PL198898B1 - Sposób wytwarzania ścieżek przewodzących prąd elektryczny na przezroczystym podłożu i przezroczyste podłoże zawierające ścieżki przewodzące prąd elektryczny - Google Patents

Abstract

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania scie zek przewodz acych pr ad elektryczny na przezroczystym pod lo zu poprzez sitodruk z zastosowaniem pasty przewodz acej pr ad elektryczny, oraz przezroczyste pod lo ze wyposa zone we wspomniane scie zki. Wed lug wynalazku scie zki przewodz ace s a kszta ltowane z szeroko sci a mniejsz a albo równ a 0,3 mm poprzez nak ladanie, za pomoc a sitodruku, tiksotropowej pasty przewodz acej pr ad elektryczny, posiadaj acej stosunek lepko sci bez napr ezenia scinaj acego do lepko sci pod dzia laniem napr ezenia scinaj acego w warunkach wykonania sitodruku wynosz acy przynajmniej 50, oraz posiadaj acej zawar- tosc srebra wi eksz a ni z 35, dla której przynajmniej 98 tworz acych j a cz asteczek ma rozmiar mniejszy ni z 25 µm, za pomoc a sita posiadaj acego przynajmniej 90 nici na cm, przy czym pow loka wspomnia- nego sita jest wyposa zona w szczeliny, których najmniejsza szeroko sc jest równa 0,25 mm ± 0,25 mm, oraz poprzez poddanie wspomnianych scie zek wypalaniu. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ścieżek przewodzących prąd elektryczny na przezroczystym podłożu i przezroczyste podłoże, zawierające ścieżki przewodzące prąd elektryczny, z zastosowaniem zwłaszcza, jako podłoża przezroczystego tafli szkła.

Już od kilku lat znane jest wyposażanie przezroczystych podłóż, a zwłaszcza tafli szkła, w ścieżki przewodzące prąd elektryczny, które stanowią jako elementy grzewcze albo antenowe lub alarmowe.

Ścieżki te są generalnie uzyskiwane za pomocą sitodruku wykorzystującego pastę zawierającą metaliczne cząsteczki srebra.

Z opisu EP-A-0 712 814 znana jest pasta mająca dużą zawartość srebra, to znaczy od 60 do 90% wagowych materiału stałego.

Z opisu EP-A-0 079 854 znana jest pasta, która może być osadzana poprzez sitodruk na szkle, i która zawiera od 45 do 90% wagowych metalicznych cząsteczek srebra o rozmiarze mniejszym niż 1 ąm.

Ścieżki przewodzące prąd elektryczny, mogą być uzyskane także za pomocą sposobów innych niż sitodruk, na przykład poprzez wyciskanie przewodzącej pasty termoutwardzalnej bezpośrednio na szkło, w celu utworzenia wąskich drutów, co jest znane z opisu DE-A-1 796 310.

Ścieżki przewodzące prąd elektryczny, które są uzyskane po wypaleniu (które to wypalanie jest generalnie wykonywane równocześnie z obróbką tafli szkła w celu ukształtowania i/lub zahartowania), mają wystarczającą wytrzymałość mechaniczną. W rezultacie unika się dodatkowego etapu galwanizacji, który jest trudny do przeprowadzenia z powodu związanego z nim ryzyka zanieczyszczenia.

Tafle szkła zawierające ścieżki przewodzące prąd elektryczny są szeroko stosowane w przemyśle samochodowym. Najczęściej ścieżki te są wykorzystywane, jako ścieżki grzewcze, zwłaszcza w tylnych szybach, ale mogą one być umieszczone na tafli szkła także w celu wyposażenia jej w alarm i/lub antenę. Wspomniane powyżej dokumenty nie dają żadnych wskazówek dotyczących szerokości wykonanych w ten sposób ścieżek przewodzących prąd elektryczny. W praktyce ścieżki przewodzące prąd elektryczny są w przemyśle wykonywane poprzez tradycyjny sitodruk i, po wypaleniu, posiadają one szerokość pomiędzy 0,4 i 1,2 mm oraz grubość, która zmienia się zgodnie z nominalną mocą grzewczą i oporem czynnym na jednostkę rozważanego obszaru.

Ponieważ ścieżki mogą być zastosowane do uzyskania wielu funkcji, ich ilość na jednej i tej samej tafli szkła zwiększa się, co powoduje problemy związane z widocznością. Tak więc, kiedy ścieżki znajdują się na tafli szkła w polu widzenia, wtedy są one wyraźnie widoczne od strony wewnętrznej pojazdu, co przeszkadza kierowcy, i od strony zewnętrznej, co zmniejsza estetykę pojazdu.

