JPWO2012118202A1

JPWO2012118202A1 - 導電部付きガラス板用端子構造体及びこれを用いたガラス板物品

Info

Publication number: JPWO2012118202A1
Application number: JP2013502430A
Authority: JP
Inventors: 貴之小川; 小川　　貴之; 西　瑞樹; 瑞樹西; 一範古橋
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2014-07-07
Also published as: EP2683033A4; US20130333929A1; WO2012118202A1; EP2683033A1

Abstract

開示されているのは、導電部付きガラス板の給電部に接続される給電端子構造体を有するガラス板物品であって、該給電端子構造体が、前記給電部と無鉛ハンダ合金を介して面接合する少なくとも１つの端子座を有し、該端子座が、正方形又は長方形の一辺の２つの頂点の各々から１．６ｍｍ以上離れた、各頂点から延びる２つの辺上の２点を結ぶ線で規定される角部を、前記正方形又は長方形から切除した薄片形状を有し、前記面接合の一つの端子座当たりの接合面積が８ｍｍ2以上〜９８ｍｍ2以下であり、該無鉛ハンダ合金が１．５〜４質量％のＡｇ、０．５〜２質量％のＣｕを含有する分散・析出強化型の組織を有し、室温でのヤング率が４０ＧＰａ以上であるＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ハンダ合金であることを特徴とするガラス板物品である。

Description

本発明は、導電部付きガラス板への給電部に給電端子を接合するための給電端子構造体、及びこれを用いたガラス板物品に関する。特に、金属端子と給電部のガラス表面との無鉛ハンダ合金を用いた接合に関する。

発明の背景

自動車用や建築用の一部のガラス板物品には、視界確保のためにデフォッガとして通電加熱用の導電線が形成されることがある。また、自動車のリアウインドウやサイドウインドウには、ガラスアンテナが用いられることもある。通電加熱用の導電線やガラスアンテナは、ガラス板の表面に導電線のパターンが銀ペースト等の導電性ペーストを薄膜状に焼き付けて形成される。このように、ガラス板表面に導電性薄膜を焼き付けて導電線のパターンからなる導電部を形成したガラス板を以下では「導電部付きガラス板」という。

これらの導電線には、給電用の金属端子(給電端子)が設けられる。従来、給電端子とガラス板は一つの端子座、又は、例えば、特許文献２に示されるように二つの端子座（台座）（図９に引用）を用いて鉛を含むハンダで接続されてきた（特許文献１〜３）。しかし、一般に鉛は毒性の高い環境汚染物質であり、健康・環境への影響の懸念、特に生態系への悪影響や汚染が問題視されている。特に鉛を含むハンダを使用したガラス板物品が廃棄された場合、該ハンダに酸性雨などが付着すると鉛が環境中に溶出する恐れがある。

この点から家電業界に於いては、電子基板用のハンダの無鉛化が急速に広まっている。しかし、ガラス板と金属端子を接合するためのハンダは、電子基板用のハンダと比較して接着強度の要求値が高い上、金属端子とガラス板の熱膨張係数の違いなどから、急激な環境温度変化が生じる場合や繰り返しの温度変化が大きい場合に於いては、ガラス板と金属端子を接合しているハンダ付箇所に応力が集中し、接合強度の低下やガラス板表面にクラックを生じさせる等の問題が起きやすい。

現在、電子基板用ハンダとして主流となっているＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ(Ａｇ３質量％、Ｃｕ０．５質量％を含むＳｎ合金)合金等のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ハンダについては、電子基板に於いては接合強度も高く、信頼性の高いハンダ合金の一つである。しかし、このハンダは、ヤング率が高く、剛性の高い金属であり、例えば、Ａｇ３．５質量％、Ｃｕ１．０質量％、Ｓｎ残部の組成の合金で常温時のヤング率が４１．６ＧＰａと報告されている（特許文献４記載の比較例Ｎｏ．３）。このように、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ハンダは、Ｓｎ−Ｐｂ合金系ハンダのような柔軟性が無く、ハンダ付けした物品に発生した応力の緩和が困難であり、剛性の高いガラス板と金属端子の接合用途にそのまま使用することは出来ない。

