KR20060056386A - 납땜 방법 및 땜납 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 유리 시트의 열 처리 중에 발생하는 열을 사용하여 땜납을 용융시키는 것에 관한 것이다. 하나의 비 제한적인 실시태양에서, 전기 전도성 장치에 외부 통로를 제공하는 도선, 예를 들어 적층된 시트 사이의 이격된 모선들 사이 및 이들에 연결된 전도성 부재는 커넥터, 예를 들어 시트의 열 처리 중에, 예를 들어 방풍 유리 제조 공정 중에 상기 시트를 적층시키는 동안 각 모선에 납땜된 도선의 단부 부분을 갖는다. 또 다른 비 제한적인 실시태양에서, 상기 커넥터를 유리 블랭크의 가열 및 성형에 이어서 상기 유리 블랭크를 어닐링하는 동안 상기 전기 전도성 장치에 납땜시킨다. 상기 어닐링 또는 적층 공정 중에 상기 도선을 납땜하는 것은 상기 시트의 단지 작은 표면 부분 대신에, 납땜 공정 도중 가열된 시트를 가짐으로써 상기 시트에 대한 가능한 열 손상을 제거하고 별도의 납땜 공정 비용을 제거한다.

Description

납땜 방법 및 땜납 조성물{METHOD OF SOLDERING AND SOLDER COMPOSITIONS}
본 발명은 납땜 방법, 예를 들어 전기 접속부의 제조 방법 및 땜납 조성물, 및 보다 특히 제조 공정 중에, 예를 들어 적층된 투명창의 제조 중에 부재 또는 요소에 의해 흡수된 열을 사용하여 땜납을 용융시켜 땝납 접합부를 제조하는 것, 예를 들어 가열할 수 있는 적층된 방풍 유리의 모선에 도선을 납땜하는 것, 및 저온 용융 땜납 조성물에 관한 것이다.
적층된 유리 시트, 예를 들어 가열할 수 있는 코팅층 및/또는 신호를 송신하거나 수신하는 안테나 사이에 전기 전도성 부재를 갖는 적층된 투명창, 예를 들어 자동차 방풍 유리의 제조에서, 도선은 상기 적층된 유리 시트 사이로부터 밖으로 연장되어 상기 전도성 부재에 외부 전기 통로를 제공한다. 미국 특허 제 5,861,606 호("특허(Pat.) '606")에는 한 쌍의 이격된 모선 사이 및 상기에 연결된 다수의 이격된 와이어를 갖는 모선 시스템이 논의되어 있다. 모선 스트립은 상부 모선으로부터 상기 전기 전도성 와이어와 기부 모선으로부터 이격된 방풍 유리의 기부 부분까지 연장된다. 상기 상부 모선의 단부 부분과 모선 스트립의 상단부 부 분은 오토클레이빙 중에 함께 납땜된다. 상기 방풍 유리의 유리 시트들 중 하나에는 우묵한 곳이 있어 하부 모선의 단부 부분과 모선 스트립의 하단부 부분을 노출시킨다. 오토클레이빙 전 또는 후에 도선을 상기 하부 모선과 모선 스트립에 납땜한다.
특허 '606에 개시된 방법에 따른 도선의 납땜의 한계는 납땜 중의 유리 시트의 국소화된 가열이다. 미국 특허 제 6,253,988 호("특허 '988")에는 납땜 중의 국소화된 유리 가열에 관한 문제들이 논의되어 있다. 보다 특히, 특허 '988에는 전기 요소 접촉부에 도선을 납땜하는데 전형적으로 사용되는 땜납이 약 193 ℃(380 ℉)의 융점을 가지며, 저항 납땜의 경우, 상기 땜납을 용융시키기 위해 약 750 내지 800 와트 초의 에너지가 필요함이 개시되어 있다. 납땜 중에, 열은 땜납 접합부 부근 영역에서 상기 유리 시트 위를 흐르며, 이러한 크기의 열은 상기 유리 시트를 손상시키기에, 예를 들어 납땜 중에 유리 파쇄(chipping)를 일으킬 수 있는 온도 차이로 인한 유리 중 응력을 발생시키기에 충분할 수 있다.
특허 '988에 논의된 국소화된 가열을 제거하는 하나의 기법은 바트루그(Bartrug) 등의 이름으로 "적층된 투명창의 테두리 밀봉"에 대해 2002년 7월 24일자로 출원된 미국 특허 출원(이후부터 또한 "USSN 10/201,863"이라 칭함)에 개시된 모선 시스템을 사용하는 것이다. 일반적으로, 상기 모선 시스템은 적층된 시트 이상으로 연장되는 "T" 중 하나의 다리를 갖고 상기 "T"의 나머지 다리는 전도성 부재와 전기 접촉하는 "T" 형 금속 호일 모선을 포함한다. 특허 '988에 의해 제공된 국소화된 가열의 제거에 대한 해법은 저온에서 납땜하는 것이다. 보다 특히, 특허 '988에는 118.5 ℃(245.3 ℉)의 고상선 온도 및 121.5 ℃(250.7 ℉)의 액상선 온도를 갖는 땜납이 개시되어 있다. 상기 땜납을 250 내지 650 와트 초 범위의 에너지 수준으로 용융시킬 수 있다. 상기 논의된 납땜 방법, 예를 들어 특허 '606의 방법과 함께 특허 '988의 땜납을 사용하여 도선을 모선 및/또는 모선 스트립에 납땜하는 것은 국소 가열로 인한 유리 파쇄의 출현 및/또는 크기를 감소시킬 수 있으나, 특허 '988의 납땜 방법은 여전히 도선을 상기 모선에 납땜하는 별도의 납땜 단계를 필요로 한다. 더욱이, 국소화된 가열의 문제는 고온 용융 땜납을 사용하는 경우 여전히 존재한다.
인식할 수 있는 바와 같이, 별도의 납땜 단계가 제거되고 납땜 중의 유리의 국소 가열이 제거되어 유리 시트에 대한 손상, 예를 들어 유리 파쇄가 제거된, 유리 시트 상에서 수행되는 전기 부재 또는 요소들의 납땜 또는 결합 방법을 제공하고, 낮은 용융 온도를 갖는 추가의 땜납 조성물을 제공하는 것이 유리할 것이다.
발명의 요약
본 발명은 주 표면, 주위 테두리 및 상기 주 표면상의 전기 전도성 장치를 갖는 제 1 시트를 제공하고(상기 전도성 장치는 소정의 접촉 영역을 포함한다); 제 1 부분 및 제 2 부분을 갖는 커넥터를 제공하고(상기 제 1 부분은 상기 제 2 부분과 이격되어 있다); 상기 커넥터의 제 1 부분을 상기 접촉 영역 위에 위치시키고; 상기 커넥터의 제 1 부분과 상기 소정의 접촉 영역 사이에 땜납 층을 제공하고(상기 땜납은 용융 온도를 갖는다); 주위 테두리를 갖는 제 2 시트를 상기 커넥터의 제 1 부분 위에 위치시켜 하위 조립체를 제공하고(상기 커넥터의 제 2 부분은 상기 시트의 하나 이상의 주위 테두리 이상으로 연장된다); 상기 하위 조립체를 상기 땜납의 용융 온도보다 높은 온도로 가열하여 상기 땜납을 용융시키고 상기 하위 조립체를 냉각시켜 상기 땜납을 고화시키고 적어도 상기 커넥터의 제 2 부분을 통해 상기 전도성 장치에 전기적 접촉을 제공함을 포함하는, 커넥터를 전기 전도성 장치에 납땜시키는 방법을 제공한다. 본 발명의 하나의 비 제한적인 실시태양에서, 상기 제 1 및 제 2 시트 사이 및 상기 커넥터의 제 1 단부 부분 위에 중간층 시트를 제공하고, 상기 제 1 및 제 2 시트를 상기 냉각 단계의 실시 후에 함께 고정시켜 적층물을 제공한다. 또 다른 비 제한적인 실시태양에서, 상기 전도성 장치는 서로 이격된 한 쌍의 모선을 포함하고, 접촉 영역을 각각 갖는 제 1 모선 및 제 2 모선으로서 한정되며; 상기 땜납 층은 제 1 땜납 층이고, 상기 커넥터는 상기 제 1 모선에 납땜된 제 1 도선이며, 상기 방법은 제 1 부분 및 제 2 부분을 갖는 제 2 도선을 제공하고(상기 제 2 도선의 제 1 부분은 상기 제 2 도선의 제 2 부분으로부터 이격되어 있다); 상기 제 2 도선의 제 1 부분을 상기 제 2 모선의 접촉 영역 위에 위치시키고; 상기 제 2 도선의 제 1 부분과 상기 제 2 모선의 접촉 영역 사이에서 제 2 땜납 층으로서 한정되는 땜납 층(용융 온도를 갖는다)을 제공하는 단계들을 또한 포함하며; 상기 제 2 시트를 위치시키는 단계를, 주위 테두리를 갖는 제 2 시트를 상기 제 1 도선의 제 1 부분과 상기 제 2 도선의 제 1 부분 위에 위치시켜 하위 조립체를 제공함으로써 수행하고, 이때 상기 제 2 도선의 제 2 부분은 상기 시트의 하나 이상의 주위 테두리 이상으로 연장되며; 상기 하위 조립체의 가열 단계 는 상기 하위 조립체를 상기 제 1 및 제 2 땜납 층의 용융 온도보다 높은 온도로 가열하여 상기 제 1 및 제 2 땜납 층을 용융시킴으로써 수행하고, 상기 하위 조립체의 냉각 단계는 상기 하위 조립체를 냉각시켜 상기 제 1 및 제 2 땜납 층을 고화시키고 적어도 상기 제 1 도선의 제 2 부분을 통해 상기 제 1 모선에 전기 접촉을 제공하고 적어도 상기 제 2 도선의 제 2 부분을 통해 상기 제 2 모선에 전기 접촉을 제공함으로써 수행한다. 필요하지는 않지만, 상기 투명창은 자동차의 적층된 투명창일 수 있다.
