WO2003076239A1 - Article de verre assemble au moyen d'une fixation metallique, et structure de joint utilisant ledit article - Google Patents

Article de verre assemble au moyen d'une fixation metallique, et structure de joint utilisant ledit article Download PDF

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Hideki Watanabe
Kazuo Yamada
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Definitions

  • the present invention relates to a glass article to which metal fittings are joined, and a joint structure between the glass article and the metal fittings.
  • the present invention particularly relates to a metal fitting using a lead-free solder alloy.
  • Conductive wires may be formed as defoggers on the surface of the glass plate used for the rear window of automobiles to secure visibility. Current is supplied to the defogger via a metal terminal for power supply. This metal terminal is provided on a bus bar connected to the defogger. Glass antennas are sometimes used for rear windows and side windows of automobiles. In a glass antenna, conductive lines (antenna patterns) are formed on the surface of a glass plate so as to draw a pattern corresponding to the wavelength to be received. A metal terminal is also provided at the feeding point of the antenna unit.
  • conductive wires and bus bars are formed by firing silver (Ag) paste printed on the surface of a glass plate.
  • Ag pastes usually contain Ag particles, glass frit and solvents.
  • the metal terminal is fixed on the conductive film formed by firing the Ag paste.
  • metal terminals have been soldered using tin-lead (311-? 13) solder alloys, but recently, from the viewpoint of environmental protection, lead-free solder (lead-free) has also been used in automotive window glass. Free solder) is required.
  • the conductive coating may dissolve into the solder joints, causing the appearance of the conductive coating to be impaired. Deterioration in appearance reduces joint strength at the same time. Second, it is more difficult to secure the bonding strength of metal terminals than when using an Sn-Pb alloy. This tendency is remarkable when a metal terminal having a plurality of bonding surfaces is used.
  • the first problem can be solved by adding Ag to Sn-based lead-free solder alloy.
  • the addition of Ag brings about an improvement in the joint strength as well as in the appearance.
  • a glass article to which metal fittings are joined and a conductive coating formed by firing a silver paste containing Ag particles and glass frit on at least a part of the surface of the glass article.
  • the joining surface of the metal fitting is fixed on the conductive coating with a lead-free solder alloy containing Sn as a main component, and the lead-free solder alloy has Ag of 1.5% by mass or more, for example, 1.5 to Provide a glass article containing 5% by mass.
  • a glass article to which metal fittings are joined A conductive film containing Ag is formed on at least a part of the surface of the metal film, and at least two joining surfaces of the metal fitting are fixed on the conductive film with a lead-free solder alloy containing Sn as a main component; Provided is a glass article in which the total area of the two joining surfaces is 37 mm 2 or more and 50 mm 2 or less.
  • a glass article to which a metal fitting is joined wherein a conductive film containing Ag is formed on at least a part of a surface of the glass article, and at least two joining surfaces of the metal fitting. Is fixed on the conductive coating by a lead-free solder alloy containing Sn as a main component, and the volume of the lead-free solder alloy at each of the at least two joining surfaces is determined by the area of the joining surface and the lead-free solder.
  • a glass article having a product of 1.0 to 2.0 times the thickness of the solder alloy is provided.
  • the main component refers to a component occupying 50% by mass or more according to conventional usage.
  • FIG. 1 is a sectional view showing an example of the glass article of the present invention.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing another example of the glass article of the present invention
  • FIG. 2B is a view of a metal terminal in this glass article as viewed from the back surface
  • FIG. It is a top view which shows another example of a surface shape.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the glass article of the present invention.
  • FIG. 4 is a graph showing the measurement results according to Example 1.
  • FIG. 5 is a graph showing measurement results according to the second embodiment.
  • solder joints using these lead-free alloys have poor stress relaxation characteristics.
  • the joint surface In the case where there are a plurality of pieces, since the thermal expansion coefficient between the metal part for connecting the joining surfaces and the glass is different, thermal stress is generated along the in-plane direction of the glass plate due to a temperature change due to soldering. For this reason, the strength of the glass plate decreases, and in some cases, cracks occur on the surface of the glass, which is a brittle material. In fact, in the tensile test of metal fittings (metal terminals), the terminal and the glass plate are broken not by the solder joint using the Sn-based lead-free alloy but by the inside of the glass near the solder joint. Was confirmed.
