PL203437B1 - Płyta przezroczysta i kompozytowy panel zawierający płytę przezroczystą - Google Patents

Abstract

Wynalazek odnosi się do przezroczystego okna (1.1), w szczególności do szkła okiennego, mającego co najmniej jedną przewodzącą elektryczność, nie przeźroczystą powierzchnię styku (3), zapewnioną na jednej z jego powierzchni, dla połączenia ich za pomocą lutowania do części łączących (4). Wynalazek charakteryzuje się tym, że w obszarze miejsca lutowania, powierzchnia styku jest wyposażona w co najmniej jedno wycięcie (3A), po to aby wejście lutowniczego metalu (5) było widoczne poprzez okno (1), po tym jak części łączące (4) zostaną przylutowane na powierzchni styku (3). Takie ukształtowanie umożliwia niezawodną weryfikację wizualną miejsc lutowania, nawet wtedy gdy miejsce lutowania jest zawarte wewnątrz kompozytów szyby, a lutowanie nastąpiło przypadkowo w związku z wprowadzeniem ciepła indukcyjnego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest płyta przezroczysta i kompozytowy panel zawierający płytę przezroczystą. Tego typu płyta jest stosowana zwłaszcza jako szyba samochodowa. W budownictwie istnieje również wiele zastosowań dla płyt wyposażonych w funkcjonalne elementy elektryczne, które muszą być zaopatrzone w połączenia lutowane (na przykład oszklenie wyposażone w alarm, powierzchnie grzejne, itd.).

Znane jest zastosowanie takich płyt w wielu konstrukcjach. Zazwyczaj płyty zawierają na swojej powierzchni elektryczne, funkcjonalne elementy, takie jak przewodzące elektrycznie ścieżki, powierzchnie grzejne, czy anteny, również w postaci powłok ułożonych na całej powierzchni, które muszą być połączone lutowaniem z przynajmniej jedną powierzchnią stykową do zewnętrznego elementu połączeniowego.

Często powierzchnie stykowe (na przykład przewodzące ścieżki, czy zależnie od przypadku, same elementy funkcjonalne) są wytworzone przez zastosowanie wypalania elektrycznie przewodzącej pasty. Czasami są również stosowane cienkie paski cynowanej metalowej folii, które są połączone lutowaniem do powierzchni płyty, wstępnie ocynowane w odpowiednich miejscach. We wszystkich tych przypadkach, element połączeniowy jest przykładany do powierzchni stykowej od swobodnej strony i następnie lutowany.

Znane jest również wiele sposobów wytwarzania kompozytowych płyt szklanych, które zawierają elektryczne, funkcjonalne elementy umieszczone pomiędzy ich sztywnymi płytami i które są zaopatrzone w pobliżu krawędzi kompozytowych płyt szklanych w przeznaczone do przylutowania elektryczne elementy połączeniowe, rodzaju wskazanego na początku. Oczywiście elementy połączeniowe, o ile możliwe, płaskie elementy używane w tym przypadku, mają na przykład konstrukcję opisaną w dokumencie DE-C2 19 536 131. W tym rozwią zaniu zaproponowano również (DE-C1 19 829 151) dostarczenie ciepła niezbędnego dla indukcyjnego lutowania miękkiego, lub za pomocą wiązki laserowej zaraz po wytworzeniu wstępnego kompozytu. Przez termin „lutowanie miękkie” rozumie się użycie spoiwa lutowniczego o niskiej temperaturze topnienia, nie przekraczającej 450°C.

