KR20180091879A - 전기 전도성 디바이스를 갖고 사이클릭 온도 시험에 대해 개선된 저항성을 갖는 글레이징 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일부가 전기 전도성 요소를 포함하는 적어도 하나의 기판으로 이루어지고, 상기 전도성 요소가 주석, 은 및 구리를 함유하는 땜납 합금에 의해 전기 전도성 트랙에 납땜된 크로뮴 함유 스틸로 제조된 연결자를 포함하고, 여기서 은 분말 및 유리 프릿의 혼합물을 포함하는 은 페이스트를 소결함으로써 생성된 전기 전도성 트랙이 3.5 μΩ.cm 이하의 25℃에서 측정된 비저항 및 20% 미만의 기공도 수준을 가지고, 상기 기공도 수준이 이온 밀링에 의해 이미 폴리싱된 전기 전도성 트랙을 포함하는 기판의 부분의 단면으로부터 주사 전자 현미경을 통해 측정되는, 글레이징에 관한 것이다.

Description

전기 전도성 디바이스를 갖고 사이클릭 온도 시험에 대해 개선된 저항성을 갖는 글레이징

본 발명은 전기적 연결 요소를 포함하는 글레이징, 그의 제조 방법 및 자동차 글레이징 분야에서 그의 용도에 관한 것이다.

더 특히, 본 발명은 전기적 기능을 갖는 자동차 글레이징, 예컨대 예를 들어 가열되는 또는 제빙 글레이징 또는 심지어, 안테나가 구비된 글레이징에 관한 것이다. 자동차 글레이징에 존재하는 가열 와이어, 안테나 또는 다른 센서는 유리 기판 상에 스크린 프린팅되는 전도성 페이스트, 예컨대 예를 들어 은 함유 페이스트로부터 생성되는 전기 전도성 트랙이고, 전도성 페이스트에 납땜되는 연결자에 의해 전력 공급원에 연결된다. 이 시스템에 이용되는 물질의 열 팽창 계수의 차이 때문에, 이 글레이징의 제조 및 취급 동안에 변형률 또는 기계적 응력이 나타나서, 약화를 발생하고 거기에 특히 이 연결자의 영역에 크랙이 나타나게 한다. 이제까지 이용된 땜납 합금은 일반적으로 납 및 따라서, 높은 연성(ductility)의 금속을 기재로 한다. 이것은 제조업체에 의해 명시되는 저항성 시험이 수행될 때, 글레이징을 요망되는 용도에 부적당하게 하는 크랙이 나타나지 않는 것을 보장하였다. 유럽 지침은 현재 이 유형의 납 기재 합금의 이용을 금지하고, 납 기재 합금을 대체할 수 있는 다른 땜납 합금을 찾기 위해 많은 연구를 수행하였다. 주석, 은 및 구리를 함유하는 합금으로 좋은 타협이 얻어진다. 이 합금은 그것을 좋은 땜납이 게 하는 특성을 가질 뿐만 아니라 자동차 제조업체에 의해 현재 명시되는 시험을 합격하는 데 요구되는 견고성을 갖는다. 땜납 합금으로부터 납 제거와 관련된 이 근본적인 문제와 함께, 연결자에 대해 수행되는 노화 시험이 더 엄격해졌고; 특히, 온도 사이클링 시험의 조건이 더 엄격해졌다. 이 온도 사이클링 시험은 또한 그의 머리글자를 따서 TCT("Temperature Cycling Test")라고 불린다. 이 시험의 목적은 글레이징이 연속하는 급속한 온도 증가 및 감소를 약화되지 않고 견뎌낼 수 있는지를 결정하는 것이다. 이 시험은 시스템의 다양한 성분의 열 거동의 차이에 의해 야기되는 효과의 출현을 가속하기 위해 개발되었다. 새로운 시험은 온도가 -40℃와 +105℃ 사이에서 변한다고 명시하고, 이것은 90℃로 제한된 이전 시험에서 이용된 것보다 더 큰 범위의 변화이다. 또한, 사이클 수가 10회 사이클에서 최소 60회 사이클로 되었기 때문에 사이클 수도 변화되었다. 또한, 새로운 TCT 조건은 온도가 증가되는 시기에 이 온도 변화 동안에 14 V의 전압이 인가되는 것을 요구하고, 이렇게 함으로써 대략 120℃의 높을 수 있는 국소 온도에 상응하는 추가의 열을 발생시킨다. 연결자 형상 및 물질의 최적화에도 불구하고, 공지된 현재 이용되는 시스템은 충분히 저항성이지 않고, 이 더 엄격한 시험 후에 크랙 또는 피셔(fissure)가 나타날 수 있다. 구체적으로, 납 기재 합금에 비해 주석, 은 및 구리를 기재로 하는 합금의 더 큰 강성은 기판에 높아진 응력 전달을 초래한다. 더 엄격한 TCT 시험과 조합해서 이 합금의 물리적 특성은 글레이징에 더 많은 결함 또는 크랙이 생기게 한다. 또한, 도달되는 온도가 높을수록 연결자 및 땜납 합금의 더 큰 열 팽창을 초래하고, 그에 의해 전기적 연결 요소에 더 많은 응력을 가한다. 따라서, 이 유형의 연결자 및 합금이 구비된 글레이징은 이 시험에 의해 명시되는 기준을 충족시키지 않고, 따라서 제조업체에 의해 명시되는 기준을 준수하지 않는다.