  • both thermal stress is involved in the decrease in bonding strength and the occurrence of cracks.
  • the former can be suppressed by limiting the bonding area to a predetermined range, and the latter can be suppressed by limiting the amount of solder used to such an extent that the bonding strength is not significantly reduced.
  • the junction area 3 7 mm 2 or more 5 0 mm 2 or less, particularly 4 0 mm 2 or more 4 5 mm 2 or less, the better to limit.
  • the volume V of the solder alloy is 1.0 to 2.0 times the product of the area S of the joint surface and the thickness T of the lead-free solder alloy, in other words, It is recommended that the following relational expression be satisfied.
  • Another advantage of adding Ag lies in the improvement of the joint strength.
  • the strength of solder joints using Sn-Ag alloys increases with increasing Ag content, but becomes almost constant when the Ag content exceeds about 2% by weight.
  • the Ag content in the Sn-Ag solder alloy is preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less.
  • the liquidus temperature becomes the lowest in the eutectic composition of Sn-3.5Ag (an alloy consisting of 3.5 mass% Ag and the balance of Sn) (221 ° C ).
  • the soldering iron tip temperature in this case is 310 to 320 ° C.
  • a low iron tip temperature is effective in alleviating the thermal stress caused by the difference in the thermal expansion coefficient of the joining members.
  • all A g is present as an intermetallic compound of Ag 3 S n. The precipitates are less likely to become coarser with the Sn—3.5Ag alloy than with the Sn—Pb alloy. This is due to the difficulty of diffusion of Ag atoms in solid phase Sn.
  • the preferred Ag content in the Sn—Ag-based alloy is 1.5 to 5% by mass, more preferably 2 to 4% by mass, and particularly preferably 2 to 3% by mass.
  • the Sn-based lead-free solder alloy having this Ag content is particularly suitable for use in joining metal fittings to a conductive film formed by sintering an Ag paste on the surface of a glass article. This alloy composition produces favorable results whether the number of joining surfaces is one or two or more.
  • the Sn—Ag-based alloy may contain other trace components. In this case, the content of the trace components is preferably 0.5% by mass or less.
  • a metal fitting having two or more joint surfaces is not particularly limited.
  • a metal terminal including a leg having the two or more joint surfaces, and a connecting portion projecting upward from the leg and connected to a cable It is good to Power can be supplied to the conductive film on the surface of the glass plate via the metal terminal.
  • the glass article is not particularly limited, and a glass plate made of, for example, a soda lime silica composition may be used as in the related art.
  • a glass plate made of, for example, a soda lime silica composition may be used as in the related art.
  • the conductive coating may be at least one selected from an antenna and a defogger.
  • the conductive film is preferably formed by printing a silver paste in a predetermined pattern suitable for functioning as an antenna and a chip or a defogger, and baking this.
  • the silver paste may be a composition containing silver particles, a glass frit, and a solvent, as has been conventionally applied to glass articles.
  • the composition is not particularly limited, but for example, silver particles may be used. 70 to 85% by weight, glass frit 1 to 20% by weight, and solvent 5 to 25% by weight.
  • a conductive film 3 is formed on a surface of a glass plate 2 so as to draw a predetermined pattern.
  • a metal terminal 5 is joined on the conductive film 3 by a lead-free solder alloy 4.
  • the terminal 5 has two joining surfaces 5a and 5b, and includes a leg 5c that bridges the joining surface and a connecting portion 5d that protrudes upward from the leg.
  • the lead-free solder alloy 4 spreads slightly on the conductive coating 3 side, but the solder alloy 4 does not protrude significantly from the bonding surfaces 5a and 5b, and the bonding surfaces 5a and 5b and the coating 3 Is almost staying between.
  • the amount of the solder alloy 4 supplied in a state where the solder alloy 4 is fixed to the joining surfaces 5a and 5b of the terminals in advance may be limited to an appropriate range.
  • FIG. 1 shows the terminal 5 formed by folding the metal part forming the leg 5c and the metal part forming the connection part 5d, the shape of the terminal is not limited to this. For example, as shown in FIG.
  • Terminal 5 may be used. These terminals can be formed by bending a single metal plate.
