WO2020001976A1 - Verfahren zur herstellung einer scheibe mit mindestens einem elektrischen anschlusselement - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer scheibe mit mindestens einem elektrischen anschlusselement Download PDF

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adapter element
conductive structure
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PCT/EP2019/065279
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Katja Werner
Bernhard Reul
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Saint-Gobain Glass France
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a disc with an electrical connection element and an adapter element for the transfer of heat in the
  • the invention further relates to a disc, produced according to the method, and the use of the adapter element.
  • Connection elements are used in vehicles and have an electrically conductive structure such as heating conductors or antenna conductors. These conductive structures are usually connected to a supply voltage and on-board electronics via soldered electrical connection elements.
  • connection elements can then be connected very simply and in a time-saving manner to the connecting cables for the supply voltage and on-board electronics, in particular by means of a plug connection.
  • connection element can be a rigid element.
  • An example of a rigid connection element with a plug connection is known from EP 1488972 A2.
  • the rigid connection element has the disadvantage that when a connection cable is plugged in, shear or lever forces can occur, which strain the soldered connection between the connection element and the washer.
  • Flexible connection elements are used to minimize the mechanical stresses when plugging in the connecting cable.
  • the flexible or flexible connection elements are provided with a plug connection at one end and can thus be connected to the vehicle-side connection cable.
  • connection element is soldered using a so-called stamp, thermode, induction, resistance or hot air soldering process.
  • thermode soldering current is passed through a thermode.
  • the thermode is designed so that it has a small cross-section in the working area and has a high electrical resistance at this point. This leads to strong warming in this area. Due to a low thermal This area can also cool off quickly.
  • the thermode is in direct contact with the solder joint, which can lead to contamination and wear. Since the manufacture of a pane with a flexible connecting element requires an increased cycle time of the manufacturing process, the aim is to standardize the processes.
  • the present invention has for its object to provide a method for producing a disc with an electrical connection element, which is independent of the soldering method used.
  • the invention comprises a method for producing a pane with at least one electrical connection element, wherein
  • a substrate with an electrically conductive structure is provided on a region of the substrate,
  • connection element has a contact surface on its underside facing the substrate and a solder compound is arranged on the contact surface of the connection element
  • connection element with its underside facing the substrate is arranged on the region of the electrically conductive structure
  • an adapter element is arranged on an upper side of the connection element facing away from the substrate and above the solder mass
  • connection element with the electrically conductive structure by means of
  • Solder mass is connected with heat input, the solder mass being melted during the soldering by heating the adapter element.
  • the invention is based on the basic findings of the heating of the
  • the adapter element is located between the soldering device and the solder mass.
  • the adapter element thus basically offers the advantage of targeted heating of the
  • soldered connection is achieved by melting the soldering mass, which during the subsequent cooling or solidification forms an electrically conductive connection between the
  • connection element and the electrically conductive structure The adapter element heats the solder mass as long as the adapter element touches the connection element. With the adapter element, regardless of the soldering method used, the heat can be introduced until the solder mass liquefies and an electrical contact is established between the connection element and the electrically conductive structure.
  • the adapter element can be removed from the connection element again after the heat input.
  • the shape of the adapter element can be adapted to the shape of the solder mass to be heated or the contact surface of the connection element.
  • An adapter element is to be understood as any element of any geometrical shape, preferably adapted to the solder joint.
  • the adapter element is designed as an electrically conductive plate.
  • the energy is introduced in process step (e) in the electrical connection of the electrical connection element and electrical structure, preferably using a resistive or inductive soldering process or hot air soldering process. Since a heat source of the respective soldering process has no direct contact with the solder mass, the solder mass and / or the contacting area is protected against wear and tear due to oxidation, erosion or contamination.
  • At least method step (d) and / or (e) is carried out by means of soldering robots. This enables automation and also speeds up the manufacturing process. It is advantageous if the adapter element has a grip area. In this way, the adapter element can be removed quickly and safely, in particular by machine.
  • the grip area is preferably L-shaped.
  • the adapter element is made of copper, a copper-containing alloy or steel.
  • connection element is provided for electrical contact between the electrically conductive structure of the pane and a supply voltage or on-board electronics.
  • the connection element is preferably designed as a flexible connection cable.
  • Connection cables of this type are also referred to as flat conductors, film conductors or ribbon conductors.
  • a film conductor is understood to mean an electrical conductor whose width is significantly larger than its thickness.
  • Such a foil conductor is, for example, a strip or tape containing or consisting of copper, tinned copper, aluminum, silver, gold or alloys thereof.
  • the film conductor has, for example, a width of 2 mm to 16 mm and a thickness of 0.03 mm to 0.1 mm.
  • the film conductor can have an insulating, preferably polymeric sheath, for example based on polyimide.
  • Foil conductors that are suitable for contacting electrically conductive coatings or structures in panes only have a total thickness of, for example, 0.3 mm.
  • Such thin film conductors can be easily and aesthetically arranged on the inside surface and, for example, glued on.
  • a plurality of conductive layers which are electrically insulated from one another can be located in a film conductor strip.
  • connection element can also be designed as a so-called “flat flex cable” (FFC).
  • FFC has metal strips on polyester, the ends of which are directly fitted with certain connectors.
  • connection element can also be designed as an FPC connector.
  • FPC connectors are flexible printed circuit boards that are intended for connecting electronic assemblies.
  • connection element has at least one conductor track which is insulated by a film.
  • the length of the connection element is determined by the fact that one end of the connection element is led out over an outer edge of the substrate.
  • connection element has a plug or cable for connection to a supply voltage at an end facing away from the substrate.
  • the plug is a standardized motor vehicle flat plug.
  • the motor vehicle flat connector preferably has a height of 0.8 mm and a width of 4 to 9.5 mm.
  • the embodiment with a width of 6.3 mm is particularly preferred, since this corresponds to the automotive flat connector according to DIN 46244 which is commonly used in this area. This results in a simple and also reversible possibility of making electrical contact with the electrically conductive structure on the substrate.