본 발명은 기판 상에 침착된 적어도 하나의 전기적 연결자, 전도성 금속 페이스트 및 땜납 합금으로 구성된 전기적 연결 시스템을 포함하는 기판으로 이루어지고, 상기 시스템이 온도 증가 및 감소를 적용하는 시험 후 기판에 나타날 수 있기 쉬운 크랙의 수가 상당히 감소되는 것을 허용하기 때문에 온도 거동 시험에서 더 좋은 견고성을 나타내는 글레이징에 관한 것이다.

본 발명의 한 목적은 적어도 일부가 전기 전도성 요소를 포함하는 기판으로 이루어진 글레이징이고, 상기 전도성 요소는 크로뮴 함유 스틸로 제조된 연결자를 포함하고, 연결자는 주석, 은 및 구리를 기재로 하는 땜납으로 전기 전도성 트랙에 납땜되고, 여기서 은 기재 전기 전도성 트랙은 3.5 μΩ.cm 이하의 25℃에서 측정된 비저항 및 20% 미만의 기공도 수준을 가지고, 상기 기공도 수준은 이온 밀링(milling)에 의해 미리 폴리싱된 전기 전도성 트랙을 포함하는 기판의 부분의 단면으로부터 주사 전자 현미경에 의해 측정된다. 본 발명에 따른 글레이징은 온도가 증가하는 시기 동안에 14 V의 전압 하에서 온도가 -40℃와 +105℃ 사이에서 변하는 60회 연속 사이클을 시행하는 TCT에 견디는 글레이징이다.

본 발명자들은 놀랍게도 연결자를 위한 특별한 물질, 특이한 유형의 땜납 합금 및 낮은 기공도 수준 및 낮은 비저항 둘 모두를 갖는 은 함유 전도성 페이스트를 선택함으로써, 새로운 TCT 조건을 견뎌낼 수 있는 자동차 글레이징을 위한 전기적 연결 시스템을 얻는 것이 가능하다는 것을 밝혔다.

전기 전도성 페이스트의 소성에 관해 말할 때는, 기판 상에 은 전기 전도성 페이스트를 고정하는 것을 가능하게 하는 2 내지 10 분의 다양한 기간 동안에 550 ℃ 내지 700 ℃에 포함되는 온도에서 공기 중에서의 열 처리에 관해 말한다. 전기 전도성 페이스트를 특징화하기 위한 측정은 그의 소성 후에 수행된다.

은 기재 전기 전도성 트랙은 은 분말 및 유리 프릿의 혼합물을 포함하는 프릿화된 은 페이스트이다. 유리하게는, 은 페이스트는 상이한 크기를 갖는 약간의 입자를 포함하고, 그 중에 500 nm 미만의 크기를 갖는 작은 입자가 존재한다. 은 입자의 크기 및 형태는 소성 및 이온 밀링 후에 은 전기 전도성 트랙으로 코팅된 기판의 단면의 이미지에서 측정되고, 주사 전자 현미경으로부터 얻는다.

유리하게는, 전기 전도성 페이스트에 존재하는 은 입자의 입도분석(granulometry)은 평균 직경 D10이 1.1 ㎛ 미만이도록 하는 것이고, 직경 D10은 입자의 10%가 그 값 미만의 직경을 갖는 직경을 나타낸다. 바람직하게는, 직경 D10은 0.8 ㎛ 미만이다. 입도분석의 측정은 레이저 입도분석기(granulometer), 예를 들어 예컨대 마스터사이저(Mastersizer) MS2000으로 수행된다.

