KR101740083B1 - 전기 접속 소자를 갖는 페인 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도전성 구조체(2)가 유리 페인(1) 상에 적용되고, 적어도 하나의 중간층(3)이 도전성 구조체(2) 상에 적용되고, 적어도 하나의 전기 접속 소자(4)가 중간층(3)에 부착되며, 중간층(3), 전기 접속 소자(4) 및 도전성 구조체(2)가 적어도 하나의 중공(hollow space)(5)을 형성하고, 중공(5)은 도전성 물질(7)을 포함하는 페인(I)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그의 제조 방법 및 용도에 관한 것이다.

Description

전기 접속 소자를 갖는 페인{PANE HAVING ELECTRICAL CONNECTING ELEMENT}
본 발명은 전기 접속 소자를 갖는 페인(pane), 그의 제조 및 그의 용도에 관한 것이다.
도전성 구조체를 갖는 페인 상의 전기 접속 소자는 예를 들어 WO 2007/116088 A1로부터 공지되어 있다.
DE 10 2007 059 818 B3은 페인의 외면에 부착된 도전층을 가지며 도전층의 한 구획과 한쪽으로는 자유롭게 노출된 납땜면 및 다른 한쪽으로는 유리 페인면 사이에 절연 완충층이 제공된 평면 도체 접속 소자를 개시한다.
DE 103 92 500 T5로부터, 전기 접속 소자의 기계적 및 전기적 접속을 위한 땜납 물질의 적용 및 유지를 위한 방법 및 물품이 공지되어 있다. 복수의 구멍이 형성된 몸체가 땜납 물질을 지지하며 땜납 물질은 구멍 위로 배치된다.
공지된 방안은 전기 접속 소자와 유리 페인 사이의 기계 응력이 발생하여 유리 페인의 파괴까지 이어질 수 있다는 단점을 갖는다.
본 발명의 목적은 전기적으로 내구성 있고 안정한 페인을 갖는 전기 접속 소자의 개선된 기계적 접속을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전기 접속 소자를 갖는 페인의 신규 제조 방법 및 그의 신규 용도를 찾는 것이다.
상기 목적은 독립항 제1항, 제11항 및 제15항에 기재된 특징을 통해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시양태는 종속항의 특징을 통해 나타내었다.
본 발명은 도전성 구조체가 유리 페인 상에 적용되고 적어도 하나의 중간층이 도전성 구조체 상에 적용되고 적어도 하나의 전기 접속 소자가 중간층 상에 적용되며 중간층, 전기 접속 소자 및 도전성 구조체가 적어도 하나의 중공(hollow space)을 형성하고 중공이 도전성 물질을 포함하는 페인을 포함한다.
본 발명에 따른 페인의 장점은 무엇보다도 전기 접속 소자와 도전성 구조체 사이의 중간층에 의해 유리 페인에 대한 임계 기계 응력이 최소화된다는 데에 있다.
임계 기계 응력은 점, 선 및 면적 힘, 전단력 뿐 아니라 비틀림 힘의 양 및 방향에 기인하며 페인의 제조 및 사용 동안의 하중에 의해 페인상의 손상 또는 파괴를 유발할 수 있다.
온도 변화에 의해 유발되는 기계 응력은 특히 사용되는 재료의 열팽창계수 및 점도 차이와 함께 증가한다.
기계 응력은 유리 페인과 전기 접속 소자의 접속이 60℃ 초과, 특히 120℃ 초과, 매우 특히 158℃ 초과의 온도에서 이루어질 때에 특히 중요하다.
본 발명에 따라서 중공은 중간층에 의해 완전히 둘러싸이는 것이 유리하다. 이때 중공은 중간층 내부에 적어도 하나의 갭(gap)을 형성한다. 갭은 도전성 구조체, 전기 접속 소자 및 중간층에 의해 범위가 정해진다.
본 발명에 따라서 중공은 도전성 물질을 위한 지지 공동이 제공되므로 유리하다. 도전성 물질의 성형은 중공의 모양, 중공 내부에서의 도전성 물질의 습윤, 및 제조 동안 및 사용 동안 도전성 물질의 점도에 의해 확립된다. 임계 기계 응력이 방지된다.
중공의 모양 및 부피는 특히 중간층의 모양 및 부피 뿐 아니라 전기 접속 소자의 모양에 의해 결정된다.
