JP7450843B2 - 車両窓用ガラスアッセンブリー - Google Patents
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Description
本開示は、所定パターンの導電体層が主面に形成された車両窓用ガラス板の前記導電体層を、無鉛ハンダを介して、接続端子を接合させてなる、車両窓用ガラスアッセンブリーに関する。
車両窓用ガラス板の主面には、アンテナ線や、ガラスの曇りを除去するための熱線を形成するため、銀プリントなどによる導電体層が形成される。前記導電体層は、特許文献１、２に記載の通り、片側面がハンダ接合面となり、その接合面とは反対側面に電線の固定部が備えつけられている金属板を有する接続端子とハンダ付けされ、前記接続端子は電力線によりハーネスを介して、各種素子や電源と接合される。特許文献２では、接続端子として、円盤のものが使用され、電力線は、円盤の中心部に取り付けられている。
また、ハンダ付けに使用されるハンダ材料の無鉛化が求められており、ガラス板に与える応力の影響が少ない、有鉛ハンダと同等の柔軟性を備える、インジウムを有する無鉛ハンダを使用した車両窓用ガラスアッセンブリーが特許文献２～９で提案されている。
特許文献２では、３０％錫、６５％インジウム、０．５％銅、４．５％銀の合金からなるハンダ材料が提案されている（この文献の、各成分の含有量は質量％を意味すると推察される。）。また、特許文献３では、３９～７４質量％錫、２６～５６質量％インジウムのＳｎ－Ｉｎ系合金、特許文献４では、６６～９０質量％インジウム、４～２５質量％錫、０．５～９質量％銀、及びアンチモン、銅、ニッケルを含むＩｎ－Ｓｎ系合金、特許文献５では、５８～６２質量％インジウム、３５～３８質量％錫のＩｎ－Ｓｎ系合金等が提案されている。一方で、特許文献６では、ガラスアッセンブリーが１２０℃の高温で耐えるように、固相線温度が１２０℃以上の、インジウムを７０～８６質量％、錫を４～２０質量％、銀を１～８質量％含むインジウム－錫系合金からなるハンダ材料を提案している。
インジウムを有する無鉛ハンダは柔軟性を備えることから、前記導電体層に、前記接続端子をはんだ付けした後や、車両窓用ガラスアッセンブリーを熱サイクル試験にかけたときに、ガラス板や、前記導電体層にクラック等の不良は発生しづらい。他方で、ハンダ接合部に電力線などにより引張応力がかかった場合の接合強度は十分ではない。特には、特許文献１のように、前記接続端子において、前記接続端子と、前記導電体層とのハンダ接合部が１つで、前記接合部と、前記電力線の前記接続端子への固定部が近接するような構造では、後者の現象は、発生しやすいものとなる。
車両窓用ガラスアッセンブリーは、前記熱サイクル試験だけでなく、「DIN EN ISO16750-4-K セクション5.1.2.2」に準拠したヒートソーク試験を合格する品質を備える必要がある。中でも、ドイツ自動車工業会（ＶＤＡ）に定められた、ヒートソーク試験を合格することが好ましい。ＶＤＡに定められたヒートソーク試験とは、前記ハンダ接合部を１０５℃の温度環境下におき、前記導電体層に１４Ｖの電圧を印加しながら、前記接続端子に接続した電力線を１０Ｎの荷重で、９６時間、ガラス板の主面に対して垂直方向に引っ張る、というもので、規格化されたヒートソーク試験の中でも条件の厳しいものである。
しかしながら、インジウムを有する無鉛ハンダによるハンダ接合部を備える車両窓用ガラスアッセンブリーでは、前記ＶＤＡによるヒートソーク試験を合格することが難しい。それは、インジウムを有する無鉛ハンダは、融点が１１５～１５５℃程度と低く、１０５℃という温度環境で、ハンダ接合部にハンダ層に対して垂直方向に引張荷重をかけると、ハンダ層のクリープ疲労（物体に一定の荷重を加えることで、時間とともに物体が変形していく現象）により、ハンダ接合部の接合強度が劣化することが原因であると考えられる。
本開示は、電力線に接続した接続端子とガラス板主面に形成された導電体層とを接合するインジウムを有する無鉛ハンダによるハンダ接合部を備え、且つ、前記接続端子において、前記接続端子と前記導電体層とのハンダ接合部が１つである車両窓用ガラスアッセンブリーにおいて、接続端子のハンダ接合部にかかる引張応力を軽減し、且つ高温での優れた耐クリープ特性を有する無鉛ハンダを使用することで、ハンダ接合部の接合強度の低下を抑制することができ、ＶＤＡに定められたヒートソーク試験を合格できるものを提供することを課題とする。
本開示の一態様に係る車両窓用ガラスアッセンブリーは、
所定パターンの銀を含む導電体層がガラス板主面に形成された車両窓用ガラス板と、
前記導電体層と、インジウム含有の無鉛ハンダからなるハンダ層と、
前記ハンダ層を介して接続された接続端子と、