二つの端子座を脚部で接続した構造の端子構造を無鉛ハンダを用いて接合する技術について、特許文献５には、銀ペーストを焼成して形成した導電性被膜を、Ａｇを１．５質量％〜５質量％含有する無鉛ハンダ合金により接合し、端子の接合面の合計面積及びハンダの体積を規定することで、ハンダ付けに伴う熱応力を緩和し、熱衝撃試験後にガラス板表面にクラックを発生しない構造が開示されている。

また、特許文献６には、Ｂｉ，Ｉｎ，Ｓｂから選択した応力緩和成分を含みＳｎを９０％よりも少ない量含む無鉛ハンダを用いた車両用ガラスパネルが開示されているが、この無鉛ハンダではハンダ付けに伴う初期発生応力の低減が考慮されているが、ヤング率が大きいため、寒冷地などの冷間で使用するとハンダが収縮してガラスにクラックが入るおそれがあり、車両を使用中にガラスの強度が低下する。

実公昭６１−３７１８２号公報実開昭６４−２７９６１号公報実開平６−５８５５７号公報特開２００１−７１１７３号公報特許第３９５７３０２号公報特表２００６−５２３９１７号公報

低融点で接着性に優れたＰｂ−Ｓｎハンダに代わるＡｇ−Ｓｎ合金系無鉛ハンダは融点が２１７〜２１９℃と高く、ガラス板にハンダ付けをする場合、ガラス板の部分的な熱膨張による応力の発生を防止する必要がある。このため、特許文献５に示されるように従来ハンダ付け工程におけるクラックの発生を防止する手段についてはいくつか提案されている。

導電部が形成された導電部付きガラス板の導電部に金属端子をハンダで接続した端子構造体において、ハンダとして、無鉛ハンダが用いられるようになってきたが、Ｓｎの含有量が高い無鉛ハンダに於いて、Ａｇを含まないハンダ又はＡｇ含有量が低いハンダでは、Ａｇを含むペーストにより形成した導電部との接合が不十分である。その結果、端子が脱落し、通電性能を損なう恐れがある。

一方、Ａｇ含有量が高いＳｎ合金系無鉛ハンダを用いると、導電部との接合強度は向上するものの、ハンダ層のヤング率が高くなり、ハンダ付け時の応力の発生を防止することができたとしても、特に端子構造体とガラス板との熱膨張係数の差から、ハンダ付け箇所のガラス板に、使用中の環境温度変化によって生じる応力を緩和することが困難であり、図８に示すように、ガラス板６の導電部５と端子座１をハンダ層４でハンダ付すると端子座の角の近傍のガラス板の厚み方向にクラック７を生じる恐れがある。なお、端子構造体に用いられる銅又は黄銅の熱膨張率は、１６×１０^-6〜１９×１０^-6／℃程度であり、ガラスの熱膨張率は、８．５×１０^-6〜９×１０^-6／℃程度である。

このように、ヤング率が高いＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ハンダを用いる場合、導電部が形成された導電部付きガラス板の導電部に接続されるための金属端子には、ハンダの成分と端子構造の両方の条件が満たされないと使用中の環境温度変化によるガラス板のクラック発生の防止ができないという問題がある。このような特性については、耐冷熱サイクル試験後の接合強度を測定することにより判断できる。

本発明に依れば、導電部付きガラス板の給電部に接続される給電端子構造体（以下、単に「端子構造体」と表記する場合あり）を有するガラス板物品であって、該給電端子構造体が、前記給電部と無鉛ハンダ合金を介して面接合する少なくとも１つの端子座を有し、
該端子座は、正方形又は長方形の一辺の２つの頂点の各々から１．６ｍｍ以上離れた、各頂点から延びる２つの辺上の２点を結ぶ線で規定される角部（ハンダ付け回避領域）を、前記正方形又は長方形から切除した薄片形状を有し、
該面接合一つあたりの接合面積が８ｍｍ²以上〜９８ｍｍ²以下であり、
該端子座は該無鉛ハンダ合金を用いて給電部にハンダ付けされ、該無鉛ハンダ合金が１．５〜４質量％のＡｇ、０．５〜２質量％のＣｕを含有する分散・析出強化型の組織を有し、室温でのヤング率が４０ＧＰａ以上であるＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ハンダ合金であることを特徴とするガラス板物品（第１物品）が提供される。