중공 내부에서 도전성 물질은 모든 3개의 공간적 방향에서 소정의 모양으로 유지되며, 전기 접속 소자와 도전성 구조체 사이에 내구성 있는 전기 접속이 얻어진다.
본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서, 도전성 물질은 중공 내부에 배치된다. 중공 외부 영역에서는 도전성 물질이 발견되지 않는다. 중공 외부 영역은 중공의 외부 에지(edge) 및/또는 외부 에지의 돌출부에 의해 형성된다. 페인을 상방에서 관찰할 경우 도전성 물질은 식별되지 않는다. 도전성 물질 단부는 그의 모양, 습윤 특성 및 점도 때문에 중공의 외부 에지와 동일 평면상에 있다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 중간층은 0.5 ㎛ 내지 1 mm, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 500 ㎛, 특히 바람직하게는 10 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 갖는다.
본 발명의 다른 바람직한 실시양태에서, 중공은 0.1 mm 내지 2 mm, 바람직하게는 0.2 mm 내지 1 mm의 직경 또는 상응하는 면적을 갖는다.
별법의 실시양태에서, 중공은 2 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 3 mm 내지 10 mm, 매우 특히 바람직하게는 7.5 mm 내지 8.5 mm의 직경 또는 상응하는 면적을 갖는다.
중공은 바람직하게는 원, 타원, 직사각형 또는 다각형 모양을 가지며 본 발명에 따라서 전기적으로 내구성 있게 안정한 전기 접속 소자와 페인의 개선된 기계적 접속을 실현하는 도전성 물질의 모양을 형성한다.
중공의 상응하는 면적은 원 모양의 중공을 기준으로 한 직경으로부터 계산되며, 타원, 직사각형 또는 다각형 또는 전기적으로 내구성 있게 안정한 전기 접속 소자와 페인의 개선된 기계적 접속을 실현하는 모든 모양을 갖는 면적에 적용될 수 있다.
본 발명에 따라서 도전성 물질과 도전층 사이에 가능한 한 힘의 적용점을 많이 형성하는 중간층이 특히 유리하다.
다른 바람직한 실시양태에서, 중간층의 중공은 전기 접속 소자와 대면하는 영역, 중간 영역, 및 도전성 구조체 반대쪽과 대면하는 영역으로부터 형성되는 단면을 갖는다. 상방에서 본 중공의 모양은 중공의 깊이에 걸쳐 상이하게 구성될 수 있다. 이 영역은 바람직하게는 원형, 타원형 또는 사각형 모양을 갖는다. 도전성 물질은 중공 내에서 도전성 구조체 및 유리 페인 상의 기계적 하중을 감소시키는 데에 특히 유리한 모양을 형성할 수 있다. 이것은 도전성 물질이 중공으로부터 나오지 않을 경우에 특히 유리하다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 도전성 물질은 도전성 물질의 습윤 특성 및 점도에 의해 중공의 내부에 유지된다. 습윤 특성 또는 모세관력은 도전성 물질, 중간층, 접속 소자, 도전성 구조체, 유리 페인 및/또는 주변 대기의 물질 계면 에너지에 의해 확립된다.
본 발명에 따라서 도전성 물질이 중공 내에서 오목 메니스커스를 형성하는 것이 특히 바람직하다.
매우 특히 바람직하게는, 오목 메니스커스는 중공 내부에서 도전성 물질의 매우 작은 습윤각을 통해 확립된다.
도전성 물질의 점도는 물질 및 온도에 의존한다. 본 발명에 따라서 액상선 온도(liquidus temperature)와 고상선 온도(solidus temperature) 사이의 온도 범위에서 도전성 물질의 점도의 주된 변화가 관찰될 때 성형을 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 중간층은 전기 접속 소자와 대면하는 갭 영역이 도전성 구조체와 대면하는 영역보다 더 작은 직경 또는 더 작은 면적을 가질 때에 특히 유리하다.
본 발명에 따른 중간층의 다른 실시양태에서, 갭의 에지 모양 및 전기 접속 소자의 모양은 도전성 물질의 유동 특성, 점도 및 습윤 특성에 맞추어진다. 바람직하게는 에지 영역은 직각이거나 둥글거나 매우 둥글게 실시된다.