본 발명은 또한 46 내지 60 중량%의 인듐 및 40 내지 54 중량%의 주석을 포함하고 260 ℉ 이하의 공융 온도를 갖는 저온 용융 땜납을 제공한다.
본 발명은 또한 목적하는 형태 및 주변부를 갖는 제 1 유리 시트; 상기 제 1 시트의 형태 및 주변부에 일반적으로 상응하는 형태 및 주변부를 갖는 제 2 유리 시트; 상기 제 1 시트와 제 2 시트 사이에 위치한 중간층; 상기 제 1 시트의 주 표면과 상기 중간층 사이의 전기 전도성 부재(상기 제 1 시트의 주변부로부터 이격되어 있는 상기 전도성 부재는 전도성을 제공하기 위해서 상기 제 1 시트의 주변부를 따라 있다); 상기 제 1 시트의 주 표면과 상기 중간층 사이에 위치하고 상기 전도성 부재와 전기 접촉하는 제 1 및 제 2의 이격된 금속 호일 모선(이때 상기 전도성 부재의 적어도 일부는 상기 제 1 및 제 2 모선 사이로 연장되고 상기 제 1 모선의 하나 이상의 단부는 비 전도성 영역 내로 연장된다); 상기 비 전도성 영역의 일부를 따라 연장되는 전기 전도성의 고정된(hard-set) 모선 연장부(이때 상기 모선 연장부의 제 1 단부는 상기 제 1 모선의 하나 이상의 단부와 전기 접촉한다); 상기 비 전도성 영역 내의 모선 연장부의 반대 단부와 전기 접촉하는 제 1 단부 및 상기 제 1 시트의 주변부 이상으로 연장되는 제 2 단부를 갖는 제 1 도선; 및 상기 제 2 모선과 전기 접촉하는 제 1 단부 및 상기 제 1 시트의 주변부 이상으로 연장되는 제 2 단부를 갖는 제 2 도선을 포함하는 적층된 투명창을 또한 제공한다. 본 발명의 하나의 비 제한적인 실시태양에서, 상기 전기 전도성 부재는 적외선 반사 필름 및 유전체 필름을 포함하는 전도성 코팅층이며, 상기 코팅층은 상기 제 1 시트의 테두리에 못미쳐 종결되어 상기 제 1 시트의 주변 테두리 부분 상에 비 전도성 영역을 제공하고, 하나 이상의 모선의 단부들 중 하나 이상의 단부는 상기 비 전도성 영역 내로 연장된다.
도 1은 본 발명의 특징을 포함하고 명쾌함을 위해 부분적으로 제거된 적층된 자동차 방풍 유리의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 비 제한적인 실시태양을 나타내는, 명쾌함을 위해 부분적으로 제거된, 도 1의 도면과 유사한 도면이다.
도 3은 도 1의 절단선 3-3을 따라 취한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 도선 조립체의 또 다른 비 제한적인 실시태양을 나타내는 분해 조립도(도 4A)를 갖는, 도 3의 도면과 유사한 도면이다.
도 5는 본 발명의 특징을 포함하는 접속을 나타내는 단편도이다.
도 6은 블랭크들 중 하나의 외부 표면상에 본 발명의 특징을 포함하는 전기 접속을 나타내는 구부러진 철 상의 한 쌍의 유리 블랭크에 대한 단편도이다.
본 발명에 사용된 공간 또는 방향에 관한 용어, 예를 들어 "내부", "외부", "좌측", "우측", "상부", "하부", "수평", "수직" 등은 도면에 나타낸 대로 본 발명과 관련된다. 그러나, 본 발명은 다양한 대체 배향들을 취할 수 있으며, 따라서 상기와 같은 용어는 제한으로서 간주되지 않는 것으로 이해해야 한다. 더욱이, 본 명세서 및 청구의 범위에 사용된 치수, 물리적 특성 등을 나타내는 모든 숫자들은 모든 경우에 "약"이라는 용어에 의해 변경되는 것으로 이해해야 한다. 따라서, 달리 나타내지 않는 한, 하기 명세서 및 청구의 범위에 나타낸 수치들은 본 발명에 의해 수득되는 추구하는 목적 성질들에 따라 변할 수 있다. 최소한, 청구의 범위에 대한 등가 원칙의 적용을 제한하고자 하는 것은 아니지만, 각각의 수치 변수들을 적어도 보고된 유의 숫자의 수에 비추어 통상으로 사용되는 기법을 적용시켜 해석해야 한다. 더욱이, 본 발명에 개시된 모든 범위들은 상기 중에 포함된 임의의 및 모든 하위 범위들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"으로 진술된 범위는 최소값 1과 최대값 10 사이(1 및 10 포함)의 임의의 및 모든 하위 범위들; 즉 최소값 1 이상으로 시작되어, 예를 들어 1 내지 6.3, 최대값 10 이하로 끝나는, 예를 들어 5.5 내지 10인 모든 하위 범위, 및 그 사이의 모든 하위 범위들, 예를 들어 2.7 내지 6.1을 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 또한 본 발명에 사용된 "위에 침착된", "위에 적용된", 또는 "위에 제공된"이란 용어는 표면 위에 침착, 적용 또는 제공되는 것을 의미하지만 상기 표면과 반드시 직접 접촉할 필요는 없다. 예를 들어, 기판 "위에 침착된" 물질은 침착된 물질과 기판 사이에 배치된 동일하거나 상이한 조성의 하나 이상의 다른 물질의 존재를 배제하지 않는다.
본 발명의 다수의 비 제한적인 실시태양들을 논의하기 전에, 본 발명이 본 발명에 도시되고 논의된 특정한 비 제한적인 실시태양들의 세부사항들로 그의 적용이 제한되지 않음은 물론이며, 따라서 본 발명을 달리 실시할 수 있다. 또한 본 발명을 논의하기 위해 본 발명에 사용된 용어는 설명을 위한 것이며 제한은 아니다. 더욱 또한, 하기의 논의에서, 달리 나타내지 않는 한 동일한 번호는 동일한 요소를 지칭한다.
일반적으로, 본 발명의 방법은 비 제한적으로, 제품의 요소들 또는 상기 제품을 열 가공하는 중에, 예를 들어 비 제한적으로 시트를 가열하여 상기 시트를 성형하거나 또는 한 쌍의 시트를 가열하여 상기 시트들을 적층시키는 중에 이용할 수 있는 열을 사용하여 땜납을 용융시킴에 관한 것이다. 냉각 스케줄에 따른 상기 요소 또는 제품의 냉각 중에, 상기 땜납은 고화되어 땜납 접합 또는 결합을 형성한다. 예시로서, 비 제한적으로, 성형하려는 시트는 표면상에 전기 전도성 장치, 예를 들어 몇몇 전기 전도성 부재를 언급하자면 전도성 코팅층, 모선, 빗물 자동감지 장치, 안테나, 조절 회로를 갖는다. 상기 시트를 그의 성형 온도로 가열하고, 성형하고 냉각시킨다. 본 발명의 하나의 비 제한적인 실시태양에서, 상기 시트를 성형한 후에, 예를 들어 상기 시트의 냉각 중에 도선 또는 커넥터의 땜납을 입힌("주석을 입힌") 단부를 상기 전기 전도성 장치의 소정의 영역 위에 위치시킨다. 상기 전기 전도성 장치 및/또는 시트의 전도 및/또는 복사열은 상기 땜납을 용융시킨다. 상기 도선을 갖는 전도성 장치 영역의 온도가 상기 땜납의 용융 온도 미만으로 떨어지는 경우, 상기 도선의 단부와 전기 전도성 부재 사이에 땜납 접합 또는 결합이 이루어진다.