전기 전도성 은 트랙의 기공도 수준은 기판의 적어도 일부 상에 스크린 프린팅에 의해 침착된 은 페이스트의 층의 마이크로분석에 의해 결정된다. 상기 전기 전도성 트랙으로 코팅된 기판의 부분의 단면을 주사 전자 현미경으로 관찰한다. 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 얻은 이미지는 은 페이스트에 상응하는 연한 회색 구역, 전도성 페이스트에 존재하는 유리 프릿에 상응하는 진한 회색 구역 및 층의 기공도를 나타내는 흑색 구역을 함유한다. 층의 기공도 수준은 주어진 구역의 이미지를 프로세싱함으로써 흑색 구역의 백분율을 결정함으로써 계산된다. 예를 들어, 기판의 단면의 50 ㎛의 길이를 관찰할 수 있고, 이미지는 배율 5000 및 전압 10 kV로 SEM에 의해 얻어진다. 기공도 수준은 %로 주어지고, 10개의 상이한 위치를 관찰한 후 얻은 기공도 수준의 다양한 값의 평균에 상응하는 값이다.

따라서, 본 발명에서 이용되는 전기 전도성 트랙의 기공도 수준을 측정하는 방법은 다음과 같다:

1) 상기 트랙으로 코팅된 기판의 부분의 이온 밀링에 의해 폴리싱된 단면의 약 50 ㎛의 길이를 전자 현미경으로 관찰하고;

2) 기공도를 나타내는 관찰된 흑색 구역의 양을 이미지 프로세싱에 의해 결정하여 관찰된 영역 전체에 대한 어두운 구역의 백분율로 표현되는 기공도 수준을 결정하고;

3) 폴리싱된 단면의 적어도 10개의 상이한 구역에서 단계 1 및 2를 반복하여 적어도 10개의 기공도 수준 값을 얻고;

4) 얻은 기공도 수준 값의 평균을 계산한다.

전기 전도성 트랙이 "그다지 다공성이 아니기" 위해, 즉, 그의 기공도 수준이 20% 미만이기 위해 크랙의 전파가 제한되는 것이 필수이다.

바람직하게는, 전기 전도성 은 기재 트랙은 기공의 90%의 가장 긴 길이가 6 ㎛ 미만이도록 하는 기공도 분포를 갖는다. 기공의 크기는 소성 및 이온 밀링에 의해 미리 폴리싱된 후에 전기 전도성 스택을 포함하는 기판의 부분의 단면에서 주사 전자 현미경에 의해 측정된다.

층의 기공도 수준에 관한 이 조건 외에 추가로, 또한 은 전기 전도성 트랙이 3.5 μΩ.cm 이하의 비저항을 갖는 것이 필요하고, 이 비저항은 25 ℃의 온도에서 측정된다. 3.5 μΩ.cm 미만의 비저항은 은 전도성 페이스트와 크로뮴 기재 스틸로 제조된 땜납 합금 사이의 좋은 상용성을 보장하는 것을 가능하게 한다. Ω.cm로 표현되는 비저항 p는 은으로 제조된 전도성 와이어의 전기 저항 R(Ω)을 측정하고 와이어의 길이 l(m) 및 단면적 S(㎡)을 고려함으로써 얻어진다.

와이어의 단면적은 예를 들어 접촉 또는 무접촉 프로필로미트리 방법을 이용해서 측정된다. 비저항 측정은 일반적으로 1 m 길이의 와이어로 수행된다.

유리하게는, 전기 전도성 트랙을 스크린 프린팅하는 데 이용되는 전도성 은 페이스트는 90 내지 97 중량%의 은을 함유하고, 나머지는 유리 프릿이다. 이 은 함량은 전기 전도성 페이스트의 소성 후의 함량에 상응한다. 소성 후에 측정된 전기 전도성 은 트랙의 두께는 2 내지 30 ㎛, 바람직하게는 5 내지 15 ㎛로 다양하다.