Z opisów DE-A 32 31 382 i DE-A-35 06 981 znane jest już wykorzystywanie matryc sitodrukowych do kształtowania na szkle różnych wzorów. Tak więc, możliwe jest także nakładanie pasty w pewnych miejscach na szkle w grubszej i/lub szerszej warstwie podczas jednego etapu (bez drukowania wielokrotnego), na przykład w celu ukształtowania szyn zbiorczych dla prądu elektrycznego dla podgrzewanych tafli szkła. W ten sposób możliwe jest wyregulowanie temperatury na całej powierzchni szkła tak dobrze jak to jest tylko możliwe, przy czym temperatura ta nie musi przekraczać w rejonie szyn zbiorczych 50°C, dla standardowej temperatury otoczenia i mocy grzewczej dochodzącej do 450 watów.

Przykłady podane we wspomnianych powyżej zgłoszeniach patentowych dotyczą napięcia prądu stałego powszechnie stosowanego w samochodach, wynoszącego około 11 do 14 wolt.

Znane są także podgrzewane tafle szkła i tafle szkła z anteną, których ścieżki przewodzące składają się z cienkich drutów wolframowych o średnicy kilku mikrometrów. Druty te są umieszczane tylko na laminowanych taflach szkła i są one osadzane w obrębie spoiwa tworzącego arkusz pośredni, ponieważ w innym przypadku nie byłoby możliwe ich bezpieczne zamocowanie bezpośrednio na szkle. Ponieważ są one cieńsze, to druty te są w rezultacie mniej widoczne niż ścieżki przewodzące uzyskane poprzez sitodruk.

Samochody dobrej klasy są wyposażone w tafle szkła wykonane z hartowanego albo laminowanego szkła bezpiecznego i wyposażone w ścieżki przewodzące, które są prawie niewidoczne dla nieuzbrojonego oka.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania ścieżek przewodzących prąd elektryczny na przezroczystym podłożu i przezroczystego podłoża zawierającego ścieżki przewodzące prąd elektryczny, w którym ścieżki są wąskie.

PL 198 898 B1

Sposób wytwarzania ścieżek przewodzących prąd elektryczny na przezroczystym podłożu, zgodnie z którym pastę przewodzącą prąd elektryczny nakłada się, poprzez sitodruk, na powierzchnię podłoża i tworzy się określony wcześniej wzór ścieżek, po czym ścieżki wypala się, według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosuje się pastę tiksotropową, posiadającą stosunek lepkości bez naprężenia ścinającego do lepkości pod działaniem naprężenia ścinającego w warunkach wykonywania sitodruku wynoszący przynajmniej 50, oraz posiadającą zawartość srebra większą niż 35%, oraz sito, którego powłokę wyposaża się, przynajmniej częściowo, w szczeliny, których najwęższa szerokość jest najwyżej równa około 0,25 mm ± 0,05 mm, tak że szerokość najmniejszej ze ścieżek przewodzących prąd elektryczny wykonanych poprzez sitodruk jest mniejsza lub równa 0,3 mm.

Korzystnie, stosuje się pastę składającą się w 98% z cząsteczek posiadających rozmiar mniejszy albo równy 25 pm, oraz sito zawierające przynajmniej 90 nici na cm.

Korzystnie, stosuje się pastę tiksotropową posiadającą zawartość srebra większą niż 50%, a korzystnie 70%, oraz w której przynajmniej 98% cząsteczek posiada rozmiar mniejszy niż 12 pm.

Korzystnie, stosuje się sito posiadające przynajmniej 95 nici na cm, oraz tym, że indywidualne ścieżki przewodzące nakłada się poprzez drukowanie, przy czym ich najmniejsza szerokość jest mniejsza niż 0,25 mm.

Korzystnie, stosuje się sito wyposażone w powłokę posiadającą grubość większą albo równą 10 pm.

Korzystnie, stosuje się sito o grubości powłoki zawartej pomiędzy 50 i 100 pm.

Korzystnie, stosuje się sito wyposażone w powłokę, której krawędzie odpowiadające wzorom druku są zasadniczo równoległe na całej grubości.

Korzystnie, stosuje się sito, którego powłokę uzyskuje się poprzez naświetlenie żywicy fotosieciowanej o wstępnie zwiększonej czułości.

Korzystnie, żywicę osadza się w postaci emulsji albo błony podtrzymującej żywicę nakładaną na powierzchnię sita.

Korzystnie, stosuje się listwę zgarniającą posiadającą twardość A według Shore'a wynoszącą około 65 do 85 i prostokątną krawędź druku.