第１物品は、給電端子構造体の材料の熱膨張率が１６×１０^-6〜１９×１０^-6／℃であることを特徴とするガラス板物品（第２物品）であってもよい。

第１又は第２物品は、前記導電部が、車両用ガラスアンテナ又はデフォッガの導電線であることを特徴とするガラス板物品（第３物品）であってもよい。

第１乃至第３物品のいずれか１つは、前記端子座が一対の端子座からなり、前記給電端子構造体が該一対の端子座を掛け渡すように形成されている脚部を有することを特徴とするガラス板物品（第４物品）であってもよい。

第１乃至第４物品のいずれか１つは、前記無鉛ハンダ合金のＣｕの含有量が０．５５〜２質量％であることを特徴とするガラス板物品（第５物品）であってもよい。

第１乃至第５物品のいずれか１つは、前記端子座の材質が、銅又は黄銅（真鍮）であることを特徴とするガラス板物品（第６物品）であってもよい。

第１乃至第６物品のいずれか１つは、前記端子座の厚みが、０．２〜１．０ｍｍであることを特徴とするガラス板物品（第７物品）であってもよい。

第１乃至第７物品のいずれか１つは、前記端子座と前記導電部の間の前記ハンダ層の厚みが、０．１〜２．０ｍｍであることを特徴とするガラス板物品（第８物品）であってもよい。

さらに、本発明に依れば、第１乃至第８物品のいずれか１つの給電端子構造体を、導電部付きガラス板の給電部に、第１乃至第８物品のいずれか１つのＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ハンダ合金を用いてハンダ付けすることを特徴とする、導電部付きガラス板の給電部に端子構造を接合する方法が提供される。

本発明により、特にヤング率の高いＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ハンダを用いて、接合強度の高い接合部を形成しても、ハンダ接合箇所の応力緩和構造を持ち、ハンダ接合箇所近傍のガラス板に使用中の環境温度変化によるクラックが生じない、金属端子とガラス板物品との接合に好適な、端子構造体が与えられる。

本発明の端子構造体の端子形状例の側面図である。本発明の端子構造体の端子形状例の上面図である。本発明の実施例の端子座形状の一例(多角形角部切落とし)を示す上面図である。本発明の実施例の端子座形状の一例(角部切落とし)を示す上面図である。本発明の実施例の端子座形状の一例(Ｒ面切落とし)を示す上面図である。本発明と異なる端子座形状の一例(矩形)を示す上面図である。本発明の端子形状例の側面図である。本発明と異なる端子座形状の一例(矩形)にてハンダ付け箇所近傍にクラックが発生した状態を示す図である。二つの端子座を有する金属端子例を示す斜視図である。

詳細な説明

本発明は、少なくとも１つの端子座を有する端子構造において端子座のハンダ接合面の形状を特徴とする。また、Ａｇ及びＣｕを含有するヤング率が大きいＳｎ基ハンダ合金を用いた端子とガラス板の表面の導電部の接合強度の高い接合に関する。

図１(側面図)及び図２(上面図)に、本発明の端子構造体の好適な例を示す。なお、端子には、一般的に導電性と加工の容易性の点から、熱膨張率が１６×１０^-6〜１９×１０^-6／℃程度の銅又は黄銅(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を打ち抜き加工したものであることが望ましい。

図１及び図２の端子構造体は、一対の端子座１と、これらを連結する脚部２と、これらを連結する支持部８とこれに連結する連結部３からなる。端子構造体には、電気ケーブルを接続させるための部位が必要となるが、この部位に電気ケーブルを接続する際には、端子構造体、ひいては、構造体の接合領域（端子座、はんだ、及びガラスとで形成された領域）に荷重負荷がかかりやすくなる。図１及び図２で示したような一対の端子座１とこれらを連結する脚部２からなる構造は、連結部３に電気ケーブルを接続する際に、過重負荷を緩和させることに効果的な構造で、構造体の接合領域への荷重負荷をかかりにくくし、構造体の接合領域の強度保持に有効なものである。
本発明において、端子構造体は、前記のものに限定されるものではなく、少なくとも１つの端子座を有していればよい。例えば、１つの端子座を有した端子構造体（図７参照）であってもよい。
以下に、好適な端子構造体の端子座例を詳述する。

図３に示すように、本発明の端子構造体の端子座はハンダ付け回避領域を有している。言い換えると、本発明の各端子座は、正方形又は長方形から、その一辺を規定する２つの角部を後述するように面取りした形状（各角部からハンダ付け回避領域を切除した形状）を有している。