전기 전도성 은 트랙에 전기적 연결자를 납땜하는 데 이용되는 합금은 주석, 은 및 구리를 기재로 하는 합금이다. 그것은 유럽 지침에 의해 명시된 표준을 충족시키는 "무연"이라고 여기는 합금에 관한 문제이다. 본 발명에 따른 글레이징에 연결자를 납땜하는 데 이용되는 합금은 90 내지 99.5 중량%의 주석, 바람직하게는 93 내지 99 중량%의 주석, 훨씬 더 바람직하게는 95 내지 98 중량%의 주석을 포함하는 합금이다. 또한, 그것은 주석 외에 추가로 0.5 내지 5 중량%의 은 및 0 내지 5 중량%의 구리를 포함한다. 합금은 또한 비스무스, 인듐, 아연 및/또는 망간을 함유할 수 있다. 매우 바람직하게는, 땜납 합금은 96.5 중량%의 주석, 3 중량%의 은 및 0.5 중량%의 구리를 포함하는 합금이다. 땜납 합금은 전기적 연결자의 하부 부분에 놓인다. 땜납 합금의 층의 두께는 바람직하게는 600 ㎛ 이하이고, 훨씬 더 바람직하게는 150 내지 600 ㎛에 포함된다.

전기적 연결자는 크로뮴 함유 스틸로 제조된다. 매우 바람직하게는, 전기적 연결자는 스테인리스 스틸로 제조되고, 즉, 적어도 10.5 중량%의 크로뮴을 포함하는 스틸로 제조된다. 이 유형의 연결자는 주석, 구리 및 은을 기재로 하는 땜납 합금과 상용성이 있다는 이점을 갖는다. 특히, 취약성 구역 및 크랙 전파를 초래할 지나치게 높은 기계적 응력을 발생시킬 위험이 없도록 다양한 물질은 그것들이 공동으로 이용되는 것을 허용하는 열 팽창 계수를 갖는 것이 필요하다. 스테인리스 스틸로 제조된 연결자의 열 전도도는 약 25 내지 30 W/mK이고, 이것은 예를 들어 티타늄 기재 합금으로 제조된 연결자의 열 전도도보다 높다. 이 더 높은 열 전도도는 그것이 더 균일한 가열을 촉진하기 때문에 납땜 공정을 용이하게 한다. 스테인리스 스틸 연결자는 예를 들어 구리 기재 연결자보다 덜 팽창한다는 이점을 갖는다. 특히 추천되는 스테인리스 스틸 합금은 예를 들어 표준 EN 10 088-3에 따른 스틸 1.4016, 1.4113, 1.4509 및 1.4510이다. 연결자는 바람직하게는 0.1 내지 2 mm, 더 바람직하게는 0.2 내지 1 mm, 훨씬 더 바람직하게는 0.3 내지 0.8 mm에 포함되는 두께를 갖는다.

임의로, 연결자는 땜납 합금과 접촉하는 표면 상에 니켈, 구리, 아연, 주석, 은, 금 또는 그의 합금을 기재로 하는 습윤 층 또는 코팅을 갖는다. 바람직하게는, 이 코팅은 니켈 및/또는 은을 기재로 한다. 이 코팅의 두께는 바람직하게는 니켈의 경우 0.1 ㎛ 내지 0.3 ㎛ 및 은의 경우 3 내지 20 ㎛이다.

한 실시양태에 따르면, 전기적 연결자는 연결자와 전도성 은 층의 연결이 땜납 합금에 의해 올바르게 달성되는 것을 보장하는 것을 가능하게 하는 적어도 2개의 딤플(dimple) 또는 적어도 1개의 스페이서를 그의 하부 면, 즉, 기판 상에 놓이도록 의도된 면 상에 갖는다. 이 딤플 또는 스페이서는 그것이 합금을 함유하는 것을 돕고 다양한 성분 사이에 더 빈약한 접착을 갖는 구역을 초래할 수 있는 불균일한 양의 땜납 합금을 함유하는 구역이 생성되는 것을 방지하는 것을 돕기 때문에 시스템을 더 견고하게 한다. 또한, 이 딤플 또는 스페이서는 연결자 요소와 기판 사이에 발생될 수 있는 기계적 응력이 감소되는 것을 허용한다. 그것은 유리하게 원형 형상을 가지고, 특히 특허 출원 US 2014/0110166에 서술된 바와 같다. 이 딤플 또는 스페이서는 바람직하게는 0.5 x 10^-4 m 내지 10 x 10^-4 m의 폭 및 0.5 x 10^-4 m 내지 5 x 10^-4 m의 높이를 갖는다. 이 딤플 또는 스페이서의 존재는 특히 연결자 아래에 놓이는 땜납 합금의 두께가 조절되는 것을 허용한다. 변형률이 두께에 따라 증가하기 때문에, 특히 약한 구역을 생성할 수 있는 임의의 클럼프(clump)를 방지하기 위해 합금의 두께를 가능한 한 균일하게 유지할 수 있는 것이 유리하다.