Korzystnie, stosuje się listwę zgarniającą posiadająca twardość A według Shore'a wynoszącą około 65 do 85 i krawędź druku fazowaną z kątem 45° albo zaokrągloną.

Korzystnie, stosuje się pastę tiksotropową posiadającą zawartość srebra większą albo równą 80%, oraz kształtuje się indywidualne ścieżki przewodzące, których najmniejsza szerokość mieści się pomiędzy 0,1 i 0,25 mm.

Przezroczyste podłoże, zawierające ścieżki przewodzące prąd elektryczny nakładane poprzez drukowanie na powierzchni za pomocą sitodruku, według wynalazku charakteryzuje się tym, że minimalna szerokość ścieżek jest mniejsza albo równa 0,3 mm, a korzystnie 0,25 mm.

Korzystnie, ścieżki są z pasty do sitodruku posiadającej zawartość srebra większą niż 35%.

Korzystnie, ścieżki są z pasty do sitodruku posiadającej zawartość srebra większą niż 50%, a korzystnie 70%.

Korzystnie, ścieżki wystają powyżej powierzchni na wysokość mniejszą niż 35 pm.

Korzystnie, podłoże zawiera ponadto dwie szyny zbiorcze dla prądu, pomiędzy którymi są usytuowane ścieżki przewodzące, których przynajmniej fragmenty mają szerokość mniejszą albo równą 0,3 mm, przy czym temperatura w pobliżu szyn zbiorczych nie przewyższa 50°C, przy standardowej temperaturze otoczenia, dla mocy nominalnej nie przekraczającej 450 watów i napięcia zasilania 11 do 14 wolt.

Cel ten jest osiągnięty przez sposób według wynalazku, który obejmuje kształtowanie na przezroczystym podłożu ścieżek przewodzących prąd elektryczny poprzez nałożenie, za pomocą sitodruku, pasty przewodzącej prąd elektryczny tworzącej określony wzór, oraz poddanie wspomnianych ścieżek wypalaniu, przy czym wspomniany sposób charakteryzuje się tym, że stosuje się pastę tiksotropową, posiadającą zawartość srebra większą niż 35%, oraz w której przynajmniej 98% cząsteczek ją tworzących posiada rozmiar mniejszy niż 25 pm, oraz sito posiadające przynajmniej 90 nici na cm, przy czym szerokość najwęższej wydrukowanej indywidualnej ścieżki przewodzącej prąd elektryczny jest mniejsza albo równa 0,3 mm.

Okazało się, że w celu uzyskania ścieżek przewodzących prąd elektryczny o wymaganej szerokości ważne jest dokładne kontrolowanie wszystkich etapów sposobu według wynalazku. Pod tym względem szczególną uwagę należy przykładać do właściwości pasty, zwłaszcza tiksotropowości i rozmiaru cząsteczek ją tworzących, oraz do parametrów sita, a zwłaszcza rozmiaru oczek, grubości jego powłoki oraz szerokości otworów (w tym przypadku szczelin), które mają być wykonane w powłoce,

PL 198 898 B1 które bezpośrednio odpowiadają szerokości ścieżek, które mają być wydrukowane poprzez sitodruk. Dzięki wynalazkowi możliwa jest masowa produkcja tafli szkła wyposażonych w określony wzór ze szczególnie cienkich ścieżek, które są prawie niewidoczne dla nieuzbrojonego oka.

Rozmiary oczek, a także rozmiar otworów albo szczelin wykonanych w powłoce sita służącego do drukowania wzoru na powierzchni tafli szkła, mają bezpośredni wpływ na szerokość ścieżek. Przyjmując, że rozmiar szczelin zasadniczo odpowiada szerokości uzyskanych ścieżek, konieczne jest ukształtowanie niezwykle wąskich szczelin (generalnie 0,25 ± 0,05 mm) w powłoce, która sama jest względnie cienka. Niemniej jednak szerokość jednej z tych szczelin może rozciągać się na więcej niż jednym oczku siatki.

Nie można jednak wykluczyć, że istnieją inne możliwości wykonania wąskich ścieżek za pomocą innego sposobu wykorzystującego mniej tiksotropową pastę, grubsze sito (na przykład składające się z około 70 nici na cm), względnie grubą powłokę sita, itd.