특히 바람직하게는, 도전성 구조체, 중간층 및 전기 접속 소자는 도전성 구조체로부터 전기 접속 소자까지 점점 가늘어지는 쌍곡선형 깔대기를 형성한다. 매우 특히 바람직하게는, 갭은 쌍곡선형 깔대기의 에지 영역에만 도전성 물질이 충전된다. 도전성 물질의 모양은 중간층 및 전기 접속 소자 상에서의 도전성 물질의 습윤 특성 및 점도에 의해 예정된다.
이것은 제조 동안 중공으로부터 일부러 팽창 기체를 방출하는 데에 특히 유리하다.
본 발명에 따라서, 도전성 물질과 도전성 구조체 또는 유리 페인 사이의 기계적 힘은 완만한 어택 앵글(attack angle)로 전달된다.
본 발명에 따라서, 도전성 물질로는 그의 모양, 점도 및 그의 응집체 상태로 인해 도전성 구조체 및/또는 유리 페인에 임계적 힘을 전달하지 않는 것이 사용된다.
본 발명의 맥락에서, 점도는 또한 고체 응집체 상태에서 도전성 물질의 연성의 표현이다.
본 발명에 따라서, 접속 소자와 유리 페인 사이의 기계적 접속이 중간층을 통해 이루어지고 도전성 물질의 고상선 온도가 158℃ 미만, 바람직하게는 120℃ 미만, 매우 특히 바람직하게는 65℃ 미만인 것이 특히 유리하다.
본 발명의 별법의 실시양태는 접속 소자와 유리 페인 사이의 기계적 접속이 도전성 물질을 통해 이루어지고 도전성 물질의 고상선 온도가 159℃ 내지 220℃인 경우에 특히 유리하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시양태에서, 도전성 물질은 전도성 액체, 금속 합금 및/또는 복합체 물질, 바람직하게는 은, 주석, 아연, 인듐, 비스무트 및/또는 갈륨을 갖는 금속 합금, 특히 바람직하게는 60 중량％ 내지 약 98 중량％의 갈륨, 15 중량％ 내지 70 중량％의 인듐, 50 중량％ 내지 98 중량％의 주석, 10 중량％ 내지 80 중량％의 아연, 2 중량％ 내지 10 중량％의 은, 및/또는 30 중량％ 내지 70 중량％의 비스무트를 갖는 금속 합금을 포함한다.
고상선 온도가 65℃ 미만인 도전성 물질은 60 중량％ 내지 약 98 중량％의 갈륨을 포함한다.
고상선 온도가 65℃ 이상 158℃ 미만인 도전성 물질은 매우 특히 바람직하게는 15 중량％ 내지 70 중량％의 인듐 및/또는 30 중량％ 내지 70 중량％의 비스무트를 포함한다.
고상선 온도가 158℃ 이상인 도전성 물질은 매우 특히 바람직하게는 50 중량％ 내지 98 중량％의 주석을 포함한다.
도전성 물질은 본 발명에 따라서 바람직하게는 무연(lead-free)이다.
본 발명에 따라서, 전도성 스펀지, 그리드(grid) 유사 물질, 또는 유기 복합체 또는 혼합물이 또한 도전성 물질에 포함될 수 있다. 그 예는 울(wool)과 같은 형상의 금속, 예컨대 실버 울(silver wool)이다.
도전성 물질은 낮은 고상선 온도 때문에 통상의 상온에서 가끔 또는 영구적으로 액체일 수 있다. 도전성 물질의 낮은 점도에 의해, 중공 내부에서의 유동은 모양 및 습윤 특성에 의해 방지된다. 전기적 접속은 지속된다. 전기 접속 소자와 도전성 구조체 및/또는 유리 페인 사이의 기계적 접속은 가끔 또는 영구적으로, 완전히 또는 부분적으로 중간층을 통해 이루어진다.
액체 또는 저점도 또는 고연성 도전성 물질은 도전성 물질과 도전성 구조체 및/또는 유리 페인 사이에 임계 기계 응력이 나타나지 않으므로 특히 유리하다.
유리 페인은 실리카 유리로 이루어진 프리스트레스트(prestressed), 부분 프리스트레스트, 또는 논-프리스트레스트(non-prestressed) 모노리식 유리 페인 또는 복합 유리 페인, 바람직하게는 논-프리스트레스트 또는 부분 프리스트레스트 복합 유리 페인이다. 유리 페인은 1 mm 내지 6 mm, 바람직하게는 1.8 mm 내지 4 mm의 두께를 갖는다.