또한, 연결자에는 그것을 납땜하기 더 쉽게 하는 적어도 1개의 접촉 범프(bump)가 구비될 수 있다. 이 접촉 범프는 연결자의 납땜되는 구역에 위치된다.

전기적 연결 시스템이 위에 놓이는 기판은 바람직하게는 유리로 제조되고, 더 특히, 예를 들어 용융된 유리를 용융된 금속 조 위에 붓는 플로트 공정을 이용해서 제작되는 편평 유리로 제조된다. 그것은 예를 들어 석영 유리, 보로실리케이트 유리, 알루미노실리케이트 유리 및/또는 소다-석회 유리일 수 있다. 기판은 또한 중합체일 수 있고, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리니트릴, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및/또는 그의 공중합체 또는 블렌드를 포함할 수 있다. 기판은 바람직하게는 투명하다. 그것은 0.5 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 0.5 내지 10 mm에 포함되는 두께를 갖는다.

기판은 템퍼링된 유리 또는 비템퍼링된 유리일 수 있다. 템퍼링된 유리에서는, 표면 층이 강화되고, 따라서 더 강하고, 이렇게 함으로써 전기적 연결 시스템의 존재에 의해 초래되는 약화 효과가 더 쉽게 관찰되는 것을 허용한다.

또한, 본 발명은 전기적 연결 시스템을 갖는 적어도 하나의 기판으로 이루어진 글레이징의 제조 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 다음 단계:

a) 크로뮴 기재 스틸로 제조된 전기적 연결자의 적어도 하나의 접촉 구역에 주석, 구리 및 은을 기재로 하는 땜납 합금을 부가하는 단계,

b) 코팅된 또는 비코팅된 기판 상에 침착된, 25℃에서 측정된 비저항이 3.5 μΩ.cm 이하이고 전기적 연결 시스템을 포함하는 기판의 부분을 이온 밀링함으로써 폴리싱된 단면으로부터 주사 전자 현미경에 의해 측정되는 기공도 수준이 20% 미만인 은 전기 전도성 트랙 상에 납땜 합금이 구비된 전기적 연결자를 놓는 단계, 및

c) 연결자의 접촉 구역을 전기 전도성 은 트랙에 납땜하는 단계

를 포함한다.

바람직하게는, 단계 a)에서는, 패드 또는 납작해진 작은 방울의 형태를 취하는 소량의 땜납 합금이 연결자의 접촉 구역 상에 침착된다. 침착되는 합금의 형상, 부피 및 두께는 미리 조절된다. 바람직하게는, 침착되는 땜납-합금 패드의 두께는 0.6 mm 이하이다. 접촉 구역이 전기 전도성 트랙과 그의 면적 전체에서 접촉하는 것을 보장하기 위해서, 침착되는 땜납-합금 패드의 형상은 바람직하게는 접촉 구역의 형상과 동일하다.

전기 전도성 은 트랙은 관련 분야 숙련가에게 알려진 방법을 이용하여 예를 들어 스크린 프린팅에 의해 전도성 은 페이스트 (은 기재 에나멜)를 기판 상에 침착시킴으로써 얻어진다. 전도성 은 페이스트의 층의 침착은 그것이 단계 a) 전에, 단계 a) 동안에 또는 단계 a) 후에 수행될 수 있는 한에 있어서 단계 a)와 독립적으로 수행된다. 은 페이스트의 층은 기판 바로 위에, 또는 기판 상에 침착된 층 그 자체 상에 침착될 수 있다. 따라서, 전도성 은 페이스트의 층은 기판 상에 침착된 흑색 에나멜 층 상에 침착될 수 있고, 본질적으로, 전기적 연결 시스템이 글레이징의 외부로부터 보이는 것을 방지하도록 의도된다.

일단 침착되면, 그 다음에, 전도성 페이스트의 층이 약 150℃에서 건조된 다음, 550℃ 내지 700℃에 포함되는 온도에서 2 내지 10 분의 기간 동안 공기 중에서 소성된다(프릿화 단계). 이와 같이 하여 프릿화된 은 기재 에나멜은 고체이다. 전도성 와이어에 전기가 공급되는 것을 허용하기 위해 접촉 단자 또는 연결자가 납땜될 수 있다.

연결자는 스탬핑, 피스톤 납땜, 마이크로-플레임 납땜, 레이저 납땜, 고온 공기 납땜, 유도 납땜, 저항 납땜 및/또는 초음파에 의해 전기 전도성 은 트랙에 납땜될 수 있다.