인식할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시에서, 상기 땜납(a)의 용융 온도, 예를 들어 액상선 온도는 바람직하게는 상기 시트 및 전도성 부재에 가해지는 열 공정에 의해 획득되는 최고 온도 미만이고, 바람직하게는 상기 도선 조립체, 예를 들어 상기 전도성 도선 위의 덮개 또는 외피 물질의 열화 온도 미만이며, (b-1)은 바람직하게는 완성품이 사용 중에 경험하게 될 최저 온도보다 높고 (b-2)는 납땜된 도선을 갖는 시트 및 전기 소자에 노출되는 후속 열 공정의 최저 온도보다 높다. (b-2) 항의 온도 요건은 후속 공정 중에 상기 도선의 탈착을 방지한다, 예를 들어 하나의 공정 중에 도선을 납땜하고 후속 공정 중에 상기 땜납을 용융시키는 것은 상기 도선을 파손시킬 수 있다. 인식할 수 있는 바와 같이, 상기에 대한 예외는 전기 소자에 납땜된 도선이 후속의 가열 공정 중에 적소에서 유지되는 경우들이다. 예시로서, 본 발명에 비 제한적으로, 도선을 성형 유리 시트의 어닐링 중에 전기 소자의 영역에 납땜할 수 있다. 상기 전기 요소에 납땜된 도선을 갖는 유리 시트와 또 다른 시트를 함께 적층시킨다. 이 경우에, 오토클레이빙 온도는, 도선이 오토클레이빙 도중 유리 시트들 사이에서 적소에 있을 것이고 땜납이 그의 용융 온도 미만의 온도로 냉각될 때까지 적소에서 유지될 것이므로, 상기 땜납의 용융 온도보다 높을 수 있다.
이제 인식할 수 있는 바와 같이, 후속 공정들 중에 땜납 접합부를 용융시키는 것에 관한 우려는 상기 도선을, 전기 장치의 온도가 상기 땜납의 용융 온도보다 높을 것으로 예상되는 최종 열 공정 중에 상기 전기 장치 또는 요소에 납땜하거나, 또는 임의의 후속 열 공정의 온도보다 높은 융점을 갖는 땜납을 사용함으로써 제거될 수 있다.
본 발명을 제한하는 것은 아니지만, 본 발명의 실시에서 상기 땜납의 고상선 온도는 상기 온도가 상기 땜납의 용융 온도 아래로 떨어지므로 상기 땜납이 최단 시간으로 고화하기 위해서 상기 땜납의 액상선 온도보다 30 도, 바람직하게는 20 도, 더욱 바람직하게는 10 도 낮은 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 상기 도선과 전기 장치 간의 정렬이 잘못될 확률이 최소화되고/되거나 상기 땜납이 고화하기 전에 상기 도선과 전기 장치의 정렬을 유지하기 위한 편향력(biasing force)의 적용이 감소된다. 본 발명의 실시에 사용된 땜납은 안타야 테크놀로지스(Antaya Technologies of Cranston, Rhode Island)에 맞서 허여된 특허 '988에 개시되어 있다. 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 또 다른 땜납은 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드(Delaware, Ohio) 소유의 땜납이다. 상기 땜납은 244 ℉(118 ℃)의 공융 온도를 갖는 인듐 52 중량%와 주석 48 중량%의 공융 혼합물이다.
본 발명의 하나의 비 제한적인 실시태양에서, 상기 저온 용융 땜납은 46 내지 60 중량%의 인듐과 40 내지 54 중량%의 주석, 예를 들어 49 내지 55 중량%의 인듐과 45 내지 51 중량%의 주석, 또는 51 내지 53 중량%의 인듐과 47 내지 49 중량%의 주석을 포함한다. 필요한 것은 아니지만, 상기 저온 용융 땜납 조성물의 5 중량% 이하는 인듐과 주석 이외의 성분들이다.
본 발명의 또 다른 비 제한적인 실시태양에서, 상기 저온 용융 땜납은 260 ℉(127 ℃) 이하, 예를 들어 250 ℉(121 ℃) 이하의 공융 온도를 갖는다.
하기의 논의에서, 본 발명을 한 쌍의 유리 시트 또는 블랭크 사이에 전기 장치를 갖는 차량의 적층된 투명창에 대해 실시한다. 상기 전기 장치는 전도성 부재, 예를 들어 한 쌍의 이격된 모선 사이 및 이들과 전기 접촉하는 전도성 코팅층을 포함한다. 각각의 모선과 결합된 커넥터 또는 도선은 상기 모선에 전기적인 통로를 제공한다. 보다 특히, 각각의 도선은 적층된 투명창의 주위 테두리 이상으로 연장되는 하나의 단부를 가지며, 상기 도선의 다른 단부는 상기 모선 중 하나에 연결되어 있다, 예를 들어 납땜되어 있다. 인식하겠지만, 본 발명은 이로 제한되지 않으며, 자극에 반응성인 내부 부재를 갖는 임의의 적층물에 대해 실시될 수 있다. 투명창의 비 제한적인 실시태양은 주택, 상업용 빌딩, 및 들여다볼 수 있는 구역을 갖는 냉장고 문 용 적층 창을 포함한다. 내부 부재의 비 제한적인 실시태양은 전류가 전기 전도성 부재를 통해 이동함에 따라 열을 발생시키는 부재, 또는 가열 또는 전류 적용 시 전자기 스펙트럼의 가시광선, 자외선 및 적외선 범위 파장으로 투과율이 변하는 열 또는 전기 민감성 코팅층, 방풍 유리 와이퍼를 작동시키는 전기 센서 회로 및 신호를 수신 및/또는 송신하는 안테나를 포함한다. 더욱이, 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 비 제한적인 내부 부재들이 미국 특허 제 4,401,609; 5,040,411, 및 5,066,111 호; 2002년 2월 28일자로 출원된 "수분 검출 시스템 및 그의 사용 방법"에 대한 미국 PCT 출원 제 02/06153 호; 2000년 12월 15일자로 치아 쳉 린(Chia Cheng Lin) 등의 이름으로 출원된 "안전 시스템을 포함하는 전기크롬 투명창"에 대한 미국 특허 출원 제 09/738,306 호; 2000년 6월 9일자로 씨 비 그린버그(C.B. Greenberg)의 이름으로 출원된 "전기 크롬"에 대한 미국 특허 출원 제 09/591,572 호 및 2002년 10월 11일자로 씨 에스 보엘첼(C.S. Voeltzel)의 이름으로 출원된 "진동수 선택 표면을 갖는 코팅된 기판"에 대한 미국 특허 출원 제 09/269,388 호에 논의되어 있으며, 이들 문헌들은 본 발명에 참고로 인용되어 있다.
인식할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 특징들을 적층 시트로서 사용되는 시트를 사용하여 실시하지만, 본 발명은 이들로 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명에 비 제한적으로, 본 발명을 단일 시트로서 사용되는 시트, 예를 들어 본 발명에 참고로 인용된 미국 특허 제 5,655,282 호에 개시된 유형의 이중 유리 유닛의 시트에 대해 실시할 수 있다.
하기의 논의에서 차량의 적층된 투명창은 자동차 방풍 유리이나; 본 발명은 상기로 제한되지 않으며 임의의 유형의 차량 투명창, 예를 들어 비 제한적으로 자동차 차폭등, 예를 들어 본 발명에 참고로 인용된 유럽 특허 출원 제 00936375.5 호에 논의된 유형의 것, 문 루프 및 백라이트 또는 후방 창일 수 있다. 더욱이, 상기 투명창은 임의의 유형의 차량, 예를 들어 비 제한적으로 육로 차량, 예를 들어 비 제한적으로 트럭, 자동차, 오토바이 및/또는 기차, 항공기 및/또는 우주선, 및 수상 및/또는 수중 차량용일 수 있다.
도 1에 대해서, 본 발명의 특징을 포함하는 자동차 방풍 유리(10)를 도시한다. 방풍 유리(10)는 한 쌍의 유리 시트 또는 블랭크(12) 및 (14), 및 상기 유리 시트들 중 하나의 내부 표면, 예를 들어 상기 방풍 유리가 적재되는 자동차의 외부와 면하는 내부 블랭크(14)의 표면(또한 상기 적층물 또는 방풍 유리의 제 3 표면이라고도 칭함)상에 전기 장치의 전기 전도성 부재(16)를 포함한다. 하기의 논의에서, 상기 부재(16)는 전류가 상기 전도성 부재를 통해 이동함에 따라 전기적으로 가열되어 상기 방풍 유리가 적재되는 외부 블랭크(12)의 외부 표면(또한 상기 적층물 또는 방풍 유리의 제 1 표면이라고도 칭함)을 전도에 의해 가열하여 안개, 얼음 및/또는 눈(있을 수 있는 경우)을 제거한다. 중간층 또는 시트(20)는 유리 시트(12) 및 (14)와 함께 적층된다. 본 발명을 상기로 제한하지는 않지만, 도 1에 예시된 특정한 실시태양에서, 전도성 부재(16)는 상기 방풍 유리의 제 3 표면 위에 또는 상기에 대향하여 존재한다.