Podstawową zasadą jest, żeby elementy połączeniowe, które mają być przylutowane, czy same miejsca lutowania, były optycznie zamaskowane nieprzezroczystymi, barwnymi warstwami. W większości standardowych przypadków, w których używa się płyty jako szyby samochodowe, są one prawie zawsze zaopatrzone w obwodowy pas graniczny w formie ramy, wykonany z czarnej sitodrukowej pasty, który jest również odpowiedni dla zamaskowania obszarów połączeń elektrycznych. Te szyny zbiorcze, czy faktyczne powierzchnie stykowe również nie są przezroczyste, ponieważ są wykonane z sitodrukowej pasty z wysoką zawartością srebra lub, jak nadmieniono, są wykonane w formie pasków z folii metalowej. W pojeździe, po stronie pasażera, graniczne rejony płyt i kołnierze montażowe nadwozia, które je podtrzymują, zazwyczaj są przykryte i zamaskowane przez elementy wyposażenia wnętrza.

W przypadku przezroczystych pł yt zaopatrzonych w powierzchnie stykowe, w szczególnoś ci dla miejsc lutowania umieszczonych wewnątrz szklanych płyt kompozytowych, które są wygrzewane zaraz po wyprodukowaniu tych kompozytów, powstał problem jak poprzez płytę rzetelnie sprawdzić rezultat lutowania.

Z opisu patentowego EP-B1-281 351 znany jest szczególnie pogl ą dowy przykład takich miejsc lutowania, w których obramowana powierzchnia stykowa jest wytwarzana na nieprzezroczystej powłoce powierzchni płyty szklanej, przy użyciu sitodrukowego szablonu o specjalnym wzorze, do którego struktury może przywrzeć lepiej płynne spoiwo lutownicze. Wizualna inspekcja tych miejsc lutowania jest możliwa tylko od swobodnej strony płyty. Z powodu nieprzezroczystej powłoki, tylna strona powierzchni stykowej nie jest widoczna przez tę płytę.

Jak to ujawniono w opisie patentowym DE-C2-19 536 131 jest możliwe umieszczenie kilku powierzchni stykowych odseparowanych elektrycznie jedna od drugiej i umieszczonych koło siebie, jedna obok drugiej.

Płyta przezroczysta, według wynalazku, zwłaszcza płyta szklana, posiadająca co najmniej jedną elektroprzewodzącą, nie przezroczystą powierzchnię stykową, umieszczoną na jednej z jej powierzchni, do łączenia lutowaniem z elementem połączeniowym, charakteryzuje się tym, że w obszarze miejsca lutowania powierzchnia stykowa ma co najmniej jedno wycięcie, przez które spoiwo lutownicze jest widoczne poprzez płytę, gdy element połączeniowy jest przylutowany do powierzchni stykowej.

PL 203 437 B1

Na powierzchni płyty jest usytuowanych kilka powierzchni stykowych i/lub kilka wycięć wykonanych w każdej powierzchni stykowej.

Korzystnym jest, gdy na powierzchni stykowej i w wycięciu lub wycięciach jest ułożone spoiwo lutownicze.

Element połączeniowy zawiera, przed lutowaniem, depozyty spoiwa lutowniczego, w postaci kropelek lub cienkiej warstwy, a w szczególności powierzchnia stykowa zawiera, przed lutowaniem, usytuowane korzystnie dookoła wycięcia lub wycięć, depozyty spoiwa lutowniczego, w postaci kropelek lub cienkiej warstwy. Pomiędzy powierzchnią płyty i powierzchnią stykową lub na wierzchu powierzchni stykowej z wycięciem jest usytuowany układ wielowarstwowy przezroczysty dla światła widzialnego zawierający co najmniej jedną przewodzącą elektrycznie warstwę, która jest połączona z powierzchnią stykową w sposób przewodzący elektryczność.

Układ wielowarstwowy stanowi grzejnik powierzchniowy i ma elektryczny styk, a zwłaszcza układ wielowarstwowy stanowi antenę i ma elektryczny styk.

Płyta ma postać sztywnej płyty stanowiącej część kompozytowego szklanego panelu, przy czym co najmniej powierzchnia stykowa i miejsce lutowania są umieszczone wewnątrz wielopłytowego kompozytu szklanego panelu.

