WO2025186142A1 - Flachleiteranschlusselement für leiterstruktur einer scheibe - Google Patents

Flachleiteranschlusselement für leiterstruktur einer scheibe

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WO2025186142A1
WO2025186142A1 PCT/EP2025/055617 EP2025055617W WO2025186142A1 WO 2025186142 A1 WO2025186142 A1 WO 2025186142A1 EP 2025055617 W EP2025055617 W EP 2025055617W WO 2025186142 A1 WO2025186142 A1 WO 2025186142A1
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conductor
flat
electrical
conductor track
pane
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Francois HERMANGE
Hadi RASTEGAR
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Saint Gobain Sekurit France SAS
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/59—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/61—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/613—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures by means of interconnecting elements
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    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/016—Heaters using particular connecting means

Definitions

  • the invention relates to a flat conductor connection element for a conductor structure applied to a disk, a disk arrangement with a disk and a conductor structure applied thereon and a flat conductor connection element according to the invention, as well as a method for producing the disk arrangement according to the invention and the use of the disk arrangement according to the invention.
  • Flexible flat conductors also called ribbon conductors or foil conductors, are often used in vehicle construction to enable electrical contact in confined spaces.
  • Flat conductors typically comprise a tinned copper strip with a thickness of less than 0.1 mm and a width of 2 mm to 16 mm. Copper has proven itself as a suitable conductor for such conductors because of its good electrical conductivity, its easy processability into foils, and its low material costs. Other electrically conductive materials that can be processed into foils can also be used. Examples include gold, silver, aluminum, or tin.
  • the tinned copper strip can be applied to a plastic carrier material or laminated to it on both sides for electrical insulation and stabilization.
  • a flat conductor can also contain several electrically insulated conductor tracks. Flat conductors are known, for example, from EP 1153801 A2, DE 102007059818 B3, WO 01/56334 A1, or WO 2016/104137 A1.
  • flat conductors are used, for example, for electrically contacting electrical functional layers in laminated glass panes. Examples can be found in DE 4235063 A1, DE 202004019286 U1, and DE 9313394 U1.
  • the use of flat conductors for electrically contacting electrical functional layers is not limited to the automotive sector. As is known from DE 19960450 C1, flat conductors are also used in the construction sector.
  • the pane manufacturer requires a pre-assembled pane arrangement with a pane and a conductor structure applied thereto, as well as with a flat conductor connection element electrically connected to the conductor structure with a connection area for connection to a supply voltage for the electrical supply of the conductor structure and/or control electronics for controlling/regulating the conductor structure.
  • a flat conductor connection element electrically connected to the conductor structure with a connection area for connection to a supply voltage for the electrical supply of the conductor structure and/or control electronics for controlling/regulating the conductor structure.
  • the conductor structure typically comprises metallic conductor tracks that heat up when an electrical voltage is applied. Electrical contact between the metallic conductor tracks is achieved, for example, by a soldered flat conductor.
  • high-frequency interference signals also known as "high-frequency noise”
  • the conductor structure which acts as an antenna
  • the flat conductor itself can also act as an antenna.
  • These high-frequency interference signals can have a very detrimental effect on the vehicle electrical system and, in particular, can reach an antenna amplifier, which is usually connected downstream of a vehicle antenna to receive antenna signals. This can severely disrupt antenna reception.
  • an interference suppressor in the form of a coil, e.g., a copper wire coil with a ferrite core.
  • the coil has a strong attenuation effect on high-frequency interference signals, which are typically above 1 MHz.
  • DE 202011109444 U1 and DE 202018106646 U1 each show a connection element with a contact bridge, which is soldered to the conductor structure of the vehicle window heater with two contact feet.
  • the contact element comprises a coil as an interference suppression element, one end of which is electrically connected to the contact bridge, with the other end of the coil providing an electrical connection to the vehicle electrical system.
  • a disadvantage of these solutions is the relatively large dimensions of the coil arranged on the contact bridge and thus in the area of the windscreen surface.
  • coils used as interference suppressors often have a diameter of 15 mm and a length of 30 mm. This generally increases the space required and the weight of the vehicle windscreen, which must be taken into account particularly when integrating the vehicle windscreen into a specific vehicle environment and can be accompanied by certain restrictions.
  • the increased space requirement also affects the handling and transport, as well as the packaging of the vehicle windscreen, which also increases the risk of damage to the vehicle windshield through the coil.
  • automating the assembly of the contact bridge and coil is difficult, which increases the manufacturing costs of the vehicle windshield.
  • EP 0608554 B1 shows a connection element with an outer section of a metal foil strip, which is designed like a printed circuit board or in the form of a circuit board and is provided with electronic components.
  • WO 2017/186360 shows a ribbon cable with an integrated control unit designed in the form of a circuit board.
  • the object of the present invention is to provide an improved flat conductor connection element and an improved disk assembly comprising a disk and a conductor structure applied thereto, as well as a flat conductor connection element for electrically connecting to the conductor structure.
  • the disk with the flat conductor connection element should require less space and be lighter than conventional solutions, thus improving handling, transport, and packaging of the disk assembly.
  • cost-effective and automated production of the disk with the flat conductor connection element in industrial series production should be enabled.
  • a flat conductor connection element for electrically connecting to a conductor structure applied to a pane.
  • Preferred embodiments are set forth in the dependent claims.
  • a pane arrangement according to the invention with a conductor structure applied to a pane, which has such a flat conductor connection element, as well as a method for producing the pane arrangement according to the invention and the use of the pane arrangement according to the invention are set forth in the independent claims.
  • the invention shows a flat conductor connection element for electrical connection to a conductor structure applied to a disk.