前記接続端子に固定された電力線と、を備える、車両窓用ガラスアッセンブリーであって、
前記接続端子は、
前記ハンダ層と接合する第一主面と、前記第一主面とは反対側に位置する第二主面とを備える金属板と、
前記第二主面に前記電力線を固定する、固定部と、を備え、
前記電力線は、前記固定部から延伸し、
前記固定部から延伸する電力線の始点（すなわち、前記固定部から延伸する電力線の固定されていない部分（非固定部）の先端）が、前記ハンダ層と前記第一主面とからなる第一接合領域の縁よりも内側の領域の上方にあり、
前記無鉛ハンダが、インジウムを主成分として含むＩｎ－Ｓｎ系非共晶合金で、前記インジウムを６５質量％以上、７４質量％まで含み、さらに、３質量％～９質量％の銀、それぞれ０質量％～２質量％のアンチモン、銅、ニッケル、または亜鉛、を含み、残部が錫及び不可避不純物からなる、固相線温度が１２０℃以上の合金からなる、ものである。
所定パターンの銀を含む導電体層がガラス板主面に形成された車両窓用ガラス板と、
前記導電体層と、インジウム含有の無鉛ハンダからなるハンダ層と、
前記ハンダ層を介して接続された接続端子と、
前記接続端子に固定された電力線と、を備える、車両窓用ガラスアッセンブリーであって、
前記接続端子は、
前記ハンダ層と接合する第一主面と、前記第一主面とは反対側に位置する第二主面とを備える金属板と、
前記第二主面に前記電力線を固定する、固定部と、を備え、
前記電力線は、前記固定部から延伸し、
前記固定部から延伸する電力線の始点（すなわち、前記固定部から延伸する電力線の固定されていない部分（非固定部）の先端）が、前記ハンダ層と前記第一主面とからなる第一接合領域の縁よりも内側の領域の上方にあり、
前記無鉛ハンダが、インジウムを主成分として含むＩｎ－Ｓｎ系非共晶合金で、前記インジウムを６５質量％以上、７４質量％まで含み、さらに、３質量％～９質量％の銀、それぞれ０質量％～２質量％のアンチモン、銅、ニッケル、または亜鉛、を含み、残部が錫及び不可避不純物からなる、固相線温度が１２０℃以上の合金からなる、ものである。
以下、図面を用いて本開示の実施形態を説明する。
図２は、本開示の実施形態に係る車両窓用ガラスアッセンブリー１の典型例の要部を説明する図、図３は、前記ガラスアッセンブリー１で使用される、接続端子の典型例を、詳細に説明する図である。図４は、本開示の範疇にある、接続端子の派生例を説明する図である。図５、図６は、それぞれ本開示の範疇外の接続端子の比較例を説明する図である。図７は、図２のＡ－Ｂ断面の概略を示す図である。
図２に示すように、車両窓用ガラスアッセンブリー１は、所定パターンの導電体層３がガラス板主面２１に形成された車両窓用ガラス板２と、前記導電体層３と、インジウム含有の無鉛ハンダからなる、ハンダ層４を介して接続された接続端子５と、前記接続端子に固定された電力線６と、を備える。尚、図２に示された、円形の導電体層３から、図の左下方向に延伸する線も、導電体層３である。
図３に示すように、前記接続端子５は、第一主面５１１と該第一主面と反対側の第二主面５１２とを有する金属板５１と、前記電力線６を固定する固定部５２とを備える。前記第一主面５１１は、前記ハンダ層４の接合領域となり、前記固定部５２は前記第二主面５１２側に備えつけられる。図７に示すように、前記ハンダ層４と、前記第一主面５１１とで第一接合領域７１が形成され、該第一接合領域７１の周辺が縁７１１となる。また、前記ハンダ層４と、前記導電体層３とで第二接合領域７２が形成され、該第一接合領域の周辺が縁７２１となる。
図２～４に示すように、前記電力線６は前記固定部５２から延伸し、固定部５２で固定された部位以外は、前記接続端子５に固定されることなく、前記接続端子５から開放されており、図７の断面図に示すように、前記固定部５２から延伸する電力線６の始点６０が、前記ハンダ層４と前記第一主面５１１とからなる接合領域７１の縁７１１よりも内側の領域の上方にある。ここで、上方とは、ガラス板主面２１から垂直方向に離隔する方向のことを言い、縁７１１の上方を、「Ｘ＝０」とする（図７参照方）。図７で示された「Ｘ＝０」の地点から矢印で示された方向で、「Ｘ＝０」の地点を含まない領域が、縁７１１よりも内側の領域の上方である。
図５は、接続端子の第一比較例を示すものであり、電力線６の始点６０が「Ｘ＝０」の上方に位置する。また、図６は、接続端子の第ニ比較例を示すものであり、固定部５２が金属板５１の外に設けられており、電力線６の始点６０が「Ｘ＝０」よりも外側の領域にある。