  • the connecting portion 5 d of the terminal 5 is connected to a wire 6 having a connector 17 at the end.
  • the conductive film 3 is electrically connected to a power supply, an amplifier, and the like (not shown) via this wire.
  • the glass article according to the present invention has a joint structure in which the cable is connected to the connection part of the metal fitting and the cable and the conductive coating are electrically connected, in other words, the glass surface is connected to the conductive coating. Suitable for power supply structure.
  • the shape of the joining surface of the metal terminal is not limited to a rectangle (FIG. 2B), but may be a circle, an ellipse, a semicircle (FIG. 2C), a triangle, a polygon having five or more vertices, or the like. .
  • the Sn—Ag alloy of the present invention can be applied to a joint structure having only one joint surface.
  • a flat terminal 9 having one joint surface 9a and a connection portion 9d may be used.
  • the glass plate 2 is made of soda lime silica glass with a thickness of 3.1 mm, and the lead-free solder alloy 4 is made of an Sn-Ag alloy whose Ag content is shown in (Table 1).
  • the terminal 5 a terminal made of a copper metal plate was used. The areas of the two joining surfaces of the metal terminal 5 were adjusted so that they were equal in size (ratio 1: 1), and the total was 56 mm 2 .
  • the conductive coating 3 is screen printed with an Ag paste containing about 80% by mass of Ag particles, about 5% by mass of glass frit, and about 15% by mass of an organic solvent, dried, and further dried at about 700 ° C. It was formed by baking with C.
  • solder alloy was pre-filled on the joint surface of the metal terminal.
  • For soldering apply a flux to the solder alloy, press the joint surface of the metal terminal onto the conductive coating, and push a soldering iron (iron tip temperature: approx. 310) onto the terminal. It was implemented. After the completion of the work, it was left at room temperature for 24 hours.
  • the left column of the melting temperature is the solidus temperature, and the right column is the liquidus temperature.
  • FIG. 4 shows the relationship between the Ag content and the bonding strength.
  • the Ag content increases up to about 1.5 to 2% by weight, but becomes almost constant when it exceeds 2% by weight.
  • the liquidus temperature of the solder alloy was below 250 ° C except for samples 1 J and 1 K whose Ag content exceeded 5 wt%.
  • the solid phase temperature of each sample was 220 ° C or slightly lower.
  • the temperature characteristics of sample 1D to 1H are not only reduced in thermal stress but also cooling after soldering. This is advantageous for reducing time.
  • Example 2 A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that a Sn-Ag alloy containing 98% by mass of n and 2% by mass of Ag was used, and the total area of the joint surfaces was set to the value shown in (Table 2). I got
  • FIG. 5 shows the relationship between the total area of the joint surfaces (joint area) and the joint strength
  • the joint strength is reduced if the joint area is too large or too small.
  • a sample was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the lead-free solder alloy 4 and the total area of the joint surface at each joint surface were set to the values shown in (Table 3).
  • a cooling test was performed by a predetermined temperature cycle, and after 200 times, the state of the glass surface was visually checked every 100 times. Thermocycling was held for 30 minutes in one 3 0 ° C, the temperature was raised to 8 0 ° C for 3 min, and held in this state for 30 minutes, 3 minutes - you cooled to 3 0 D C cold A cycle test was performed. The results are shown in (Table 3).