  • the conductor structure is applied to a disk surface, for example, directly or directly.
  • the flat conductor connection element comprises a flat conductor with at least one conductor track.
  • the flat conductor is designed such that its width is significantly greater than its thickness.
  • the flat conductor is preferably designed so thin (ie, the thickness is so small) that it is flexible and bendable.
  • the flat conductor has a first connection region at a first end. and a second connection region at a second end, wherein the first connection region has at least one contact surface of the conductor track for electrically contacting the conductor structure, and the second connection region is provided for electrical connection to an electrical component, such as an electrical supply voltage for electrically supplying the conductor structure and/or control electronics for controlling/regulating the conductor structure.
  • the at least one contact surface of the conductor track is typically parallel to the plane of the wafer.
  • the at least one conductor track is electrically and spatially divided by a physical interruption into a first conductor track section and a second conductor track section in order to interconnect a flat electronic component.
  • the first conductor track section is spatially separated from the second conductor track section, with the interruption or the area between the two conductor track sections being free of conductor track material.
  • the flat conductor connection element further comprises an electrical flat component integrated into the flat conductor.
  • the flat component has a housing that separates the electrical flat component from the external environment.
  • a coil that serves as an interference suppression element for interference suppression which is suitable and intended to block or dampen high-frequency interference signals that typically have a frequency of more than 1 MHz, i.e., high-frequency noise, which are coupled into the flat conductor.
  • a first coil end is electrically connected to a first electrical external connection of the flat component, and a second coil end is electrically connected to a second electrical external connection of the flat component.
  • the electrical flat component can be electrically contacted via the two electrical external connections.
  • the two electrical external connections are solder connections.
  • the first external electrical connection of the flat electrical component is electrically connected to the first conductor section, and the second external electrical connection is electrically connected to the second conductor section by soldering, so that the coil is connected in series (i.e., galvanically connected) to the two conductor sections. In the electrical series circuit, the coil is located between the two conductor sections. High-frequency interference signals (high-frequency noise) coupled into the flat conductor can thus be effectively attenuated by the coil.
  • the electrical flat component is a so-called "surface-mounted component,” also known as an "SMD" (surface-mounted device).
  • SMDs can be soldered directly onto a printed circuit board, for example.
  • the electrical flat component is not a printed circuit board or circuit board integrated into the flat conductor.
  • the flat conductor connection element according to the invention thus differs significantly from the arrangements known, for example, from the documents EP 0608554 B1 and WO 2017/186360 cited above, in which printed circuit boards or circuit boards are used.
  • the coil serving as an interference suppressor is integrated into the flat conductor by the flat electrical component. This is very advantageous because the coil is no longer located in the surface area of the disk, so that the disk with the soldered flat conductor connection element has a reduced height and therefore also requires less space. In addition, the weight of the disk with the flat conductor connection element is reduced by the flat electrical component. This significantly improves handling, transport, and packaging of the disk.
  • the flat conductor connection element according to the invention can be electrically connected to the disk in an automated manner, in particular by soldering, so that the disk with the flat conductor connection element can be manufactured cost-effectively in industrial series production. Furthermore, there is no risk of the disk being damaged by the coil, especially during transport of the disk.
  • the housing has a prismatic shape, in particular a cuboid shape, or a cylindrical shape.
  • This enables a particularly compact and space-saving design of the flat conductor with the electrical flat component, whereby the electrical flat component can be particularly well integrated into the flat conductor.
  • pris this refers to a geometric body created by the parallel displacement of a flat base surface (e.g., a polygon) along a straight line in space that does not lie in this plane.
  • the surface opposite the base surface is referred to as the top surface.
  • the housing of the electrical flat component thus has a housing base surface or housing underside, as well as a housing top surface, which are connected to one another by at least one housing side surface.
  • housing base and “housing top” merely describe the shape of the housing, so they do not necessarily imply a spatial orientation.
  • the housing base may be at the bottom and the housing top to be at the top, relative to the direction of gravity, any other orientation of the housing in space is also possible and conceivable.
  • the two external electrical connections (solder connections) of the electrical flat component are arranged only on the underside of the housing or on the housing base, whereby the electrical flat component, physically bridging the interruption in the conductor track, is placed with the housing base on the conductor track or on the two conductor track sections.
  • the housing base overlaps with the two conductor track sections.
  • the external electrical connections arranged on the underside of the housing can thus be electrically connected (soldered) to the two conductor track sections particularly easily. This measure has the advantage of a particularly simple physical and electrical connection of the electrical flat component to the flat conductor.
  • the flat conductor with the electrically connected flat component can thus be manufactured very compactly and in industrial series production in a time- and cost-efficient manner.
  • a flat component designed as a printed circuit board or circuit board production would be considerably more complex, so the invention represents a significant improvement. It is advantageous if the width of the flat component is equal to the width of the flat conductor (dimension perpendicular to the extension of the flat conductor or conductor track).
  • the two external electrical connections of the flat electrical component are arranged only on the underside of the housing or on the housing base, so that the flat electronic component can be easily electrically connected to the flat conductor or at least one conductor track.
  • the housing has a maximum height of 20 mm, with its height preferably being in the range of 5 to 12 mm. This enables a particularly compact design of the flat conductor with the electrically connected flat component.
  • the electrical flat component and adjacent areas of the two conductor track sections which are electrically connected to the two electrical external connections of the flat component by soldering, are enclosed in a capsule made of an electrically insulating material.
  • This enables secure encapsulation of the electrical flat component and the two connection areas, thus providing good protection against external environmental influences such as moisture. It also improves the strength of the mechanical connection between the electrical flat component and the flat conductor.