  • the substrate preferably contains glass, particularly preferably soda-lime glass.
  • the substrate is preferably a glass pane, in particular window glass pane.
  • the substrate can also contain other types of glass, for example quartz glass or
  • the substrate contains a
  • Polymer especially polycarbonate or polymethyl methacrylate. Due to the
  • the substrate can also contain other polymers, for example polyethylene, polypropylene, polystyrene, polybutadiene, polynitrile, polyester, polyurethane, polyvinyl chloride, polyacrylate, polyamide or polyethylene terephthalate.
  • the substrate is preferably transparent or translucent.
  • the surface of the substrate can additionally have an opaque, electrically non-conductive coating.
  • the opaque (usually black) electrically non-conductive coating can be formed like a frame on the outer edge of the substrate.
  • the substrate preferably has a thickness of 0.5 mm to 25 mm, particularly preferably from 1 mm to 10 mm and very particularly preferably from 1.5 mm to 5 mm.
  • the electrically conductive structure can be applied to the substrate, for example, by screen printing processes.
  • the electrically conductive structure according to the invention preferably has a layer thickness of 5 pm to 40 pm, particularly preferably 5 pm to 20 pm, very particularly preferably 8 pm to 15 pm and in particular 10 pm to 12 pm.
  • the electrically conductive structure according to the invention preferably contains silver, particularly preferably silver particles and glass frits.
  • the solder mass is lead-free. This is particularly advantageous with regard to the environmental compatibility of the pane according to the invention with an electrical connection element.
  • a lead-free solder mass is to be understood as a solder mass which, in accordance with the EC guideline “2002/95 / EG for restricting the use of certain dangerous substances in electrical and electronic devices”, has a proportion of less than or equal to 0.1% by weight.
  • % Lead preferably contains no lead.
  • the solder mass preferably contains tin and indium, zinc, copper, silver or compositions thereof.
  • the proportion of tin in the solder composition according to the invention is from 3% by weight to 99.5% by weight, preferably from 10% by weight to 95.5% by weight, particularly preferably from 15% by weight to 60 wt .-%.
  • the proportion of indium, zinc, copper, silver or compositions thereof in the solder composition according to the invention is from 0.5% by weight to 97% by weight, preferably 10% by weight to 67% by weight, the proportion of Indium, zinc, copper or silver can be 0% by weight.
  • the solder composition can contain nickel, germanium, aluminum or phosphorus in a proportion of 0% by weight to 5% by weight.
  • the solder composition according to the invention very particularly preferably contains In97Ag3, Sn95.5Ag3.8Cu0.7, Sn77.2ln20Ag2.8, Sn95Ag4Cu1, Sn99Cu1, Sn96.5Ag3.5, Sn96.5Ag3CuO, 5, Sn97Ag3 or mixtures thereof.
  • the solder mass contains from 90% by weight to 99.5% by weight of tin, preferably from 95% by weight to 99% by weight, particularly preferably from 93% by weight to 98% by weight. %.
  • the solder mass preferably contains from 0.5% by weight to 5% by weight of silver and from 0% by weight to 5% by weight of copper.
  • the layer thickness of the solder mass after soldering is preferably less than or equal to 6.0 x 10 4 m, particularly preferably less than 2.0 x 10 4 m.
  • the invention further comprises an adapter element for transferring heat in a method according to the invention comprising a rigid plate made of an electrically conductive material and a grip area for gripping the adapter element, the plate being provided as a heating resistor.
  • the handle area can be made of copper, a copper-containing alloy or steel. Since the adapter element lies directly on the connection element above the contact surface and the solder mass, the heat input is effectively transferred to the solder mass. In other words, the connection element is arranged adjacent to the solder mass.
  • the plate is wider in the longitudinal direction than in the transverse direction with respect to the connection element.
  • the grip area can be L-shaped.
  • the plate can contain copper, a copper-containing alloy or steel.
  • the adapter element according to the invention has the advantage that the heat transfer to the solder mass takes place without contact and is not impaired by soiling.
  • the invention further comprises a pane produced by a method according to the invention with an electrical connection element at least comprising:
  • connection element is designed to be flexible and has a contact area on an underside facing the substrate, in which a conductor track of the connection element is connected to the area of the electrically conductive structure and has a plug or cable for connection to a supply voltage at an end facing away from the substrate.
  • a further aspect of the invention comprises the use of an adapter element for contacting electrically conductive structures on a pane in buildings or in means of transportation for traffic in the countryside, in the air or on water, in particular in motor vehicles or rail vehicles, preferably as a windshield, rear window, Side window and / or roof window, in particular as a heated window or as a window with antenna function.
  • the invention is explained in more detail with reference to a drawing and exemplary embodiments.
  • the drawing is a schematic representation and not to scale. The drawing in no way limits the invention.
  • Figure 1 is a plan view of a connection element with an adapter element
  • Figure 2 cross-sectional view along the section line A-A through a
  • FIG. 3 shows a schematic view of a connection element with an alternative embodiment of the adapter element according to the invention during soldering
  • FIG. 4 is a flow diagram of an embodiment of the invention
  • FIG. 1 shows a top view of an adapter element 1 according to the invention.
  • the adapter element 1 is a plate and has a width of 2.5 mm to 8 mm and a length of 10 mm to 38 mm.
  • the plate has two flat surfaces lying opposite one another.
  • the adapter element 1 preferably contains copper or steel, in particular chromium-containing steel.
  • the advantage of adapter elements 1 made of copper or chromium-containing steel compared to other connection elements lies in the better thermal conductivity of 25W / mK to 30 W / mK. The higher thermal conductivity leads to a uniform heating of the adapter element 1 during the soldering process.
  • Another advantage of adapter element 1 made of copper or steel is the high rigidity. As a result, the adapter element 1 can be deformed less easily and can therefore lie flat during the heat transfer, in particular on its surface aligned with the solder mass.
  • FIG. 1 shows a plan view of a connection element 2 with the adapter element 1.
  • the connecting element 2 can be a ribbon cable with several conductor tracks, in particular a flat flex cable (FFC).