端子座の接合面積は８ｍｍ²以上〜９８ｍｍ²以下である。８ｍｍ²より小さい場合は、端子座部の面積が小さくなり、接合強度が保てなくなる。また９８ｍｍ²より大きくなると、自動車用ガラス板に用いる場合、見栄えが悪くなることや、材料費が高くなることから好ましくない。好ましくは１１ｍｍ²〜６２ｍｍ²であり、更に好ましくは１４ｍｍ²〜３４ｍｍ²である。具体的には本発明の端子構造体の端子座の幅ｂ及び長さｃは３．２〜１０ｍｍ（切除する前の正方形又は長方形の形状の面積が１０〜１００ｍｍ²）程度であればよい。なお、幅ｂは、一対の端子座を結ぶ直線方向と直角方向の距離を言い、長さｃは該直線方向の距離をいう。端子座の幅ｂ及び長さｃが３．２ｍｍより小さい場合は、端子座部の面積が小さくなり、接合強度が保てなくなることや、その角部を切り落としてもその切り落とした部分の面積は小さくなり、応力緩和の効果が低下するため、クラックが生じる可能性がある。また１０ｍｍより大きくなると、自動車用ガラス板に用いる場合、見栄えが悪くなることや、材料費が高くなることから好ましくない。従って、端子座の幅ｂ及び長さｃは３．２〜１０ｍｍ（切除する前の正方形又は長方形の形状の面積が１０〜１００ｍｍ²）の範囲であり、好ましくは３．６〜８ｍｍ（切除する前の正方形又は長方形の形状の面積が１３〜６４ｍｍ²）であり、さらに好ましくは４〜６ｍｍ（切除する前の正方形又は長方形の形状の面積が１６〜３６ｍｍ²）である。また、端子座の接合面積、すなわち、はんだ付けする領域は、端子座の面積と略同一とすることが好ましい。

端子座は、正方形又は長方形の薄片形状の、脚部と反対側の両方の角部からハンダ付け回避領域を切除した形状を有する。該ハンダ付け回避領域は、図３が示すように、正方形又は長方形の薄片形状の、該脚部と反対側の両方の角部から切除される、正方形又は長方形の頂点からの距離ａが１．６ｍｍ以上の両辺上の位置Ａ，Ｂを結ぶ線で規定される領域を指す。前記ハンダ付け回避領域を切除した後の端子座一つあたりの接合面積が８ｍｍ²以上〜９８ｍｍ²以下である。

位置Ａ，Ｂを結ぶ線は、直線でも、円弧などの曲線でも良く、特に規定されない。また、角部の頂点からの距離ａは１．６ｍｍ以上が好ましく、１．６ｍｍより小さくすると、応力緩和の効果が低下し、クラックが生じる可能性がある。より好ましくは１．８〜ｂ／２ｍｍかつ１．８〜ｃ／２ｍｍである。さらに好ましくは２．０〜ｂ／２ｍｍかつ２．０〜ｃ／２ｍｍである。

端子座の材質は、端子同様、導電性と加工の容易性の点から、銅又は黄銅(真鍮)であることが望ましい。また、端子座の厚みは０．２〜１．０ｍｍが望ましい。より望ましくは０．４〜０．８ｍｍである。

一般的には現状の端子では角があると取り扱いなどに危険性があり、特許文献１，２に図示されているように、角部を例えばＣ１面取り（端子座の角から１ｍｍ離れた、その角から延びる２つの辺上の２点を結ぶ直線に沿って角部を削除すること）やＲ１面取り（端子座の角から１ｍｍ離れた、その角から延びる２つの辺上の２点を通る、その角側に凸の円弧に沿って角部を削除すること）処理をするのは慣用手段であるが、それでは上記のようなヤング率の高い無鉛ハンダを使用した場合は、その角部に発生する応力を充分に緩和されることができず、クラックが発生した。従って、特にこの角部に応力緩和をさせるためのハンダ付け回避構造を付与し、この角部を、上記した一辺ａが１．６ｍｍ以上で角部を切除することで、ヤング率の高い無鉛ハンダを用いた場合でも、端子座１の先端に応力が集中しないために、導電部付きガラス板のハンダ付け箇所の近傍にクラックが発生しない。