  • the conductor track of the flat conductor can be applied to a carrier layer made of a dielectric material.
  • the conductor track is preferably a strip- or ribbon-shaped metal foil.
  • the metal foil is preferably a copper foil, an aluminum foil, a stainless steel foil, a tin foil, a gold foil, or a silver foil.
  • the metal foil can also contain or consist of alloys with the aforementioned metals.
  • the metal foil is advantageously tinned in sections or completely. This is particularly advantageous for achieving good solderability while simultaneously providing corrosion protection.
  • the conductor track can be covered with a flat, planar insulating sheath made of an electrically insulating material. If the conductor track is applied to a carrier layer made of a dielectric material, this layer can be bonded to a cover layer made of a dielectric material, thus forming the insulating sheath.
  • the insulating sheath has a first layer side, which faces the pane when mounted, and an opposite second layer side, which faces away from the pane when mounted. When installed, the two layer sides are parallel to the pane plane.
  • the insulating sleeve is provided with at least one opening (hereinafter referred to as "flat component opening” for ease of reference) on the top side of the flat conductor in the area of the connection surfaces of the conductor track to which the external connections of the electronic flat component are electrically connected. Furthermore, the insulating sleeve has at least one opening (hereinafter referred to as “solder compound opening” for ease of reference) on the underside of the flat conductor for electrical contact with the conductor structure.
  • the openings in the insulating sleeve are each arranged and designed such that, viewed vertically through the flat conductor, the respective connection or contact surface is located within the opening.
  • Openings in the insulating sleeve can be created, for example, using a window technique or by subsequent removal, for example, by laser ablation or mechanical removal.
  • the conductor track is coated, for example, with insulating films with corresponding recesses (windows), for example, glued or laminated.
  • the openings are, for example, circular or round openings, although any other closed shape is equally possible, in particular oval or rectangular.
  • the insulating sleeve is firmly connected to the conductor track, for example, by adhesive bonding.
  • the insulating sleeve preferably contains or consists of polyimide or polyester, particularly preferably polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • the insulating sleeve can also contain or consist of thermoplastics and elastomers such as polyamide, polyoxymethylene, polybutylene terephthalate, or ethylene propylene diene rubber.
  • encapsulating materials such as acrylate or epoxy resin systems can be used.
  • the conductor track of the flat conductor has a thickness of 10 pm to 300 pm, preferably 30 pm to 250 pm, and in particular 50 pm to 150 pm.
  • Such thin conductor tracks are particularly flexible and can be easily adapted to the respective spatial situations.
  • the conductor track of the flat conductor has a width of 0.5 mm to 100 mm, preferably 1 mm to 50 mm, and in particular 10 mm to 30 mm. Such widths are particularly suitable for achieving sufficient current-carrying capacity in conjunction with the aforementioned thicknesses.
  • the width of the conductor track can be constant or vary.
  • the flat conductor has a length of 5 cm to 150 cm, preferably 10 cm to 100 cm, and in particular 50 cm to 90 cm. It is understood that the length, width, and thickness of the flat conductor can be adapted to the requirements of each individual case.
  • the length of the flat conductor corresponds to its direction of extension.
  • the length and width directions span the first side and the second side, opposite the first side.
  • the first side can be called the bottom side of the flat conductor, and the second side can be called the top side.
  • the first end and the second end are the opposite ends of the flat conductor in the direction of extension.
  • the insulating sheath has a thickness of 10 ⁇ m to 300 ⁇ m, particularly preferably 25 ⁇ m to 200 ⁇ m, and in particular 60 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the insulating sheath is advantageously bonded to the conductor track via an adhesive layer.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably from 10 pm to 150 pm, and particularly preferably from 50 pm to 75 pm.
  • Such insulation layers are particularly suitable for electrically insulating the flat conductor, mechanically stabilizing it, and protecting it from mechanical damage and corrosion.
  • the at least one contact surface of the conductor track in the first connection area which is intended for electrical connection to the conductor structure of the pane, has a solder compound applied thereto.
  • the solder compound is thus already provided by the flat conductor connection element in a particularly practical manner.
  • a correspondingly pre-assembled flat conductor connection element is provided.
  • the flat conductor has a connection means, for example a plug-in tongue, that is electrically connected to the conductor track in the second connection region, i.e., at the end not intended for electrical connection to the conductor structure.
  • a connection means for example a plug-in tongue
  • the flat conductor can have a connector that is firmly connected to the flat conductor, for example, selected from a plug or socket, in order to realize, in addition to an electrical connection, a mechanical connection of the flat conductor to another electrical component.
  • the connector contains the connection means, so that forming a mechanical connection also creates an electrical connection.
  • the invention further extends to a disk assembly comprising a disk and, on a region of the disk, a conductor structure applied thereto.
  • the disk assembly according to the invention also comprises a flat conductor connection element according to the invention, which is electrically connected to a region of the conductor structure, preferably via at least one solder compound.
  • a contact surface of the conductor track is electrically connected, preferably soldered, to the conductor structure.
  • the pane contains or consists of glass, particularly preferably soda-lime glass.
  • the pane is preferably a glass pane, in particular a window pane.
  • the pane can in principle also contain other types of glass or be made of These can be made of materials such as quartz glass, borosilicate glass, or aluminosilicate glass.
  • the pane can contain or consist of a polymer, in particular polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the pane can also contain or consist of other polymers, such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polybutadiene, polynitrile, polyester, polyurethane, polyvinyl chloride, polyacrylate, polyamide, or polyethylene terephthalate.
  • the pane is preferably transparent or translucent.
  • the pane may additionally have an opaque, electrically non-conductive coating on its surface.