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Description

金具が接合されたガラス物品、 およびこれを用いた接合構造 技 分野
本発明は、 金具が接合されたガラス物品、 およびガラス物品と金具と の接合構造に関する。 本発明は、 特に、 無鉛はんだ合金を用いた金具と 明
ガラス物品との適切な接合に関する。
田
背景技術
自動車のリアウインドウに用いるガラス板の表面には、 視界確保のた めに、 デフォッガとして導電線群 （熱線群） が形成されることがある。 デフォッガには、 給電用の金属端子を介して電流が供給される。 この金 属端子は、 デフォッガに接続されたバスバー上に設けられる。 自動車の リアウィンドウやサイドウインドウには、 ガラスアンテナが用いられる こともある。 ガラスアンテナでは、 ガラス板の表面に、 受信すべき波長 に応じたパターンを描くように導電線 （アンテナパターン） が形成され る。 このアンテナパ夕一ンの給電点にも金属端子が設けられる。
一般に、 導電線やバスバ一は、 ガラス板の表面に印刷した銀 （A g ) ペーストを焼成して形成される。 A gペーストは、 通常、 A g粒子、 ガ ラスフリツトおよび溶剤を含む。 この A gペーストを焼成して形成した 導電性被膜上に、 金属端子は固定される。 これまで、 金属端子は、 錫— 鉛系 （3 11—？ 13系） はんだ合金を用いてはんだ付けされてきたが、 近 年、 環境保護の観点から、 自動車用窓ガラスにおいても無鉛はんだ （鉛 フリーはんだ） の使用が求められている。
しかし、 無鉛はんだ合金、 特に S n系無鉛合金を用いてガラス板に金 属端子を接合すると、 以下の問題が生じる。 第 1に、 はんだ接合部に導電性被膜が溶け出し、 導電性被膜の外観が 損なわれることがある。 外観の低下は、 同時に接合強度を低下させる。 第 2に、 S n— P b系合金を用いた場合よりも金属端子の接合強度を 確保しがたくなる。 この傾向は、 複数の接合面を有する金属端子を用い た場合に顕著となる。
第 3に、 急激な温度変化により、 はんだ接合部近傍のガラス板表面に クラックが生じることがある。 ガラス板のクラックは、 それが微小であ つても、 長期間にわたるガラス板の強度の保持を考慮すると、 回避すベ きである。 この現象も、 複数の接合面を有する金属端子を用いた場合に 顕著となる。
第 2の問題に関連し、 例えば、 実公昭 6 1 - 3 7 1 8 2号公報には、 はんだ接合面積の増加に伴って接合強度が高くなつたことが報告されて いる。
発明の開示
第 1の問題は、 S n系無鉛はんだ合金への A gの添加により解消でき る。 A gの添加は、 外観の向上とともに接合強度の向上をもたらす。 本 発明は、 第 1の側面から、 金具が接合されたガラス物品であって、 この ガラス物品の表面の少なくとも一部に A g粒子およびガラスフリットを 含む銀ペーストを焼成して形成した導電性被膜を有し、 上記金具の接合 面が S nを主成分とする無鉛はんだ合金により上記導電性被膜上に固着 され、 上記無鉛はんだ合金が A gを 1 . 5質量％以上、 例えば 1 . 5〜 5質量％、 含有するガラス物品を提供する。
第 2の問題を解決するために、 接合面を拡張した金属端子を用いたと ころ、接合強度はむしろ低下した。驚くべきことに、接合強度の向上は、 従来よりも接合面を縮小した金属端子により実現できた。 本発明は、 第 2の側面から、 金具が接合されたガラス物品であって、 このガラス物品 の表面の少なくとも一部に A gを含む導電性被膜が形成され、 上記金具 の少なくとも 2つの接合面が S nを主成分とする無鉛はんだ合金により 上記導電性被膜上に固着され、 上記少なくとも 2つの接合面の合計面積 が 3 7 mm 2以上 5 0 mm 2以下であるガラス物品を提供する。
第 3の問題も、 はんだ量の増加ではなく減少により緩和できる。 接合 面からのはんだのはみ出しを抑制すると、 ガラス板に発生するクラック は減少した。 本発明は、 第 3の側面から、 金具が接合されたガラス物品 であって、 このガラス物品の表面の少なくとも一部に A gを含む導電性 被膜が形成され、 上記金具の少なくとも 2つの接合面が S nを主成分と する無鉛はんだ合金により上記導電性被膜上に固着され、 上記少なくと も 2つの接合面のそれぞれにおいて、 上記無鉛はんだ合金の体積が、 当 該接合面の面積と上記無鉛はんだ合金の厚みとの積の 1 . 0〜 2 . 0倍 であるガラス物品を提供する。