  • the adapter element 1 is arranged in the form of a plate on the connection element 2 parallel to one side, in particular an upper side, of the connection element 2. The direct contact of the adapter element 1 enables heat transfer from the adapter element 1 to the connection element 2.
  • connection element 2 is provided to contact an electrically conductive structure 3 and to lead it away from a pane surface.
  • a pane equipped with the connecting element 2 can then be particularly easily connected to a place of use Voltage source and a signal line are connected, which transmits switching signals for example in a vehicle via a CAN bus.
  • the connection element 2 has a plug 4 at one end.
  • the connector 4 is a standardized motor vehicle flat connector.
  • the motor vehicle flat connector has a height of 0.8 mm and a width of 6.3 mm.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional illustration along the section line A-A through the connection element 2 with the adapter element 1 from FIG. 2.
  • connection element 2 For contacting, the connection element 2 has a contact surface 5 on its underside 2.1.
  • the underside 2.1 of the connection element 2 faces the electrically conductive structure 3.
  • the adapter element 1 is located on an upper side 2.2 of the connection element 2.
  • the upper side 2.2 is thus the side of the connection element 2 facing away from the electrically conductive structure 3.
  • the shape of the adapter element 1 is adapted to the size and shape of the contact surface 5 of the connection element 2.
  • solder mass 6 On the contact surface 5 of the connection element 2 there is a solder mass 6 with which the connection element 2 is placed on the electrically conductive structure. Before soldering, the solder mass 6 can have a round, rectangular or polygonal shape. The solder mass 6 is in direct contact with a conductor track of the connection element 2.
  • FIG. 3 shows the connection element 2 with an alternative embodiment of the adapter element 1 according to the invention during the soldering.
  • the connection element 2 is arranged on a substrate 7.
  • the substrate 7 can additionally have an opaque, electrically non-conductive coating on its surface.
  • the opaque, electrically non-conductive coating extends in a frame-like manner along the edges of the substrate 7.
  • the electrically conductive structure 3 is printed on the substrate 7 in the form of a heating structure, which can extend to the opaque, electrically non-conductive coating.
  • the electrically conductive structure 3 contains silver particles and glass frits. In the edge region of the substrate 7 spreads the electrically conductive structure 3 over a width of 10 mm and forms a contact surface for the connection element 2.
  • An adhesive 11 is located on the underside 2.1 of the connection element 2.
  • the underside 2.1 of the connection element 2 faces the substrate 7 and is firmly bonded to the substrate 7 by adhesive 10.
  • the adhesive 1 1 is a double-sided adhesive tape that ensures a permanent adhesive connection between the connection element 2 and the substrate 7.
  • connection element The introduction of the thermal energy when electrically connecting the connection element and the electrically conductive structure takes place in FIG. 4 with resistance soldering.
  • two electrodes 8, 9 are provided which are in electrical contact with the adapter element 1.
  • one electrode 8, 9 is placed on an opposite end of the adapter element 1.
  • Electric current flows through the adapter element 1.
  • the adapter element 1 heats up. It acts like a heating resistor and transfers the heat to the underlying contact surface 5 of the connection element 2 and the solder mass 6. This heating causes the solder mass 6 to melt, so that a solder contact between the connection element 2 and the electrically conductive structure 3 can form.
  • a handle 10 is provided for better handling of the adapter element 1.
  • the handle 10 is attached centrally on a side of the adapter element 1 facing away from the connecting element 2.
  • the handle 10 is particularly dimensionally stable and is used to securely grip the adapter element 1 in a robot-assisted soldering process.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of the manufacturing method according to the invention using a flow chart.
  • the method includes the following steps, for example:
  • a substrate 7 with an electrically conductive structure 3 is provided on a region of the substrate 7,
  • connection element 2 has a contact surface 5 on its underside 2.1 facing the substrate 7, a solder mass 6 being arranged on the contact surface 5 of the connection element 2,
  • connection element 2 is arranged with the solder mass 6 on its underside 2.1 facing the substrate 7 in the region of the electrically conductive structure 3, d) an adapter element 1 is arranged on an upper side of the connecting element 2 facing away from the substrate 7 above the solder mass 6,
  • connection element 2 is connected to the electrically conductive structure 3 by means of the solder mass 6 with the introduction of heat.
  • step (d) the adapter element is placed adjacent to the solder mass 6 on the connection element.
  • the adapter element 1 can be removed again.
  • the thermal energy during the electrical connection of the connection element 2 and the electrically conductive structure 3 can be introduced by means of resistance soldering, induction soldering or hot air soldering.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibe mit mindestens einem elektrischen Anschlusselement (2), wobei a) ein Substrat (7) mit einer elektrisch leitfähigen Struktur (3) auf einem Bereich des Substrats (7) bereitgestellt wird, b) das Anschlusselement (2) auf seiner dem Substrat (7) zugewandten Unterseite (2.1) eine Kontaktfläche (5) aufweist und eine Lotmasse (6) auf der Kontaktfläche (5) des Anschlusselements (2) angeordnet wird c) das Anschlusselement (2) mit seiner dem Substrat (7) zugewandten Unterseite (2.1 ) auf dem Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur (3) angeordnet sind, d) ein Adapterelement (1) auf einer dem Substrat (7) abgewandten Oberseite des Anschlusselements (2) über der Lotmasse (6) angeordnet wird, e) das Anschlusselement (2) mit der elektrisch leitfähigen Struktur (3) mittels der Lotmasse (6) unter Wärmeeintrag verbunden wird, wobei die Lotmasse während des Verlötens durch Erwärmen des Adapterelements (1) aufgeschmolzen wird.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Scheibe mit mindestens einem elektrischen
Anschlusselement
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibe mit einem elektrischen Anschlusselement sowie ein Adapterelement zur Übertragung von Wärme bei dem
Verfahren.