  • the opaque (usually black) electrically non-conductive coating may be formed in a frame-like manner on the outer edge of the pane.
  • the disc preferably has a thickness of 0.5 mm to 25 mm, particularly preferably of 1 mm to 10 mm and most particularly preferably of 1.5 mm to 5 mm.
  • the conductor structure formed on a surface of the pane can comprise all types of electrical conductors that can be arranged on a pane and that are suitable for electrical connection, preferably by soldering. These are, in particular, printed silver conductors made from a printed and subsequently fired thick layer of a screen printing paste with a relatively high silver content.
  • the conductor structure preferably has a layer thickness of 5 pm to 40 pm, more preferably 5 pm to 20 pm, most preferably 8 pm to 15 pm, and in particular 10 pm to 12 pm. Alternatively, glued-on metal wires or metal foils can also be used as the conductor structure.
  • the conductor structure preferably serves to heat the pane.
  • the solder used is lead-free. This is particularly advantageous with regard to the environmental compatibility of the inventive wafer assembly with a flat conductor connection element.
  • lead-free means that the solder can contain lead in a very small amount of less than or equal to 0.1% by weight, with preferably no lead at all.
  • 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 pane arrangement according to the invention comprises a pane which is preferably a single pane (e.g. toughened safety glass) or a composite pane made up of two or more individual panes, as used in the automotive sector or in the construction sector.
  • the invention further extends to a method for producing the disc arrangement according to the invention, which comprises the following steps:
  • the solder mass is preferably applied to the contact surface of the conductor track as a platelet or flattened droplet with a defined layer thickness, volume, shape, and arrangement.
  • the shape of the solder mass platelet preferably corresponds to the shape of the contact surface. If the contact surface is rectangular, for example, the solder mass platelet is preferably rectangular.
  • the energy is introduced when soldering the conductor track of the flat conductor and the conductor structure preferably using a stamp, thermode, iron soldering, preferably laser soldering, hot air soldering, induction soldering, resistance soldering and/or ultrasound.
  • the flat conductor connection element is electrically connected, in particular soldered, to the conductor structure in an automated manner.
  • the coil in the flat conductor connection element according to the invention is integrated into the flat conductor.
  • the coil is present as a flat component and thus also has a comparatively compact shape that can be processed automatically.
  • the flat component is placed on one side (top side) of the flat conductor and soldered to the two conductor track sections, with the solder connections of the flat component being arranged on the housing underside or housing base.
  • the invention extends to the use of the pane assembly according to the invention as a pane for vehicles, aircraft, ships, architectural glazing, and building glazing.
  • the flat conductor connection element serves to electrically connect the conductor structure of the pane to an external electrical system, such as a control system or voltage source.
  • the pane assembly is used in particular in Rail vehicles or motor vehicles, preferably as a windshield, rear window, side window and/or roof window, particularly preferably as a heated rear window.
  • the flat conductor connection element according to the invention can be used particularly advantageously in panes with heating and antenna functions.
  • the high-frequency interference signals (high-frequency noise) coupled in by the conductor structure with heating function can have a significant impact on the received antenna signals from the conductor structure with antenna function located very close.
  • the pane arrangement according to the invention preferably comprises a pane with two conductor structures, one conductor structure having a heating function and the other conductor structure having an antenna function. Accordingly, the pane arrangement according to the invention is preferably used as a pane with two such conductor structures.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the flat conductor connection element according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic plan view of the flat conductor connection element of Fig. 1,
  • Figure 3 is a schematic perspective view of an embodiment of the disc arrangement according to the invention.
  • Figure 4 is a flow chart illustrating the method according to the invention for producing the disc arrangement.
  • a flat conductor connection element designated overall by reference number 1 is illustrated schematically by means of a sectional view ( Figure 1) and a plan view of the top side ( Figure 2).
  • the flat conductor connection element 1 comprises a flexible flat conductor, designated overall by the reference number 2, with a conductor track 3.
  • the flat conductor 2 has a first connection region 4 at a first end and a second connection region 5 at a second end, wherein the first connection region 4 has two contact surfaces 18 of the conductor track 3 for soldering to a conductor structure 103 of a disk 101 (see Fig. 3).
  • the second connection region 5 is provided for electrical connection to an external electrical component, such as a control electronics system, voltage source, or the like.
  • the conductor track 3 is in the form of a strip- or band-shaped metal foil, in this case, for example, a tinned copper foil.
  • the conductor track 3 is covered with a flat, flat insulating sleeve 9 made of an electrically insulating material, wherein the insulating sleeve 9 here consists, for example, of polyimide (PI).
  • PI polyimide
  • the conductor track 3 has, for example, a thickness of 10 pm to 300 pm, preferably of 30 pm to 250 pm and in particular of 50 pm to 150 pm.
  • the conductor track 3 has, for example, a width of 0.5 mm to 100 mm, preferably of 1 mm to 50 mm and in particular of 10 mm to 30 mm.
  • the flat conductor 2 has, for example, a length of 5 cm to 150 cm, preferably of 10 cm to 100 cm and in particular of 50 cm to 90 cm.
  • the insulating sleeve 9 has, for example, a thickness of 10 pm to 300 pm, particularly preferably of 25 pm to 200 pm and in particular of 60 pm to 150 pm.
  • the conductor track 3 has an interruption 6, by which the conductor track 3 is electrically divided into a first conductor track section 7 and a second conductor track section 8.
  • the flat conductor connection element 1 further comprises an electrical flat component 10, which is provided with a housing 11, wherein a coil 12 (not shown in detail) serving for interference suppression is arranged in the housing 11.