당해 분야의 숙련가들에 의해 인식될 수 있는 바와 같이, 본 발명은 유리 시트 또는 블랭크(12) 및 (14)의 조성에 제한되지 않으며, 예를 들어 본 발명에 비 제한적으로 상기 유리 시트는 예를 들어 미국 특허 제 5,030,592; 5,240,886; 및 5,593,929 호(이들 특허는 본 발명에 참고로 인용되어 있다)에 개시된 유형의 투명하거나 색상이 들어간 유리일 수 있다. 상기 유리 시트를 어닐링하거나, 단련하거나, 열 강화시킬 수 있다. 상기 유리 시트는 균일한 두께를 갖거나 또는 예를 들어 미국 특허 제 5,812,332 호에 개시된 바와 같이 횡단면으로 볼 때 쐐기형일 수 있다. 상기 유리 시트는 소다 석회 실리케이트 유리 또는 붕규산 유리 또는 임의의 유형의 내화성 유리일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시에서, 비 제한적으로, 상기 전기 전도성 부재(16)는 연속 코팅층이거나 또는 다수 개의 이격된 전도성 요소들, 예를 들어 미국 특허 제 5,182,431 호에 논의된 바와 같은 와이어; 또는 전도성 물질의 스트립, 예를 들어 2002년 10월 3일자로 찰스 에스 보엘첼의 이름으로 출원된 "배열된 가열 부재를 갖는 가열 가능한 제품"에 대한 미국 특허 출원 제 10/264,106 호(이후부터 또한 "USSN 10/264,106"이라고도 칭함)(본 발명에 참고로 인용되어 있다)에 개시된 바와 같은 다수 개의 별도로 이격된 전도성 코팅층 영역들일 수 있다. 본 발명의 하나의 비 제한적인 실시태양에서, 상기 전도성 코팅층(16)은 3 개의 유전층, 예를 들어 인접한 유전층들 사이에 금속 필름, 대개는 적외선 반사 필름, 예를 들어 은을 갖는 주석 아연 합금의 산화물 및/또는 산화 아연 필름의 층을 포함한다. 상기 코팅층은 본 발명에 참고로 인용된 유럽 특허 출원 제 00939609.4 호에 논의된 유형의 것일 수 있다.
중간층 시트(20)는 당해 분야에 널리 공지된 바와 같이 유리 블랭크(12) 및 (14)를 함께 고정시키며, 2 개의 기판, 예를 들어 2 개의 투명 시트, 예를 들어 자동차 투명창의 유리 시트를 결합하기 위해 적층 분야에 사용되는 임의의 유형의 중간층 물질일 수 있다. 자동차 투명창의 경우에, 상기 중간층 시트의 물질은 폴리비닐 부티랄("PVB"), 폴리비닐 클로라이드("PVC") 또는 폴리우레탄일 수 있다. 상기 중간층 시트(20)는 그의 길이 및 폭 전체를 통해 균일한 두께를 갖거나 또는 예를 들어 미국 특허 제 4,998,784 호(본 발명에 참고로 인용되어 있다)에 논의된 바와 같이 가변 두께를 가져 횡단면이 하나 이상의 쐐기형 부분을 갖는 중간층을 제공할 수 있다. 상기 중간층(20)의 두께, 외부 치수 및 형태는 본 발명에 비 제한적이나; 본 발명의 실시에서 상기 중간층 시트(20)가 상기 유리 시트(12) 및 (14)를 함께 적층시키는 형태, 면적 및 두께를 갖는 것이 바람직하다. 대개는 적층 후에 상기 중간층 시트의 약 1/16 in(0.16 ㎝)가 상기 유리 시트의 주위 테두리 이상으로 연장되어 상기 유리 시트의 표면들이 완전히 적층되게 한다.
상기 전도성 부재(16)에 대해서, 통상적으로는, 본 발명에 비 제한적으로, 여러 개의 필름 또는 층들을 갖는 진공 스퍼터링된 코팅층을 사용하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 코팅층을 적용되는 유리 시트의 테두리에 못 미치게, 예를 들어 시트(14)의 테두리에 못 미치게 종료시켜 전도성 코팅층의 주변과 시트(14)의 주위 테두리 사이에 코팅되지 않은 가장자리 테두리 부분 또는 비 전도성 스트립(21)을 제공한다. 이는 상기 시트의 전면을 코팅하고 상기 코팅층을 예를 들어 미국 특허 제 4,587,769 호에 개시된 바와 같이 제거하거나 또는 예를 들어 미국 특허 제 5,492,750 호에 개시된 바와 같이 스퍼터링 중에 마스크를 사용하여 비 전도성 스트립을 제공함으로써 성취될 수 있다. 미국 특허 제 4,587,769 호 및 5,492,750 호의 내용은 본 발명에 참고로 인용되어 있다.
상기 전기 전도성 장치는 한 쌍의 이격된 모선(24) 및 (26)을 또한 포함한다. 상기 코팅층(16)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 이격된 모선들, 예를 들어 상부 모선(24) 및 하부 모선(26) 사이로 연장되어 이들에 전기 접속된다. 상기 모선의 적용, 치수 및 유형은 본 발명에 비 제한적이다. 예를 들어, 상기 모선의 면적, 예를 들어 상기 모선의 폭 및 두께는 상기 전도성 부재(16)를 가열하여 방풍 유리의 적어도 외부 표면, 제 1 면을 가열하는데 필요한 전류를 운반하기에 충분해야 한다. 자동차 방풍 유리를 가열하기 위해 상기 모선에 의해 대개 운반되는 전압과 전류는 42 볼트 및 31 암페어이다. 본 발명의 하나의 비 제한적인 실시태양에서, 상기 모선은 상기 유리 시트의 표면 또는 내부 부재 또는 코팅층(16) 상으로 실크 스크린되거나 스크린 인쇄되고 후속적으로 가열되어 상기 유리 또는 코팅층 위에 페이스트의 성분들을 융합시키는 세라믹 전도성 페이스트로 제조된다. 본 발명의 또 다른 비 제한적인 실시태양에서, 상기 모선은 전도성 스트립, 예를 들어 연신되거나 꼰 와이어, 또는 금속 호일, 예를 들어 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 몇몇 금속 호일을 들자면 금, 은, 알루미늄 또는 구리 호일로 제조된다. 본 발명의 실시에서, 금속 호일 모선의 사용은 상기 스크린 인쇄 및 가열 단계를 제거한다. 본 발명의 하나의 비 제한적인 실시태양은 구리 호일을 사용하는데 그 이유는 상기가 금 및 은 호일과 달리 비싸지 않고, 알루미늄 호일과 달리 대부분의 다른 전류 전도성 물질과 반응하지 않기 때문이다.
상기 모선(24) 및 (26)의 두께는 전형적으로는 상이한 두께를 갖는 모선들에 대한 임의의 적층 우려를 제거하는 것에 필적한다. 중심 공급을 갖는, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 상기 모선(24)의 중심 부분에 연결된 도선(29)의 단부 부분(28)을 갖는 도선 조립체(27)를 갖는 모선의 폭은 중심을 벗어난 공급을 갖는, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 모선(26)의 좌측 부분에 연결된 도선(29)의 단부 부분(28)을 갖는 도선 조립체(30)를 갖는 모선의 폭보다 작다. 예를 들어 본 발명에 비 제한적으로, 0.071 밀리미터("㎜")의 두께를 갖는 모선은 전형적으로는 상기 도선이 상기 모선의 중심에 있을 때 7 밀리미터("㎜")의 폭을 갖고 상기 도선이 중심에서 벗어날 때는 14 ㎜의 폭을 갖는다. 상기 모선의 연장된 경로를 따라 균일한 전류를 제공하기 위해 중심에서 벗어난 공급을 사용하는 경우 보다 넓은 모선을 사용하여 상기 모선의 횡단면적을 증가시킬 수 있다. 보다 특히, 중심을 벗어난 공급 모선의 보다 긴 부분을 통해 이동하는 전류는 보다 긴 거리를 이동해야 하며 상기 전도성 부재의 보다 많은 표면에 전류를 통과시킨다. 따라서, 중심에서 벗어난 도선을 갖는 모선, 예를 들어 모선(26)의 보다 긴 부분은 중심 도선을 갖는 모선, 예를 들어 모선(24)보다 더 큰 횡단면적을 가져야 한다. 상이한 두께를 갖는 모선은 적층되는 우려를 야기할 수 있기 때문에, 본 발명에 비 제한적이지만, 균일한 두께의 모선을 갖고 상기 모선의 두께를 증가시켜 그의 횡단면적을 증가시키는 것이 바람직하다.
상기 모선(24) 및 (26)의 길이는 본 발명에 비 제한적이며, 전형적으로는 상기 전도성 부재(16)의 표면을 가로질러 연장되기에 충분하다. 본 발명의 하나의 비 제한적인 실시태양에서, 모선(24) 및 (26)은 인접한 비 전도성 스트립 또는 코팅되지 않은 영역(21) 내로 연장되어, 2002년 7월 24일자로 알렌 알 호크(Allen R. Hawk)의 이름으로 출원된 "전기 전도성 부재를 갖는 가열 가능한 투명창의 모선의 단부 부분에서의 과열점 제거"에 대한 미국 특허 출원 제 10/201,864 호에 논의된 바와 같은 과열점을 최소화 또는 제거한다. 본 발명 및 참고한 미국 특허 출원에서 사용된 "과열점"이란 용어는 보다 많은 전류가 모선의 인접한 부분을 통과하기보다는 상기 모선의 인접한 부분보다 더 높은 온도의 상기 모선의 영역을 통해 이동한 결과로서 상기 부분보다 높은 온도에 있는 상기 영역이다.
인식할 수 있는 바와 같이, 본 발명은 상기 모선을 유리 또는 내부 부재(16), 또는 상기 모선의 배열에 적용하기 위해 실시되는 방법에 제한되지 않는다. 모선 및 모선 배열에 대한 몇몇 비 제한적인 실시태양들을 논의한다.