なお、 本明細書において、 主成分とは、 慣用に従い、 5 0質量％以上 を占める成分をいう。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明のガラス物品の一例を示す断面図である。
図 2 Aは、 本発明のガラス物品の別の一例を示す断面図であり、 図 2 Bは、 このガラス物品における金属端子を裏面から見た図であり、 図 2 Cは、 金属端子の接合面の別の形状例を示す平面図である。
図 3は、 本発明のガラス物品のまた別の一例を示す断面図である。 図 4は、 実施例 1による測定結果を示すグラフである。
図 5は、 実施例 2による測定結果を示すグラフである。
発明の実施の形態
S n系無鉛合金は S n— P b系合金よりも柔軟性に欠けるため、 この 無鉛合金を用いたはんだ接合部は応力の緩和特性に劣る。 特に、 接合面 が複数存在する場合には、 接合面を連結する金具部分とガラスとの熱膨 張係数が相違するため、 はんだ付けに伴う温度変化によりガラス板の面 内方向に沿って熱応力が発生する。このため、ガラス板の強度が低下し、 場合によっては脆性材料であるガラスの表面にクラックが発生する。 実 際に、 金具 （金属端子） の引っ張り試験では、 S n系無鉛合金を用いた はんだ接合部ではなく、 はんだ接合部近傍のガラス内部が破壊すること によって、 端子とガラス板とが破断することが確認された。
このように、 接合強度の低下およびクラックの発生には、 ともに熱応 力が関与していると考えられる。 そして、 前者は接合面積を所定範囲に 制限することにより、 後者ははんだの使用量を接合強度が大きく低下し ない程度に制限することによりそれぞれ抑制できる。 具体的には、 接合 面積は、 3 7 mm 2以上 5 0 mm 2以下、 特に 4 0 mm 2以上 4 5 mm 2 以下、 に制限するとよい。 接合面からのはんだのはみ出しが大きくなら ないように、 はんだ合金の体積 Vは、 接合面の面積 Sと無鉛はんだ合金 の厚み Tとの積の 1 . 0〜2 . 0倍、 換言すれば、 以下の関係式が成立 するように制限するとよい。
1 . 0 S T≤ V≤ 2 . 0 S T
A gを含まない S η系無鉛はんだ合金を、 A gペーストを焼成して形 成した A gを含む導電性被膜上で用いると、 はんだ合金の S nと導電性 被膜の A gとが化合物を形成し、 その結果、 導電性被膜が浸食される。 この浸食によるガラス物品の外観の低下を防ぐためには、 A gを 1 . 5 質量％以上含有する S n— A g系無鉛合金を用いるとよい。
A gを添加するもう一つの利点は、 接合強度の向上にある。 S n — A g系合金を用いたはんだ接合部の強度は、 A g含有率の増加とともに上 昇するが、 A g含有率が 2重量％程度を超えるとほぼ一定となる。
一方、 高すぎる A g含有率は、 材料費の高騰を招き、 合金の液相温度 を引き上げる。 液相温度が高くなると、 はんだ付けの温度が高くなるた め、 熱応力が大きくなり、 はんだ付けの作業性も低下する。 これを考慮 すると、 S n— Ag系はんだ合金における Ag含有率は 5質量％以下、 さらには 4質量％以下が好ましい。
S n— Ag系合金では、 S n— 3. 5 A g (3. 5質量％Agと残部 S nとからなる合金） の共晶組成において液相温度が最も低くなる （2 2 1 °C) 。 この場合のはんだ付けのコテ先温度は、 3 1 0〜320 °Cで ある。 低いコテ先温度は、 接合部材の熱膨張係数の相違に起因する熱応 力の緩和に効果がある。 なお、 S n— 3. 5Agでは、 すべての A gが Ag3S nの金属間化合物として存在している。 S n— 3. 5Ag合金 では、 S n— P b合金に比較して析出物が粗大化しにくい。 これは、 固 相の S n中において A g原子の拡散が困難であることによる。