Die Erfindung betrifft weiter eine Scheibe, hergestellt gemäß dem Verfahren, sowie die Verwendung des Adapterelements. Derartige Scheiben mit einem elektrischen
Anschlusselement werden in Fahrzeugen verwendet und verfügen über eine elektrisch leitfähige Struktur wie beispielsweise Heizleiter oder Antennenleiter. Diese leitfähigen Strukturen sind üblicherweise über angelötete elektrische Anschlusselemente mit einer Versorgungsspannung und Bordelektronik verbunden.
Die Scheiben können mit dem Anschlusselement vorkonfektioniert hergestellt werden. Beim Einbau in die Fahrzeugkarosserie können die Anschlusselemente dann sehr einfach und zeitsparend mit den Verbindungskabeln zur Versorgungsspannung und Bordelektronik verbunden werden, insbesondere mittels einer Steckverbindung.
Das Anschlusselement kann ein steifes Element sein. Ein Beispiel für ein steifes Anschlusselement mit Stecker Verbindung ist aus der EP 1488972 A2 bekannt. Das steife Anschlusselement weist den Nachteil auf, dass beim Aufstecken eines Verbindungskabels Scher- oder Hebelkräfte auftreten können, welche die Lötverbindung zwischen Anschlusselement und Scheibe belasten. Um die mechanischen Belastungen beim Aufstecken des Verbindungskabels zu minimieren, werden biegsame Anschlusselemente verwendet. Die biegsamen oder auch flexiblen Anschlusselemente sind an einem Ende mit einer Steckverbindung versehen und können dadurch an das fahrzeugseitige Verbindungskabel angeschlossen werden.
Das Verlöten des Anschlusselements erfolgt mit einem sogenannten Stempel-, Thermoden-, Induktions-, Widerstands- oder Heißluftlötverfahren. Beim Thermodenlöten wird durch eine Thermode Strom geleitet. Die Thermode ist so gestaltet, dass sie im Arbeitsbereich einen geringen Querschnitt aufweist und an dieser Stelle einen hohen elektrischen Widerstand hat. Diese führt zu einer starken Erwärmung in diesem Bereich. Durch eine geringe thermische Masse kann sich dieser Bereich wiederum auch schnell abkühlen. Dabei steht die Thermode in direktem Kontakt mit der Lötstelle, was zu Verschmutzung und Verschleiß führen kann. Da die Herstellung einer Scheibe mit biegsamem Anschlusselement eine erhöhte Taktzeit des Fertigungsprozesses erfordert, wird eine Standardisierung der Vorgänge angestrebt.
Aus der DE 10 2004 057630 B3 ist ein Verfahren zum Löten einer Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen bekannt, bei dem Kontaktelemente mit auf einer nichtmetallischen Scheibe angeordneten Lötanschlussflächen verlötet werden. Dabei wird ein Lötwerkzeug zum Abstrahlen eines Magnetfelds zu den Lötstellen verwendet, um diese durch Induktion zu erhitzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibe mit einem elektrischen Anschlusselement bereitzustellen, das unabhängig vom verwendeten Lötverfahren ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibe mit einem Anschlusselement gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibe mit mindestens einem elektrischen Anschlusselement, wobei
a) ein Substrat mit einer elektrisch leitfähigen Struktur auf einem Bereich des Substrats bereitgestellt wird,
b) das Anschlusselement auf seiner dem Substrat zugewandten Unterseite eine Kontaktfläche aufweist und eine Lotmasse auf der Kontaktfläche des Anschlusselements angeordnet wird
c) das Anschlusselement mit seiner dem Substrat zugewandten Unterseite auf dem Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur angeordnet sind,
d) ein Adapterelement auf einer dem Substrat abgewandten Oberseite des Anschlusselements und über der Lotmasse angeordnet wird,
e) das Anschlusselement mit der elektrisch leitfähigen Struktur mittels der
Lotmasse unter Wärmeeintrag verbunden wird, wobei die Lotmasse während des Verlötens durch Erwärmen des Adapterelements aufgeschmolzen wird.
Die Erfindung geht auf die grundlegenden Erkenntnisse der Erwärmung des
Adapterelements und der darunter liegenden Lotmasse zurück. Durch die Verwendung des Adapterelements beim Lötvorgang besteht die Möglichkeit der partiellen Erwärmung am Anschlusselement, insbesondere im Bereich der Kontaktfläche. Dies ermöglicht eine
Wärmeübertragung auf die Lotmasse.
Das Adapterelement befindet sich zwischen der Lötvorrichtung und der Lotmasse. Damit bietet das Adapterelement grundsätzlich den Vorteil einer gezielten Erwärmung der
Lotmasse unabhängig von dem verwendeten Lötverfahren oder der verwendeten
Lötvorrichtung.
Die Lötverbindung wird durch Aufschmelzen der Lotmasse erzielt, die beim anschließenden Erkalten bzw. Erstarren eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem
Anschlusselement und der elektrisch leitfähigen Struktur herstellt. Dabei erwärmt das Adapterelement die Lotmasse, solange das Adapterelement das Anschlusselement berührt. Mit dem Adapterelement kann unabhängig von verwendeten Lötverfahren solange der Wärmeeintrag erfolgen, bis sich die Lotmasse verflüssigt und ein elektrischer Kontakt zwischen Anschlusselement und elektrisch leitfähiger Struktur hergestellt ist.
Das Adapterelement kann nach dem Wärmeeintrag wieder vom Anschlusselement entfernt werden. Die Form des Adapterelements kann an die Gestalt der zu erwärmenden Lotmasse oder der Kontaktfläche des Anschlusselements angepasst werden.
Unter Adapterelement ist jedes Element beliebiger, vorzugsweise der Lötstelle angepasster geometrischer Form zu verstehen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Adapterelement als eine elektrisch leitfähige Platte ausgebildet.