유리 페인은, 바람직하게는 에지 영역에서, 특히 바람직하게는 전기 접속 소자의 영역에서, 피복 스크린 인쇄로 완전히 또는 부분적으로 코팅될 수 있다.
페인 상의 도전성 구조체는 바람직하게는 가열 도체 및/또는 안테나 도체를 갖는 전도성 경로이다. 도전성 구조체는 바람직하게는 전기 접속 소자를 갖는 유리 페인의 에지 영역에 접속된다.
전기 접속 소자는, 예를 들어 모터 운송 수단의 온보드(onboard) 전기 시스템의 도전체와 페인 상의 도전성 구조체 사이의 내구성 있는 기계적 결합 및 전기 접속을 생성한다. 전기 접속 소자는 바람직하게는 평면 도체 또는 소위 강성 커넥터(rigid connector)로서 구성된다. 강성 커넥터는 그의 재질 특성, 재료 두께 및 모양 때문에 매우 높은 강성도를 갖는다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 장시간 불안정한 노화성 도전성 물질은 부식 방지 처리에 의해 환경적 영향으로부터 보호된다. 부식 방지 처리는 바람직하게는 액체 및/또는 전기 전도성이다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 중간층은 온도-안정성 중합체 층, 세라믹 스크린 인쇄 페이스트, 납땜 레지스트 및/또는 접착 스트립, 바람직하게는 폴리아크릴레이트, 시아노아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 실란 및 실록산 가교 중합체, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리클로로프렌, 폴리아미드, 아세테이트, 실리콘 접착제, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르이미드, 폴리벤즈이미다졸, 폴리테트라플루오로에틸렌, 열경화성 접착제, 이들의 공중합체, 및/또는 이들의 혼합물, 특히 바람직하게는 폴리이미드 또는 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함한다.
본 발명에 따라서, 바람직하게는, 도전성 물질에 의해 습윤되지 않는 물질을 중간층에 사용한다. 물질은 바람직하게는 낮은 계면 에너지를 갖는다. 이를 위해 특히 적합한 것은 폴리이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 납땜 레지스트 뿐 아니라 폴리아미드 또는 납땜 레지스트를 갖는 복합 재료이다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 본 발명에 따른 중간층은 복수의 층으로 구성되며, 중간층과 전기 접속 소자 및 도전성 구조체의 표면은 접착층을 통해 포지티브(positive) 접촉 상태가 된다.
특히 바람직하게는, 본 발명에 따라서, 중간층은 중공을 서로 또는 중간층의 에지에 접속하는 추가적인 접속 공동을 포함한다. 이것은 전기 접속 소자와 도전성 구조체의 기계적 및 전기적 접속 동안의 기체 생성물의 방출에 특히 유리하다. 접속 공동은 본 발명에 따라서 도전성 물질로 충전 또는 습윤되지 않거나 거의 그렇게 되지 않는다.
본 발명에 따른 페인의 제조 방법에서, 도전성 구조체를 유리 페인 상에 적용하고, 중간층을 도전성 구조체 및/또는 유리 페인 또는 접기 접속 소자에 적용하고, 도전성 물질을 전기 접속 소자 또는 도전성 구조체 상에 적용하고, 전기 접속 소자를 중간층을 통해 도전성 구조체 및/또는 유리 페인에 기계적으로 접속하고, 하나 이상의 중공을 형성하고, 도전성 물질을 적어도 하나의 중공 내부에서 전기 접속 소자 및 도전성 구조체에 전기적으로 접속한다.
바람직한 실시양태에서, 중간층을 도전성 구조체 상에 적용하고, 도전성 물질을 전기 접속 소자 상에 적용한다.
본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시양태에서, 중간층을 도전성 구조체, 전기 접속 소자 및/또는 유리 페인 상에 스크린 인쇄, 분무, 커튼 코팅 또는 롤러 코팅, 접착 중 적어도 하나의 방법에 의해 적용한다. 이러한 방법에 의해, 갭을 갖는 중간층을 필요한 정밀도로 간단하게 실현할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 실시양태에서, 기계적 접속은 전기 접속 소자와 도전성 구조체 및/또는 유리 페인, 바람직하게는 유리 페인의 기계적 클램핑, 납땜 및/또는 접착을 통해 이루어진다. 접속 시의 온도는 본 발명에 따라서 바람직하게는 158℃ 미만, 특히 바람직하게는 120℃ 미만, 매우 특히 바람직하게는 60℃ 미만이다.