Kompozytowy panel zawierający płytę przezroczystą, według wynalazku, stanowiącą pierwszą sztywną płytę oraz zawierający co najmniej drugą sztywną płytę, charakteryzuje się tym, że druga sztywna płyta zawiera nieprzezroczystą powłokę, stanowiącą maskujące pokrycie powierzchni stykowej.

Zaletą rozwiązanie według wynalazku jest to, że w istniejącej powierzchni stykowej zostało uformowane przynajmniej jedno okno obserwacyjne, które pozostaje widoczne przez przezroczystą płytę zaopatrzoną w powierzchnię stykową. Dzięki prostej weryfikacji wizualnej, po przylutowaniu elementów połączeniowych w ich miejscach, jest możliwe zaobserwowanie, czy spoiwo lutownicze stopiło się i w jakim stopniu. Ilość spoiwa lutowniczego i miejsce lutowania są ustalone tak, że w przypadku prawidłowego lutowania, część spoiwa lutowniczego wypłynie i będzie to optycznie widoczne w oknie obserwacyjnym lub, zależnie od przypadku, zmiana wynikająca z roztopienia powierzchniowej struktury spoiwa lutowniczego też będzie widoczna. W ten sposób, gdy spoiwo lutownicze po lutowaniu jest rozprzestrzenione na powierzchni stykowej, wizualna inspekcja nacięć może być zautomatyzowana przy pomocy kamer cyfrowych. Sama płyta zaś pozostaje nietknięta.

Wycięcie, na przykład otwór w powierzchni stykowej o średnicy 3 do 5 mm, jest wystarczający, by powierzchnia ocynowanego elementu połączeniowego była widoczna. Oko wyszkolonego weryfikatora lub odpowiednie monitorujące urządzenie optyczne wykryje, czy miało miejsce lutowanie kompletne. Jest oczywiste, że jeśli zajdzie taka potrzeba, można wykonać kilka takich wycięć jedno obok drugiego, które mogą być umieszczone w z góry określonym właściwym układzie. Jeśli powierzchnia stykowa została naniesiona sitodrukiem, proponuje się umieszczenie w sicie sitodruku, w miejscu omawianej jednej bądź kilku pozycji, odpowiedniej maski, aby zapobiec nałożeniu pasty sitodrukowej w obszarze wycięcia. Jeś li powierzchnia stykowa jest uformowana z paska metalowej folii, wycię cie może być wycięte lub wykrojone odpowiednimi narzędziami w zamierzonym punkcie. Po operacji lutowania, można sprawdzić bezpośrednią obserwacją, przez to wycięcie wykonane w rejonie lutowania powierzchni stykowej, czy te depozyty spoiwa lutowniczego w postaci kropel zostały stopione i zlane ze sobą. Jeśli preferowane jest wstępne ocynowanie cienką warstwą spoiwa lutowniczego odpowiadającej powierzchni stykowej (elementu połączeniowego), w celu zminimalizowania całkowitej grubości miejsca połączenia (szczególnie, jeśli połączenie ma być umieszczone w kompozytowej szklanej płycie), wtedy w wyniku topnienia zostaje zmodyfikowana przynajmniej struktura ocynowanej powierzchni. W takim przypadku lutowanie również może być optycznie sprawdzone przez wycięcie. Taki depozyt spoiwa lutowniczego jest wytwarzany w postaci warstwy o grubości kilku mikronów (10 do 15 μm). Zostało zauważone, że kolejnym pożytkiem tego wycięcia lub wycięć w obszarze lutowniczym powierzchni stykowej jest również uzyskanie zwiększonej mechanicznej wytrzymałości w miejscu faktycznego lutowania, w taki sposób, że element połączeniowy może wytrzymać działanie większych sił rozciągających. Jest to pożyteczne, gdy trwa przemieszczanie tej płyty, gdy jest transportowana i mocowana, ponieważ rzadko się zdarza, by można było naprawić uszkodzone przypadkowo elementy połączeniowe, które mają być lutowane i zależnie od przypadku, płyta będąca przedmiotem rozważań musi być wyciągnięta z serii.

