, объемом, формой и расположением на присоединительном элементе. Толщина слоя пластинки паяльной массы предпочтительно является меньшей или равной 0,6 мм. Форма пластинки паяльной массы предпочтительно соответствует форме контактной поверхности. Если контактная поверхность выполнена, например, прямоугольной, то пластинка паяльной массы предпочтительно имеет прямоугольную форму.

Подведение энергии при электрическом соединении присоединительного элемента и электрически проводящей структуры предпочтительно производится с помощью штампа, термодатчиков, пайкой паяльником, пайкой микропламенем, предпочтительно способом лазерной пайки, пайки горячим воздухом, индукционной пайки, резистивной пайки и/или ультразвуковой пайки.

Соединительная перемычка предпочтительно приваривается или припаивается на верхней стороне присоединительного элемента. В особенности предпочтительно соединительная перемычка закрепляется на присоединительном элементе с помощью контактной сварки электродами, ультразвуковой сваркой или сваркой трением.

По завершении технологической стадии (ά) необязательно производится деформирование соединительной перемычки. Поскольку свободный конец соединительной перемычки после монтажа оконного стекла на кузове транспортного средства является лишь труднодоступным, деформирование соединительной перемычки позволяет существенно улучшить доступность положения перемычки. Кроме того, благодаря этому подгибанию может быть получено точно определенное положение перемычки. После деформирования свободный конец соединительной перемычки ориентирован в сторону от подложки. Угол, который свободный конец соединительной перемычки принимает относительно поверхности подложки, может быть выбран произвольным в зависимости от требований. Поскольку соответствующая изобретению соединительная перемычка может быть легко деформирована, должны затрачиваться лишь незначительные усилия для отгибания соединительной перемычки. Поскольку соединительная перемычка состоит из массивного материала и не проявляет вялости при изгибании, происходит пластическая деформация, и положение соединительной перемычки может быть точно определенным. Деформирование соответствующей изобретению соединительной перемычки выполняется исключительно вручную и без применения инструментов. При возникающих при этом незначительных нагрузках предотвращается скручивание присоединительного элемента, значительно более жесткого по сравнению с соединительной перемычкой. Равным образом, этим путем предотвращается обусловливаемое тем самым повреждение места спая.

Соединительная перемычка, после монтажа оконного стекла в транспортном средстве и выполнения по обстоятельствам деформирования, присоединяется к бортовой электронике посредством разъемного штекерного соединения, листа, гибкого провода или оплетки, например, из меди. Предпочтительно выбирается штекерное соединение, которое, с одной стороны, обеспечивает долговременную стабильность, а также предотвращает сползание контакта, и, с другой стороны, является еще и реверсивным. Благодаря этому соединительный кабель между соединительной перемычкой и бортовой электроникой при повреждении может быть заменен простым путем. Напротив, другие указанные возможности создания контакта требуют припаивания или приваривания контакта.

Кроме того, изобретение включает применение соответствующего изобретению оконного стекла с электрически проводящими структурами в транспортных средствах, архитектурном остеклении или остеклении зданий, в частности, в автомобилях, рельсовых транспортных средствах, самолетах или морских судах. При этом присоединительный элемент служит для соединения электрически проводящих структур оконного стекла, например, таких как нагревательные проводники или антенные кабели, с внешними электрическими системами, например, такими как усилители, блоки управления или источники напряжения. В частности, изобретение включает применение соответствующего изобретению оконного стекла в рельсовых транспортных средствах или автомобилях, предпочтительно в качестве ветрового стекла, заднего стекла, бокового стекла и/или остекления крыши, в частности в качестве нагреваемого оконного стекла или как оконного стекла с функцией антенны.

Изобретение более подробно разъясняется с помощью чертежа и примеров осуществления. Чертеж

- 8 029913

представляет собой схематическое изображение и выполнен не в масштабе. Чертеж никоим образом не ограничивает изобретение. Как показано

фиг. 1 представляет схематический перспективный вид соответствующего изобретению оконного стекла с присоединительным элементом и соединительной перемычкой.

Фиг. 2 представляет поперечное сечение оконного стекла согласно фиг. 1 в разрезе по линии АА'.

Фиг. 3 представляет вид сверху оконного стекла согласно фиг. 1.

Фиг. 4 представляет соответствующее изобретению оконное стекло согласно фиг. 1 и 2 с присоединительным элементом и деформированной соединительной перемычкой.