前記電力線６における前記固定部５２から延伸する部位は、前記接続端子５から開放された構造となっているので、前記電力線６を前記金属板５１に対して垂直の方向から引っ張るモードが発生しうる。このモードは、引張のモードの中で、前記ハンダ層４に対して最も強い引張応力を発生させるモードである。ＶＤＡによるヒートソーク試験は、前記電力線６を前記第二主面５１２に対して垂直の方向から引っ張るモードも含む。本実施形態の車両窓用ガラスアッセンブリー１は、上記構造を備えることで、ＶＤＡによるヒートソーク試験を合格するものとすることができる。
前記ハンダ層４の形成時には、溶融状態にあるハンダが、前記導電体層３と、前記第一主面５１１とで挟まれた状態で、前記接続端子５を、ガラス板の主面２１に向かって押し当てることが好ましい。これにより、前記第一接合領域７１は、前記ハンダ層４と前記導電体層３との第二接合領域７２よりも小さく、前記第一接合領域７１の縁７１１は、第二接合領域７２の縁７２１よりも内側の領域の上方にある、構造となる。前記第一接合領域７１の面積は、前記第二接合領域７２の面積に対して、例えば、０．８５倍～０．９５倍としてもよい。また、接続端子５と、ハンダ層４と、導電体層３とからなる、ハンダ接合構造を、コンパクトなものとするためにも、前記第一主面５１１の全てが、前記第一接合領域７１であることが好ましい。
前記ハンダ層４の、前記導電体層３と、前記接続端子５の第一主面５１１との接合は、様々な熱源から発生する熱をハンダ接合部近傍に供給することで達成される。熱源としては、従来から知られる半田鏝や熱風、抵抗溶接が挙げられる。具体的には、予め、接続端子５の第一主面５１１に無鉛ハンダを溶融、付着させる。その後、接続端子５の第一主面５１１をガラス板主面２１に押し付けつけた状態で、第二主面５１２に対して、鏝先温度を２００～３００℃に設定した半田鏝を接触、保持させる、又は前記金属板５１を通電加熱することによって、接合は達成される。または、前記第一主面５１１に付着された無鉛はんだが溶融された状態で、接続端子５をガラス板主面２１方向に押し付けつけてもよい。
前記導電体層３と、前記接続端子５との接合をより確実なものとするために、前記導電体層３と、前記ハンダ層４との接合面積は、３６ｍｍ2～６４ｍｍ2、好ましくは、３８ｍｍ2～５０ｍｍ2としてもよい。また、前記金属板５１の第一主面５１１の面積は、３６ｍｍ2～６４ｍｍ2、好ましくは、３８ｍｍ2～５０ｍｍ2としてもよい。また、前記金属板５１の形状は、必要なハンダ接合面積を確保しやすくするために、正多角形状、略正多角形状、円形状、又は楕円形状としてよい。また、多角形状や略正多角形状の場合、その角部は、円弧状に丸められたものとしてもよい。さらには、前記金属板５１は、切り欠きを備える構造であってもよい。
また、前記始点６０は、前記接合領域７１の重心部の上方にあることが好ましい。ここで、重心部とは、重心点の周縁まで含んだ領域で、好ましくは、前記重心点を中心に、４ｍｍφの領域を重心部としてもよい。このような構造とすることで、電力線６が引っ張られる状態となったときに、接続端子５にかかる応力の分散がより確実なものとできる。
前記ガラス板２は、ガラス板主面２１と、ガラス板端面とを備える。車両窓として用いることができるように、前記ガラス板２は、湾曲形状を備えていてもよい。また、車両の形状に応じた面積を備えていてもよい。その厚みは、特に限定されるものではないが、０．３ｍｍ～６ｍｍの範囲で適宜選ばれる。前記ガラス板２を形成する材料としては、ISO16293-1で定義できるソーダライムガラスを使用することができる。本実施形態のガラスアッセンブリー１では、前記ガラス板２が非強化ガラスであっても、ＶＤＡに定められたヒートソーク試験、以下実施例にて検証されたような熱サイクル試験を満足する。よって、前記ガラス板２として、非強化ガラスを使用してもよい。また、前記ガラス板２として、前記非強化ガラスを含む合せガラスであってもよい。また、前記ガラス板２として、非強化ガラスだけではなく、風冷強化ガラス、化学強化ガラス等が使用されても良い。
尚、本開示で言う非強化ガラスとは、炉内での加熱によって曲げ加工されたガラス板が炉内での温度プロファイルに従って冷却されることで、ガラス板の表面に５０ＭＰａ以下の圧縮応力を備えることになったもの、又は表面に圧縮応力を備えないガラス板のことを言う。
前記熱サイクル試験は、「DIN EN ISO16750-4-H セクション5.3.1.2」に準拠した、ドイツ自動車工業会（ＶＤＡ）に定められた、熱サイクル試験を合格することが好ましい。ＶＤＡに定められた熱サイクル試験とは、前記ハンダ接合部を－４０℃～１０５℃の温度サイクル環境下（全６０サイクル）におき、昇温及び１０５℃保持ステップにおいて、前記導電体層に１４Ｖの電圧を印加させる、というものである。