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładach wykonania na podstawie rysunku, na którym fig. 1 jest schematycznym przekrojem przez części kompozytowego panelu szklanego zaopatrzonego

PL 203 437 B1 w powierzchnię stykową mają c ą wycięcie i element połączeniowy, fig. 2 ilustruje kompozytowy panel szklany, w przekroju, po zmontowaniu i zalutowaniu miejsca elementu połączeniowego.

Jak to przedstawiono na fig. 1, obszar krawędzi kompozytowego panelu szklanego 1 jest utworzony z sztywnej, pierwszej płyty 1.1, drugiej sztywnej płyty 1.2 i termoplastycznej, lepkiej warstwy wewnętrznej 1.3. Korzystnie dwie sztywne płyty są wykonane ze szkła, ale mogą być również wykonane z materiału syntetycznego. Warstwą wewnętrzną jest, na przykład, arkusz poliwinylobutyralu - zwykłego adhezyjnego materiału dla kompozytowych paneli szklanych.

Układ wielowarstwowy 2 (cienkowarstwowy), wysoce przezroczysty dla światła widzialnego i dający się naprężać termicznie jest nakładany na płaszczyznę powierzchni sztywnej płyty 1.1 zwróconej do warstwy wewnętrznej. Zawiera on co najmniej jedną elektrycznie przewodzącą funkcjonalną warstwę, korzystnie wykonaną z metalu i warstwy przeciwodblaskowej, które zawierają między sobą funkcjonalną warstwę. Bardziej szczegółowa struktura układu wielowarstwowego 2 nie jest istotna jeśli chodzi o wynalazek, tak więc nie będzie dalej wyjaśniana.

Co więcej, dodatkowo do jej działania jako izolacji termicznej lub zależnie od przypadku działalności odblaskowej IR, elektrycznie przewodząca warstwa cienkowarstwowego układu wielowarstwowego 2 będzie używana jako warstwa grzejna. Korzystnie może działać jako antena. W tym celu musi być wykonane kilka zewnętrznych styków. Obecnie opiszemy konstrukcję pojedynczego elementu połączeniowego. W układzie wielowarstwowym 2, w pobliżu krawędzi pierwszej sztywnej płyty 1.1 jest ukształtowana, znanym sposobem, powierzchnia stykowa 3 z elektrycznie przewodzącej nie przezroczystej pasty, która będzie wypalana. Jest ona przerwana wycięciem 3A, które, zgodnie z wynalazkiem, tworzy okno obserwacyjne usytuowane w środku powierzchni stykowej 3.

Elektrycznie przewodzący materiał powierzchni stykowej 3 zapewnia elektrycznie przewodzące połączenie z elektrycznie przewodzącą warstwą układu wielowarstwowego 2. To połączenie jest uformowane, na przykład, przez ogrzanie płyty 1.1 do temperatury mięknięcia (około 650°C), w której po nałożeniu układu wielowarstwowego 2 i wydrukowaniu powierzchni stykowej 3 wygina się ją stosownie, a następnie pozostawia do ostygnięcia. W trakcie tej operacji wygrzewania, wytwarzany jest niezbędny styk.

Eksperymenty pokazały, że szczególnie w innych konfiguracjach układu wielowarstwowego, cienkowarstwowego i/lub materiału powierzchni stykowej, jest możliwe używanie znacząco niższych temperatur, na przykład temperatury około 180°C, dla wysuszenia pasty sitodruku, do utworzenia elektrycznego styku. Taki zakres temperaturowy, są w stanie wytrzymać, niektóre materiały syntetyczne, z których mogą być wytwarzane przezroczyste płyty. Układ wielowarstwowy 2 może również, w znany sposób, być nałożony tylko po nałożeniu powierzchni stykowej; w tym przypadku, układ wielowarstwowy 2 pokrywa powierzchnię stykową 3 wraz z wycięciem 3A. Zapewniony jest wtedy również elektryczny kontakt, ponieważ mikro-nieregularności powierzchni stykowej przedostają się przez wyjątkowo cienki układ wielowarstwowy (grubość mieści się w zakresie nanometrów).