Mimo tego, że ścieżki są bardzo wąskie i są niemal niemożliwe do zobaczenia, uzyskuje się moc grzewczą porównywalną z mocą normalnych ścieżek grzewczych albo obszarów wykonywanych za pomocą sitodruku. Niemniej jednak grubość ścieżek, pomimo tego, że zwiększona, jest utrzymywana w dopuszczalnych granicach. Ścieżki uzyskane za pomocą opisanego tutaj sposobu posiadają więc maksymalną grubość na powierzchni szkła, zmierzoną po wypaleniu, wynoszącą około 35 ąm, a ogólniej około 15 do 25 ąm, chociaż grubość tradycyjnych ścieżek wynosi około 12 ąm. Ta większa grubość maksymalna może być uzyskana między innymi dzięki wysoce tiksotropowym pastom stosowanym zgodnie z wynalazkiem, które mają zdolność do bardzo szybkiego odzyskiwania lepkości początkowej po nadrukowaniu na szkle.

Za pomocą sposobu według wynalazku, jest więc możliwe znaczne zmniejszenie szerokości albo wymiarów indywidualnych ścieżek przewodzących prąd elektryczny poprzez nałożenie, za pomocą drukowania, pasty tiksotropowej zawierającej przynajmniej 35% wagowych srebra, posiadającej dobre właściwości przepływu dla dużej prędkości ścinania i zawierającej bardzo małe cząsteczki, za pomocą szczególnie drobnego sita, składającego się z nici rozmieszczonych w taki sposób, że otwory sita są małe.

Konieczne jest podkreślenie wagi przywiązywanej do tiksotropowości pasty przy jej nakładaniu poprzez sitodruk. Podczas nakładania naprężenie ścinające, któremu poddana jest pasta, jest wystarczająco duże, aby spowodować znaczny i gwałtowny spadek lepkości, co umożliwia przejście pasty przez otwory sita i jej osadzenie na podłożu, tworząc w ten sposób układ ścieżek. Pasty, które są odpowiednie do tego celu, są określane przez stosunek lepkości przy braku ścinania (lepkości początkowej) do lepkości pod działaniem naprężenia ścinającego (w warunkach wykonywania sitodruku), który zmienia się od 50 do 1000 albo nawet bardziej, na przykład do 1300-1500. Poprzez porównanie, stosunek ten dla zwykłych past do sitodruku mieści się pomiędzy 2 i 10.

Ważne jest także, aby po osadzeniu na podłożu pasta odzyskała wartość lepkości tak bliską jak to jest tylko możliwe wartości początkowej w bardzo krótkim czasie (czasie regeneracji), ale także aby wartość ta pozostała stabilna wraz z upływem czasu. W ten sposób unika się wad związanych z płynięciem plastycznym pasty, a zwłaszcza zwiększenia szerokości i zmniejszenia grubości wydrukowanych ścieżek, wad które narastają wraz ze zwiększaniem grubości osadzanej pasty. Generalnie powinna być wybrana pasta, której czas regeneracji jest krótszy od jednej sekundy, korzystnie jest rzędu kilku dziesiątych sekundy.

Dla pasty, która jest mniej tiksotropowa albo zawiera grubsze cząsteczki, nie jest możliwe uzyskanie ścieżek przewodzących posiadających wskazaną szerokość, ponieważ pasta nie może przejść przez wąskie otwory sita. Ponadto nie jest możliwe wytwarzanie wąskich ścieżek przewodzących z pasty, której czas regeneracji (albo czas przejścia pomiędzy stanem rzeczywiście płynnym pod działaniem ścinania i normalnym, praktycznie stałym stanem) jest zbyt długi, aby umożliwić pozostanie ścieżek w stabilności zaraz po usunięciu sita.

Kiedy zawartość srebra w paście jest większa niż 50%, wtedy ścieżki, których szerokość jest mniejsza niż 0,25 mm, mogą być stosowane jako ścieżki grzewcze bez zwiększania temperatury przy nominalnej mocy dopuszczalnej. Ścieżki, których zawartość srebra jest mniejsza, na przykład rzędu 35%, są stosowane raczej jako alarm i/lub antena.

Połączone zastosowanie pasty tiksotropowej składającej się z bardzo drobnych cząsteczek i sita o drobnych oczkach umożliwia drukowanie ścieżek przewodzących z doskonałą rozdzielczością.

Ponadto poprzez zwiększenie zawartości srebra w paście tiksotropowej możliwe jest zmniejszenie końcowej grubości ścieżek.

PL 198 898 B1

Chociaż jest on odpowiedni zwłaszcza dla past bazujących na srebrze, to wynalazek może być rozciągnięty na pasty zawierające metalowe cząsteczki zdolne do spełnienia wymaganego kryterium przewodności elektrycznej, takie jak cząsteczki miedzi albo złota.