Das Einbringen der Energie in Verfahrensschritt (e) beim elektrischen Verbinden von elektrischen Anschlusselement und elektrischer Struktur erfolgt bevorzugt mit einem resistiven oder induktiven Lötverfahren oder Heißluftlötverfahren. Da eine Wärmequelle des jeweiligen Lötverfahrens keinen direkten Kontakt mit der Lotmasse hat, ist die Lotmasse und/oder die Kontaktierungsfläche vor Verschleiß durch Oxidation, Abbrand oder Verschmutzungen geschützt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zumindest Verfahrensschritt (d) und/oder (e) mittels Lötrobotern ausgeführt. Dies ermöglicht eine Automatisierung und beschleunigt zusätzlich den Herstellungsprozess. Es ist vorteilhaft, wenn das Adapterelement einen Griffbereich aufweist. Auf diese Weise kann das Adapterelement schnell und sicher, insbesondere maschinell, entfernt werden.
Vorzugsweise ist der Griffbereich L-förmig ausgebildet. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Adapterelement aus Kupfer, einer kupferhaltigen Legierung oder Stahl.
Das Anschlusselement ist zur elektrischen Kontaktierung zwischen der elektrisch leitfähigen Struktur der Scheibe und einer Versorgungsspannung bzw. Bordelektronik vorgesehen. Das Anschlusselement ist bevorzugt als ein biegsames Anschlusskabel ausgebildet. Derartige Anschlusskabel werden auch als Flachleiter, Folienleiter oder Flachbandleiter bezeichnet. Unter Folienleiter wird ein elektrischer Leiter verstanden, dessen Breite deutlich größer ist als seine Dicke. Ein solcher Folienleiter ist beispielsweise ein Streifen oder Band enthaltend oder bestehend aus Kupfer, verzinntem Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder Legierungen davon. Der Folienleiter weist beispielsweise eine Breite von 2 mm bis 16 mm und eine Dicke von 0,03 mm bis 0,1 mm auf. Der Folienleiter kann eine isolierende, bevorzugt polymere Ummantelung, beispielsweise auf Polyimid-Basis aufweisen. Folienleiter, die sich zur Kontaktierung von elektrisch leitfähigen Beschichtungen oder Strukturen in Scheiben eignen, weisen lediglich eine Gesamtdicke von beispielsweise 0,3 mm auf. Derart dünne Folienleiter können einfach und ästhetisch auf der innenseitigen Oberfläche angeordnet und beispielsweise aufgeklebt werden. In einem Folienleiterband können sich mehrere voneinander elektrisch isolierte, leitfähige Schichten befinden.
Das Anschlusselement kann auch als ein sogenanntes„Flat Flex Cable“ (FFC) ausgebildet sein. Das FFC weist auf Polyester aufgebrachte Metallbahnen auf, deren Enden direkt mit bestimmten Steckverbindern ausgestattet sind. Alternativ kann das Anschlusselement auch als ein FPC-Verbinder ausgebildet sein. FPC-verbinder sind flexible Leiterplatten, die zur Verbindung von elektronischen Baugruppen vorgesehen sind.
Das Anschlusselement weist mindestens eine Leiterbahn auf, die durch eine Folie umhüllt isoliert wird. Die Länge des Anschlusselements wird durch die Tatsache bestimmt, dass ein Ende des Anschlusselements über einen äußeren Rand des Substrats herausgeführt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Anschlusselement an einem dem Substrat abgewandten Ende einen Stecker oder Kabel zur Anbindung an eine Versorgungsspannung auf. Der Stecker ist in einer bevorzugten Ausgestaltung ein normierter Kraftfahrzeugflachstecker. Der Kraftfahrzeugflachstecker weist bevorzugt eine Höhe von 0,8 mm und eine Breite von 4 bis 9,5 mm auf. Die Ausführungsform mit einer Breite von 6,3 mm wird besonders bevorzugt, da dies dem in diesem Bereich üblichen verwendeten Kraftfahrzeugflachstecker nach DIN 46244 entspricht. Dadurch ergibt sich eine einfache und auch reversible Möglichkeit, die elektrisch leitfähige Struktur auf dem Substrat elektrisch zu kontaktieren.
Das Substrat enthält bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Kalk-Natron-Glas. Das Substrat ist bevorzugt eine Glasscheibe, insbesondere Fensterglasscheibe. Das Substrat kann grundsätzlich auch andere Glasarten enthalten, beispielsweise Quarzglas oder
Borsilikatglas. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung enthält das Substrat ein
Polymer, insbesondere Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Aufgrund der
Gewichtsersparnis werden polymere Materialien für Fensterscheiben zunehmend
interessant. Das Substrat kann auch andere Polymere enthalten, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polybutadien, Polynitrile, Polyester, Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polyacrylat, Polyamid oder Polyethylenterephthalat.
Das Substrat ist bevorzugt transparent oder transluzent. Das Substrat kann zusätzlich auf seiner Oberfläche eine opake elektrisch nicht leitfähige Beschichtung aufweisen.
Insbesondere kann die opake (meist schwarze) elektrisch nicht leitfähige Beschichtung rahmenartig am äußeren Rand des Substrats ausgebildet sein. Das Substrat weist bevorzugt eine Dicke von 0,5 mm bis 25 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 10 mm und ganz besonders bevorzugt von 1 ,5 mm bis 5 mm auf.