Generalnie konstrukcja przewodnika pokazanego tutaj jako powierzchnia stykowa 3 jest szyną, zwaną kolektorem, który rozciąga się równolegle do krawędzi płyty 1.1 i praktycznie na jej całej długości. Umożliwia to dostarczanie prądu do warstwy 2 lub jego regularny odbiór. Zależnie od spełnianej funkcji, na szynie kolektora może być umieszczonych kilka elementów połączeniowych do przylutowania.

Ponad wycięciem 3A znajduje się koniec elementu połączeniowego 4 przeznaczonego do przylutowania, który musi być rozpostarty poprzecznie, na zewnątrz kompozytu i który w tym przypadku jest ukształtowany jako płaski przewodnik z podtrzymującym arkuszem 4.1 wykonanym z syntetycznego materiału i co najmniej metalowej folii przewodzącej 4.2. Cienka warstwa miękkiego spoiwa lutowniczego jest nałożona miejscowo, w granicach faktycznego obszaru lutowania, na metalowej folii. Tworzy ona depozyt 5 spoiwa lutowniczego dla przylutowania elementu połączeniowego 4, który ma być przylutowany do powierzchni stykowej 3. Generalną zasadą jest to, że rozmiar obszaru powierzchni do lutowania wynosi pomiędzy 100 do 400 mm². Pozwala to również na bezpieczne przewodzenie relatywnie dużych prądów grzejnych.

Nie przezroczysty pas graniczny stanowiący nie przezroczystą powłokę 6 jest wykonany z nie przezroczystej pasty, która będzie wypalana. Jest on ukształtowany na tej stronie powierzchni innej sztywnej płyty 12, zwróconej do warstwy wewnętrznej 13. Gdy kompozytowa płyta szklana jest w ostatecznym stadium (fig. 2), maskuje on optycznie miejsce lutowania, od strony zewnętrznej lub zależnie od przypadku powierzchnię stykową 3.

Figura 2 jest widokiem przekroju składników pokazanych na fig. 1 po złożeniu i połączeniu warstw lub zależnie od przypadku, płyty kompozytowej składającej się ze szklanej płyty 1 i wytwarzaPL 203 437 B1 nie elementu połączeniowego, który ma być przylutowany. Można również zauważyć, że stopienie i ściśnięcie warstwy wewnętrznej 1.3 wzdłuż krawędzi płyty uszczelnia powierzchnie umiejscowione dalej w kierunku do wewnątrz. Element połączeniowy 4, który ma być przylutowany, rozciąga się na zewnątrz od miejsca lutowania i jest szczelnie otoczony ze wszystkich stron materiałem warstwy wewnętrznej. Jeśli jest to konieczne, obszar mieszczący się pomiędzy dolną stroną elementu połączeniowego 4, który ma być przylutowany i powierzchnią płyty, może być również uszczelniony odpowiednim uszczelniaczem i/lub lepiszczem. Należy przypomnieć, że wybrano prezentację wysoce uproszczoną.