前記導電体層３は、アンテナや電熱素子等の目的に応じた配線パターンを備え、前記接続端子５と電気的に接続されるバスバーや、接続端子部を備える。前記導電体層３は、好適には、銀や銀合金と、ガラスフリットの焼結体からなるものである。その焼結体は、例えば、銀や銀合金の粒子と、ガラスフリットと、有機オイルを含む、所謂銀ペーストを、スクリーン印刷等の方法でガラス板主面２１に塗布し、５００～７００℃の加熱過程を経て形成することができる。また、車両窓用ガラスアッセンブリー１は、前記導電体３と、ガラス板表面２１との間に、付加的に黒色などのカラーセラミックス層を備えていてもよい。カラーセラミック層は、好適には、顔料と、ガラスフリットとの焼結体からなるものである。その焼結体は、例えば、顔料の粒子と、ガラスフリットと、有機オイルを含む、所謂カラーセラミックペーストを、スクリーン印刷等の方法でガラス板主面２１に塗布し、５００～７００℃の加熱過程を経て形成することができる。
前記ハンダ層４は、インジウム基の無鉛ハンダからなる。そして、前記無鉛ハンダは、インジウムを主成分として含むＩｎ－Ｓｎ系非共晶合金で、前記インジウムを７４質量％まで含み、さらに、３質量％～９質量％の銀を含み、固相線温度が１２０℃以上の合金からなる、ものである。
前記合金において固相線温度が１２０℃以上であることが、特許文献６の教示の通り、本実施形態における前提条件となる。
ここで、図１にＩｎ－Ｓｎはんだの合金状態図（I. Isomaeki, M. Haemaelaeinen, W. Gierlotka, B. Onderka, and K. Fitzner, J. Alloys Compd., 422 [1-2] 173-177 (2006).）を示す。該合金状態図によれば、インジウムを主成分とする合金において、該合金を共晶合金とすると、共晶点の固相線温度が１２０℃未満となる（例えば、インジウムが５２質量％、錫が残部の共晶組成では共晶点の固相線温度は１１７℃となる）。その場合、その他の金属成分の含有によって、固相線温度を１２０℃以上とすると、インジウムを有する無鉛ハンダの利点である柔軟性が維持され難いものとなる。インジウムと錫との合金では、その共晶点となるＩｎ５２質量％の組成よりもインジウム量が多い側の非共晶となる領域で、固相線温度が１２０℃以上となる。
また、前記合金に３質量％～９質量％含まれる銀は、前記導電体層３中の銀が、前記ハンダ層４にとりこまれることを防ぐため及び接合強度を高めるためのものである。そのため、前記合金への銀の含有も、本実施形態における前提条件となる。
但し、これら前提条件を満たしただけでは、前記固定部５２から延伸する電力線６の始点が、前記ハンダ層４と前記第一主面５１１とからなる第一接合領域７１の縁７１１よりも内側の領域の上方であったとしても、ＶＤＡによるヒートソーク試験を合格できない、車両窓用ガラスアッセンブリー１が生じ得る。これは、前記合金に含まれるインジウムが軟質な材料であるため、前記ヒートソーク試験でハンダ層４が高温状態に保たれたときに、ハンダ層４にクリープ疲労が生じやすいためでないかと考えられる。そのため、本実施形態では、前記合金中に、インジウムの含有量を、７４質量％まで含むものとすることで、前記合金の耐クリープ特性を改善せしめている。その結果、車両窓用ガラスアッセンブリー１を、ＶＤＡによるヒートソーク試験を合格するものとできる。
Ｉｎ－Ｓｎ系合金はＩｎ５２．０質量％、Ｓｎ４８．０質量％に共晶点を有するが、本実施形態で用いるＩｎ－Ｓｎ系非共晶合金はＩｎ含有量が共晶組成より多いものである。前記したように、インジウム含有量が多くなりすぎると、ハンダ層４にクリープ疲労が生じやすくなると考えられる。これを考慮すると、前記合金中のインジウムの含有量の上限を、好ましくは質量７４質量％、より好ましくは７０質量％としてもよい。また、前記合金中のインジウムの含有量の下限を６５質量％、より好ましくは６７質量％としてもよい。
前記Ｉｎ－Ｓｎ系合金は、インジウムを有する無鉛ハンダの利点である柔軟性が維持できるように、アンチモン、銅、ニッケル、亜鉛などの第四成分を任意に０質量％～２質量％、好ましくは０質量％～１．５質量％含有するものであってもよい。前記合金において、ここで挙げられた金属成分以外の残部成分は錫及び不可避不純物からなるものとされる。不可避不純物とは、前記で挙げられた成分以外のもので、前記合金に０．１質量％まで含有されるもののことである。
また、前記合金において、銀の含有量が、前記ヒートソーク試験の結果に影響するといえる。そのため、車両用窓ガラス１の工業的な生産において、各製品の品質のばらつきを小さくするために、前記合金の銀の含有量の範囲において、下限側を５質量％、より好ましくは５．５質量％、上限側を８質量％、より好ましくは７質量％としてもよい。
前記金属板５１としては、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、クロム、コバルト、又はクロムが挙げられ、２つ以上の元素が含まれた合金からなる金属板でもよい。しかしながら、一般的に導電性と加工の容易性の点から、銅又は黄銅(真鍮)のような導電性物質が良好で、機械加工が容易な材料であることが望ましい。