  • the coil 12 is suitable and intended to block or attenuate high-frequency interference signals, which typically have a frequency of more than 1 MHz.
  • a first coil end is connected to a first electrical external connection. 13 and a second coil end are electrically connected to a second external electrical terminal 14 of the flat component 10.
  • the two external electrical terminals 13, 14, which are designed as solder terminals, are located on a housing base surface 15 (bottom of the housing) and are integrated into the housing wall, where they are accessible from the outside. In the figures, the two external electrical terminals 13, 14 are shown only schematically.
  • the flat component 10 is placed in the area of the interruption 6 with the housing base surface 15 onto the two conductor track sections 7, 8 (from above).
  • the flat component 10 physically and electrically bridges the interruption 6 in the conductor track 3.
  • the first electrical external connection 13 comes into contact with the first conductor track section 7
  • the second electrical external connection 14 comes into contact with the second conductor track section 8.
  • the first electrical external connection 13 is electrically connected (soldered) to the first conductor track section 7
  • the second electrical external connection 14 is electrically connected (soldered) to the second conductor track section 8 via a solder compound located between them (not shown in the figures).
  • the soldered connections can also create a strong mechanical connection between the flat electrical component 10 and the conductor track 3.
  • the coil 12 of the electrical flat component 10 is electrically connected in series to the two conductor track sections 7, 8, with the coil 12 being located between the two conductor track sections 7, 8.
  • the flat component 10 extends from the first conductor track section 7 to the second conductor track section 8, whereby, when viewed vertically through the flat component 10 or conductor track 3, the flat component 10 has an overlap with both the first conductor track section 7 and the second conductor track section 8.
  • This overlap allows the external electrical connections 13, 14 arranged on the housing base surface 15 to come into direct physical contact (via respective solder masses) and electrical contact with the conductor track 3.
  • the electrical flat component 10 is designed in the manner of an SMD and has a cuboid-shaped housing 11, for example, with a height that is, for example, in the range of 5 to 12 mm.
  • the cuboid shape of the electrical flat component 10 is clearly visible in the top view of Fig. 2.
  • the width of the housing 11 of the electrical flat component 10 corresponds to the width of the flat conductor 2, thus ensuring good spatial integration of the electrical flat component. 10 into the flat conductor 2.
  • the width is the dimension perpendicular to the extension of the flat conductor 2.
  • the insulating sleeve 9 has a flat conductor opening 16 on its top side for the electrical flat component 10.
  • the two conductor track sections 7, 8 are thus freely accessible from above.
  • the insulating sleeve 9 has two solder compound openings 17 on its underside. This makes the two contact surfaces 18 for soldering the conductor track 3 to the conductor structure 103 freely accessible from below. Solder compounds 19 for soldering the conductor track 3 to the conductor structure 103 are located on the two contact surfaces 18.
  • the flat conductor connection element 1 is provided in the second connection area 5 with a contact tongue 20 that is electrically connected to the conductor track 3. This facilitates the electrical connection of the flat conductor 2 or conductor track 3 to an external electrical component.
  • Fig. 3 shows a perspective view of the pane arrangement 100.
  • the pane arrangement 100 comprises a pane 101.
  • the pane 101 is made of glass, in particular soda-lime glass.
  • a conductor structure 103 with metallic conductor tracks is applied to a pane surface 102 of the pane 101.
  • a conductor structure 103 with silver conductor tracks is produced from a printed and subsequently fired thick layer of a screen printing paste with a relatively high silver content.
  • the conductor structure 103 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 conductor structure 103 serves as a heating structure for heating the disk 101.
  • Figure 4 shows a flow chart of the method according to the invention for producing the disc arrangement 100 according to the invention.
  • the procedure includes the following steps: a) Providing a disk 101 with a conductor structure 103, in particular a heating structure, applied thereto, b) Arranging the flat conductor connection element 1 on the disk 101, c) Electrically connecting, preferably by soldering, at least one contact surface 18 of the conductor track 3 to the conductor structure 103.
  • the flat conductor connection element advantageously enables a flexible, cost-effective, and easy-to-manufacture electrical connection of a flat conductor connected to the conductor structure of a disk to an electrical device outside the disk, such as a power supply for the conductor structure and/or control electronics for controlling/regulating the conductor structure.
  • the coil used for interference suppression is integrated into the flat conductor as a flat electrical component, thus reducing the space required by the disk and its weight. This significantly improves handling, transport, and packaging of the disk.
  • the flat conductor connection element can be soldered to the disk in an automated manner, so that the disk with the flat conductor connection element can be manufactured cost-effectively in industrial series production.

Landscapes

  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flachleiteranschlusselement (1) zum elektrischen Anschluss an eine auf eine Scheibe (101) aufgebrachte Leiterstruktur (103), umfassend - einen Flachleiter (2) mit mindestens einer Leiterbahn (3), die durch eine Unterbrechung (6) in einen ersten Leiterbahnabschnitt (7) und einen zweiten Leiterbahnabschnitt (8) elektrisch unterteilt ist, - ein in den Flachleiter (2) integriertes elektrisches Flachbauteil (10), das ein Gehäuse (11) mit einem ersten elektrischen Außenanschluss (13) und einem zweiten elektrischen Außenanschluss (14) aufweist, wobei im Gehäuse (11) eine an die beiden elektrischen Außenanschlüsse (13, 14) angeschlossene Spule (12) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (11) eine prismatische Form, insbesondere Quaderform, oder eine Zylinderform aufweist, wobei das Gehäuse (11) über eine Gehäusegrundfläche (15) verfügt, wobei die beiden elektrischen Außenanschlüsse (13, 14) an der Gehäusegrundfläche (15) angeordnet sind, wobei das Flachbauteil (10) mit der Gehäusegrundfläche (15), die Unterbrechung (6) physisch überbrückend, auf die Leiterbahn (3) aufgesetzt ist, und wobei der erste elektrische Außenanschluss (13) mit dem ersten Leiterbahnabschnitt (7) und der zweite elektrische Außenanschluss (14) mit dem zweiten Leiterbahnabschnitt (8) durch Löten elektrisch verbunden ist, sodass die Spule (12) mit den beiden Leiterbahnabschnitten (7, 8) in Serie verschaltet ist.