Można zobaczyć na przekroju, że miękkie spoiwo lutownicze cienkiej warstwy stanowiącej depozyt 5 zostało stopione, na przykład grzaniem indukcyjnym oraz, że dzięki ciśnieniu panującemu wewnątrz kompozytowej płyty szklanej wpłynęło bezpośrednio do wycięcia 3A. Spoiwo lutownicze nie może w takim przypadku wchodzić w styczność z powierzchnią wielowarstwowego układu 2. Ilość spoiwa lutowniczego z depozytu 5 spoiwa lutowniczego będzie określona w taki sposób, żeby uzyskać pożądany obszar lutowania w sposób dokładny i niezawodny. Ponieważ sztywna płyta 1.1 i układ wielowarstwowy 2 są przezroczyste, ten wynik lutowania, mianowicie modyfikacja warstwy spoiwa lutowniczego, może być wykryta bez jakiegokolwiek problemu gołym okiem patrząc poprzez płytę 1.1. Styk pomiędzy spoiwem lutowniczym i bocznymi ścianami wycięcia 3A skutkuje w tym samym czasie adhezją spoiwa lutowniczego z materiałem powierzchni stykowej.

Pomimo, że postać opisana powyżej może być zastosowana szczególnie korzystnie w kompozytowych szklanych płytach, które mają opisaną wyżej konfigurację, nie jest wykluczone zaopatrzenie powierzchni stykowych płyt monolitowych, które mają być lutowane, w opisane wycięcia i funkcje.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Płyta przezroczysta, zwłaszcza płyta szklana, posiadająca co najmniej jedną elektroprzewodzącą, nie przezroczystą powierzchnię stykową, umieszczoną na jednej z jej powierzchni, do łączenia lutowaniem z elementem połączeniowym, znamienna tym, że w obszarze miejsca lutowania powierzchnia stykowa (3) ma co najmniej jedno wycięcie (3A), przez które spoiwo lutownicze (5) jest widoczne poprzez płytę (1.1), gdy element połączeniowy (4) jest przylutowany do powierzchni stykowej (3).
2. 2. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że na powierzchni płyty (1.1) jest usytuowanych kilka powierzchni stykowych (3) i/lub kilka wycięć (3A) wykonanych w każdej powierzchni stykowej (3).
3. 3. Płyta według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że na powierzchni stykowej (3) i w wycięciu lub wycięciach (3A) jest ułożone spoiwo lutownicze.
4. 4. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że element połączeniowy (4) zawiera, przed lutowaniem, depozyty (5) spoiwa lutowniczego, w postaci kropelek lub cienkiej warstwy.
5. 5. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że powierzchnia stykowa (3) zawiera, przed lutowaniem, usytuowane korzystnie dookoła wycięcia lub wycięć (3A), depozyty (5) spoiwa lutowniczego, w postaci kropelek lub cienkiej warstwy.
6. 6. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że pomiędzy powierzchnią płyty (1.1) i powierzchnią stykową (3) lub na wierzchu powierzchni stykowej (3) z wycięciem (3A) jest usytuowany układ wielowarstwowy (2) przezroczysty dla światła widzialnego zawierający co najmniej jedną przewodzącą elektrycznie warstwę, która jest połączona z powierzchnią stykową (3) w sposób przewodzący elektryczność.
7. 7. Płyta według zastrz. 6, znamienna tym, że układ wielowarstwowy (2) stanowi grzejnik powierzchniowy i ma elektryczny styk.
8. 8. Płyta według zastrz. 6 albo 7, znamienna tym, że układ wielowarstwowy (2) stanowi antenę i ma elektryczny styk.
9. 9. Płyta według zastrz. 1, znamienna tym, że ma postać sztywnej płyty (1.1) stanowiącej część kompozytowego szklanego panelu (1), przy czym co najmniej powierzchnia stykowa (3) i miejsce lutowania są umieszczone wewnątrz wielopłytowego kompozytu szklanego panelu (1).
10. 10. Kompozytowy panel zawierający płytę przezroczystą stanowiącą pierwszą sztywną płytę oraz zawierający co najmniej drugą sztywną płytę, znamienny tym, że druga sztywna płyta (1.2) zawiera nie przezroczystą powłokę (6), stanowiącą maskujące pokrycie powierzchni stykowej (3).