前記金属板５１の厚みは、ヒートソーク試験に影響することがある。これを考慮すると、各部位の厚みは、０．３ｍｍ～２．０ｍｍ、好ましくは、０．５ｍｍ～１．０ｍｍとしてもよく、さらには、各部位の厚みを、同一としてもよい。
電力線６を固定する、固定部５２は、第二主面５１２上に設けられる。固定部５２は、電力線６の始点６０より前方部分（以下［先端部分］という）を固定できる程度の大きさを備えていればよい。固定部５２の構造は、図２に示すような、電力線６の先端部分を加締めることができる構造の他に、ロウ材を用いたロウ接、抵抗溶接のような溶接で電力線６の先端部分を固定する構造としてもよい。電力線６の先端部分を加締めることができる構造の代表的な例としては、Ｂクリンプが挙げられる。電力線６は、ガラス板主面２１に沿って延伸する。電力線６の材質としては、電気抵抗率の低い銅やアルミニウムが挙げられるが、より電気伝導性が優れ、安価な銅が好ましい。また、被覆絶縁体の例としては、想定される使用温度以上の耐熱性を有しているものであればよく、塩化ビニルや耐熱ビニルが挙げられる。電力線の径については、車両窓用ガラス板の主面に形成された熱線に対して流れると想定される電流値が、電力線の許容電流以下になるように設定されればよい。しかしながら、電力線の柔軟性の観点から、電力線の径は０．３ｓｑ（ＡＷＧ：２２）～２．０ｓｑ（ＡＷＧ：１４）であることが好ましい。
車両窓用ガラスアッセンブリー１では、電力線６に起因して、前記接続端子５や、接続端子５と導電体層３とのハンダ接合部に引張応力がかかることがある。本実施形態のガラスアッセンブリー１では、電力線６の始点６０が、前記ハンダ層４と第一主面５１１の第一接合領域７１の縁７１１よりも内側の領域の上方、さらには、電力線６においては、固定部５２で固定された部位以外は、前記接続端子５に固定されることなく、前記接続端子５から開放されている。そのため、電力線６によって、前記引張応力が発生する状態となっても、前記ハンダ層４にかかる応力は、前記ハンダ層４の重心部にかかることになるので、接続端子５と、前記ハンダ層４と、前記導電層３とからなるハンダ接合構造部に均等に応力がかかって、該構造部内に局所的に強い応力が発生することを抑制できる。かくして、本実施形態のガラスアッセンブリー１は、接続端子５と導電体層３とのハンダ接合部の、前記引張応力や持続荷重に対する耐久性が良好なものとなる。
以下に、本開示を実施例にて、より詳細に説明する。
［実施例１］
フロート法で製造された、ソーダライムガラスからなるガラス板２（一般的な車両窓サイズ、２ｍｍ厚さ；非強化ガラス）の主面に、先ず、黒色セラミックペーストをスクリーン印刷にて塗工、乾燥された後、その上に銀ペーストがスクリーン印刷で所定の熱線回路パターン形状に塗布、乾燥された。次いで、黒色セラミックペースト及び銀ペーストが塗布されたガラス板２が加熱処理され、導電体層３が形成されたガラス板主面２１が準備された。
フロート法で製造された、ソーダライムガラスからなるガラス板２（一般的な車両窓サイズ、２ｍｍ厚さ；非強化ガラス）の主面に、先ず、黒色セラミックペーストをスクリーン印刷にて塗工、乾燥された後、その上に銀ペーストがスクリーン印刷で所定の熱線回路パターン形状に塗布、乾燥された。次いで、黒色セラミックペースト及び銀ペーストが塗布されたガラス板２が加熱処理され、導電体層３が形成されたガラス板主面２１が準備された。
ニッケルメッキ処理を施された銅金属板から加工された接続端子５が準備された。接続端子５の形状は、図３に示すとおりである。この接続端子５では、金属板５１の厚みは、０．８ｍｍであった。前記金属板５１は、矩形状で、第一、第二主面は表裏の関係で、その面積は、それぞれ４９ｍｍ2であった。
前記第二主面５１２上には、Ｂクリンプ型の固定部５２が備え付けられており、固定部５２の長尺方向は前記金属体５１の一辺に対して垂直の関係にあり、固定部５２の長尺方向の始点はその一辺で、前記金属板５１の中心部が終点となるものであった。尚、実施例では、その中心部が、ハンダ層４の重心部の上方にあたるものとなる。
２．１ｍｍφの塩化ビニルで被覆された銅線からなる電力線６の銅線が剥き出しにされた部位が前記固定部５２に固定され、接続端子５が導電体層３にハンダ付けされた際には、固定部５２の長尺方向はガラス板２の端面２２に対して垂直の関係にあり、前記電力線６がガラス板主面２１に沿って、ガラス端面２２方向に延伸するように、加締められた。前記電力線６の始点６０は、前記固定部５２の長尺方向の終点に相当するもので、前記電力線６は、前記固定部５２に固定された部位以外は、前記接続端子５から開放されている。