Description

Flachleiteranschlusselement für Leiterstruktur einer Scheibe
Die Erfindung betrifft ein Flachleiteranschlusselement für eine auf einer Scheibe aufgebrachte Leiterstruktur, eine Scheibenanordnung mit einer Scheibe und einer darauf aufgebrachten Leiterstruktur und einem erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselement, sowie ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung und die Verwendung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung.
Flexible Flachleiter, auch Flachbandleiter oder Folienleiter genannt, werden vielfach im Fahrzeugbau eingesetzt, um eine elektrische Kontaktierung bei beschränkten Raumbedingungen zu ermöglichen.
Flachleiter umfassen als Leiterbahn üblicherweise ein verzinntes Kupferband mit einer Dicke von weniger als 0,1 mm und einer Breite von 2 mm bis 16 mm. Kupfer hat sich für solche Leiterbahnen bewährt, da es eine gute elektrische Leitfähigkeit sowie eine gute Verarbeitbarkeit zu Folien besitzt und die Materialkosten gleichzeitig niedrig sind. Es können auch andere elektrisch leitende Materialien verwendet werden, die sich zu Folien verarbeiten lassen. Beispiele hierfür sind Gold, Silber, Aluminium oder Zinn. Das verzinnte Kupferband kann zur elektrischen Isolation und zur Stabilisierung auf einem Trägermaterial aus Kunststoff aufgebracht oder beidseitig mit diesem laminiert sein. In einem Flachleiter können sich auch mehrere voneinander elektrisch isolierte Leiterbahnen befinden. Flachleiter sind beispielsweise aus EP 1153801 A2, DE 102007059818 B3, WO 01/56334 A1 oder WO 2016/104137 A1 bekannt.
Im Fahrzeugbau werden Flachleiter beispielsweise zur elektrischen Kontaktierung von elektrischen Funktionsschichten in Verbundglasscheiben verwendet. Beispiele finden sich in DE 4235063 A1 , DE 202004019286 U1 oder DE 9313394 U1. Der Einsatz von Flachleitern zur elektrischen Kontaktierung von elektrischen Funktionsschichten ist nicht nur auf den Fahrzeugbereich beschränkt. Wie aus DE19960450 C1 bekannt, werden Flachleiter auch im Baubereich verwendet.
In der Regel wird vom Scheibenhersteller eine vorkonfektionierte Scheibenanordnung mit einer Scheibe und einer darauf aufgebrachten Leiterstruktur, sowie mit einem an die Leiterstruktur elektrisch angeschlossenen Flachleiteranschlusselement mit einem Anschlussbereich zum Anschluss an eine Versorgungsspannung zur elektrischen Versorgung der Leiterstruktur und/oder Steuerungselektrik zur Steuerung/Regelung der Leiterstruktur gefordert. Im Fahrzeugbau ist es üblich, für die Beheizung von Kraftfahrzeugscheiben, insbesondere von Heckscheiben, eine partielle Metallbeschichtung der Scheibenfläche zur Formung einer flächigen Leiterstruktur, beispielsweise durch einen Silberdruck, vorzusehen. Die Leiterstruktur umfasst typischerweise metallische Leiterbahnen, die sich durch Stromfluss aufheizen, wenn an diese eine elektrische Spannung angelegt wird. Eine elektrische Kontaktierung der metallischen Leiterbahnen erfolgt beispielsweise durch einen angelöteten Flachleiter.
Bekannt ist das Problem, dass über die Leiterstruktur, die als Antenne wirkt, hochfrequente Störsignale, auch als "Hochfrequenzrauschen" bezeichnet, empfangen und in den Flachleiter eingekoppelt werden können. Zudem kann auch der Flachleiter selbst als Antenne wirken. Diese hochfrequenten Störsignale können sich sehr nachteilig im Bordnetz auswirken und insbesondere in einen Antennenverstärker gelangen, der in aller Regel einer Fahrzeugantenne zum Empfang von Antennensignalen nachgeschaltet ist. Der Antennenempfang kann hierdurch empfindlich gestört werden.
Um dies zu vermeiden, ist es gängige Praxis, die elektrische Zuleitung zur Kraftfahrzeugscheibenheizung durch ein Entstörglied in Form einer Spule zu unterbrechen, z.B. eine Kupferdrahtspule mit Ferritkern. Die Spule wirkt stark dämpfend auf die hochfrequenten Störsignale, die typischerweise oberhalb 1 MHz liegen.
DE 202011109444 U1 und DE 202018106646 U1 zeigen jeweils ein Anschlusselement mit einer Kontaktbrücke, welche mit zwei Kontaktfüßen an die Leiterstruktur der Kraftfahrzeugscheibenheizung angelötet ist. Das Kontaktelement umfasst als Entstörglied eine Spule, die mit einem Spulenende an die Kontaktbrücke elektrisch angeschlossen ist, wobei über das andere Spulenende eine elektrische Verbindung mit dem Bordnetz erfolgen kann.