Tafle szkła uzyskane za pomocą sposobu według wynalazku, chociaż wyposażone w węższe ścieżki, posiadają właściwości przewodności elektrycznej porównywalne z tymi dla tafli szkła wyposażonej w ścieżki uzyskane za pomocą tradycyjnego sitodruku, przy wszystkich innych elementach nie różniących się (ilość ścieżek, odległość pomiędzy ścieżkami, układ, itd.). Zwłaszcza w przypadku podgrzewanych tafli szkła, przy tej samej ilości ścieżek uzyskuje się podobną moc grzewczą.

Sposób według wynalazku umożliwia przezwyciężenie ograniczeń, które oznaczają konieczność zmiany przekroju ścieżek zgodnie z tym, gdzie są one zlokalizowane na tafli szkła. Ograniczenie takie istnieje na przykład dla tafli szkła o kształcie trapezu, gdzie ścieżki znajdujące się na części górnej są krótsze niż te z części dolnej, co wymaga takiego dostosowania przekroju ścieżek, aby utrzymać porównywalną moc grzewczą na całej powierzchni szkła. Ograniczenie to pojawia się w taflach szkła, w których maksymalna moc grzewcza jest pożądana w obszarze odpowiadającym polu widzenia kierowcy. W tym przypadku ścieżki przewodzące mają większą szerokość w pobliżu krawędzi bocznych niż w środku tafli szkła.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia ukształtowanie ścieżek o identycznej szerokości bez powodowania przez to zauważalnej różnicy w równomierności mocy grzewczej. Zmniejszenie oporności elektrycznej wynika z faktu, że pasta ma wysoką zawartość srebra, oraz że jest ona osadzana na większej grubości. Wartości maksymalnej dopuszczalnej temperatury szyn zbiorczych są respektowane bez konieczności nakładania dużej grubości pasty sitodrukowej o dużej przewodności. Najczęściej temperatura w pobliżu szyn zbiorczych jest o 15% mniejsza niż maksymalna temperatura dopuszczalna i nie przewyższa 50°C, w standardowych warunkach temperatury otoczenia, dla mocy nominalnej nie przekraczającej 450 watów i dla napięcia zasilania rzędu 11 do 14 wolt.

Wytwarzanie na skalę przemysłową tafli szkła zgodnie ze sposobem według wynalazku umożliwia oszczędności na paście sitodrukowej, zwłaszcza kiedy zawiera ona dużo srebra (zawartość większa albo równa 80%). Jest to prawdą w przypadku wytwarzania ścieżek grzewczych, a tym bardziej w przypadku ścieżek przeznaczonych do funkcjonowania jako alarm i/lub antena.

Według pierwszego korzystnego przykładu wykonania pasta tiksotropowa posiadająca zawartość srebra większą niż 35%, korzystnie 50%, a jeszcze lepiej 70%, której większość (przynajmniej 98%) cząsteczek składowych ma rozmiar mniejszy niż 25 ąm, a korzystnie 12 ąm, jest stosowana wraz z sitem do sitodruku posiadającym przynajmniej 90 nici na cm i grubość powłoki przynajmniej 30 ąm, a korzystnie 50 do 100 ąm. Ten sposób działania umożliwia osadzanie na podłożu, poprzez drukowanie, podczas jednego przejścia, grubości pasty do sitodruku, która jest względnie duża w porównaniu z grubościami, które są zwykle uzyskiwane. Tak więc uzyskane w ten sposób osady mają po wypaleniu grubość mniejszą niż 35 ąm, a bardziej ogólnie rzędu 15 do 25 ąm.

Sito stosowane w zakresie niniejszego przykładu wykonania posiada grubość powłoki, która jest większa (więcej niż 30 ąm) niż dla sit o odpowiadającej mu ilości nici stosowanych dla danego zastosowania (generalnie mniej niż 10 ąm). Sito to może być uzyskane za pomocą technologii fotograficznej, która polega na pokryciu powierzchni sita warstwą albo błoną żywicy fotosieciowanej oraz na rzutowaniu diapozytywu w celu odtworzenia wzoru druku na sicie. W niniejszym przypadku zastosowana jest żywica fotosieciowana o wstępnie zwiększonej czułości, która może tworzyć powłokę, która jest wystarczająco trwała, aby wytrzymać działanie listwy zgarniającej do sitodruku, w bardzo krótkim czasie, rzędu 150 sekund albo nawet krótszym. Poprzez porównanie, przy tradycyjnej żywicy fotosieciowanej konieczne jest stosowanie długiego czasu naświetlania, rzędu 5 do 6 minut, w celu uzyskania usieciowania na całej grubości powłoki. Termin „żywica fotosieciowana o wstępnie zwiększonej czułości” odnosi się w tym przypadku do żywicy wstępnie usieciowanej, która zawiera jeden albo więcej polimerów o małej masie cząsteczkowej, zdolnych do reagowania pod wpływem światła w celu utworzenia wzajemnie połączonej sieci. Żywica fotosieciowana o wstępnie zwiększonej czułości może być stosowana zwłaszcza w postaci warstwy emulsji osadzonej bezpośrednio na sicie, albo błony podtrzymującej wspomnianą żywicę, przy czym błona ta jest nawilżona przed nałożeniem na powierzchnię sita. Poprzez ograniczenie czasu naświetlania, jest więc możliwe zapobieganie niepożądanym efektom świetlnym w pobliżu krawędzi maski drukarskiej, czyli światłu, które powoduje niepożądane sieciowanie żywicy. Powoduje to zmniejszenie rozmiaru wydrukowanego wzoru w stosunku do wzoru maski, na powierzchni wystawionej na naświetlanie, co następnie powoduje,