以上のように、 S n— Ag系合金における好ましい A g含有率は、 1. 5〜5質量％、 さらに 2〜4質量％、 特に 2〜3質量％である。 この A g含有率を有する S n系無鉛はんだ合金は、 ガラス物品の表面に A gぺ 一ストを焼成して形成した導電性被膜上に、 金具を接合する用途に特に 適している。 この合金組成は、 接合面の数が 1であっても 2以上であつ ても好ましい結果をもたらす。 なお、 S n— Ag系合金には、 他の微量 成分が含まれていてもよいが、 この場合、 当該微量成分の含有量は 0. 5質量％以下とするとよい。
2以上の接合面を有する金具は、 特に制限されないが、 例えば、 当該 2以上の接合面を備えた脚部と、 この脚部から上方に突出し、 ケーブル に接続される接続部とを含む金属端子とするとよい。 この金属端子を介 して、 ガラス板表面の導電性被膜への給電が可能となる。
ガラス物品にも特に制限はなく、 従来と同様、 例えばソーダライムシ リカ組成からなるガラス板を用いればよい。 自動車用窓ガラスとして用 P 漏細 25
いる場合、 ガラス板には、 適宜、 強化、 曲げなどの加工が施される。 導電性被膜は、 アンテナおよびデフォッガから選ばれる少なくとも一 方であってもよい。 導電性被膜は、 銀ペーストを、 アンテナおよびノま たはデフォッガとして機能するに適した所定パターンに印刷し、 これを 焼成して形成するとよい。 銀べ一ストは、 従来からガラス物品に適用さ れてきたとおり、 銀粒子、 ガラスフリット、 溶剤を含む組成物を用いれ ばよく、 その組成は、 特に制限されないが、 一例を挙げれば、 銀粒子 7 0〜8 5質量％、 ガラスフリット 1〜 2 0重量％、 溶剤 5〜2 5質量％ である。
以下、 図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図 1に示したガラス物品 1では、 ガラス板 2の表面に所定のパターン を描くように導電性被膜 3が形成されている。 導電性被膜 3上には、 無 鉛はんだ合金 4により金属端子 5が接合されている。 この端子 5は、 2 つの接合面 5 a , 5 bを有し、 これら接合面を掛け渡す脚部 5 cと、 脚 部から上方に突出した接続部 5 dとを含む。
図 1では、無鉛はんだ合金 4が導電性被膜 3側でやや広がっているが、 はんだ合金 4は、 接合面 5 a , 5 bから大きくはみ出ることなく、 接合 面 5 a， 5 bと被膜 3との間にほぼとどまっている。 はんだ合金 4のは み出しを小さくするには、 例えば端子の接合面 5 a， 5 bに予め固着し た状態で供給されるはんだ合金 4の量を適切な範囲に制限すればよい。 図 1では、 脚部 5 cを構成する金属部と接続部 5 dを構成する金属部 とが折り重なって形成された端子 5を示したが、 端子の形状はこれに限 らない。 例えば、 図 2 Aに示したように、 接続部 5 dおよび脚部 5 じの 一部を構成する金属部と、 接続部 5 dおよび脚部 5 cの残部を構成する 金属部とが重ね合わされた端子 5としてもよい。 これら端子は、 1枚の 金属板を折り曲げて形成することができる。 この端子 5の接続部 5 dには、 先端にコネクタ一 7を有するワイヤー 6が接続されている。 このワイヤ一を介して導電性被膜 3は、 図示を省 略する電源、 アンプなどに電気的に接続される。 このように、 本発明に よるガラス物品は、 金具の接続部にケーブルが接続され、 このケーブル と導電性被膜とが電気的に接続された接合構造、 言い換えればガラス表 面の導電性被膜への給電構造、 に適している。
なお、 金属端子の接合面の形状は、 矩形に限らず （図 2 B ) 、 円、 楕 円、 半円 （図 2 C ) 、 三角形、 五以上の頂点を有する多角形などであつ てもよい。
上述のように、 本発明の S n— A g系合金は、 接合面が 1つのみであ る接合構造にもその適用が可能である。 この場合には、 例えば図 3に示 すように、 1つの接合面 9 aと接続部 9 dとを有する平板状の端子 9を 用いればよい。
実施例
(実施例 1 )