유리 시트 또는 내부 부재에 적용될 때 구조적으로 안정하지 않고 상기 시트의 후속 공정 중에 구조적으로 안정해지는 모선을 이후부터 "고정된(hard-set) 모선"이라 칭한다. 예를 들어, 본 발명에 비 제한적으로, 은 세라믹 페이스트를 유리 시트 및/또는 전도성 부재 상에 스크린 인쇄하고 상기 세라믹 페이스트를 후속의 가열 단계 중에 가열하여 상기 페이스트를 상기 유리 및/또는 내부 부재에 결합시킨다. 구조적으로 안정한 모선(이후부터 "안정한 모선"이라 칭한다)은 대개는 상기 적층 공정 중에 상기 전도성 부재(16)에 고정된다.
이제 인식할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 하나의 비 제한적인 실시태양은 구조적으로 안정한 모선과 고정된 모선의 결합을 고려한다. 예를 들어 본 발명에 비 제한적으로, 도 2에 도시한 도선 조립체(27) 및 (30)의 배치는 상부 모선(24)과 하부 모선(26)에 동일한 면으로부터, 예를 들어 적층물(31)의 기저면으로부터의 외부 통로를 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 안정한 모선, 예를 들어 금속 호일 모선(24) 및 (26)은 전도성 부재(16)와 접촉하고, 상기 상부 금속 호일 모선(24)의 단부 부분(32)은 비 전도성 스트립(21) 상에서 고정된 모선(33)과 접촉한다. 상기 모선(24)의 반대편 단부 부분(34)은 상기 전도성 부재(16)의 반대편 상의 비 전도성 스트립(21) 상에서 고정된 모선(35)과 접촉한다. 상기 고정된 모선(33)은 상기 모선(24)으로부터 상기 모선(26)의 우측 단부 부분을 향해 연장되며 전도성 부재(16) 및 모선(26)으로부터 전기적으로 분리된다. 상기 고정된 모선(35)은 도 2에 도시한 바와 같이 상기 모선(24)의 단부(34)로부터 상기 모선(26)의 좌측 단부 부분을 향해 상기 부근으로 상기 유리 시트(14)의 기부 부분에서 비 전도성 스트립(21)을 따라 연장되며 유리 시트(14)의 우측 구석에서 고정된 모선(33)의 단부 부분에 연결된다. 상기 도선 조립체(27)의 도선(29)의 단부 부분(28)은 상기 고정된 모선(33) 및 (35)의 접합점에 연결된다. 경우에 따라, 모선(33) 및 (35)를 분리된 채로 유지시킬 수 있으며 제 1 도선 조립체를 사용하여 모선(33)에 전력을 제공하고 제 2 도선 조립체를 사용하여 도선(35)에 전력을 제공할 수 있다. 상기 도선 조립체(30)의 도선(29)의 단부 부분(28)을 상기 모선(26)에 연결시킨다. 인식할 수 있는 바와 같이, 모선(24),(26),(33) 및 (35)는 모두 안정하거나 고정된 모선일 수 있다.
상기 도선 조립체들(27) 및 (30)은 본 발명에 비 제한적이며, 내부 부재에 대해 외부의 전기적 통로를 제공하는 당해 분야에 사용되는 임의의 유형의 것일 수 있다. 도 1에 대해서, 도선 조립체(27) 및 (30)는 각각 도선(29), 예를 들어 역학적으로 내구성인 절연된 덮개 또는 슬리브관(42)으로 덮인 연신된 전기 전도성 스트립 또는 와이어(도 1, 3, 4 및 4A 참조)를 갖는다. 적층물의 밖으로 연장되는 상기 도선 조립체(27) 및 (30) 각각의 도선(29)의 단부 부분은 커넥터(44)를 가지며, 상기 도선 조립체(27) 및 (30)의 도선(29)의 반대편 단부 부분(28)은 본 발명의 교시에 따라 각각 모선(24) 및 (26)에 납땜된다. 상기 덮개 또는 슬리브관은 상기 커넥터(44)의 위로 연장되고, 예를 들어 모선에 상기 도선의 단부 부분의 땜납을 제공하기 위해서 상기 도선(29)의 단부 부분(28)에 못 미쳐 종결된다. 인식할 수 있는 바와 같이, 상기 도선 조립체의 도선의 단부 부분을 내부 부재에 직접 납땜할 수 있다(직접적인 연결은 도시 안됨). 도 2에 도시된 유형의 방풍 유리(31)의 실시태양에서(여기에서 단일 도선 조립체(27)가 사용되어 고정된 모선(33) 및 (35) 모두에 동력을 공급한다), 덮개(42)는 또한 상기 도선 조립체(30)의 도선(29)을 고정된 모선(35)으로부터 절연시킴을 알아야 한다.
상기 도선 조립체(27) 및 (30)의 도선(29)의 물질은 본 발명에 비 제한적이며, 예를 들어 상기 도선은 금속 호일, 와이어 또는 꼰 와이어의 스트랜드일 수 있다. 본 발명의 하나의 비 제한적인 실시태양에서, 상기 전기 전도성 도선(29)은 금속 호일, 예를 들어 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 몇몇 금속 호일을 들자면 금, 은, 알루미늄 또는 구리 호일로 제조된다. 하나의 비 제한적인 실시태양에서, 구리 호일을 사용하는데, 그 이유는 상기가 금 및 은 호일과 달리 비싸지 않고, 알루미늄 호일과 달리 대부분의 다른 전류 전도성 물질과 반응하지 않기 때문이다.
상기 도선(29) 위의 덮개 또는 슬리브관(42)은 본 발명에 비 제한적이며, 상기 도선(29)을 절연시키고 가요성이며 구조적으로 안정하고, 예를 들어 균열이나 인열됨 없이 가요성이고, 방풍 유리의 적층을 위한 오토클레이브 공정에 적합한 임의의 물질로 제조될 수 있다. 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 비 제한적인 물질로는 플라스틱, 예를 들어 비 제한적으로 폴리비닐 부티랄("PVB"), 폴리비닐 클로라이드("PVC"), 폴리우레탄 및 폴리아미드, 예를 들어 비 제한적으로 듀퐁 케미칼 캄파니에 의해 상표명 KAPTON으로 시판되는 유형의 폴리아미드가 있다.
당해 분야의 숙련가들에 의해 인식될 수 있는 바와 같이, 오토클레이빙 중에, 상기 유리 시트에 승온 및 승압이 가해진다. 공기가 오토클레이빙 공정 동안 상기 유리 블랭크 또는 시트 사이에서, 예를 들어 블랭크(12)와 (14) 사이에서 이동하지 않게 하기 위해, 상기 시트 및 중간층(20)의 주위 테두리를 압착시켜 상기 블랭크(12) 및 (14) 주위에 주위 테두리 밀봉을 제공한다. 인식할 수 있는 바와 같이, 상기 도선 조립체(27) 및 (30) 주위에서 및 상기 도선 조립체의 요소들을 통해서, 예를 들어 상기 도선(29)의 표면과 덮개(42)의 내부 표면 사이, 블랭크(12)와 (14) 사이에서 공기가 이동하는 것을 방지하기 위해 공기 밀봉 또는 차단층을 제공한다.
도 3에 대해서, 시트(12)와 (14) 사이의 도선 조립체의 요소들 부근 및 이들 사이에서 공기가 이동하는 것을 방지하기 위한 도선 조립체(27)의 비 제한적인 실시태양을 도시한다. 보다 특히, 상기 덮개(42)의 내부 표면을 상기 덮개가 도선(29)의 표면 위에 형성되므로 상기 도선의 표면에 부착시킨다. 상기 도선(29)과 덮개(42)가 별도로 형성되는 경우에, 공기 차단층을 미국 특허 출원 제 10/201,863 호에 논의된 바와 같이 상기 도선(29)과 상기 덮개(42)의 내부 표면 사이에 제공할 수 있다. 일반적으로 및 도 4를 참고로, 도선 조립체(45)는 상기 덮개(42)와 도선(29) 사이에 접착층(46)을 포함한다. 접착물질의 층(48)이 상기 시트(12)의 내부 표면과 상기 덮개(42)의 인접한 외부 표면 사이에 제공된다. 상기 적층물 하위 조립체의 테두리 밀봉 중에 상기 덮개의 외부 표면 부분 위로 드리워진 중간층 시트(20)는 상기 외부 덮개의 나머지 표면 부분을 밀봉한다. 상기 접착층(46) 및 (48)은 상기 중간층 시트(20) 및 보호성 슬리브관 또는 덮개(42)의 물질과 혼화성이어서 기체와 같은 화학적 부산물이 형성되는 것을 방지해야 한다. 상기 테두리 밀봉 및 오토클레이빙 온도에서 공기의 유입을 막지 못하는 정도로 열화되지 않고 적층물의 물질들과 혼화성인 임의의 접착제를 본 발명의 실시에 사용할 수 있다. 상기 층(46) 및 (48)에 사용될 수 있는 접착제의 유형에는 비 제한적으로 열 경화성 접착제, 폴리비닐 부티랄, 고무 시멘트, 아크릴 접착제 및 감압성 접착제가 포함된다.