또한, 본 발명은 건물 또는 차량, 특히 자동차, 철도 차량 또는 항공기에서 위에 서술된 것 같은 적어도 하나의 전기적 연결 시스템을 포함하는 글레이징의 용도에 관한 것이다. 특히, 글레이징은 가열되는 바람막이창, 옆 창문, 뒤 바람막이창 또는 루프 또는 글레이징 상에 또는 글레이징 내에 놓인 안테나 또는 임의의 다른 전기적 기능이 구비된 바람막이창, 옆 창문, 뒤 바람막이창 또는 루프로서 이용된다.

다음 실시예는 본 발명을 비제한적으로 예시한다.

온도 사이클링 시험은 표준 EN ISO 16750-4-H 섹션 5.3.1.2에 서술된 시험이다. 사이클의 온도 및 기간은 하기 표에 주어진다.

이 사이클 동안에는 측정 챔버의 습도를 조절하지 않았다. 샘플은 적어도 60회 연속 사이클을 겪었다. 온도가 증가되는 시기에는 14 V (+/- 0.2)의 전압을 샘플에 인가하였다(표준 VW80101).

도 1은 본 발명에 따르지 않는 샘플의 주사 전자 현미경에 의해 관찰된 이미지이고, 여기서는 전기 전도성 층(1)이 높은 기공도 수준(20% 초과)을 갖는 것으로 관찰된다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 샘플의 주사 전자 현미경에 의해 관찰된 이미지이고, 여기서는 전기 전도성 층(1)이 낮은 기공도 수준(20% 미만)을 갖는 것으로 관찰된다.

이 사진들에서, 연한 회색 구역(2)은 은 전기 전도성 층(1)에 상응하고, 더 진한 회색 구역(3)은 유리 프릿에 상응하고, 흑색 구역(4)은 은 층의 기공도에 상응한다.

이 도면들에서, 전기 전도성 층(1)은 에나멜 층(5) 상에 침착된다.

다음 실시예에서, 입도분석 측정은 아세톤에 은 페이스트 분산 후 He-Ne 레이저 유형의 적색 광원 및 LED 유형의 청색 광원으로 작동하는 레이저 마스터사이저(laser MAstersizer) MS2000 입도분석기로 수행하였다. 샘플을 제조하기 위해, 50 mg의 은 페이스트를 20 mL의 아세톤에서 희석하였다.

기공 크기의 측정 및 특히, 기공의 가장 긴 길이의 측정은 전기 전도성 페이스트의 소성 후 주사 전자 현미경으로 관찰된 이미지로부터 수행하였다.

비교예 1 (본 발명에 따르지 않음)

흑색 에나멜의 층이 미리 침착된 유리 기판의 구역 상에 전도성 은 페이스트의 층을 침착시킴으로써 복수의 샘플을 제조하였다. 이 페이스트의 은 입자는 본질적으로 0.5 내지 10 ㎛의 크기를 갖는 플레이크 형태이다. 은 입자의 입도분석은 평균 직경 D10이 1.25 ㎛이도록 하는 것이다. 은 페이스트의 층 및 에나멜의 층은 폴리에스테르 쓰레드로부터 직조된 77.55-메쉬 직물로 제조된 스크린을 이용하여 스크린 프린팅에 의해 침착시켰다. 은 페이스트를 150℃에서 건조시킨 후 공기 중에서 640℃의 온도에서 140초의 시간 동안 프릿화하고, 그 다음에 이와 같이 하여 코팅된 기판을 켄칭하였다. 이와 같이 하여 얻은 샘플을 절단하고, 그의 단면을 폴리싱하기 위해 이온 밀러에 놓았다. 폴리싱은 2 시간 동안 계속되는 폴리싱 사이클 동안에 히다치(Hitachi) IM4000 밀러로 아르곤의 흐름 하에서 6 kV의 전압으로 수행하였다. 그 다음, 샘플을 배율 5000 및 전압 10 kV를 이용하여 주사 전자 현미경으로 역산란된 전자를 검출함으로써 관찰하였다. 50 ㎛ 길이의 구역을 관찰하였다. 얻은 이미지를 소프트웨어 패키지 이미지 프로(Image Pro)로 분석함으로써 조사 샘플에서 흑색 구역의 백분율을 측정함으로써 기공도 수준을 평가하였다. 이와 같이 하여 얻은 전기 전도성 트랙은 30%의 주사 전자 현미경에 의해 측정된 기공도 수준을 가졌다. 기공의 가장 긴 길이는 8.5 ㎛이었다.