PL 198 898 B1 podczas wykonywania sitodruku, zmniejszenie ilości pasty osadzonej na podłożu i gorszą rozdzielczość przy drukowaniu ścieżek.

Korzystne jest wybranie sita, którego krawędzie, odpowiadające wzorom druku, są zasadniczo równoległe na całej grubości, tak że otwór zaprojektowany w celu przechodzenia przez niego pasty pozostaje zasadniczo o stałej wielkości od jednej do drugiej powierzchni sita. W każdym przypadku pożądane jest, aby zmiany otworu pomiędzy obiema powierzchniami sita, dla tego samego wzoru, były mniejsze niż 20%, a korzystnie 10%. Poprzez porównanie w przypadku wspomnianej powyżej tradycyjnej żywicy fotosieciowanej długi czas naświetlania potrzebny do usieciowania nie umożliwia uzyskania pożądanego otworu, odpowiadającemu drukowanemu wzorowi (zmniejszenie otworu albo nawet całkowite zablokowanie).

Typ nici tworzących sito nie jest wielkością krytyczną. Korzystnie nici są wykonane z poliestru, a każda nić składa się z pojedynczej nici (włókna elementarnego) o średnicy pomiędzy 30 i 60 ąm, a korzystniej 40 i 50 ąm.

Listwa zgarniająca, która umożliwia przeciśnięcie pasty przez sito do sitodruku, może być normalną listwą zgarniającą posiadającą krawędź drukową ustawioną pod kątem prostym, która jest fazowana albo zaokrąglona. Zastosowanie tego drugiego typu listwy zgarniającej umożliwia uzyskanie pewnego zwiększenia naprężenia ścinającego, a stąd zmniejszenia lepkości pasty podczas przechodzenia przez sito. Korzystnie listwa zgarniająca jest wykonana z materiału typu polimerowego, na przykład poliuretanu, posiadającego twardość A według Shore'a pomiędzy 65 i 85.

Dzięki wynalazkowi możliwe jest uzyskanie ścieżek przewodzących posiadających po wypaleniu opór powierzchniowy mniejszy niż 2,5 milioma do kwadratu, dla grubości 10 ąm, co odpowiada oporowi właściwemu mniejszemu niż 2,5 ąoma*cm.

Ponadto ścieżki przewodzące mają zadawalającą odporność na ścieranie, nawet kiedy ich grubość jest duża. Jest to przypisywane większemu zagęszczeniu cząsteczek srebra w paście podczas wypalania.

Poniżej opisane jest wytwarzanie podgrzewanej tafli szkła w celu zastosowania jej jako tylnej ogrzewanej szyby pojazdu silnikowego.

Tiksotropowa pasta do sitodruku zawiera 80% srebra, 4% stopionego szkła i 16% czynnika, który pełni funkcję ułatwiania nakładania na podłoże. Wszystkie cząsteczki zawarte w paście mają rozmiar mniejszy niż 15 ąm. Stosunek lepkości bez naprężenia ścinającego do lepkości pod działaniem naprężenia ścinającego w warunkach wykonywania sitodruku jest równy 200.

Sito jest wykonane z tkaniny 100 T sprzedawanej przez SEFAR, która zawiera 100 nici na cm, przy czym każda nić składa się z pojedynczej nici poliestrowej o średnicy 40 ąm, oraz posiada oczko siatki równe 58 ąm. Sito jest pokryte warstwą żywicy fotosieciowanej o wstępnie zwiększonej czułości o grubości 80 ąm, a wzór odpowiadający masce druku jest odtwarzany na sicie za pomocą technologii fotograficznej (czas naświetlania: 150 sekund; moc listwy: 7000 W). Krawędzie powłoki dla wzorów odtwarzających ścieżki są równoległe, co oznacza, że otwór do przechodzenia pasty jest stały od jednej do drugiej powierzchni sita.