Die elektrisch leitfähige Struktur kann beispielsweise durch Siebdruck-Verfahren auf das Substrat aufgebracht werden. Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Struktur weist bevorzugt eine Schichtdicke von 5 pm bis 40 pm, besonders bevorzugt von 5 pm bis 20 pm, ganz besonders bevorzugt von 8 pm bis 15 pm und insbesondere von 10 pm bis 12 pm auf. Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Struktur enthält bevorzugt Silber, besonders bevorzugt Silberpartikel und Glasfritten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Lotmasse bleifrei. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Umweltverträglichkeit der erfindungsgemäßen Scheibe mit elektrischem Anschlusselement. Als bleifreie Lotmasse ist im Sinne der Erfindung eine Lotmasse zu verstehen, welche entsprechend der EG-Richtlinie „2002/95/EG zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten“ einen Anteil von kleiner oder gleich 0,1 Gew.-% Blei, bevorzugt kein Blei enthält. Die Lotmasse enthält bevorzugt Zinn und Indium, Zink, Kupfer, Silber oder Zusammensetzungen davon. Der Anteil an Zinn in der erfindungsgemäßen Lotzusammensetzung beträgt von 3 Gew.-% bis 99,5 Gew.-%, bevorzugt von 10 Gew.-% bis 95,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von 15 Gew.-% bis 60 Gew.-%. Der Anteil an Indium, Zink, Kupfer, Silber oder Zusammensetzungen davon beträgt in der erfindungsgemäßen Lotzusammensetzung von 0,5 Gew.-% bis 97 Gew.-%, bevorzugt 10 Gew.-% bis 67 Gew.-%, wobei der Anteil an Indium, Zink, Kupfer oder Silber 0 Gew.-% betragen kann. Die Lotzusammensetzung kann Nickel, Germanium, Aluminium oder Phosphor mit einem Anteil von 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% enthalten. Die erfindungsgemäße Lotzusammensetzung enthält ganz besonders bevorzugt , ln97Ag3, Sn95,5Ag3,8Cu0,7, Sn77,2ln20Ag2,8, Sn95Ag4Cu1 , Sn99Cu1 , Sn96,5Ag3,5, Sn96,5Ag3CuO,5, Sn97Ag3 oder Gemische davon.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Lotmasse von 90 Gew.-% bis 99,5 Gew.-% Zinn, bevorzugt von 95 Gew.-% bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt von 93 Gew.-% bis 98 Gew.-%. Die Lotmasse enthält neben Zinn bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% Silber und von 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% Kupfer.
Die Schichtdicke der Lotmasse nach dem Verlöten ist bevorzugt kleiner oder gleich 6.0 x 10 4 m, besonders bevorzugt kleiner 2.0 x 10 4 m.
Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Adapterelement zur Übertragung von Wärme bei einem erfindungsgemäßen Verfahren umfassend eine steife Platte aus einem elektrisch leitfähigen Material und einen Griffbereich zum Greifen des Adapterelements wobei die Platte als Heizwiderstand vorgesehen ist. Der Griffbereich kann aus Kupfer, eine kupferhaltige Legierung oder Stahl bestehen. Da das Adapterelement direkt am Anschlusselement über der Kontaktierungsfläche und der Lotmasse anliegt, wird der Wärmeeintrag effektiv an die Lotmasse übertragen. Mit anderen Worten das Anschlusselement wird benachbart zu der Lotmasse angeordnet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Platte bezüglich des Anschlusselements in Längsrichtung breiter als in Querrichtung ausgebildet. Des Weiteren kann der Griffbereich L- förmig ausgebildet sein. Die Platte kann Kupfer, eine kupferhaltige Legierung oder Stahl enthalten. Das erfindungsgemäße Adapterelement weist den Vorteil auf, dass die Wärmeübertragung auf die Lotmasse berührungslos stattfindet und durch Verschmutzungen nicht beeinträchtigt wird.
Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Scheibe hergestellt nach einem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem elektrischen Anschlusselement mindestens umfassend:
• ein Substrat,
• eine elektrische leitfähige Struktur auf einem Bereich des Substrats, wobei
• das Anschlusselement biegsam ausgebildet ist und an einer dem Substrat zugewandten Unterseite einen Kontaktbereich aufweist, in dem eine Leiterbahn des Anschlusselements mit dem Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur verbunden ist und an einem dem Substrat abgewandten Ende einen Stecker oder Kabel zur Anbindung an eine Versorgungsspannung aufweist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst die Verwendung eines Adapterelements zur Kontaktierung von elektrisch leitfähigen Strukturen auf einer Scheibe in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen oder Schienenfahrzeugen, bevorzugt als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und/oder Dachscheibe, insbesondere als beheizbare Scheibe oder als Scheibe mit Antennenfunktion.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend näher erläuterten
Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen und Konfigurationen, sondern auch in anderen Kombinationen und Konfigurationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf ein Anschlusselement mit einem Adapterelement , Figur 2 Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A durch ein
Anschlusselement mit dem Adapterelement,
Figur 3 eine schematische Ansicht eines Anschlusselements mit einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Adapterelements während des Lötens,
Figur 4 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Adapterelement 1 . Das Adapterelement 1 ist eine Platte und hat eine Breite 2.5 mm bis 8 mm und eine Länge von 10 mm bis 38 mm. Die Platte weist zwei sich gegenüber liegende ebene Flächen auf. Das Adapterelement 1 enthält bevorzugt Kupfer oder Stahl, insbesondere chromhaltigen Stahl. Der Vorteil von Adapterelementen 1 aus Kupfer oder chromhaltigen Stahl gegenüber anderen Anschlusselementen liegt in der besseren Wärmeleitfähigkeit von 25W/mK bis 30 W/mK. Die höhere Wärmeleitfähigkeit führt zu einer gleichmäßigen Erwärmung des Adapterelements 1 während des Lötvorgang. Ein weiterer Vorteil von Adapterelement 1 aus Kupfer oder Stahl liegt in der hohen Steifigkeit. Dadurch kann das Adapterelement 1 weniger leicht verformt werden, und kann dadurch bei der Wärmeübertragung eben aufliegen, insbesondere auf seiner zur Lotmasse ausgerichteten Fläche.
Weiterhin zeigt Figur 1 eine Draufsicht auf ein Anschlusselement 2 mit dem Adapterelement 1 . Das Anschlusselement 2 kann ein Flachbandkabel mit mehreren Leiterbahnen, insbesondere ein Flat Flex Cable (FFC), sein. Das Adapterelement 1 ist in Form einer Platte auf dem Anschlusselement 2 parallel zu einer Seite, insbesondere einer Oberseite, des Anschlusselements 2 angeordnet. Durch das direkte Aufliegen des Adapterelements 1 wird eine Wärmeübertragung von Adapterelement 1 auf das Anschlusselement 2 ermöglicht.
Das Anschlusselement 2 ist dazu vorgesehen eine elektrisch leitfähige Struktur 3 zu kontaktieren und von einer Scheibenoberfläche wegzuführen. Ein mit dem Anschlusselement 2 ausgestattete Scheibe kann dann besonders einfach am Verwendungsort mit einer Spannungsquelle und einer Signalleitung verbunden werden, die Schaltsignale beispielsweise in einem Fahrzeug über einen CAN-Bus überträgt.