Фиг. 5а представляет вид сверху дополнительного варианта исполнения соответствующего изобретению оконного стекла с присоединительным элементом и соединительной перемычкой, а также дополнительными контактными выступами и распорками.

Фиг. 5Ь представляет поперечное сечение оконного стекла согласно фиг. 5а в разрезе по линии ВВ'.

Фиг. 6 представляет технологическую блок-схему соответствующего изобретению способа изготовления оконного стекла с присоединительным элементом и соединительной перемычкой.

Фиг. 1 показывает соответствующее изобретению оконное стекло с присоединительным элементом (3) и соединительной перемычкой (4). На подложку (1) из термически закаленного однослойного безосколочного стекла толщиной 3 мм из натриево-кальциевого стекла методом трафаретной печати нанесена декоративная окантовка (6) (шелкография). Подложка (1) имеет ширину 150 см и высоту 80 см, причем на более коротких боковых кромках в области шелкографической декоративной окантовки (6) размещен присоединительный элемент (3) с соединительной перемычкой (4). На поверхность подложки (1) нанесена электрически проводящая структура (2) в форме структуры нагревательных проводников. Электрически проводящая структура (2) содержит серебряные частицы и стеклянную фритту, причем содержание серебра составляет свыше 90%. В краевой области оконного стекла (1) электрически проводящая структура (2) расширяется до 10 мм. В этой области размещена бессвинцовая паяльная масса (5), которая соединяет электрически проводящую структуру (2) с контактными поверхностями (7) присоединительного элемента (3). Место контакта после монтажа на кузове транспортного средства маскируется шелкографической декоративной окантовкой (6). Бессвинцовая паяльная масса (5) обеспечивает долговременное электрическое и механическое соединение электрически проводящей структуры (2) с присоединительным элементом (3). Бессвинцовая паяльная масса (5) содержит 57 вес.% висмута, 42 вес.% олова и 1 вес.% серебра. Бессвинцовая паяльная масса (5) имеет толщину 250 мкм. Присоединительный элемент (3) имеет форму мостика. Присоединительный элемент включает две ножки, каждая с контактной поверхностью (7.1, 7.2) на нижней поверхности, и мостикообразный участок, который расположен между ножками. К мостикообразному участку на поверхности присоединительного элемента (3) приварена соединительная перемычка (4). Соединительная перемычка (4) установлена заподлицо с наружным краем присоединительного элемента (3) и через противоположный наружный край выступает наружу по направлению ножек присоединительного элемента (3), причем присоединительный элемент (3) и соединительная перемычка (4) совместно образуют Е-образную конфигурацию. Электрический присоединительный элемент (3) имеет ширину 4 мм и длину 24 мм, и состоит из стали с номером материала 1.4509 согласно стандарту ΕΝ 10088-2 (ТйуккепКтирр ΝίΓΟδΙα® 4509) с коэффициентом линейного теплового расширения 10,5х10^-6/°С в температурном диапазоне от 20°С до 300°С. Толщина материала присоединительного элемента (3) составляет 0,8 мм. Соединительная перемычка (4) имеет высоту 0,8 мм, ширину 6,3 мм, и длину 27 мм. Соединительная перемычка (4) состоит из меди с номером материала СА004Л (Си-ЕТР), с удельным электрическим сопротивлением 1,8 мкОм-см.

Фиг. 2 представляет поперечное сечение оконного стекла согласно фиг. 1 в разрезе по линии АА'. На подложке (1) размещена шелкографическая декоративная окантовка (6), на которой находится электрически проводящая структура (2). Мостикообразное поперечное сечение присоединительного элемента (3), которое соответствует проведенному по линии АА' разрезу, представлено заштрихованным, тогда как ножка присоединительного элемента (3) изображена покрытой точками. На мостикообразный участок присоединительного элемента (3) опирается соединительная перемычка (4) и там приварена. На нижней стороне присоединительного элемента (3) находится вторая контактная поверхность (7.2), которой ножка присоединительного элемента (3) контактирует с электрически проводящей структурой (2). Для электропроводного и механически стабильного соединения присоединительного элемента и электрически проводящей структуры на второй контактной поверхности (7.2) размещена бессвинцовая паяльная масса (5). Бессвинцовая паяльная масса (5) с вогнутым мениском выступает из зазора между присоединительным элементом (3) и электрически проводящей структурой (2). Непоказанная часть присоединительного элемента (3) с первой контактной поверхностью (7.1) здесь выполнена аналогично описанной части присоединительного элемента (3).