Wzór sita jest drukowany na arkuszu szkła za pomocą prostokątnej poliuretanowej listwy zgarniającej o twardości A według Shore'a wynoszącej 85. Przy prędkości druku wynoszącej 20 m/min i odsunięciu styku 8 mm tworzone są ścieżki, które po cyklu wypalania (od temperatury otoczenia do 650°C podczas 150 s) mają szerokość 0,2 do 0,22 mm i grubość 15 ąm. Tafla szkła wyposażona w szyny zbiorcze dla prądu ma takie same osiągi, jeśli chodzi o wytrzymałość i moc grzewczą, jak tafla szkła posiadająca identyczną ilość ścieżek przewodzących, rozmieszczonych w ten sam sposób, uzyskanych za pomocą tradycyjnego sitodruku (szerokość większa niż 0,5 mm).

Poniżej zostanie opisane wytwarzanie podgrzewanej tafli szkła według innego wariantu wynalazku, ale także przeznaczonej do stosowania jako podgrzewana tylna szyba pojazdu silnikowego.

Chociaż normalne listwy zgarniające posiadają prostokątną zaostrzoną krawędź druku, za pomocą której pasta jest drukowana poprzez sito na znajdującej się pod nim powierzchni, to okazało się, że korzystne dla wdrożenia wynalazku jest zastosowanie zmodyfikowanej krawędzi druku listwy zgarniającej, zapewniającej pewien efekt klina. Wyjaśnienie występowania tego efektu, wynikającego z fazowania albo zaokrąglenia wspomnianej krawędzi druku do tego specyficznego kształtu, nie zostało jeszcze odkryte, ale można przyjąć, że występuje efekt odwrotny do tiksotropii - to znaczy zmniejszenia lepkości podczas zwiększania naprężenia ścinającego wywieranego na czynnik tiksotropowy - pasty do sitodruku.

PL 198 898 B1

Prędkość drukowania za pomocą listwy zgarniającej jest nieco mniejsza w porównaniu z normalnymi sposobami, z powodu konieczności zmuszenia pasty do przejścia przez szczeliny albo otwory o znacznie mniejszych przekrojach w porównaniu z przekrojami znanych powłok sitodrukowych. Ponadto odsunięcie styku sita (to znaczy odległość pomiędzy swobodnie naprężonym sitem i podłożem, na którym ma być wykonane drukowanie, w tym przypadku tafli szkła) jest ustawione na 10 mm.

Przy takich materiałach i wymiarach można po wypaleniu uzyskać opór właściwy mniejszy niż 2, 5 ąoma*cm.

Jako pasta stosowany jest produkt H 669, dostarczony przez DuPont, którego lepkość jest równa 17 Pa * s (paskal * sekunda). Zawiera ona tylko cząsteczki o rozmiarze mniejszym albo równym 10 ąm. Posiada ona stosunek lepkości bez naprężenia ścinającego do lepkości pod działaniem naprężenia ścinającego w warunkach wykonywania sitodruku równy 100.

Sito jest wykonane z tkaniny 95 T, sprzedawanej przez SSATI S.p.A., Włochy, która zawiera 95 nici na cm, a każda nić składa się z pojedynczej nici wykonanej z poliestru posiadającej średnicę 40 ąm, oraz posiada oczko siatki równe 65 ąm. Sito jest pokryte warstwą żywicy fotosieciowanej o wstępnie zwiększonej czułości o grubości około 16 ąm, a wzór odpowiadający masce druku jest odtworzony na sicie za pomocą technologii fotograficznej. Krawędzie powłoki we wzorach odtwarzających ścieżki są równoległe, co oznacza, że otwór do przechodzenia pasty jest stały od jednej do drugiej powierzchni sita. Najwęższa ze szczelin wykonanych w powłoce ma szerokość około 250 ąm.

Wzór sita jest wydrukowany na arkuszu szkła za pomocą poliuretanowej listwy zgarniającej, której krawędź jest wyposażona w skos wykonany pod kątem 45° na szerokości 0,2 mm, o twardości A według Shore'a wynoszącej 65. Przy prędkości druku wynoszącej 0,35 m/s i odsunięciu styku 10 mm tworzone są ścieżki, które po cyklu wypalania (od temperatury otoczenia do 650°C podczas 150 s) mają szerokość 0,2 do 0,22 mm i grubość 12-15 ąm. Tafla szkła wyposażona w szyny zbiorcze dla prądu ma takie same osiągi, jeśli chodzi o wytrzymałość i moc grzewczą, jak tafla szkła posiadająca identyczną ilość ścieżek przewodzących, rozmieszczonych w ten sam sposób, uzyskanych za pomocą tradycyjnego sitodruku (szerokość większa niż 0,5 mm).