比較のために、図６に、本発明と異なる端子構造の例を示す。

また、無鉛ハンダ合金の成分としては、本発明の端子構造が応力を緩和できるために、高ヤング率の無鉛ハンダ合金が使用可能であるが、特に１．５〜４質量％、より好ましくは２〜３．５質量％のＡｇ、０．５〜２質量％、より好ましくは０．５〜１質量％のＣｕを含有し、ヤング率がＪＩＳＺ２２８０に準拠する測定方法にて、室温（２５℃）で４０ＧＰａ以上５５ＧＰａ以下であるＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ハンダ合金が望ましい。この合金は、Ａｇ₃ＳｎとＣｕ₆Ｓｎ₅の金属間化合物が晶出し、Ｓｎ初晶を取り巻くようにＡｇ₃Ｓｎ/Ｓｎ共晶組織が微細結晶として析出する分散・析出強化型の組織を有し、分散・析出強化型の合金と言われる。このＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダ合金は、Ｓｎ−Ｐｂ合金よりも融点が高く、弾性率、熱伝導率も大きい。

このような組成が望ましいのは以下の理由による。

Ａｇが１．５質量％未満では、Ａｇを含むペーストから形成された導電部との接合強度が低くなる。４質量％を超えると、ハンダ表面に微細なクラックが進展し、機械的特性が落ちる。このＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダ合金はＡｇ含有量の増加に比例してヤング率が高くなる。

Ｃｕが０．５質量％未満では、合金組織中に析出したＡｇ₃Ｓｎ金属間化合物のネットワークが疎になり、接合強度が時間と共に低くなる。また、端子との界面のＣｕ₆Ｓｎ₅の合金層形成も不十分となり、端子との接合が十分に確保できない。従って、Ｃｕは、０．５質量％以上、好ましくは０．５５質量％以上、より好ましくは０．６質量％以上が望ましい。２質量％を超えると、ハンダが硬くもろくなるため、接合強度が落ちる。望ましくは１質量％以下である。

なお、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ハンダ合金は、具体的には、例えば、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｃｕ、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．６Ｃｕ、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．７Ｃｕ、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｃｕ−０．０７Ｎｉ−０．０１Ｇｅ、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｂｉ−８．０Ｉｎ−０．５５Ｃｕ、Ｓｎ−３．２Ａｇ−２．７Ｂｉ−２．７Ｉｎ−０．６Ｃｕ、Ｓｎ−２．５Ａｇ−１Ｂｉ−０．５Ｃｕ、Ｓｎ−３．５Ａｇ−４．８Ｂｉ、Ｓｎ−２Ａｇ−７．５Ｂｉ−０．５Ｃｕ等が挙げられる。尚、元素の左に付記した数字は、その元素の質量％を示しており、数字の付記のない元素は、残部がその元素で示されていることを示している。

また、ハンダ付後の端子座１と導電部の間のハンダ層の厚みについては、０．１〜２ｍｍが望ましい。ハンダ層の厚みが０．１ｍｍ未満では、ハンダ量が不十分であり、接合強度が低くなる。一方、ハンダ層の厚みが２ｍｍを超えると、ヤング率の高い無鉛ハンダを用いた場合、ガラス板との熱膨張差による応力を端子構造で緩和しきれなくなり、ハンダ付け箇所の近傍にクラックが発生する場合がある。また、端子のハンダ付は、端子座底面にハンダを盛った後温風ヒーター等でハンダを融点以上に加熱し、導電部に溶着させた後、冷却する方法が望ましいが、例えば予めハンダ盛りされた端子を電極で挟んで押しつけながら電圧印加することにより、その端子部の抵抗による発熱を用いて溶着する抵抗加熱方式などを用いてもよく、その方法は限定されない。

導電部は、通常、銀粉末、低融点ガラスフリット及び抵抗調整剤としての金属酸化物粉末等を導電体主材とし、これに有機媒体を加えたペーストをパターン印刷し、焼付けて、導電膜のパターンとすることにより形成される。本発明において、導電部の材料、形成方法は限定されない。

本発明は、金属端子構造と無鉛ハンダ組成により、導電部付きガラス板と端子との接合強度を向上させることが可能であり、特にアンテナ及びデフォッガなどの導電部に好適に使用される。

以下、本発明を実施例に基づき、例示的に説明する。

図１，２に示す構造の端子を製作した。材質はＪＩＳＨ３１００に規定されるＣ２８０１Ｐ(黄銅板)を使用し打ち抜き加工した。板の厚みは０．４ｍｍ、一つの端子座１と支持部８の間をつなぐ一つの脚部２の長さは４．５ｍｍである。