매우 특히 바람직하게는, 전기 접속 소자는 전기 접속 동안 바람직하게는 중간층의 접착 기능의 열 활성화에 의해 도전성 구조체 및/또는 유리 페인에 기계적으로 접속된다. 중간층의 접착 기능의 활성화는 예를 들어 도전성 물질의 납땜에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 예시적 실시양태를 도 1 내지 10에 개략적으로 도시하였으며 이하 상세히 설명하겠다.
도 1은 본 발명에 따른 페인(I)의 분해 투시도이고,
도 2는 도 1에 따른 본 발명에 따른 페인의 투시도를 통한 단면도이고,
도 3은 도 2에 따른 본 발명에 따른 페인(I)을 통한 상세 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 페인(I)의 바람직한 실시양태를 통한 상세 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 페인(I)의 다른 바람직한 실시양태를 통한 상세 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 페인(I)의 또 다른 바람직한 실시양태를 통한 상세 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 페인(I)의 또 다른 바람직한 실시양태를 통한 상세 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 페인(I)의 또 다른 바람직한 실시양태를 통한 상세 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 페인(I)의 별법의 실시양태의 분해 투시도이고,
도 10은 본 발명에 따른 방법의 예시적 실시양태의 흐름도이다.
도 1 내지 3은 전기 접속 소자(4)를 갖는 본 발명에 따른 페인(I)의 접속 영역을 다양한 도면으로 도시한다. 도전성 구조체(2)는 논-프리스트레스트 실리케이트 유리 페인(1) 상의 은-함유 실크 스크린 페이스트를 사용하여 가열 도체로서 인쇄되었다. 유리 페인(1)의 에지 상의 도전성 구조체(2)의 일부 영역 상에 아크릴 및 폴리이미드를 갖는 접착 스트립으로 이루어진 130 ㎛ 두께의 중간층(3)이 있었다. 직경 1 mm의 복수의 원형 갭(5)이 접착 스트립 내에 마련되었다. 직경은 전기 접속 소자(4)와 대면하는 영역(5a)로부터 도전성 구조체와 대면하는 영역(5c)까지 일정하게 1 mm였다. 중간층(3) 상에는, 도체(도시하지 않음)를 통해 모터 운송 수단의 온보드 전기 시스템(역시 도시하지 않음)에 접속된 평면 도체로서 구성된 전기 접속 소자(4)가 있었다. 갭(5), 도전성 구조체(2) 및 전기 접속 소자(4)의 일부 영역은 도전성 물질(7)을 위한 중공(5)을 형성하였다. 도전성 물질(7)은 67 중량％의 비스무트 및 33 중량％의 인듐을 포함하며 고상선 온도가 110℃인 저점도 고연성 무연 땜납이었다. 도전성 물질(7)의 모양은 중공(5)의 모양 및 도전성 물질(7)의 습윤 특성 및 물성에 의해 형성된다. 도전성 구조체(2)는 도전성 물질(7)을 통해 전기 접속 소자(4)에 전기적으로 내구성 있게 접속되었다. 도전성 구조체(2)는 접착성 중간층(3)을 통해 전기 접속 소자(4)에 기계적으로 내구성 있게 접속되었다. 종래 기술에 비해, 본 발명에 따른 페인(I)은 전기 접속 소자(4)와 유리 페인(1) 사이에 개선된 기계적 접속을 제공하였다. 도전성 구조체(2)와 도전성 물질(7)과 중간층(3)과 전기 접속 소자(4) 사이에 임계적 힘의 적용점은 형성되지 않았다. 도전성 구조체(2) 또는 유리 페인(1)에 손상을 유발할 수 있는 기계적 힘의 양 및 방향이 최소화되었다. 따라서, 페인(I)은 내구성 있게 보호되었다.