테일러 홉슨 탤리서프 50 (Tailor Hobson Talysurf 50) 표면 프로필로미터를 이용해서 1 m 길이의 와이어의 단면적을 결정하여 비저항 측정을 수행하였다. 전기 전도성 트랙의 비저항은 25℃에서 4.5 μΩ.cm였다.

스테인리스 스틸 연결자 (참조 번호 1.4016)를 Sn96.5Ag3Cu0.5 합금에 의해 전기 전도성 은 트랙에 유도 납땜하였다. 이 납땜 단계 전에, 유리 기판을 60℃로 예비가열하였고, 전기 전도성 트랙의 표면을 스틸-울 브러쉬로 브러싱하였다.

그 다음, 전기적 연결자가 납땜된 유리 기판을 위에 서술된 온도 사이클로 연속 60회 처리하였다.

이 시험 후, 제조된 모든 샘플에서 실질적인 크래킹이 관찰되었다. 따라서, 그러한 샘플은 온도 사이클링 시험에 명시된 기준을 충족시키지 못한다.

본 발명에 따른 실시예 2

샘플을 실시예 1에 서술된 것과 동일한 방식으로 상이한 전도성 은 페이스트로 제조하였다. 이용된 에나멜은 실시예 1의 에나멜과 동일하였다. 이 페이스트의 은 입자는 본질적으로 1 내지 6 ㎛의 크기를 갖는 플레이크 형태 및 140 내지 400 ㎛의 크기를 갖는 구형 입자 형태였다. 은 입자의 입도분석은 평균 직경 D10이 0.46 ㎛이도록 하는 것이다. 이 은 페이스트로부터 얻은 전기 전도성 트랙은 16%의 기공도 수준 및 3.2 μΩ.cm의 25℃에서의 비저항을 가졌다. 기공의 가장 긴 길이는 3.5 ㎛이었다.

또한, 이용된 땜납 합금 및 연결자는 실시예 1과 동일하였다. 두 유형의 납땜(유도 납땜 및 저항 납땜)을 다양한 샘플에 시험하였다. 그 다음, 샘플을 실시예 1에 서술된 것과 동일한 조건 하에서 온도 사이클링 시험으로 처리하였다.

모든 샘플은 크랙이 나타나지 않아서 성공적으로 시험에 합격하였다.

본 발명에 따른 실시예 3

샘플을 실시예 1에 서술된 것과 동일한 방식으로 상이한 전도성 은 페이스트로 제조하였다. 이용된 에나멜은 실시예 1의 에나멜과 동일하였다. 이 페이스트의 은 입자는 본질적으로 1.2 내지 2.4 ㎛의 크기를 갖는 구 형태 및 70 내지 400 ㎛의 크기를 갖는 작은 입자 형태였다. 은 입자의 입도분석은 평균 직경 D10이 0.43 ㎛이도록 하는 것이다. 이 은 페이스트로부터 얻은 전기 전도성 트랙은 15%의 기공도 수준 및 2.8 μΩ.cm의 25℃에서의 비저항을 가졌다. 기공의 가장 긴 길이는 1.8 ㎛이었다.

또한, 이용된 땜납 합금 및 연결자는 실시예 1과 동일하였다. 두 유형의 납땜(유도 납땜 및 저항 납땜)을 다양한 샘플에 시험하였다. 그 다음, 샘플을 실시예 1에 서술된 것과 동일한 조건 하에서 온도 사이클링 시험으로 처리하였다.

모든 샘플은 크랙이 나타나지 않아서 성공적으로 시험에 합격하였다.

실시예 2에 이용된 것과 상이한 흑색 에나멜을 이용해서 실시예 2에 서술된 것과 동일한 샘플을 제조하였다. 시스템의 다른 성분은 모두 실시예 2에 서술된 것과 동일하였다. 이와 같이 하여 얻은 모든 샘플은 크랙이 나타나지 않아서 성공적으로 시험에 합격하였다.