実施例１では、図２，３及び表１に示すように、端子座１の幅ｂを５ｍｍ、長さｃを５ｍｍとし、各角部をＲ２（ａ＝２ｍｍの2点Ａ，Ｂを通る角側に凸の円弧）で切落とし加工して端子座１を作成した（端子座一つ当たりの接合面積２３．３ｍｍ²）。

実施例２では、図３及び表１に示すように、端子座１の幅ｂを５ｍｍ、長さｃを６ｍｍとし、半径１．６ｍｍの１／４円の中心角Ｏ（９０°）を２等分した直線と１／４円との交点と点Ａ（ａ＝１．６ｍｍ）を結んだ直線と、該交点と点Ｂ（ａ＝１．６ｍｍ）を結んだ直線で各角部を切落として端子座１を作成した（端子座一つ当たりの接合面積２８．５ｍｍ²）。

実施例３では、図４及び表１に示すように、端子座１の幅ｂを６ｍｍ、長さｃを４．５ｍｍとし、各角部をＣ１．６（ａ＝１．６ｍｍの２点Ａ，Ｂを通る直線）で切り落として端子座１を作成した（端子座一つ当たりの接合面積２５．７ｍｍ²）。

実施例４では、図５及び表１に示すように、端子座１の幅ｂを６ｍｍ、長さｃを８ｍｍとし、Ｒ３（ａ＝３ｍｍの2点を通る角側に凸の円弧）で各角部を切落として端子座１を作成した（端子座一つ当たりの接合面積４４．１ｍｍ²）。

実施例５〜９では、表１に示すように、幅ｂを４ｍｍ、長さｃを５ｍｍとし、Ｒ１．６（ａ＝１．６ｍｍの2点を通る角側に凸の円弧）で各角部を切落として端子座１を作成した（図２参照）。

実施例１０では、図７及び表１に示すように、端子座１と、支持部８と、端子座１に対して平行に延びる部分３からなり、脚部を持たない端子を作製した。幅ｂを４ｍｍ、長さｃを９ｍｍとし、Ｒ２で各角部を切り落として端子座１を作成した。

比較例１では、図１，６及び表２に示すように、脚部２の長さｃを４．５ｍｍとし、幅ｂを６ｍｍ、長さｃを５ｍｍとした、矩形で角部が９０度の角度を有する端子座（端子座一つ当たりの接合面積３０．０ｍｍ²）を有する端子を作成した。

比較例２では、表２に示すように、端子座の幅ｂを４ｍｍ、長さｃを５ｍｍとし、Ｒ１．５（ａ＝１．５ｍｍの2点を通る角側に凸の円弧）で各角部を切落として端子座１を作成した（図２参照）。

比較例３では、表２に示すように、端子座１の幅ｂを４ｍｍ、長さｃを４ｍｍとし、Ｃ１（ａ＝１ｍｍの２点を通る直線）で各角部を切落として端子座１を作成した（図４参照）。

比較例４〜６では、表２に示すように、端子座１の幅ｂを５ｍｍ、長さｃを６ｍｍとし、各角部をＲ２で切落として端子座１を作成した（図２参照）。

比較例７では、表２に示すように、端子座１の幅ｂを３ｍｍ、長さｃを３ｍｍとし、Ｒ１．５（ａ＝１．５ｍｍの2点を通る角側に凸の円弧）で各角部を切落として端子座１を作成した（図２参照）。

実施例１０と同様、比較例８では、図７及び表２に示すように、端子座１と、支持部８と、端子座１に対して平行に延びる部分３からなり、脚部を持たない端子を作製した。幅ｂを４ｍｍ、長さｃを９ｍｍとし、Ｒ２（ａ＝２ｍｍの2点を通る角側に凸の円弧）で各角部を切り落として端子座１を作成した。

ソーダライムガラス板に、微細な銀粒子とＢｉ系硼珪酸ガラスを主成分とする低融点ガラスフリットとテルピネオールを主成分とする溶媒からなる銀ペーストをメッシュ＃２００のスクリーンを用いて印刷し、銀プリント(サイズ１２×７０ｍｍ)を施し導電部を形成した。このガラス板を乾燥後７００℃雰囲気で３分間加熱処理し、強化ガラス板とした。