図 1と同様の接合構造を作製した。 ガラス板 2としては、 厚さ 3 . 1 mmのソ一ダライムシリカガラスを、 無鉛はんだ合金 4としては A g含 有量を （表 1 ) に示した S n — A g系合金を、 金属端子 5としては銅製 金属板からなる端子を、 それぞれ用いた。 金属端子 5の 2つの接合面の 面積は、 大きさが等しく （比率 1 ： 1 ) 、 その合計が 5 6 mm 2となる ように調整した。 導電性被膜 3は、 A g粒子約 8 0質量％、 ガラスフリ ット約 5質量％、 有機溶剤約 1 5質量％を含む A gペーストをスクリー ン印刷し、 乾燥させ、 さらに約 7 0 0 °Cで焼き付けて形成した。
無鉛はんだ合金は、 金属端子の接合面に予め盛っておいた。 はんだ付 けは、 はんだ合金にフラックスを塗布し、 金属端子の接合面を導電性被 膜上に押しつけ、 端子にはんだごて （コテ先温度：約 3 1 0 ） を押し 当てて実施した。 作業終了後は 2 4時間室温にて放置した。
こうして得た各サンプルについて、 接合強度を測定した。 接合強度と しては、 端子を上方に引っ張って （図 1 ) 、 端子とガラス板とが破断し たときの応力を採用した。 また、 接合部近傍の導電性被膜の状態を目視 で確認した。 各サンプルの外観は、 S n— P b系はんだ合金を用いた場 合と比較して評価した。 結果を （表 1 ) に示す。
(表 1 )
Figure imgf000010_0001
溶融温度の左欄は固相温度、 右欄は液相温度
外観の評価は A：優れている、 B ：同等、 C：やや劣る、 D：かなり劣る 接合強度の試験では、 すべてのサンプルについて、 ガラス内部におい て破断した。 Ag含有率が 1. 5重量％未満であるサンプル 1 A， I B の導電性被膜では、 「銀食われ現象」 により外観が劣化した。
A g含有率と接合強度との関係を図 4にまとめて示す。 A g含有率は、 1. 5〜 2重量％程度までは上昇するが、 2重量％を超えるとほぼ一定 となる。
Ag含有率が 5重量％を上回るサンプル 1 J , 1 Kを除いては、 はん だ合金の液相温度は 2 50 °C以下であった。 また、 各サンプルの固相温 度は 2 2 0 °Cまたはこれを僅かに下回る程度となった。 サンプル 1 D〜 1 Hにおける温度特性 （液相温度： 2 3 0 °C以下、 液相温度と固相温度 の差： 1 0°C以下） は、 熱応力の低減とともに、 はんだ付け後の冷却時 間の短縮に有利である。
(実施例 2)
98質量％の nと 2質量％の Agとを含む S n—Ag系合金を用い， 接合面の合計面積を （表 2) に示した値とした以外は、 実施例 1と同様 にしてサンプルを得た。
こうして得た各サンプルについて、 実施例 1と同様にして接合強度を 測定した。 結果を （表 2) に示す。
いずれのサンプルにおいても、 接合の破断は、 はんだ接合部ではなく ガラスの内部において生じていた。
(表 2)
Figure imgf000012_0001
接合面合計面積 （接合面積） と接合強度との関係を示す図 5から明ら かなとおり、 接合面積は大きすぎても小さすぎても、 接合強度が低下す る。 このように、 複数の接合面を有する端子を 「硬い」 無鉛はんだ合金 で固着する接合構造において接合強度の向上を図るには、 接合面積を適 切に設計する必要がある。 この適切な設計は、 はんだ使用量の低減、 と いう観点からも好ましい結果をもたらす。
(実施例 3)
各接合面における無鉛はんだ合金 4の量および接合面合計面積を （表 3) に示した値とした以外は、 実施例 1と同様にしてサンプルを得た。 こうして得た各サンプル n個について、 所定の温度サイクルによる冷熱 試験を実施し、 200回以降、 1 0 0回ごとにガラス表面の状態を目視 で確認した。 温度サイクルは、 一 3 0°Cで 3 0分間保持し、 3分間で 8 0°Cに昇温し、 この状態で 3 0分間保持し、 3分間で— 3 0DCに降温す る冷熱サイクル試験とした。 結果を （表 3) に示す。
サンプル 3 A〜 3 D, 3 F〜3 Gでは、 上記冷熱サイクルを 5 00回 繰り返してもガラスにクラックは発生しなかった。 ただし、 サンプル 3 Aでは、 実施例 1と同様にして実施した引っ張り試験による接合強度が サンプル 3 Cと比較して 2 5 %程度も低下した。 一方、 サンプル 3 Gで は、接合面積を縮小したため、サンプル 3 Cと比較して接合強度が 1 8 % 程度向上した。 なお、 表中の体積は、 はんだ合金の質量とこの合金の比 重とから算出した。