Фиг. 3 показывает вид сверху оконного стекла согласно фиг. 1. Присоединительный элемент (3) и соединительная перемычка (4) совместно образуют Е-образную конфигурацию, причем соединительная перемычка (4) проходит между ножками присоединительного элемента (3) параллельно им и ориентирована в том же направлении.

- 9 029913

Фиг. 4 показывает соответствующее изобретению оконное стекло согласно фиг. 1 и 2 с присоединительным элементом (3) и деформированной соединительной перемычкой (4) вдоль линии АА' разреза. Общая конструкция показанного соответствующего изобретению оконного стекла соответствует описанной в фиг. 1 и 2, причем присоединительный элемент (3) отогнут вверх от подложки (1). Свободный конец соединительной перемычки (4), который не соединен непосредственно с присоединительным элементом (3), составляет угол в 90° к поверхности подложки (1) и ориентирован в сторону от нее. Таким образом, положение перемычки даже в собранном состоянии является значительно лучше доступным и точно определенным.

Фиг. 5а и 5Ь показывают дополнительный вариант исполнения соответствующего изобретению оконного стекла с присоединительным элементом (3) и соединительной перемычкой (4), а также дополнительными распорками (8) и контактными выступами (9). Распорки (8) в показанном в фиг. 5а виде сверху закрыты присоединительным элементом (3). Фиг. 5Ь показывает поперечное сечение одной ножки присоединительного элемента (3) вдоль линии ВВ' разреза. При этом снабженные вырезами поверхности присоединительного элемента изображены заштрихованными. Показанный в фиг. 5Ь вид позволяет различить две распорки (8) на первой контактной поверхности (7.1) присоединительного элемента (3). Вторая контактная поверхность (7.2) имеет две аналогично этому расположенных распорки (8) (здесь не показаны). Распорки (8) выдавлены на контактных поверхностях (7) в ножках присоединительного элемента (3) и тем самым выполнены в виде единой детали с ним. Распорки (8) сформированы в виде шарового сегмента и имеют высоту 2,5х10^-4 м и ширину 5х10^-4 м. Распорки (8) содействуют формированию равномерного слоя бессвинцовой паяльной массы (5). Это является особенно благоприятным в отношении сцепления присоединительного элемента (3). Контактные выступы (9) размещены на противоположной относительно контактных поверхностей (7), обращенной в сторону от подложки (1) поверхности присоединительного элемента (3). Контактные выступы (9) вытиснены в ножках присоединительного элемента (3) и тем самым выполнены в виде единой детали с ним. Контактные выступы (9) сформированы в виде шарового сегмента и имеют высоту 2,5х10^-4 м и ширину 5х10^-4 м. Контактные выступы (9) служат для создания контакта присоединительного элемента (3) с паяльным инструментом во время процесса пайки. С помощью контактных выступов (9) обеспечивается воспроизводимое и заданное распределение тепла независимо от точного позиционирования паяльного инструмента.

Фиг. 6 показывает технологическую блок-схему соответствующего изобретению способа изготовления оконного стекла с присоединительным элементом (3) и соединительной перемычкой (4). Сначала соединительная перемычка (4) с созданием электропроводного соединения размещается на верхней стороне присоединительного элемента (3). После этого на нижней стороне присоединительного элемента (3), по меньшей мере на одной контактной поверхности (7), размещается бессвинцовая паяльная масса (5), и присоединительный элемент (3) с бессвинцовой паяльной массой (5) размещается на электрически проводящей структуре (2). После этого присоединительный элемент (3) припаивается к электрически проводящей структуре (2). Затем предпочтительно соединительная перемычка (4) деформируется с приложением нагрузки с одной стороны к наружному свободному концу соединительной перемычки (4), чтобы обеспечить лучшую доступность к соединительной перемычке (4). Деформирование соединительной перемычки (4) может быть выполнено непосредственно по завершении вышеуказанных стадий или только после монтажа оконного стекла на кузове транспортного средства, предпочтительно после установки оконного стекла.

Далее изобретение проводит сравнение на основе серии испытаний оконных стекол с состоящими из одной детали присоединительными элементами согласно прототипу и соответствующего изобретению оконного стекла с состоящим из двух деталей присоединительным элементом, в каждом случае в соединении с помощью бессвинцовой паяльной массы.

Табл. 1 показывает небольшой ассортимент различных материалов, которые могут быть использованы в известных согласно прототипу присоединительных элементах и/или в соответствующем изобретению присоединительном элементе. Приведенные в последней колонке ссылки относятся к источникам данных об указанных физических характеристиках.