前記第一主面に、＜インジウム６８質量％、スズ：２３質量％、銀：６質量％、アンチモン：１質量％、銅：１質量％、亜鉛：１質量％＞の、固相線温度が１２４℃である非共晶合金からなる無鉛ハンダが、０．２ｇ量、ハンダ付けされた。
接続端子５にハンダ付けされたハンダが、接続端子５と、導電体層３と間に配置されるように、ベースガラス上に、接続端子５が配置された。次いで、接続端子５の通電加熱による前記ハンダの再溶融を経て、ハンダ層４が形成され、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。当試料では、前記ハンダ層４は、前記第一主面の全面と接合していた。また、縁７１１（Ｘ＝０）の地点から、電力線６の始点６０までの距離が、ｘ＝３．５ｍｍであった。
本実施例で得られた試料は、ＶＤＡに定められた、ヒートソーク試験及び熱サイクル試験を満足するものであった。
［実施例２］
接続端子５を、図４の形状を有するものとし、縁７１１（Ｘ＝０）の地点から、電力線６の始点６０までの距離を、ｘ＝１．５ｍｍとした以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本実施例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験及び熱サイクル試験を満足するものであった。尚、実施例１、２の構造上の違いは、固定部５２の位置の違いによる、縁７１１（Ｘ＝０）の地点から、電力線６の始点６０までの距離だけである。
接続端子５を、図４の形状を有するものとし、縁７１１（Ｘ＝０）の地点から、電力線６の始点６０までの距離を、ｘ＝１．５ｍｍとした以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本実施例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験及び熱サイクル試験を満足するものであった。尚、実施例１、２の構造上の違いは、固定部５２の位置の違いによる、縁７１１（Ｘ＝０）の地点から、電力線６の始点６０までの距離だけである。
［実施例３］
接続端子５を、図３の形状を有するものとし、前記第一主面に、＜インジウム６８質量％、スズ：２６質量％、銀：６質量％＞の、固相線温度が１２１℃である非共晶合金からなる無鉛ハンダが、０．２ｇ量、ハンダ付けされた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本実施例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験及び熱サイクル試験を満足するものであった。
接続端子５を、図３の形状を有するものとし、前記第一主面に、＜インジウム６８質量％、スズ：２６質量％、銀：６質量％＞の、固相線温度が１２１℃である非共晶合金からなる無鉛ハンダが、０．２ｇ量、ハンダ付けされた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本実施例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験及び熱サイクル試験を満足するものであった。
［実施例４］
接続端子５を、図３に形状を有するものとし、前記第一主面に、＜インジウム６８質量％、スズ：２３質量％、銀：９質量％＞の、固相線温度が１２１℃である非共晶合金からなる無鉛ハンダが、０．２ｇ量、ハンダ付けされた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本実施例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験及び熱サイクル試験を満足するものであった。
接続端子５を、図３に形状を有するものとし、前記第一主面に、＜インジウム６８質量％、スズ：２３質量％、銀：９質量％＞の、固相線温度が１２１℃である非共晶合金からなる無鉛ハンダが、０．２ｇ量、ハンダ付けされた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本実施例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験及び熱サイクル試験を満足するものであった。
［実施例５］
接続端子５を、図３に形状を有するものとし、前記第一主面に、＜インジウム６８質量％、スズ：２９質量％、銀：３質量％＞の、固相線温度が１２０℃である非共晶合金からなる無鉛ハンダが、０．２ｇ量、ハンダ付けされた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本実施例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験及び熱サイクル試験を満足するものであった。