(表 3 )
Figure imgf000013_0001
-通常は 5 6 mm 2、 縮小は 4 2 mm 2をそれぞれ示す。 以上説明したように、 本発明によれば、 無鉛はんだ合金を用いながら も、 強度に優れた金具との接合を含むガラス物品を提供できる。

Claims

請求の範囲
1. 金具が接合されたガラス物品であって、 前記ガラス物品の表面の少 なくとも一部に Ag粒子およびガラスフリットを含む銀ペーストを焼成 して形成した導電性被膜を有し、 前記金具の接合面が S nを主成分とす る無鉛はんだ合金により前記導電性被膜上に固着され、 前記無鉛はんだ 合金が Agを 1. 5質量％以上含有するガラス物品。
2. 前記無鉛はんだ合金が Agを 2〜4質量％含有する請求項 1に記載 のガラス物品。
3. 前記導電性被膜が、 アンテナおよびデフォッガから選ばれる少なく とも一方である請求項 1に記載のガラス物品。
4. 前記金具が、 前記少なくとも 2つの接合面を備えた脚部と、 前記脚 部から上方に突出し、 ケーブルに接続される接続部とを含む金属端子で ある請求項 1に記載のガラス物品。
5. 金具が接合されたガラス物品であって、 前記ガラス物品の表面の少 なくとも一部に Agを含む導電性被膜が形成され、 前記金具の少なくと も 2つの接合面が S nを主成分とする無鉛はんだ合金により前記導電性 被膜上に固着され、 前記少なくとも 2つの接合面の合計面積が 3 7mm 2以上 50mm2以下であるガラス物品。
6. 前記合計面積が 40mm2以上 45 mm2以下である請求項 5に記載 のガラス物品。
7. 前記無鉛はんだ合金が Agを 1. 5〜 5質量％含有する請求項 5に 記載のガラス物品。
8. 前記導電性被膜が、 アンテナおよびデフォッガから選ばれる少なく とも一方である請求項 5に記載のガラス物品。
9. 前記導電性被膜が、 Ag粒子およびガラスフリットを含む銀ペース トを焼成して形成した請求項 5に記載のガラス物品。
1 0. 前記金具が、 前記少なくとも 2つの接合面を備えた脚部と、 前記 脚部から上方に突出し、 ケーブルに接続される接続部とを含む金属端子 である請求項 5に記載のガラス物品。
1 1. 金具が接合されたガラス物品であって、 前記ガラス物品の表面の 少なくとも一部に A gを含む導電性被膜が形成され、 前記金具の少なく とも 2つの接合面が S nを主成分とする無鉛はんだ合金により前記導電 性被膜上に固着され、前記少なくとも 2つの接合面のそれぞれにおいて、 前記無鉛はんだ合金の体積が、 当該接合面の面積と前記無鉛はんだ合金 の厚みとの積の 1. 0〜2. 0倍であるガラス物品。
1 2. 前記少なくとも 2つの接合面の合計面積が 3 7 mm2以上 50 m m2以下である請求項 1 1に記載のガラス物品。
1 3. 前記無鉛はんだ合金が Agを 1. 5〜5質量％含有する請求項 1 1に記載のガラス物品。
14. 前記導電性被膜が、 アンテナおよびデフォッガから選ばれる少な くとも一方である請求項 1 1に記載のガラス物品。
1 5. 前記導電性被膜が、 Ag粒子およびガラスフリットを含む銀べ一 ストを焼成して形成した請求項 1 1に記載のガラス物品。
1 6. 前記金具が、 前記少なくとも 2つの接合面を備えた脚部と、 前記 脚部から上方に突出し、 ケーブルに接続される接続部とを含む金属端子 である請求項 1 1に記載のガラス物品。
1 7. 請求項 1のガラス物品を含み、
前記金具の接続部にケーブルが接続され、 前記ケーブルと前記導電性 被膜とが電気的に接続した接合構造。
1 8. 請求項 5のガラス物品を含み、
前記金具の接続部にケーブルが接続され、 前記ケーブルと前記導電性 被膜とが電気的に接続した接合構造。
1 9. 請求項 1 1のガラス物品を含み、
前記金具の接続部にケーブルが接続され、 前記ケーブルと前記導電性 被膜とが電気的に接続した接合構造。
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