본 발명에 따른 별법의 실시양태에서, 페인(I)은 은 코팅을 갖는 0.8 mm 두께 및 14 × 24 ㎟의 구리판을 갖는 전기 접속 소자(4)를 포함하였다. 14 × 24 ㎟ 중간층(3)은 두께가 250 ㎛이고 모서리가 둥근 2개의 정사각형 6 × 6 ㎟ 갭(5)을 포함하였다. 중간층(3)은 폭 8 mm의 프레임상으로 도전성 구조체(2) 너머로 연장되었다. 중공(5)은 전기 접속 소자(4)와 도전성 구조체(2)에 의해 형성되었고, 중공(5)은 68 중량％의 갈륨 및 22 중량％의 인듐을 갖는 도전성 물질(7)로 부분적으로 충전되었다. 도전성 물질(7)은 -19℃ 초과에서는 액체였고 갭에 의해 유동이 방지되었다. 전기 접속 소자(4)는 도전성 물질(7)을 통해 도전성 구조체(2)의 접촉 영역에 전기적으로 내구성 있게 접속되었다. 전기 접속 소자(4)는 유리 페인(1)에 접착되었고 도전성 구조체(2) 너머로 연장되는 중간층(3) 부분을 통해 유리 페인(1)에 기계적으로 내구성 있게 접속되었다. 도전성 물질(7)의 액체 상태로 인해, 기계 응력은 전적으로 중간층(3)을 통해 전달되었고, 전기 접속 소자(4)와 유리 페인(1) 사이의 임계적 힘은 관찰되지 않았다.
도 4는 도 1 내지 3의 예시적 실시양태에 연장되는 바람직한 실시양태를 도시한다. 중간층(3)을 두께가 100 ㎛인 납땜 온도 저항성 폴리이미드 필름으로서 실시하였다. 중간층(3)을 평면 도체(4)와 도전성 구조체(2) 사이에 접착제를 이용하여 적용하였다. 중공(5)은 원 모양으로 실시하였다. 전기 접속 소자(4)와 대면하는 영역(5a)의 갭은 0.8 mm의 단면을 가지며, 도전성 구조체(2) 및 페인(1)과 대면하는 영역(5c)의 중공(5)은 1.2 mm의 단면을 가졌다. 도전성 물질(7)은 갭(5) 내에서 쌍곡선형 역 깔대기 모양을 형성하였다. 도전성 구조체 또는 페인의 손상을 유발할 수 있는 기계적 힘의 양 및 방향은 최소화되었다.
도 5는 도 1 내지 3의 예시적 실시양태에 연장되는 별법의 실시양태를 도시한다. 중간층(3)을 두께가 100 ㎛인 납땜 온도 저항성 폴리이미드 필름으로서 실시하였다. 중공(5)은 마찬가지로 직경이 5 mm인 원 모양으로 실시하였다. 중공(5) 영역에서 중간층(3)의 단면은, 전기 접속 소자(4)와 대면하는 상부 에지(5a) 상에서 및 도전성 구조체(2)의 접촉 영역과 대면하는 하부 에지(5c) 상에서 둥글게 하여 실시하였다. 중간층(3)은 전기 접속 소자(4)와 도전성 구조체(2) 사이에 접착제를 이용하여 적용하였다. 이에 의해 전기 접속 소자(4)와 도전성 구조체(2) 사이의 개선된 기계적 및 전기적 접속을 가능하게 하는 중공(5)을 형성하였다. 도전성 물질(7)과 유리 페인(1) 상의 도전성 구조체(2) 사이의 기계적 힘은 완만한 어택 앵글을 가졌다. 본 발명에 따른 페인(I)에 대한 손상이 방지될 수 있었다.
도 6은 도 5에 따른 예시적 실시양태의 추가적인 개선으로서 전기 접속 소자(4)의 적절한 성형에 의한 굴뚝 같은 형상의 중공(5)을 도시한다. 이 디자인에서는, 냉각 공정에서의 온도 분포 및 납땜 공정 시 납땜 용제의 탈기를 개선할 수 있었다. 중공(2)은 대략 쌍곡선형 깔대기 모양으로 구성되었다. 전기 접속 소자(4)와 대면하는 영역(5a)의 표면 및 직경은 도전성 구조체(2)와 대면하는 영역(5c)의 표면 및 직경보다 작았다. 따라서, 간단한 방식으로 전기 접속 소자(4)와 도전성 구조체(2)의 접촉 영역 사이의 개선된 기계적 및 전기적 접속을 가능하게 한 중공(5)을 갖는 중간층(3)이 발견되었다.