接続端子５を、図３に形状を有するものとし、前記第一主面に、＜インジウム６８質量％、スズ：２９質量％、銀：３質量％＞の、固相線温度が１２０℃である非共晶合金からなる無鉛ハンダが、０．２ｇ量、ハンダ付けされた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本実施例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験及び熱サイクル試験を満足するものであった。
［比較例１］
接続端子５を、図５の形状を有するものとし、縁７１１（Ｘ＝０）の地点上に電力線６の始点６０を位置させた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本比較例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験を満足するものではなかった。尚、実施例１と比較例１との構造上の違いは、固定部５２の位置の違いであり、固定部から延伸する電力線の始点が、ハンダ層と第一主面とからなる第一接合領域の縁よりも内側の領域の上方にあるという要件を満たしていない。
接続端子５を、図５の形状を有するものとし、縁７１１（Ｘ＝０）の地点上に電力線６の始点６０を位置させた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本比較例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験を満足するものではなかった。尚、実施例１と比較例１との構造上の違いは、固定部５２の位置の違いであり、固定部から延伸する電力線の始点が、ハンダ層と第一主面とからなる第一接合領域の縁よりも内側の領域の上方にあるという要件を満たしていない。
［比較例２］
接続端子５を、図６の形状を有するものとし、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。この試料は、比較例１と同様に、前記要件を満たしていない。本比較例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験を満足するものではなかった。
接続端子５を、図６の形状を有するものとし、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。この試料は、比較例１と同様に、前記要件を満たしていない。本比較例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験を満足するものではなかった。
［比較例３］
接続端子５を、図３の形状を有するものとし、前記第一主面に、＜インジウム７５質量％、スズ：１５質量％、銀：６質量％、アンチモン：１質量％、銅：１質量％、亜鉛：１質量％、ニッケル：１質量％＞の、固相線温度が１３０℃である非共晶合金からなる無鉛ハンダが、０．２ｇ量、ハンダ付けされた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本比較例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験を満足するものではなかった。尚、実施例１と比較例３との構造上の違いは、ハンダ層４を形成する合金の組成だけである。
接続端子５を、図３の形状を有するものとし、前記第一主面に、＜インジウム７５質量％、スズ：１５質量％、銀：６質量％、アンチモン：１質量％、銅：１質量％、亜鉛：１質量％、ニッケル：１質量％＞の、固相線温度が１３０℃である非共晶合金からなる無鉛ハンダが、０．２ｇ量、ハンダ付けされた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本比較例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験を満足するものではなかった。尚、実施例１と比較例３との構造上の違いは、ハンダ層４を形成する合金の組成だけである。
［比較例４］
接続端子５を、図３の形状を有するものとし、前記第一主面に、＜インジウム６９質量％、スズ：２９質量％、銀：２質量％＞の、固相線温度が１２０℃である非共晶合金からなる無鉛ハンダが、０．２ｇ量、ハンダ付けされた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本比較例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験を満足するものではなかった。尚、実施例１と比較例４との構造上の違いは、ハンダ層４を形成する合金の組成だけである。