본 발명의 논의에서, 층(46) 및 (48)을 접착층으로서 논의하였으나; 본 발명은 상기로 제한되지 않으며 상기 도선 조립체의 영역에서 시트(12)와 (14) 사이에 공기의 유입을 감소시키거나 방지하는 임의의 물질을 본 발명의 실시에 사용할 수 있다. 예를 들어, 마찰에 의해 적소에 유지되는 압축성 물질을 사용할 수 있다. 공기 차단층을 구성하는 층(46) 및 (48)의 구조 강도는 테두리 밀봉 및 오토클레이빙 중에 상기 보호성 슬리브관을 통과하여 및 상기 주위에 공기를 강제로 밀어넣는 압력을 견딜만큼 충분해야 한다. 상기 보호성 슬리브관(42) 주위 및 상기를 통해 흐르는 것이 방지되어야 하는 공기의 양은 본 발명에 비 제한적이며, 제한되어야 하는 기류의 양은 적층물에 대한 손상, 예를 들어 탈층을 방지하기에 충분해야 한다. 상기 논의된 유형의 자동차 적층물의 경우에, 본 발명에 비 제한적으로 상기 적층물을 실질적으로 공기 없이 유지시켜 후속적으로 상기 방풍 유리가 부분 탈층되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
인식할 수 있는 바와 같이, 본 발명은 모선의 배치 및 도선 조립체에의 연결에 제한되지 않는다. 예를 들어, 비 제한적으로, 도 5는 모선(60)의 구획들 사이에 코팅되지 않은 영역(62)을 갖는 모선(60)을 도시한다. 상부 모선(24)에 연결된 고정된 모선(33) 및 (35)(도 2 참조)은 비 전도성 영역(21) 내의 코팅되지 않은 영역(62) 아래에서 만난다. 도선 조립체(30)는 모선(60)의 구획들에 외부 통로를 제공하며 도선 조립체(27)는 고정된 모선(33) 및 (35)에 의해 상부 모선(24)에 외부 전기 통로를 제공한다. 도 5에 대해서, 코팅되지 않은 영역(62)을 사용하여 소정 주파수의 파장을 적층물에 통과시켜 자동차 내의 장치를 작동시키거나 또는 자동차 내의 정보, 예를 들어 요금 징수소의 통과를 전자 판독할 수 있게 한다. 전도성 코팅층의 코팅되지 않은 영역에 대한 논의에 대해서 USSN 10/264,106을 참조해야 한다.
하기의 실시예들은 본 발명의 비 제한적인 실시태양들을 설명할 것이다.
실시예 1
본 발명을 본 발명의 특징들을 포함하는 방풍 유리의 비 제한적인 실시태양의 요소들의 조립에 대해 논의할 것이다. 유리 블랭크(12) 및 (14)를 제공하기 위해 성형되는 편평한 유리 조각을 유리 시트로부터 절단하고, 상기 절단 조각의 테 두리를 이어 붙인다. 전도성 세라믹 페이스트를 블랭크(14)용의 편평한 유리 조각의 내면 상에 스크린 인쇄하여 상부 모선(24) 및 하부 모선(16)을 제공한다. 검은색 세라믹 페이스트를 블랭크(12)용 상기 유리 조각의 내면(적층물의 제 2 면으로 예상됨)의 가장자리 테두리(도시 안됨) 상에 스크린 인쇄하여 자동차 차체 중의 적소에 상기 방풍 유리를 고정시키는 하부 접착제에 UV 보호를 제공한다. 상기 모선을 갖는 편평한 유리 조각 및 검은색 세라믹 밴드를 갖는 편평한 유리 조각을 약 700 ℉(371 ℃)의 온도로 가열하여 상기 모선과 상기 블랭크 세라믹 밴드를 이들 각각의 유리 조각에 고정시킨다. 상기 세라믹 모선을 갖는 시트를 냉각시킨 후에, 상기 논의된 유형의 연속적인 가열성 코팅층을 상기 블랭크(14)용의 편평한 유리 조각상에 상기 모선 사이 및 그 위에 진공 스퍼터링시킨다. 마스크를 상기 스퍼터링 공정 중에 사용하여 코팅되지 않은 가장자리 영역(21) 및 상기 모선 상의 공간을 제공하여 상기 도선과 모선간에 직접적인 접촉을 제공한다. 상기 언급한 공정들은 본 발명에 비 제한적이며, 당해 분야에 널리 공지되어 있고, 더 상세히는 논의하지 않을 것이다.
블랭크(12) 및 (14)용의 편평한 유리 조각을 가열하고 예를 들어 미국 특허 제 5,656,055 호에 개시된 바와 같은 임의의 통상적인 방식으로 개별적으로 성형한다. 상기 블랭크(14)가 어닐링 공정 도중 냉각됨에 따라, 약 380 ℉(193 ℃)의 용융 온도를 갖는 땜납 층으로 덮인 도선 조립체(27) 및 (30)의 도선의 단부 부분(28)은 상기 모선이 상기 땜납의 용융 온도보다 높을 때 상기 코팅층 공간에서 상기 모선 상에 위치하며, 도선 조립체는 상기 땜납이 고화될 때까지 적소에서 유지 된다.
상기 시트를 냉각시킨 후에, 열경화성 접착제, 예를 들어 로저 코포레이션(Roger Corporation of Connecticut)에 의해 공급되고 프라록 캄파니(Fralock Company of California)로부터 구입한 No. 1500B100(R/FLEX)의 층(48)을 상기 도선 조립체(27) 및 (30)의 덮개(42)의 외부 표면에 적용시켜 상기 시트(12)의 내부 표면에 대향하여 위치시킨다. 상기 덮개(42)는 상기 도선 위에 형성되며, 따라서 상기 도선의 표면과 상기 덮개(42)의 내부 표면 간에 공기 차단층을 필요로 하지 않는다. PVB 시트(20)를 상기 유리 시트들 사이에 놓고, 상기 시트를 하기 적층 주기 표제 하의 섹션에 논의된 바와 같이 적층시킨다. 이 경우에 상기 온도, 예를 들어 380 ℉(193 ℃)는 너무 높으며 상기 덮개(42)를 손상시킬 수 있고, 상기 덮개는 블랭크 피복 후에 상기 논의된 바와 같이 제공될 수 있다.
실시예 2
유리 블랭크(12)를 상기 실시예 1에 논의된 바와 같이 제공한다. 블랭크(14)용의 편평한 유리 조각을, 세라믹 모선을 상기 유리 조각에 결합시키지 않음을 제외하고 상기 논의된 바와 같이 제공한다. 도 6에 대해서, 회로(64), 예를 들어 안테나 회로를 상기 적층물의 예상되는 4번 표면에 적용시키고 은 세라믹 패드(66)를 회로(64)와 전기 접촉하는 표면상에 스크린 인쇄한다. 상기 블랭크(14)용의 편평한 유리를 가열하여 상기 패드(66)를 상기 유리에 결합시킨다. 전도성 코팅층을 상기 논의된 바와 같이 상기 블랭크(14)용의 유리 조각의 내부 표면(적층물의 예상되는 3번 표면)에 적용시킨다. 상기 블랭크(12) 및 (14)용의 편평한 유리 조각들 을 서로 위에 쌓아올리고 상기 코팅층과 검은색의 세라믹 밴드를 서로 대면시키면서 당해 분야에 널리 공지된 유형의 구부러진 철(70)상에 위치시킨다.
위에 있는 시트를 지탱하는 상기 구부러진 철은 터널 노를 통해 상기 시트를 그의 연화점으로 가열한다. 상기 시트를 상기 구부러진 철상에서 성형하고 이어서 어닐링 유리 융해로를 통해 상기 성형된 유리 시트를 어닐링한다. 상기 블랭크(12) 및 (14)가 냉각됨에 따라, 땜납으로 덮인 기부 면을 갖는 커넥터 버튼(68)(도 6 참조)을 상기 세라믹 패드(66) 상에 위치시킨다. 상기 땜납은 약 380 ℉(193 ℃)의 용융 온도를 갖는다. 상기 커넥터 버튼을 상기 세라믹 패드(66)가 상기 땜납의 용융 온도보다 높을 때 상기 세라믹 패드(66) 상에 위치시킨다. 상기 커넥터 버튼을 상기 땜납이 고화될 때까지 적소에서 유지시킨다. 상기 언급한 공정들은 본 발명에 비 제한적이며, 당해 분야에 널리 공지되어 있고, 더 상세히는 논의하지는 않을 것이다.
"T" 형 모선 대신에 연신된 "I" 형 모선을 갖는 USSN 10/201,863에 논의된 유형의 중간층 복합체를 제공한다. 상기 중간층 복합체는 상기 시트(12)의 표면을 씌워 덮는 형태 및 크기를 갖는 PVB 시트(20)를 포함한다. 연신된 구리 호일, 예를 들어 모선(24)을 상기 시트(20)의 상부 부분에 고정시키고, 연신된 구리 스트립, 예를 들어 모선(26)을 상기 시트(20)의 기부 부분에 고정시킨다. 상기 모선은 상기 전도성 코팅층을 가로질러 연장되고 상기 시트(14)의 비 전도성 스트립(21) 내로 연장되기에 충분한 길이를 갖는다. 각 모선의 구리 호일을 양면에 감압성 접착제, 예를 들어 시판되는 3M 유형의 접착제를 갖는 스트립(도시 안됨)에 의해 상 기 시트(20)에 고정시킨다.