Nachteilig bei diesen Lösungen sind die relativ großen Abmessungen der an der Kontaktbrücke und somit im Bereich der Scheibenfläche angeordneten Spule. In der Praxis haben Spulen, die als Entstörglieder eingesetzt werden, oft einen Durchmesser von 15 mm und eine Länge von 30 mm. Dies erhöht generell den Platzbedarf und das Gewicht der Fahrzeugscheibe, was insbesondere bei der Integration der Fahrzeugscheibe in eine jeweilige Fahrzeugumgebung zu berücksichtigen ist und mit gewissen Einschränkungen einhergehen kann. Darüber hinaus sind durch den vermehrten Platzbedarf auch das Handling und der Transport, sowie die Verpackung der Fahrzeugscheibe beeinträchtigt, wobei auch die Gefahr einer Beschädigung der Fahrzeug- scheibe durch die Spule besteht. Zudem ist eine Automatisierung der Montage von Kontaktbrücke und Spule nur schwierig umsetzbar, was die Herstellungskosten der Fahrzeugscheibe erhöht.
EP 0608554 B1 zeigt ein Anschlusselement mit einem Außenabschnitt eines Metallfolienstreifens, der leiterplattenartig bzw. in Form einer Platine ausgebildet und mit elektronischen Bauelementen versehen ist. WO 2017/186360 zeigt ein Flachbandkabel mit einer integrierten Steuereinheit, die in Form einer Platine ausgebildet ist.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Flachleiteranschlusselement sowie eine verbesserte Scheibenanordnung mit einer Scheibe und einer darauf aufgebrachten Leiterstruktur und mit einem Flachleiteranschlusselement zum elektrischen Verbinden mit der Leiterstruktur zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll die Scheibe mit Flachleiteranschlusselement einen geringeren Platzbedarf benötigen und weniger Gewicht haben als herkömmliche Lösungen, sodass das Handling, der Transport und die Verpackung der Scheibenanordnung verbessert sind. Zudem soll eine kostengünstige und automatisierte Herstellung der Scheibe mit Flachleiteranschlusselement in der industriellen Serienfertigung ermöglicht sein.
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein Flachleiteranschlusselement zum elektrischen Verbinden mit einer auf eine Scheibe aufgebrachten Leiterstruktur gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Eine erfindungsgemäße Scheibenanordnung mit einer auf einer Scheibe aufgebrachten Leiterstruktur, welche ein solches Flachleiteranschlusselement aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung und die Verwendung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung gehen aus den nebengeordneten Patentansprüchen hervor.
Die Erfindung zeigt ein Flachleiteranschlusselement zum elektrischen Anschluss an eine Leiterstruktur, die auf einer Scheibe aufgebracht ist. Die Leiterstruktur ist auf einer Scheibenoberfläche der Scheibe, beispielsweise unmittelbar bzw. direkt, aufgebracht.
Das Flachleiteranschlusselement umfasst einen Flachleiter mit mindestens einer Leiterbahn. Der Flachleiter ist so ausgebildet, dass seine Breite deutlich größer ist als seine Dicke. Der Flachleiter ist bevorzugt derart dünn ausgebildet (d.h. die Dicke ist derart gering), dass er flexibel und biegbar ist. Der Flachleiter weist an einem ersten Ende einen ersten Anschlussbereich und an einem zweiten Ende einen zweiten Anschlussbereich auf, wobei der erste Anschlussbereich mindestens eine Kontaktfläche der Leiterbahn zum elektrischen Kontaktieren der Leiterstruktur aufweist und der zweite Anschlussbereich zum elektrischen Anschluss an eine elektrische Komponente, wie eine elektrische Versorgungsspannung zur elektrischen Versorgung der Leiterstruktur und/oder Steuerungselektrik zur Steuerung/Regelung der Leiterstruktur vorgesehen ist. Im verbauten Zustand ist die mindestens eine Kontaktfläche der Leiterbahn typischerweise parallel zur Scheibenebene.
In dem erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselement ist die mindestens eine Leiterbahn durch eine physische Unterbrechung in einen ersten Leiterbahnabschnitt und einen zweiten Leiterbahnabschnitt elektrisch und räumlich unterteilt, um ein elektronisches Flachbauteil zwischenzuschalten. Mithin ist der erste Leiterbahnabschnitt vom zweiten Leiterbahnabschnitt räumlich getrennt, wobei die Unterbrechung bzw. der Bereich zwischen den beiden Leiterbahnabschnitten frei von Material der Leiterbahn ist.
Das Flachleiteranschlusselement umfasst weiterhin ein in den Flachleiter integriertes elektrisches Flachbauteil. Das Flachbauteil weist ein Gehäuse auf, welches das elektrische Flachbauteil gegen die äußere Umgebung abgrenzt. Im Gehäuse ist eine als Entstörglied zur Entstörung dienende Spule angeordnet, die geeignet und bestimmt ist, hochfrequente Störsignale, die typischerweise eine Frequenz von mehr 1 MHz aufweisen, d.h. Hochfrequenzrauschen, welche in den Flachleiter eingekoppelt werden, zu blockieren bzw. zu dämpfen. Ein erstes Spulenende ist mit einem ersten elektrischen Außenanschluss des Flachbauteils und ein zweites Spulenende mit einem zweiten elektrischen Außenanschluss des Flachbauteils elektrisch verbunden. Über die beiden elektrischen Außenanschlüsse kann das elektrische Flachbauteil elektrisch kontaktiert werden. Bei den beiden elektrischen Außenanschlüssen handelt es sich um Lötanschlüsse.