接続端子５を、図３の形状を有するものとし、前記第一主面に、＜インジウム６９質量％、スズ：２９質量％、銀：２質量％＞の、固相線温度が１２０℃である非共晶合金からなる無鉛ハンダが、０．２ｇ量、ハンダ付けされた以外は、実施例１と同じ手順で、車両窓用ガラスアッセンブリー１を模擬する、試料が得られた。本比較例で得られた試料は、上記ヒートソーク試験を満足するものではなかった。尚、実施例１と比較例４との構造上の違いは、ハンダ層４を形成する合金の組成だけである。
上述の通り、本開示の実施形態に係る、電力線６に接続した接続端子５とガラス板主面２１に形成された導電体層３とを接合するインジウムを有する無鉛ハンダによるハンダ接合部４を備え、且つ、前記接続端子５において、前記接続端子５と前記導電体３層とのハンダ接合部４が１つである車両窓用ガラスアッセンブリー１は、ＶＤＡに定められたヒートソーク試験と熱サイクル試験との双方に合格する品質を有する。
１： 車両窓用ガラスアッセンブリー
２： 車両用窓ガラス板
２１： ガラス板主面
３： 導電体層
４： ハンダ層
５： 接続端子
５１： 金属板
５１１： 第一主面
５１２： 第二主面
５２： 固定部
６： 電力線
６０： 電力線の始点
７１： 第一接合領域
７１１： 第一接合領域の縁
７２： 第二接合領域
７２１： 第二接合領域の縁
２： 車両用窓ガラス板
２１： ガラス板主面
３： 導電体層
４： ハンダ層
５： 接続端子
５１： 金属板
５１１： 第一主面
５１２： 第二主面
５２： 固定部
６： 電力線
６０： 電力線の始点
７１： 第一接合領域
７１１： 第一接合領域の縁
７２： 第二接合領域
７２１： 第二接合領域の縁
Claims (10)
- 所定パターンの銀を含む導電体層がガラス板主面に形成された車両窓用ガラス板と、
前記導電体層と、インジウム含有の無鉛ハンダからなるハンダ層と、
前記ハンダ層を介して接続された接続端子と、
前記接続端子に固定された電力線と、を備える、車両窓用ガラスアッセンブリーであって、
前記接続端子は、
前記ハンダ層と接合する第一主面と、前記第一主面とは反対側に位置する第二主面とを備える金属板と、
前記第二主面に前記電力線を固定する、固定部と、を備え、
前記電力線は、前記固定部から延伸し、
前記固定部から延伸する電力線の始点が、前記ハンダ層と前記第一主面とからなる第一接合領域の縁よりも内側の領域の上方にあり、
前記無鉛ハンダが、インジウムを主成分として含むＩｎ－Ｓｎ系非共晶合金で、前記インジウムを６５質量％以上、７４質量％まで含み、さらに、３質量％～９質量％の銀、それぞれ０質量％～２質量％のアンチモン、銅、ニッケル、または亜鉛、を含み、残部が錫及び不可避不純物からなる、固相線温度が１２０℃以上の合金からなる、前記車両窓用ガラスアッセンブリー。 - 前記Ｉｎ－Ｓｎ系非共晶合金がインジウムを６７質量％以上、７０質量％まで含み、さらに、５質量％～９質量％の銀、それぞれ０質量％～１質量％のアンチモン、銅、ニッケル、または亜鉛、を含み、残部が錫及び不可避不純物からなる、固相線温度が１２０℃以上の合金からなる、請求項１に記載の車両窓用ガラスアッセンブリー。
- 前記合金の銀の含有量が、５質量％～９質量％である、請求項１又は２に記載の車両窓用ガラスアッセンブリー。
- 前記第一接合領域は、前記ハンダ層と前記導電体層との第二接合領域よりも小さく、前記第一接合領域の縁は、第二接合領域の縁よりも内側の領域の上方にある、請求項１乃至３のいずれかに記載の車両窓用ガラスアッセンブリー。
- 前記第一主面の全てが、前記第一接合領域である、請求項１乃至４のいずれかに記載の車両窓用ガラスアッセンブリー。
- 前記固定部から延伸する電力線の始点が、前記ハンダ層４と第一主面との接合領域の重心部の上方にある、請求項１乃至５のいずれかに記載の車両窓用ガラスアッセンブリー。
- 前記電力線は、固定部において、加締め、ロウ接、又は溶接で固定されている、請求項１乃至６のいずれかに記載の車両窓用ガラスアッセンブリー。
- 前記金属板の形状が、正多角形状、略正多角形状、円形状、又は楕円形状である、請求項１乃至７のいずれかに記載の車両窓用ガラスアッセンブリー。
- 前記金属板の厚みが０．３ｍｍ～２．０ｍｍである、請求項１乃至８のいずれかに記載の車両窓用ガラスアッセンブリー。
- 前記ガラス板が、非強化ガラスからなる、請求項１乃至９のいずれかに記載の車両窓用ガラスアッセンブリー。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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