각 도선 조립체(27) 및 (30)의 도선(29)의 단부 부분(28)은 땜납 층을 가지며 금속 호일 모선 중 하나 상에 위치한다. 상기 땜납은 약 121 ℃의 액상선 온도 및 약 118.5 ℃의 고상선 온도를 가지며 특허 '988에 논의된 유형의 것이다.
양면에 감압성 접착제, 예를 들어 시판되는 3M 유형의 접착제를 갖는 스트립은 상기 도선 조립체(27) 및 (30)의 덮개(42)를 상기 중간층(20)에 고정시킨다. 열경화성 접착제, 예를 들어 로저 코포레이션에 의해 공급되고 프라록 캄파니로부터 구입한 No. 1500B100(R/FLEX)의 층(48)을 상기 도선 조립체(27) 및 (30)의 덮개(42)의 외부 표면에 적용시켜 상기 시트(12)의 내부 표면과 맞물리게 위치시킨다. 상기 덮개(42)는 상기 도선 위에 형성되며, 따라서 상기 도선의 표면과 상기 덮개(42)의 내부 표면 간에 공기 차단층을 필요로 하지 않는다.
코팅층(16)과 전기 접촉하는 모선(24) 및 (26), 및 각각의 고정된 모선과 전기 접촉하는 도선 조립체의 도선(29)의 단부 부분(28)을 갖는 복합체 시트를 성형된 시트(14) 위에 위치시킨다. 상기 성형된 시트(12)를 상기 복합체의 플라스틱 시트(20) 위에 놓고 상기 시트들을 하기 적층 주기 표제 하의 섹션에서 논의되는 바와 같이 적층시킨다.
실시예 2에 사용된 복합체 중간층에 대한 상세한 논의에 대해 USSN 10/201,863을 참조해야 한다.
실시예 3
유리 블랭크(12) 및 (14)를, 회로(64)를 상기 블랭크(14)의 표면에 제공하고 세라믹 패드(66)는 제공하지 않음을 제외하고 실시예 2에 논의된 바와 같이 제조한다.
실시예 2의 복합체 시트를 상기 코팅층(16)과 전기 접촉하는 모선 및 상기 모선과 접촉하는 도선 조립체와 함께 상기 성형된 시트(14) 상에 위치시킨다. 상기 성형된 시트(12)를 실시예 2에 논의된 바와 같이 복합체(20) 위에 놓고 상기 시트들을 하기 적층 주기 표제 하의 섹션에서 논의되는 바와 같이 적층시킨다.
실시예 4
본 발명을 실시예 1에 논의된 바와 같이 세라믹 모선 및 전도성 코팅층을 사용하여 실시하고 상기 시트들을 실시예 2 및 3에서 논의한 바와 같이 성형시켰다. PVB 시트를 사용하여 상기 유리 블랭크들을 함께 적층시키고, 덮개를 상기 도선 위에 형성시켰다. 상기 모선 위에 위치하는 도선의 단부 부분을 하기의 중량%를 갖는 USPN '988의 땜납으로 주석 도금하였다:
주석 29.70 - 30.30
인듐 64.35 - 65.65
은 4.05 - 4.95
구리 0.25 - 0.75
상기 땜납을 안타야 테크놀로지스로부터 입수할 수 있다. 상기 시트들을 적층 주기에서 논의하는 바와 같이 적층시켰다. 상기 적층 주기 동안 도선들을 각각의 모선에 납땜하였다.
적층 주기
적층된 방풍유리의 제조에 사용되는 유형의 진공 고리를 상기 조립체의 주변부에 위치시키고 수은 20 내지 28 in의 진공을 걸었다. 진공이 적용된 방풍 유리 하위 조립체를 260 ℉(126.7 ℃)의 오븐 세트에 15 분 동안 두어 상기 하위 조립체를 225 ℉(127.2 ℃)의 온도로 가열하였다. 상기 방풍 유리 하위조립체가 오븐에 있는 동안, 진공을 상기 채널을 통해 계속해서 걸어 상기 블랭크 사이로부터 공기를 뽑아내었다. 상기 열 및 진공은 상기 방풍 유리 하위조립체의 가장자리 테두리를 밀봉시켰으며 실시예 2 및 3의 경우 상기 도선의 단부 상에 접착제가 공급되었다. 그 후에 상기 테두리 밀봉된 방풍 유리 하위 조립체를 공기 오토클레이브 중에 넣고 적층시켰다. PVB가 중간층 시트(20)에 사용되는 경우, 오토클레이빙은 통상적으로는 135 내지 150 ℃ 범위의 온도 및 8 내지 15 바의 압력에서 15 내지 45 분의 기간 동안 수행될 것이다. 또 다른 중간층 물질을 보다 높은 160 ℃ 또는 170 ℃에서 오토클레이빙할 수 있다.
상기 적층 주기 동안, 예를 들어 상기 하위조립체의 가장자리 테두리의 밀봉 및 오토클레이빙 동안, 실시예 2 및 3의 경우 도선 조립체(27) 및 (30)의 도선(29)의 단부에서 땜납이 용융되고 고화되어 모선에 부착되었다.
적층 분야의 숙련가들이 인식할 수 있는 바와 같이, 상기 하위 조립체의 테두리 밀봉 및 상기 테두리 밀봉된 하위 조립체의 적층은 본 발명을 제한하지 않는다. 예를 들어, 상기 하위조립체를 니퍼 롤러를 사용하거나 또는 상기 하위 조립체를 자루에 넣어 밀봉하고, 상기 테두리 밀봉된 하위 조립체를 오일 오토클레이빙 에 의해 적층시킬 수 있다. 더욱이, 인식할 수 있는 바와 같이, 상기 도선의 단부 부분을 땜납 층으로 덮는 대신에 상기 도선의 단부 부분과 모선 사이에 땜납층을 위치시킬 수 있다. 더욱 또한 상기 도선의 단부 부분을 상기 코팅층과 접촉하는 모선의 표면 위에 또는 상기 모선의 반대 표면 위에 위치시킬 수 있다.
이제 인식할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시는 납땜 단계를 제거하며 오직 납땜되는 시트 부분만을 가열함으로써 상기 시트의 가능한 열 손상을 제거한다.
더욱이, 인식할 수 있는 바와 같이, 본 발명은 임의의 2 개 요소들의 납땜, 예를 들어 2 개의 도선 또는 모선을 함께 납땜하거나, 도선을 안테나, 빗물 자동 감지 장치, 또는 임의의 다른 유형의 전기 장치와의 접촉부에 납땜함을 고려한다. 본 발명은 또한 도선을 절연 유리 유닛의 제조에 사용되는 시트, 예를 들어 미국 특허 제 5,655,282 호에 개시된 유형의 시트 상의 접촉부에 땜납시킴을 고려한다.
인식할 수 있는 바와 같이, 방풍 유리의 외면에 코팅층, 예를 들어 미국 특허 제 6,027,766 호에 개시된 유형의 코팅층 또는 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에 의해 아쿠아펠(Aquapel)이라는 상표명으로 시판되고 미국 특허 제 5,523,162 호에 개시된 유형의 소수성 코팅층을 제공하여 상기 표면을 깨끗하게 유지시킬 수 있으며, 상기 특허들은 본 발명에 참고로 인용된다.
본 발명에 상세히 개시된 특정한 실시태양들은 단지 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하지 않고, 본 발명은 첨부된 청구의 범위 및 모든 그의 등가물의 전체 범위에 의해 제공된다.