도 7은 도 5에 따른 예시적 실시양태의 추가적인 개선으로서 층들의 복합체로서 디자인된 중간층(3)을 도시한다. 온도 저항성 폴리이미드의 층을 상부 및 하부 시아노아크릴레이트 접착층과 접하게 하였다. 접착층을 갖는 층 구성으로 인해, 전기 접속 소자(4)와 중간층(3)과 도전성 구조체(2) 사이에 특히 유리한 포지티브 접촉이 형성되었다. 도전성 물질(7)과 유리 페인(1) 상의 도전성 구조체(2) 사이의 기계적 힘은 완만한 어택 앵글을 가졌다. 도전성 구조체(2) 또는 유리 페인(1)에 대한 손상이 방지되었다.
도 8은 본 발명에 따른 페인(I)의 별법의 실시양태를 도시한다. 시아노아크릴레이트를 갖는 14 × 12 ㎟ 중간층(3)은 250 ㎛의 두께를 가졌다. 전기 접속 소자(4)는 면적이 14 × 20 ㎟인 0.8 mm 두께의 구리판이었다. 전기 접속 소자(4)는 두 측면에서 중간층(3) 너머로 각각 4 mm 연장되었고 유리 페인(1) 쪽으로 약간 굴곡되었다. 중간층(3)과 굴곡된 전기 접속 소자(4)와 도전성 구조체(2)는 상기 두 측면상에 중공(5)을 형성하였다. 중공(5)은 도전성 물질(7)로 부분적으로 충전되었다. 도전성 물질(7)은 67 중량％의 비스무트 및 33 중량％의 인듐을 갖고 고상선 온도가 110℃인 땜납이었다. 도전성 물질(7)은 중공(5) 내부에서 오목 메니스커스를 형성하였다. 도전성 구조체(2)에 대면하여 둥근 에지를 갖는 중간층(3)은 도전성 물질(7)에 의해 완전히 습윤되었다. 도전성 물질(7)은 굴곡된 전기 접속 소자(4) 및 도전성 구조체(2)와 매우 작은 습윤 각도를 형성하였다. 도전성 물질(7)은 완전히 중공(5)의 내부에 배치되었다. 페인(I)의 상부에서 보면, 도전성 물질(7)은 보이지 않았다. 전기 접속 소자(4)는 도전성 물질(7)을 통해 도전성 구조체(2)에 전기적으로 내구성 있게 접속되었다. 전기 접속 소자(4)는 중간층(3)을 통해 유리 페인(1)에 기계적으로 접착되고 내구성 있게 접속되었다. 도전성 물질(7)의 모양 및 점도로 인해, 기계 응력은 전적으로 중간층(3)을 통해 전달되었다. 전기 접속 소자(4)와 유리 페인(1) 사이의 임계적 힘은 제조 동안 및 사용 동안에 관찰되지 않았다.
도 9는 도 1의 예시적 실시양태의 연장을 도시한다. 중공(5)은 직경이 약 100 ㎛인 접속 공동(8)을 통해 서로 및 중간층(3)의 외부 에지에 접속되었다. 도전성 물질(7)은 접속 공동(8)에 존재하지 않았다. 도전성 물질(7)은 납땜 절차 동안 액체 상태로서 중공(5) 내부를 습윤시켰다. 납땜 공정 동안 팽창된 공기 또는 기체 납땜 보조제가 모든 중공(5)으로부터 접속 공동(8)을 통해 나올 수 있었다. 따라서, 중공(5) 내부의 도전성 물질(7)의 개선된 분포가 얻어졌다.
도 10은 본 발명에 따른 페인(I)의 제조를 위한 본 발명에 따른 예시적 실시양태의 흐름도를 상세하게 나타낸다.
본 발명에 따른 페인(I)은 종래 기술에 비해 수명이 길다.
(I) 페인
(1) 유리 페인
(2) 도전성 구조체
(3) 중간층
(4) 전기 접속 소자
(5) 중간층의 중공, 갭
(5a) 전기 접속 소자(4)와 대면하는 중공(5)의 상부 영역
(5c) 도전성 구조체(2)와 대면하는 중공(5)의 하부 영역
(7) 도전성 물질
(8) 접속 공동

Claims (16)

  1. - 도전성 구조체(2)가 유리 페인(pane)(1) 상에 적용되고,
    - 적어도 하나의 중간층(3)이 도전성 구조체(2) 상에 적용되고,
    - 적어도 하나의 전기 접속 소자(4)가 중간층(3) 상에 적용되며,
    - 도전성 물질(7)이 중간층(3), 전기 접속 소자(4) 및 도전성 구조체(2)에 의해 형성된 적어도 하나의 중공(5)에 충전되며,
    도전성 구조체(2)는 도전성 물질(7)을 통해 전기 접속 소자(4)에 전기적으로 접속되고,
    전기 접속 소자(4)와 유리 페인(1)간의 기계적 접속은 중간층(3)을 통해 이루어지며,
    도전성 물질(7)은 낮은 고상선 온도(solidus temperature)를 가지며, 이에 따라 도전성 물질(7)이 통상의 주변 온도에서 일시적으로 또는 영구적으로 액체인 페인(I).