Claims (17)

1. Sposób wytwarzania ścieżek przewodzących prąd elektryczny na przezroczystym podłożu, zgodnie z którym pastę przewodzącą prąd elektryczny nakłada się, poprzez sitodruk, na powierzchnię podłoża i tworzy się określony wcześniej wzór ścieżek, po czym ścieżki wypala się, znamienny tym, że stosuje się pastę tiksotropową, posiadającą stosunek lepkości bez naprężenia ścinającego do lepkości pod działaniem naprężenia ścinającego w warunkach wykonywania sitodruku wynoszący przynajmniej 50, oraz posiadającą zawartość srebra większą niż 35%, oraz sito, którego powłokę wyposaża się, przynajmniej częściowo, w szczeliny, których najwęższa szerokość jest najwyżej równa około 0,25 mm ± 0,05 mm, tak że szerokość najmniejszej ze ścieżek przewodzących prąd elektryczny wykonanych poprzez sitodruk jest mniejsza lub równa 0,3 mm.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się pastę składającą się w 98% z cząsteczek posiadających rozmiar mniejszy albo równy 25 ąm, oraz sito zawierające przynajmniej 90 nici na cm.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się pastę tiksotropową posiadającą zawartość srebra większą niż 50%, a korzystnie 70%, oraz w której przynajmniej 98% cząsteczek posiada rozmiar mniejszy niż 12 ąm.

4. Sposób według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że stosuje się sito posiadające przynajmniej 95 nici na cm, oraz tym, że indywidualne ścieżki przewodzące nakłada się poprzez drukowanie, przy czym ich najmniejsza szerokość jest mniejsza niż 0,25 mm.

5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się sito wyposażone w powłokę posiadającą grubość większą albo równą 10 ąm.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się sito o grubości powłoki zawartej pomiędzy 50 i 100 ąm.

7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się sito wyposażone w powłokę, której krawędzie odpowiadające wzorom druku są zasadniczo równoległe na całej grubości.

8. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się sito, którego powłokę uzyskuje się poprzez naświetlenie żywicy fotosieciowanej o wstępnie zwiększonej czułości.

PL 198 898 B1

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że żywicę osadza się w postaci emulsji albo błony podtrzymującej żywicę nakładaną na powierzchnię sita.

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się listwę zgarniającą posiadającą twardość A według Shore'a wynoszącą około 65 do 85 i prostokątną krawędź druku.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się listwę zgarniającą posiadającą twardość A według Shore'a wynoszącą około 65 do 85 i krawędź druku fazowaną z kątem 45° albo zaokrągloną.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się pastę tiksotropową posiadającą zawartość srebra większą albo równą 80%, oraz kształtuje się indywidualne ścieżki przewodzące, których najmniejsza szerokość mieści się pomiędzy 0,1 i 0,25 mm.

13. Przezroczyste podłoże, zawierające ścieżki przewodzące prąd elektryczny nakładane poprzez drukowanie na powierzchni za pomocą sitodruku, znamienne tym, że minimalna szerokość ścieżek jest mniejsza albo równa 0,3 mm, a korzystnie 0,25 mm.

14. Podłoże według zastrz. 13, znamienne tym, że ścieżki są z pasty do sitodruku posiadającej zawartość srebra większą niż 35%.

15. Podłoże według zastrz. 14, znamienne tym, że ścieżki są z pasty do sitodruku posiadającej zawartość srebra większą niż 50%, a korzystnie 70%.

16. Podłoże według zastrz. 13, albo 14, albo 15, znamienne tym, że ścieżki wystają powyżej powierzchni na wysokość mniejszą niż 35 ąm.

17. Podłoże według zastrz. 13, znamienne tym, że zawiera ponadto dwie szyny zbiorcze dla prądu, pomiędzy którymi są usytuowane ścieżki przewodzące, których przynajmniej fragmenty mają szerokość mniejszą albo równą 0,3 mm, przy czym temperatura w pobliżu szyn zbiorczych nie przewyższa 50°C, przy standardowej temperaturze otoczenia, dla mocy nominalnej nie przekraczającej 450 watów i napięcia zasilania 11 do 14 wolt.