Claims (29)

  1. 커넥터를 전기 전도성 장치에 납땜시키는 방법으로,
    주 표면, 주위 테두리 및 상기 주 표면상의 전기 전도성 장치를 갖는 제 1 시트를 제공하고(상기 전도성 장치는 소정의 접촉 영역을 포함한다);
    제 1 부분 및 제 2 부분을 갖는 커넥터를 제공하고(상기 제 1 부분은 상기 제 2 부분과 이격되어 있다);
    상기 커넥터의 제 1 부분을 상기 접촉 영역 위에 위치시키고;
    상기 커넥터의 제 1 부분과 상기 소정의 접촉 영역 사이에 땜납 층을 제공하고(상기 땜납은 용융 온도를 갖는다);
    주위 테두리를 갖는 제 2 시트를 상기 커넥터의 제 1 부분 위에 위치시켜 하위 조립체를 제공하고(상기 커넥터의 제 2 부분은 상기 시트의 하나 이상의 주위 테두리 이상으로 연장된다);
    상기 하위 조립체를 상기 땜납의 용융 온도보다 높은 온도로 가열하여 상기 땜납을 용융시키고;
    상기 하위 조립체를 냉각시켜 상기 땜납을 고화시키고 적어도 상기 커넥터의 제 2 부분을 통해 상기 전도성 장치에 전기적 접촉을 제공함
    을 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 시트 사이 및 상기 커넥터의 제 1 단부 부분 위에 중간층 시트를 제공함을 또한 포함하며, 이때 상기 제 1 및 제 2 시트를 냉각 단계의 실시 후에 함께 고정시켜 적층물을 제공하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    전도성 장치가 서로 이격된 한 쌍의 모선을 포함하고, 접촉 영역을 각각 갖는 제 1 모선 및 제 2 모선으로서 한정되며; 땜납 층이 제 1 땜납 층이고, 커넥터가 상기 제 1 모선에 납땜된 제 1 도선이며,
    제 1 부분 및 제 2 부분을 갖는 제 2 도선을 제공하고(상기 제 2 도선의 제 1 부분은 상기 제 2 도선의 제 2 부분으로부터 이격되어 있다);
    상기 제 2 도선의 제 1 부분을 상기 제 2 모선의 접촉 영역 위에 위치시키고;
    상기 제 2 도선의 제 1 부분과 상기 제 2 모선의 접촉 영역 사이에 제 2 땜납 층으로서 한정되는 땜납 층(용융 온도를 갖는다)을 제공하는 단계들을 또한 포함하며;
    상기 제 2 시트를 위치시키는 단계를, 주위 테두리를 갖는 제 2 시트를 상기 제 1 도선의 제 1 부분과 상기 제 2 도선의 제 1 부분 위에 위치시켜 하위 조립체를 제공함으로써 수행하고, 이때 상기 제 2 도선의 제 2 부분은 상기 시트의 하나 이상의 주위 테두리 이상으로 연장되며;
    상기 하위 조립체의 가열 단계를, 상기 하위 조립체를 상기 제 1 및 제 2 땜납 층의 용융 온도보다 높은 온도로 가열하여 상기 제 1 및 제 2 땜납 층을 용융시킴으로써 수행하고;
    상기 하위 조립체의 냉각 단계를, 상기 하위 조립체를 냉각시켜 상기 제 1 및 제 2 땜납 층을 고화시키고 적어도 상기 제 1 도선의 제 2 부분을 통해 상기 제 1 모선에 전기 접촉을 제공하고 적어도 상기 제 2 도선의 제 2 부분을 통해 상기 제 2 모선에 전기 접촉을 제공함으로써 수행하는
    방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    전도성 장치가 제 1 및 제 2 모선 사이로 연장되고 이들과 전기 접촉하는 하나 이상의 전기 전도성 부재를 또한 포함하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 시트가 실질적으로 동일한 표면적 및 주변부 형태를 갖는 유리 시트이고, 제 1 및 제 2 도선의 제 2 단부 부분이 상기 제 1 및 제 2 시트의 주위 테두리 이상으로 연장되는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    하위 조립체를 가열하는 단계를 실시하는 동안, 유리 시트를 119 ℃ 초과 170 ℃ 미만의 온도로 가열하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    적층물이 투명창인 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    투명창이 자동차의 적층된 투명창인 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    모선이 금속 호일 모선이고, 하나 이상의 도선의 제 1 및 제 2 단부 부분 사이의 상기 도선 중 하나 이상의 부분 위에 가요성의 비 전기 전도성 슬리브관(상기 슬리브관의 일부는 제 1 및 제 2 시트 사이에 있다)을 제공함을 또한 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    가요성의 비 전기적인 슬리브관을 제공함이, 제 1 및 제 2 단부 부분 사이의 제 1 및 제 2 도선 각각의 일부 위에 가요성의 비 전기 전도성 슬리브관을 제공함을 포함하고, 상기 각각의 도선과 상기 슬리브관의 내면 사이, 및 상기 각 슬리브관이 유리 시트 사이에 있는 위치에서 상기 각 슬리브관과 상기 시트의 인접 표면 사이에 공기 차단층을 제공함을 또한 포함하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    전기 전도성 부재가 전기 전도성 코팅층, 와이어, 전기 자극에 반응하는 코팅층, 및 신호를 수신 및/또는 송신하기 위한 안테나 중에서 선택되는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    전기 전도성 부재가 적외선 반사 필름 및 유전체 필름을 포함하는 전기 전도성 코팅층이고, 상기 코팅층이 상기 제 1 시트의 주위 테두리에 못 미쳐 종결되어 상기 제 1 시트의 가장자리 테두리 부분을 따라 비 전도성 영역을 제공하고, 모선들 중 하나 이상의 단부가 상기 비 전도성 영역 내로 연장되는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    제 2 모선에서부터 제 1 모선까지 연장되는 모선 연장부를 비 전도성 영역 내에 위치시키고, 상기 모선 연장부의 단부를 제 2 도선의 제 1 부분에 납땜시킴을 또한 포함하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    모선 연장부가 비 전도성 영역 내의 제 1 시트의 주 표면에 결합된 전기 전도성 세라믹 물질인 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    땜납 층이 하기의 성분들을 하기의 중량 퍼센트로 포함하는 방법:
    주석 50 미만
    인듐 50 초과.
  16. 제 15 항에 있어서,
    땜납 조성물이 하기의 성분들을 하기의 중량 퍼센트로 포함하는 방법:
    주석 29.70 - 30.30
    인듐 64.35 - 65.65
    은 4.05 - 4.95
    구리 0.25 - 0.75.
  17. 제 1 항에 있어서,
    땜납 조성물이 46 내지 60 중량%의 인듐 및 40 내지 54 중량%의 주석을 포함하는 방법.
  18. 46 내지 60 중량%의 인듐 및 40 내지 54 중량%의 주석을 포함하고 260 ℉ 이하의 공융 온도를 갖는 저온 용융 땜납.
  19. 제 18 항에 있어서,
    조성물이 49 내지 55 중량%의 인듐 및 45 내지 51 중량%의 주석을 포함하는 땜납.
  20. 제 19 항에 있어서,
    조성물이 51 내지 53 중량%의 인듐 및 47 내지 49 중량%의 주석을 포함하는 땜납.
  21. 제 17 항에 있어서,
    250 ℉ 이하의 공융 온도를 갖는 땜납.
  22. 목적하는 형태 및 주변부를 갖는 제 1 유리 시트;
    상기 제 1 시트의 형태 및 주변부에 일반적으로 상응하는 형태 및 주변부를 갖는 제 2 유리 시트;
    상기 제 1 시트와 제 2 시트 사이에 위치하는 중간층;
    상기 제 1 시트의 주 표면과 상기 중간층 사이의 전기 전도성 부재(상기 제 1 시트의 주변부로부터 이격되어 있는 상기 전도성 부재는 전도성을 제공하기 위해서 상기 제 1 시트의 주변부를 따라 있다);
    상기 제 1 시트의 주 표면과 상기 중간층 사이에 위치하고 상기 전도성 부재와 전기 접촉하는 제 1 및 제 2의 이격된 금속 호일 모선(이때 상기 전도성 부재의 적어도 일부는 상기 제 1 및 제 2 모선 사이로 연장되고 상기 제 1 모선의 하나 이상의 단부는 비 전도성 영역 내로 연장된다);
    상기 비 전도성 영역의 일부를 따라 연장되는 전기 전도성의 고정된(hard-set) 모선 연장부(이때 상기 모선 연장부의 제 1 단부는 상기 제 1 모선의 하나 이상의 단부와 전기 접촉한다);
    상기 비 전도성 영역 내의 모선 연장부의 반대 단부와 전기 접촉하는 제 1 단부 및 상기 제 1 시트의 주변부 이상으로 연장되는 제 2 단부를 갖는 제 1 도선; 및
    상기 제 2 모선과 전기 접촉하는 제 1 단부 및 상기 제 1 시트의 주변부 이상으로 연장되는 제 2 단부를 갖는 제 2 도선
    을 포함하는 적층된 투명창.
  23. 제 22 항에 있어서,
    제 2 도선의 제 1 단부 부분이 제 2 모선에 납땜된 투명창.
  24. 제 22 항에 있어서,
    모선 연장부가 제 2 모선에 납땜된 단부 부분을 갖고 제 2 도선의 제 1 단부 부분이 상기 모선 연장부에 납땜된 투명창.
  25. 제 22 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 도선의 제 2 부분이 적층물의 동일면으로부터 연장되는 투명창.
  26. 제 22 항에 있어서,
    자동차의 적층된 투명창인 투명창.
  27. 제 22 항에 있어서,
    각 도선의 제 1 및 제 2 단부 부분 사이의 제 1 및 제 2 도선 부분 위에 있는 가요성의 비 전기 전도성 슬리브관(상기 도선의 일부는 유리 시트 사이에 있다), 및
    상기 도선의 표면과 상기 슬리브관의 내면 사이 및 상기 슬리브관의 외면과 상기 슬리브관이 유리 시트 사이에 있는 위치에서 상기 시트의 인접한 표면 사이에 있는 공기 차단층
    을 또한 포함하는 투명창.
  28. 제 22 항에 있어서,
    전기 전도성 부재가 전기 전도성 코팅층, 와이어, 전기 자극에 반응하는 코팅층, 및 신호를 수신 및/또는 송신하기 위한 안테나 중에서 선택되는 투명창.
  29. 제 28 항에 있어서,
    전기 전도성 부재가 적외선 반사 필름 및 유전체 필름을 포함하는 전도성 코팅층이고, 상기 코팅층이 상기 제 1 시트의 주위 테두리에 못 미쳐 종결되어 상기 제 1 시트의 가장자리 테두리 부분을 따라 비 전도성 영역을 제공하고, 모선들 중 하나 이상의 단부가 상기 비 전도성 영역 내로 연장되는 투명창.
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