  2. 제1항에 있어서, 도전성 물질(7)이 중공(5)의 내부에 배치되는 페인(I).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중공(5)이 중간층(3)에 의해 완전히 둘러싸여지는 페인(I).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중간층(3)이 0.5 ㎛ 내지 1 mm의 두께를 갖는 페인(I).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중공(5)이 0.1 mm 내지 2 mm의 직경 또는 이에 상응하는 면적을 갖는 페인(I).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중공(5)이 2 mm 내지 25 mm의 직경 또는 이에 상응하는 면적을 갖는 페인(I).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중간층(3)이 중합체, 세라믹 스크린 인쇄 페이스트, 납땜 레지스트 및/또는 접착 스트립, 바람직하게는 폴리아크릴레이트, 시아노아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 실란 및 실록산 가교 중합체, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리클로로프렌, 폴리아미드, 아세테이트, 실리콘 접착제, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르이미드, 폴리벤즈이미다졸, 열경화성 접착제, 이들의 공중합체, 및/또는 이들의 혼합물, 특히 바람직하게는 폴리이미드 또는 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 페인(I).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중간층(3)은 추가적인 연결 공동(8)을 포함하며, 상기 추가적인 연결 공동(8)을 통해 중공(5)들이 상호 연통되고, 또한 추가적인 연결 공동(8)을 통해 중공(5)들이 중간층(3)의 에지와 연통되는 페인.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 도전성 물질(7)은 전도성 액체, 금속 합금 및 복합체 물질 중 적어도 하나를 포함하는 페인.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고상선 온도(solidus temperature)가 65℃ 미만인 도전성 물질(7)이 60 중량％ 내지 98 중량％의 갈륨을 포함하는 페인.
  11. - 도전성 구조체(2)를 유리 페인(pane)(1) 상에 적용하고,
    - 적어도 하나의 중간층(3)을 도전성 구조체(2) 상에 적용하고,
    - 적어도 하나의 전기 접속 소자(4)를 중간층(3) 상에 적용하며,
    - 중간층(3), 전기 접속 소자(4) 및 도전성 구조체(2)에 의해 형성된 적어도 하나의 중공(5)에 도전성 물질(7)을 충전하고,
    도전성 물질(7)을 통해 도전성 구조체(2)를 전기 접속 소자(4)에 전기적으로 접속하고,
    중간층(3)을 통해 전기 접속 소자(4)와 유리 페인(1)간의 기계적 접속을 형성하며,
    도전성 물질(7)은 낮은 고상선 온도를 가지며, 이에 따라 도전성 물질(7)이 통상의 주변 온도에서 일시적으로 또는 영구적으로 액체인, 페인(I)의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    - 중간층(3)을 도전성 구조체(2) 상에 적용하고,
    - 도전성 물질(7)을 전기 접속 소자(4) 상에 적용하는, 페인(I)의 제조 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 중간층(3)을 도전성 구조체(2), 전기 접속 소자(4), 및 유리 페인(1) 중 적어도 하나에 스크린 인쇄, 분무, 커튼 코팅, 롤러 코팅, 접착 스트립 적용, 또는 접착제 결합과 같은 방법 중 적어도 하나에 의해 적용하는 방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 전기 접속 소자(4)를 도전성 구조체(2)에 전기적 및 기계적으로 접속하고, 유리 페인(1)에 기계적으로 접속하는 방법
  15. 건설/건축에서 사용되거나, 또는 지상, 수상, 우주 또는 항공용 모터 운송 수단 글레이징에 사용되는 제1항 또는 제2항에 따른 페인.
  16. 제9항에 있어서, 금속 합금은 은, 주석, 아연, 인듐, 비스무트 및 갈륨 중 적어도 하나를 포함하는 페인(I).
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