前記端子座に表１に示す組成のハンダ合金を、端子座面から２ｍｍ厚になるように盛り、ガラス板上の上記導電部にセットし、３５０〜４００℃の熱風で２０〜２５秒加熱し、ハンダを溶融させ、徐冷することによりハンダ付けをし、導電部に端子座を面接合した。

該ハンダ組成及び端子構造の良否は、ＪＩＳＣ２８０７を参考にした耐冷熱サイクル試験を行いガラス板と端子に熱膨張差を与えて判断した。すなわち、２０℃（３分）→−３０℃（３０分）→２０℃（３分）→８５℃（３０分）→２０℃（３分）を１サイクルとし、１００サイクルを繰り返し実施した後の接合強度を測定した。なお、ＪＩＳＣ２８０７では、低温側温度は−２５℃である。その後、端子の連結部を、JＩＳ C６００６８を参考とし、プッシュ・プルゲージを用い、導電部と端子座の接合面に対して垂直方向に引っ張り、導電部との接合強度を測定し、８０Ｎで剥がれないものを、接合強度良（○印）と判定した。また、ガラス板にクラックが入らないものを外観良（○印）と判定した。

(結果)
端子構造、ハンダ組成及び、試験結果を表に示す。

表１における実施例１〜１０に示すように、本発明の端子座形状・ハンダ組成のものは接合強度は良好であり、クラックは発生しなかった。

他方、脚部を有するものの本発明の端子座形状と異なる端子座形状の比較例１〜３は、接合強度は良好であったが、クラックが発生した。また、本発明の端子構造ではあるが、ハンダ組成が本発明の組成と異なる比較例４〜６，８は、外観は良好であったが、接合強度が弱かった。また本発明の端子座形状と異なる端子座形状の比較例７は、接合面積が小さいために接合強度は不良で、ハンダ付け回避領域も小さいためクラックが発生した。

本発明は、特にヤング率の高い無鉛ハンダを使用しても、高い接合強度を持つとともに、応力緩和構造を持った金属端子とガラス板物品との接合に好適な、端子構造体を提供するものである。自動車用ガラスアンテナ及びデフォッガや建築用ガラス板などの導電線の端子構造体など広い分野で応用可能である。

１端子座
２脚部
３連結部
４ハンダ層
５導電部
６ガラス板
７クラック
８支持部

Claims

導電部付きガラス板の給電部に接続される給電端子構造体を有するガラス板物品であって、該給電端子構造体が、前記給電部と無鉛ハンダ合金を介して面接合する少なくとも１つの端子座を有し、
該端子座は、正方形又は長方形の一辺の２つの頂点の各々から１．６ｍｍ以上離れた、各頂点から延びる２つの辺上の２点を結ぶ線で規定される角部（ハンダ付け回避領域）を、前記正方形又は長方形から切除した薄片形状を有し、
該面接合一つあたりの接合面積が８ｍｍ²以上〜９８ｍｍ²以下であり、
該端子座は該無鉛ハンダ合金を用いて給電部にハンダ付けされ、該無鉛ハンダ合金が１．５〜４質量％のＡｇ、０．５〜２質量％のＣｕを含有する分散・析出強化型の組織を有し、室温でのヤング率が４０ＧＰａ以上であるＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ハンダ合金であることを特徴とするガラス板物品。
給電端子構造体の材料の熱膨張率が１６×１０^-6〜１９×１０^-6／℃であることを特徴とする、請求項１に記載のガラス板物品。
前記導電部が、車両用ガラスアンテナ又はデフォッガの導電線であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のガラス板物品。
前記端子座が一対の端子座からなり、前記給電端子構造体が該一対の端子座を掛け渡すように形成されている脚部を有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガラス板物品。
前記無鉛ハンダ合金のＣｕの含有量が０．５５〜２質量％であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガラス板物品。
前記端子座の材質が、銅又は黄銅（真鍮）であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のガラス板物品。
前記端子座の厚みが、０．２〜１．０ｍｍであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガラス板物品。
前記端子座と前記導電部の間の前記ハンダ層の厚みが、０．１〜２．０ｍｍであることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のガラス板物品。
請求項１乃至８のいずれか１項の給電端子構造体を、導電部付きガラス板の給電部に、請求項１乃至８のいずれか１項のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ハンダ合金を用いてハンダ付けすることを特徴とする、導電部付きガラス板の給電部に端子構造を接合する方法。