- 10 029913

Таблица 1

Материал	Номер материала	Модуль упругости (кН/мм²)	Удельное электрическое сопротивление (мкОм· см)	Коэффициент линейного теплового расширения (10-⁶/°С) )	Источник
Медь	С№004А	130	1,8	16, 8	1
СигпЗО	С№505Ь	115	6,2	19,0	1
ТЬуззепКгирр ШгозГа® 4016	1.4016	220	60	10,0	2
ТЬуззепКгирр ШгозГа® 4113	1.4113	220	60	10,0	2
ТЬуззепКгирр ШгозГа® 4509	1.4509	220	60	10,0	2
ТЬуззепКгирр ШгозГа® 4510	1.4510	220	60	10,0	2
Титан	3,7024/ 3,7025	105	4,7	8,9	2

Источник 1. Технические данные о материалах компании ИеШзсйез ΚυρΙοτϊη^Ιι'ΙυΙ Источник 2. Технические данные о материалах компании ТйуззепКгарр

В одной серии испытаний соответствующий изобретению имеющий соединительную перемычку (4) присоединительный элемент (3) сравнивался с тремя различными присоединительными элементами согласно прототипу. Для обеспечения сравнимости использовались как соответствующий изобретению присоединительный элемент с соединительной перемычкой, так и известные из прототипа сформированные в виде цельной детали присоединительные элементы с соединительной перемычкой, имеющей такую же геометрическую форму. При этом геометрическая форма присоединительных элементов соответствовала показанной в фиг. 1 конфигурации. В качестве подложки (1) использовалось термически закаленное однослойное безосколочное стекло толщиной 3 мм из натриево-кальциевого стекла с нанесенной шелкографической декоративной окантовкой (6). Подложка (1) имела ширину 150 см и высоту 80 см, причем на более коротких боковых кромках в области шелкографической декоративной окантовки (6) был размещен присоединительный элемент с соединительной перемычкой (4). Использованные в каждом случае присоединительные элементы включали две ножки, на каждой с контактной поверхностью (7.1, 7.2) на нижней стороне. На поверхность подложки (1) была нанесена электрически проводящая структура (2) в форме структуры нагревательных проводников. При этом электрически проводящая структура (2) включала серебряные частицы и стеклянную фритту, причем содержание серебра было выбрано превышающим 90%. В краевой области оконного стекла (1) электрически проводящая структура (2) расширялась до 10 мм. В этой области в каждом случае были размещены различные присоединительные элементы. Для этого служила бессвинцовая паяльная масса (5) из 57 вес.% висмута, 42 вес.% олова и 1 вес.% серебра, которая была нанесена с толщиной 250 мкм между контактными поверхностями (7) присоединительного элемента и электрически проводящей структурой (2). Использованные в Примере и в Сравнительных примерах присоединительные элементы имели одинаковую мостикообразную форму. На мостикообразном участке присоединительных элементов на поверхности присоединительных элементов в каждом случае находилась соединительная перемычка. При этом соединительная перемычка была выровнена заподлицо с наружным краем присоединительного элемента, и через противоположный наружный край выступала наружу по направлению ножек присоединительного элемента, причем присоединительный элемент и соединительная перемычка совместно образовывали Е-образную конфигурацию. Использованные присоединительные элементы имели ширину 4 мм и длину 24 мм. Толщина материала присоединительного элемента составляла 0,8 мм, и соединительная перемычка имела высоту 0,8 мм, ширину 6,3 мм и длину 27 мм. В Сравнительных примерах соединительные перемычки были сформированы в виде единой детали с присоединительным элементом и тем самым состояли из того же материала. В соответствующем изобретению Примере соединительная перемычка (4) была приварена к поверхности соответствующего изобретению присоединительного элемента (3). При этом соединительная перемычка (4) и присоединительный элемент (3) были выполнены из двух деталей и состояли из различных материалов.

Табл. 2 показывает использованные в соответствующем изобретению Примере и в Сравнительных примерах материалы присоединительного элемента и соединительной перемычки, а также однодетальное или двухдетальное исполнение присоединительного элемента и соединительной перемычки.