Claims (19)

1. 적어도 일부가 전기 전도성 요소를 포함하는 기판으로 이루어지고, 상기 전도성 요소가 크로뮴 함유 스틸로 제조된 연결자를 포함하고, 연결자가 주석, 은 및 구리를 기재로 하는 땜납으로 전기 전도성 트랙에 납땜되고, 여기서 은을 기재로 하는 전기 전도성 트랙이 3.5 μΩ.cm 이하의 25℃에서 측정된 비저항 및 20% 미만의 기공도 수준을 가지고, 상기 기공도 수준이 이온 밀링에 의해 미리 폴리싱된 전기 전도성 트랙을 포함하는 기판의 부분의 단면으로부터 주사 전자 현미경에 의해 측정되는, 글레이징.
2. 제1항에 있어서, 전기 전도성 트랙이 은 분말 및 유리 프릿의 혼합물을 포함하는 프릿화된 은 페이스트인 것을 특징으로 하는 글레이징.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 은 기재 전기 전도성 트랙이 기공의 90%의 가장 긴 길이가 6 ㎛ 미만이도록 하는 기공도 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 글레이징.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 은 페이스트가 상이한 크기를 갖는 일부 입자를 포함하고, 그 중에 500 nm 미만의 크기를 갖는 작은 입자가 존재하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
5. 제4항에 있어서, 작은 입자가 500 nm 미만의 직경을 갖는 구 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 글레이징.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 전도성 페이스트에 존재하는 은 입자의 입도분석이 입자의 10%가 그 값 미만의 직경을 갖는 직경을 나타내는 평균 직경 D10이 1.1 ㎛ 미만이도록 하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 땜납 합금이 90 내지 99.5 중량%의 주석, 바람직하게는 93 내지 99 중량%의 주석, 훨씬 더 바람직하게는 95 내지 98 중량%의 주석을 포함하는 합금인 것을 특징으로 하는 글레이징.
8. 제7항에 있어서, 땜납 합금이 주석 외에 추가로 또한 0.5 내지 5 중량%의 은 및 0 내지 5 중량%의 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 땜납 합금이 96.5 중량%의 주석, 3 중량%의 은 및 0.5 중량%의 구리를 포함하는 합금인 것을 특징으로 하는 글레이징.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 전기적 연결자가 스테인리스 스틸로 제조된 것을 특징으로 하는 글레이징.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 전기적 연결자가 기판 상에 놓이도록 의도된 그의 하부 면 상에 적어도 2개의 딤플 또는 스페이서를 갖는 것을 특징으로 하는 글레이징.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 프릿화 후에 측정된 은 전기 전도성 트랙의 두께가 2 내지 30 ㎛, 바람직하게는 5 내지 15 ㎛로 다양한 것을 특징으로 하는 글레이징.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 기판이 템퍼링된 유리인 것을 특징으로 하는 글레이징.
14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 기판이 비템퍼링된 유리인 것을 특징으로 하는 글레이징.
15. 전기적 연결 시스템을 갖는 적어도 하나의 기판으로 이루어진 글레이징의 제조 방법이며, 상기 방법은 다음 단계:
    - 크로뮴 기재 스틸로 제조된 전기적 연결자의 적어도 하나의 접촉 구역에 주석, 구리 및 은을 기재로 하는 땜납 합금을 부가하는 단계,
    - 코팅된 또는 비코팅된 기판 상에 침착된, 25℃에서 측정된 비저항이 3.5 μΩ.cm 이하이고 이온 밀링에 의해 이미 폴리싱된 전기 전도성 트랙을 포함하는 기판의 부분의 단면으로부터 주사 전자 현미경에 의해 측정되는 기공도 수준이 20% 미만인 은 전기 전도성 트랙 상에 납땜 합금이 구비된 전기적 연결자를 놓는 단계, 및
    - 연결자의 접촉 구역을 전기 전도성 은 트랙에 납땜하는 단계
    를 포함하는, 방법.
16. 제15항에 있어서, 단계 a)에서 0.6 mm 이하의 두께의 패드 또는 납작해진 작은 방울이 연결자의 접촉 구역 상에 침착되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 연결자가 스탬핑, 피스톤 납땜, 마이크로-플레임 납땜, 레이저 납땜, 고온 공기 납땜, 유도 납땜, 저항 납땜에 의해 납땜용 인두를 이용하여 및/또는 초음파로 전기 전도성 은 트랙에 납땜되는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 건물 또는 차량, 특히 자동차, 철도 차량 또는 항공기에서 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 글레이징의 용도.
19. 제18항에 있어서, 가열되는 바람막이창, 옆 창문, 뒤 바람막이창 또는 루프 또는 글레이징 상에 또는 글레이징 내에 놓인 안테나 또는 임의의 다른 전기적 기능이 구비된 바람막이창, 옆 창문, 뒤 바람막이창 또는 루프로서의 용도.

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