An einem Ende weist das Anschlusselement 2 einen Stecker 4 auf. Der Stecker 4 ist ein normierter Kraftfahrzeugflachstecker. Der Kraftfahrzeugflachstecker weist eine Höhe von 0,8 mm und eine Breite von 6,3 mm auf. Nach einem Einbau einer mit dem Anschlusselement 2 ausgestatteten Scheibe in eine Fahrzeugkarosserie kann die Scheibe in einfacher Weise elektrisch kontaktiert werden, indem ein Verbindungskabel auf den Stecker 4 aufgesteckt wird.
Figur 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A durch das Anschlusselement 2 mit dem Adapterelement 1 aus Figur 2.
Zur Kontaktierung weist das Anschlusselement 2 auf seiner Unterseite 2.1 eine Kontaktfläche 5 auf. Im Falle einer Kontaktierung ist die Unterseite 2.1 des Anschlusselements 2 der elektrisch leitfähigen Struktur 3 zugewandt. Während sich das Adapterelement 1 auf einer Oberseite 2.2 des Anschlusselements 2 befindet. Die Oberseite 2.2 ist somit die der elektrisch leitfähigen Struktur 3 abgewandte Seite des Anschlusselements 2. Die Form des Adapterelements 1 ist an die Größe und Form der Kontaktfläche 5 des Anschlusselements 2 angepasst.
Auf der Kontaktfläche 5 des Anschlusselements 2 befindet sich eine Lotmasse 6, mit der das Anschlusselement 2 auf die elektrisch leitfähige Struktur aufgesetzt wird. Vor dem Verlöten kann die Lotmasse 6 eine runde, rechtwinklige oder polygonale Form aufweisen. Dabei ist die Lotmasse 6 im direkten Kontakt mit einer Leiterbahn des Anschlusselements 2.
Figur 3 zeigt das Anschlusselements 2 mit einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Adapterelements 1 während des Lötens. Das Anschlusselement 2 ist auf einem Substrat 7 angeordnet. Das Substrat 7 und die elektrisch leitfähige Struktur 3 bilden beispielsweise die Heckscheibe eines PKWs, wobei das Substrat 7 ein 3 mm dickes thermisch vorgespanntes Einscheibensicherheitglas oder ein <= 1 ,6 mm nicht vorgespanntes laminiertes Glass aus Natron-Kalk-Glas ist. Das Substrat 7 kann zusätzlich auf seiner Oberfläche eine opake elektrisch nicht leitfähige Beschichtung aufweisen. Die opake elektrisch nicht leitfähige Beschichtung erstreckt sich dabei rahmartig entlang der Kanten des Substarts 7. Auf das Substrat 7 ist die elektrisch leitfähige Struktur 3 in Form einer Heizstruktur aufgedruckt, die sich bis auf die opake elektrisch nicht leitfähige Beschichtung erstrecken kann. Die elektrisch leitfähige Struktur 3 enthält Silberpartikel und Glasfritten. Im Randbereich des Substrats 7 ist die elektrisch leitfähige Struktur 3 auf einer Breite von 10 mm verbreitet und bildet eine Kontaktfläche für das Anschlusselement 2.
Ein Haftmittel 1 1 befindet sich auf der Unterseite 2.1 des Anschlusselements 2. Die Unterseite 2.1 des Anschlusselements 2 ist dem Substrat 7 zugewandt und durch Haftmittel 10 mit dem Substrat 7 fest verklebt. Das Haftmittel 1 1 ist ein doppelseitiges Klebeband, das eine dauerhafte haftende Verbindung zwischen dem Anschlusselement 2 und dem Substrat 7 sicherstellt.
Das Einbringen der Wärmeenergie beim elektrisch Verbinden von Anschlusselement und elektrisch leitfähiger Struktur erfolgt in Figur 4 mit Widerstandslöten. Hierzu sind zwei Elektroden 8, 9 vorgesehen, die im elektrischen Kontakt mit dem Adapterelement 1 stehen. Jeweils eine Elektrode 8, 9 wird auf ein sich gegenüberliegendes Ende des Adapterelements 1 aufgesetzt. Dabei fließt elektrischer Strom durch das Adapterelement 1. Das Adapterelement 1 erwärmt sich. Es wirkt wie ein Heizwiderstand und überträgt die Wärme an die darunter liegenden Kontaktfläche 5 des Anschlusselements 2 und die Lotmasse 6. Diese Erwärmung bewirkt eine Aufschmelzung der Lotmasse 6, so dass sich ein Lötkontakt zwischen Anschlusselement 2 und elektrisch leitfähiger Struktur 3 ausbilden kann.
Nach Abschalten des elektrischen Stroms oder Entfernen des Adapterelements 1 erkaltet die Lotmasse 6. Zum besseren Handhaben des Adapterelement 1 ist ein Griff 10 vorgesehen. Der Griff 10 ist auf einer dem Anschlusselement 2 abgewandten Seite des Adapterelements 1 mittig angebracht. Der Griff 10 ist besonders formstabil und dient bei einem Roboter unterstütztem Lötverfahren dem sicheren Greifen des Adapterelements 1 .
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens anhand eines Flussdiagramms. Das Verfahren umfasst beispielsweise die folgenden Schritte:
a) Ein Substrat 7 mit einer elektrisch leitfähigen Struktur 3 wird auf einem Bereich des Substrats 7 bereitgestellt,
b) das Anschlusselement 2 weist auf seiner dem Substrat 7 zugewandten Unterseite 2.1 eine Kontaktfläche 5 auf, wobei eine Lotmasse 6 auf der Kontaktfläche 5 des Anschlusselements 2 angeordnet wird,
c) das Anschlusselement 2 wird mit der Lotmasse 6 auf seiner dem Substrat 7 zugewandten Unterseite 2.1 auf dem Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur 3 angeordnet, d) ein Adapterelement 1 wird auf einer dem Substrat 7 abgewandten Oberseite des Anschlusselements 2 über der Lotmasse 6 angeordnet,
e) das Anschlusselement 2 wird mit der elektrisch leitfähigen Struktur 3 mittels der Lotmasse 6 unter Wärmeeintrag verbunden.