- 11 029913

Таблица 2

	Материал присоединительного элемента	Материал соединительной перемычки	Исполнение
Пример 1	ТйуззепКгирр ЫтгозЕа® 4509, номер материала 1.4509	Медь, номер материала СУ4004А	Двухдетальное
Сравнительный пример 2	Медь, номер материала С№004А	Медь, номер материала С№004А	Однодетальное
Сравнительный пример 3	ТйуззепКгирр ЫтгозЕа® 4509, номер материала 1.4509	ТйуззепКгирр ЫтгозЕа® 4509, номер материала 1.4509	Однодетальное
Сравнительный пример 4	Титан, номер материала 3.7024	Титан, номер материала 3.7024	Однодетальное

Затем образцы из Примера 1 и Сравнительных примеров 2-4 были подвергнуты различным испытаниям. В первой серии испытаний образцы были протестированы в испытании на стойкость к термоциклированию в отношении их стабильности, причем они были подвергнуты воздействию переменных температур от +80°С до -30°С. Во второй серии испытаний соединительные перемычки были отогнуты под углом 90° вверх от подложки (1), как показано в фиг. 4. По завершении этого образцы были подвергнуты экспертизе в отношении повреждения места спая и скручивания присоединительного элемента. Кроме того, сравнены величины удельного электрического сопротивления данных соединительных перемычек. Они составляли меру проводимости соединительных перемычек, которая должна была быть по возможности высокой. Табл. 3 показывает результаты серий испытаний для Примера 1, а также Сравнительных примеров 2-4.

Таблица 3

Как можно видеть из табл. 3, только в Примере 1 и Сравнительном примере 3 в испытании на стойкость к термоциклированию, а также при деформировании соединительной перемычки, не возникало никаких повреждений образца. В Сравнительном примере 2 в испытании на стойкость к термоциклированию происходило повреждение образца. Вследствие различных коэффициентов линейного теплового расширения подложки и присоединительного элемента происходили отслоения стекла в области контактных поверхностей присоединительного элемента. Кроме того, в Сравнительном примере 2 при деформировании соединительной перемычки повреждалось место спая. Поскольку присоединительный элемент в Сравнительном примере 2 состоял из легко деформируемой меди, при отгибании соединительной перемычки возникало скручивание мостикообразного присоединительного элемента, которое приводило к этому повреждению. В Сравнительном примере 4 при испытании на стойкость к термоциклированию повреждения образца не происходили, однако вследствие слишком незначительной жесткости присоединительного элемента это приводило к повреждению места спая во время процесса деформирования. Кроме того, следует упомянуть, что использованный в Сравнительном примере 4 титановый материал является дорогостоящим и поддающимся пайке лишь с трудом. Подобные повреждения образца недопустимы в повседневном производственном процессе, так что только Пример 1 и Сравнительный пример 3 проявляют достаточную стабильность. В Сравнительном примере 3 присоединительный элемент и соединительная перемычка состоят из стали с плохой проводимостью, вследствие чего, по сравнению с соответствующим изобретению Примером 1, происходит значительно более высокое падение напряжения на соединительной перемычке. Однако оно должно поддерживаться по возможности низким, чтобы обеспечивать оптимальное протекание тока. Тем самым только соответствующее изобретению решение в Примере 1 создает присоединительный элемент, который проявляет достаточную температурную стабильность и имеет произвольно деформируемую соединительную перемычку, на которой происходит лишь незначительное падение напряжения. Эти результаты были неожиданными и непред- 12 029913

сказуемыми для специалиста.

Список условных обозначений

1 Прозрачная подложка

2 Проводящая структура

3 Присоединительный элемент

4 Соединительная перемычка

5 Бессвинцовая паяльная масса

6 Шелкография

7 Контактные поверхности

7.1 Первая контактная поверхность

7.2 Вторая контактная поверхность

8 Распорка

9 Контактный выступ АА' Линия разреза ВВ' Линия разреза

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Оконное стекло по меньшей мере с одним присоединительным элементом (3) с соединительной перемычкой (4), содержащее

подложку (1) с электрически проводящей структурой (2) по меньшей мере на одном участке подложки (1), причем подложка (1) выполнена из стекла,

по меньшей мере один присоединительный элемент (3) по меньшей мере на одном участке электрически проводящей структуры (2), причем присоединительный элемент (3) содержит титан, железо, никель, кобальт, молибден, медь, цинк, олово, марганец, ниобий и/или хром и/или их сплавы,

соединительную перемычку (4) по меньшей мере на одном участке присоединительного элемента

(3) и

бессвинцовую паяльную массу (5), которая соединяет электрический присоединительный элемент (3) по меньшей мере на одном участке с электрически проводящей структурой (2),

причем разность коэффициентов линейного теплового расширения подложки (1) и присоединительного элемента (3) составляет менее 5х10^-6/°С,

причем соединительная перемычка (4) имеет продолговатую форму, выполнена с возможностью сохранения положения после деформирования и содержит медь,

причем составы материалов присоединительного элемента (3) и соединительной перемычки (4) являются различными.
2. Оконное стекло по п.1, причем удельное электрическое сопротивление соединительной перемычки (4) составляет между 0,5 и 20 мкОм-см, предпочтительно между 1,0 и 15 мкОм-см, в особенности предпочтительно между 1,5 и 11 мкОм-см.
3. Оконное стекло по п.1 или 2, причем присоединительный элемент (3) предпочтительно содержит сплавы железа.
4. Оконное стекло по п.3, причем присоединительный элемент (3) содержит по меньшей мере от 66,5 до 89,5 вес.% железа, от 10,5 до 20 вес.% хрома, от 0 до 1 вес.% углерода, от 0 до 5 вес.% никеля, от 0 до 2 вес.% марганца, от 0 до 2,5 вес.% молибдена, от 0 до 2 вес.% ниобия и от 0 до 1 вес.% титана.
5. Оконное стекло по п.4, причем присоединительный элемент (3) содержит по меньшей мере от 77 до 84 вес.% железа, от 16 до 18,5 вес.% хрома, от 0 до 0,1 вес.% углерода, от 0 до 1 вес.% марганца, от 0 до 1 вес.% ниобия, от 0 до 1,5 вес.% молибдена и от 0 до 1 вес.% титана.
6. Оконное стекло по одному из пп.1-5, причем соединительная перемычка (4) содержит титан, железо, никель, кобальт, молибден, цинк, олово, марганец, ниобий, кремний, хром и/или их сплавы.
7. Оконное стекло по п.6, причем соединительная перемычка (4) содержит от 45,0 до 99,9 вес.% меди, от 0 до 45 вес.% цинка, от 0 до 15 вес.% олова, от 0 до 30 вес.% никеля и от 0 до 5 вес.% кремния.
8. Оконное стекло по п.7, причем соединительная перемычка (4) содержит от 58 до 99,9 вес.% меди и от 0 до 37,0 вес.% цинка, предпочтительно от 60 до 80 вес.% меди и от 20 до 40 вес.% цинка.
9. Оконное стекло по одному из пп.1-8, причем электрически проводящая структура (2) содержит по меньшей мере серебро, предпочтительно частицы серебра и стеклянную фритту, и имеет толщину слоя от 5 до 40 мкм.
10. Оконное стекло по одному из пп.1-9, причем подложка (1) содержит листовое стекло, флоатстекло, кварцевое стекло, боросиликатное стекло и/или натриево-кальциевое стекло.
11. Оконное стекло по одному из пп.1-10, причем бессвинцовая паяльная масса (5) содержит олово, висмут, индий, цинк, медь, серебро и/или их смеси и/или сплавы.
12. Оконное стекло по п.11, причем бессвинцовая паяльная масса (5) содержит от 35 до 69 вес.% висмута, от 30 до 50 вес.% олова, от 1 до 10 вес.% серебра и от 0 до 5 вес.% меди.
13. Оконное стекло по одному из пп.1-12, выполненное в виде стекла остекления транспортных

- 13 029913

средств, таких как самолеты, суда, или архитектурного остекления и остекления зданий.
14. Способ изготовления оконного стекла по одному из пп.1-13, в котором:

a) закрепляют соединительную перемычку (4) на верхней стороне присоединительного элемента (3) с созданием электропроводного соединения, причем соединительная перемычка (4) имеет продолговатую форму, выполнена с возможностью сохранения положения после деформирования и содержит медь, присоединительный элемент (3) содержит титан, железо, никель, кобальт, молибден, медь, цинк, олово, марганец, ниобий и/или хром и/или их сплавы, и причем составы материалов присоединительного элемента (3) и соединительной перемычки (4) являются различными,

b) наносят по меньшей мере на одну контактную поверхность (7) на нижней стороне присоединительного элемента (3) бессвинцовую паяльную массу (5),

c) размещают присоединительный элемент (3) с бессвинцовой паяльной массой (5) на электрически проводящей структуре (2) на подложке (1), причем подложка (1) выполнена из стекла, и

б) припаивают присоединительный элемент (3) к электрически проводящей структуре (2).
15. Способ по п.14, в котором соединительную перемычку (4) затем подвергают пластической деформации приложением односторонней нагрузки к концу соединительной перемычки (4).