Mit anderen Worten das Adapterelement wird im Verfahrensschritt (d) benachbart zu der Lotmasse 6 auf das Anschlusselement platziert.
Nach Beendigung des Wärmeeintrags kann das Adapterelement 1 wieder entfernt werden. Das Einbringen der Wärmeenergie beim elektrischen Verbinden von Anschlusselement 2 und elektrisch leitfähiger Struktur 3 kann mittels Widerstandslöten, Induktionslöten oder Heißluftlöten erfolgen.
Bezugszeichenliste:
1 Adapterelement
2 Anschlusselement
2.1 Unterseite des Anschlusselements
2.2 Oberseite des Anschlusselements
3 elektrisch leitfähige Struktur
4 Stecker
5 Kontaktfläche des Anschlusselements
6 Lotmasse
7 Substrat
8 erste Elektrode
9 zweite Elektrode
10 Griff
1 1 Haftmittel
A-A' Schnittlinie

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Scheibe mit mindestens einem elektrischen Anschlusselement, wobei
a) ein Substrat (7) mit einer elektrisch leitfähigen Struktur (3) auf einem Bereich des Substrats (7) bereitgestellt wird,
b) das Anschlusselement (2) auf seiner dem Substrat (7) zugewandten Unterseite (2.1 ) eine Kontaktfläche (5) aufweist und eine Lotmasse (6) auf der Kontaktfläche (5) des Anschlusselements (2) angeordnet wird,
c) das Anschlusselement (2) mit seiner dem Substrat (7) zugewandten Unterseite (2.1 ) auf dem Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur angeordnet wird, d) ein Adapterelement (1 ) auf einer dem Substrat (7) abgewandten Oberseite des Anschlusselements (2) über der Lotmasse angeordnet wird,
e) das Anschlusselement (2) mit der elektrisch leitfähigen Struktur (3) mittels der Lotmasse unter Wärmeeintrag verbunden wird, wobei die Lotmasse während des Verlötens durch Erwärmen des Adapterelements (1 ) aufgeschmolzen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Adapterelement (1 ) als eine elektrisch leitfähige Platte ausgebildet ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei in Verfahrensschritt (e) ein resistives oder induktives Lötverfahren oder Heißluft verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Adapterelement (1 ) einen Griffbereich aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Griffbereich L-förmig ausgebildet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Verfahrensschritt (d) und/oder (e) mittels Lötrobotern ausgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Adapterelement (1 ) zumindest Kupfer, eine kupferhaltige Legierung oder Stahl enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Substrat (7) Glas, bevorzugt Kalk-Natron-Glas, enthält und auf seiner der elektrisch leitfähigen Struktur (3) zugewandten Oberfläche eine opake elektrisch nicht leitfähige Beschichtung aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Lotmasse bleifrei ist.
10. Adapterelement (1 ) zur Übertragung von Wärme bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2 umfassend eine steife Platte aus einem elektrisch leitfähigen Material und einen Griffbereich zum Greifen des Adapterelements (1 ), wobei die Platte als Heizwiderstand vorgesehen ist.
1 1. Adapterelement nach Anspruch 10, wobei die Platte bezüglich des Anschlusselements (2) in Längsrichtung breiter als in Querrichtung ausgebildet ist.
12. Adapterelement nach Anspruch 10 oder 11 , wobei der Griffbereich L-förmig ausgebildet ist.
13. Scheibe hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem elektrischen Anschlusselement (2) mindestens umfassend:
• ein Substrat (7),
• eine elektrische leitfähige Struktur (3) auf einem Bereich des Substrats (7), wobei
• das Anschlusselement (2) biegsam ausgebildet ist und an einer dem Substrat (7) zugewandten Unterseite (2.1 ) einen Kontaktbereich aufweist, in dem eine Leiterbahn des Anschlusselements (2) mit dem Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur verbunden ist und an einem dem Substrat (7) abgewandten Ende einen Stecker (4) oder Kabel zur Anbindung an eine Versorgungsspannung aufweist.
14. Verwendung eines Adapterelements nach einem der Ansprüche 10 bis 12 zur Kontaktierung von elektrisch leitfähigen Strukturen auf einer Scheibe in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen oder Schienenfahrzeugen, bevorzugt als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und/oder Dachscheibe, insbesondere als beheizbare Scheibe oder als Scheibe mit Antennenfunktion.
PCT/EP2019/065279 2018-06-26 2019-06-12 Verfahren zur herstellung einer scheibe mit mindestens einem elektrischen anschlusselement WO2020001976A1 (de)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20311931U1 (de) * 2002-07-31 2003-10-23 Atn Automatisierungstechnik Ni Vorrichtung zum Löten unter Vorspannung
EP1488972A1 (de) 2002-03-11 2004-12-22 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Durch eine metallbefestigung verbundener glasartikel und diesen verwendende verbindungskonstruktion
DE102004057630B3 (de) 2004-11-30 2006-03-30 Saint-Gobain Sekurit Deutschland Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Löten von Anschlüssen mit Induktionswärme
FR2921520A1 (fr) * 2007-09-20 2009-03-27 Saint Gobain Element de connexion electrique et vitrage pourvu d'un tel element

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1488972A1 (de) 2002-03-11 2004-12-22 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Durch eine metallbefestigung verbundener glasartikel und diesen verwendende verbindungskonstruktion
DE20311931U1 (de) * 2002-07-31 2003-10-23 Atn Automatisierungstechnik Ni Vorrichtung zum Löten unter Vorspannung
DE102004057630B3 (de) 2004-11-30 2006-03-30 Saint-Gobain Sekurit Deutschland Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Löten von Anschlüssen mit Induktionswärme
FR2921520A1 (fr) * 2007-09-20 2009-03-27 Saint Gobain Element de connexion electrique et vitrage pourvu d'un tel element

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