Der erste elektrische Außenanschluss des elektrischen Flachbauteils ist mit dem ersten Leiterbahnabschnitt und der zweite elektrische Außenanschluss mit dem zweiten Leiterbahnabschnitt durch Löten elektrisch verbunden, sodass die Spule mit den beiden Leiterbahnabschnitten in Serie verschaltet (d.h. galvanisch verbunden) ist. In der elektrischen Serienschaltung befindet sich die Spule zwischen den beiden Leiterbahnabschnitten. Hochfrequente Störsignale (Hochfrequenzrauschen), die in den Flachleiter eingekoppelt werden, können somit wirksam durch die Spule gedämpft werden. Das elektrische Flachbauteil ist ein sogenanntes "oberflächenmontiertes Bauteil", welches auch als "SMD" (SMD = Surface-Mounted Device) bekannt ist. Im Unterschied zu Bauelementen mit Anschlussdrähten, bei denen die Anschlussdrähte durch eine Leiterplatte (Platine) gesteckt werden, können SMDs direkt z.B. auf eine Leiterplatte gelötet werden. Vorteilhaft ist hierdurch eine vereinfachte Herstellung, geringere Fertigungskosten und eine höhere Packungsdichte ermöglicht. SMDs sind dem Fachmann z.B. aus der elektronischen Serienfertigung von bestückten Leiterplatten wohlbekannt, sodass an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen werden muss. Mithin ist das elektrische Flachbauteil keine Leiterplatte bzw. Platine, die in den Flachleiter integriert ist. Das erfindungsgemäße Flachleiteranschlusselement unterscheidet sich somit wesentlich von den Anordnungen, wie sie z.B. aus den eingangs zitierten Dokumenten EP 0608554 B1 und WO 2017/186360 bekannt sind, in denen Leiterplatten bzw. Platinen eingesetzt werden.
Die als Entstörglied dienende Spule ist durch das elektrische Flachbauteil in den Flachleiter integriert. Dies ist sehr vorteilhaft, da sich die Spule nicht mehr im Flächenbereich der Scheibe befindet, sodass die Scheibe mit angelötetem Flachleiteranschlusselement eine reduzierte Höhe und somit auch einen geringeren Platzbedarf hat. Zudem ist das Gewicht der Scheibe mit Flachleiteranschlusselement durch das elektrische Flachbauteil verringert. Hierdurch sind das Handling, der Transport und die Verpackung der Scheibe wesentlich verbessert. Das erfindungsgemäße Flachleiteranschlusselement kann in automatisierter Form mit der Scheibe elektrisch verbunden werden, insbesondere durch Löten, sodass die Scheibe mit Flachleiteranschlusselement in der industriellen Serienfertigung kostengünstig hergestellt werden kann. Weiterhin besteht keine Gefahr, dass die Scheibe durch die Spule, insbesondere beim Transport der Scheibe, beschädigt wird. Dies sind große Vorteile der Erfindung.
Das Gehäuse weist eine prismatische Form, insbesondere Quaderform, oder eine Zylinderform auf. Dies ermöglicht einen besonders kompakten und platzsparenden Aufbau des Flachleiters mit elektrischem Flachbauteil, wobei das elektrische Flachbauteil besonders gut in den Flachleiter integriert werden kann. In Einklang mit dem gängigen Verständnis des Begriffs "Prisma" wird hierunter ein geometrischer Körper verstanden, der durch Parallelverschiebung einer ebenen Grundfläche (z.B. Polygon) entlang einer nicht in dieser Ebene liegenden Geraden im Raum entsteht. Die der Grundfläche gegenüberliegende Fläche wird als Deckfläche bezeichnet. In Form eines Prismas oder Zylinders weist das Gehäuse des elektrischen Flachbauteils somit eine Gehäusegrundfläche bzw. Gehäuseunterseite auf, sowie weiterhin eine Gehäusedeckfläche, die durch mindestens eine Gehäuseseitenfläche miteinander verbunden sind. Es versteht sich, dass die Begriffe "Gehäusegrundfläche" und "Gehäusedeckfläche" lediglich der Beschreibung der Form des Gehäuses dienen, sodass damit nicht zwingend eine Orientierung im Raum verbunden ist. Obgleich es möglich ist, dass - bezogen auf Schwerkraftrichtung - die Gehäusegrundfläche unten und die Gehäusedeckfläche oben ist, ist auch jede andere Orientierung des Gehäuses im Raum möglich und denkbar.
Erfindungsgemäß sind die beiden elektrischen Außenanschlüsse (Lötanschlüsse) des elektrischen Flachbauteils nur auf der Unterseite des Gehäuses bzw. an der Gehäusegrundfläche angeordnet, wobei das elektrische Flachbauteil, die Unterbrechung der Leiterbahn physisch überbrückend, mit der Gehäusegrundfläche auf die Leiterbahn bzw. auf die beiden Leiterbahnabschnitte aufgesetzt ist. In senkrechter Sicht durch das Flachbauteil bzw. Leiterbahn ist die Gehäusegrundfläche in Überlapp mit den beiden Leiterbahnabschnitten. Die auf der Gehäuseunterseite angeordneten elektrischen Außenanschlüsse können auf diese Weise besonders einfach mit den beiden Leiterbahnabschnitten elektrisch verbunden (verlötet) werden. Diese Maßnahme hat den Vorteil einer besonders einfachen physischen und elektrischen Anbindung des elektrischen Flachbauteils an den Flachleiter. Der Flachleiter mit elektrisch verbundenem Flachbauteil kann auf diese Weise sehr kompakt und in der industriellen Serienfertigung zeit- und kosteneffizient hergestellt werden. Mit einem als Leiterplatte oder Platine ausgebildeten Flachbauteil wäre die Fertigung wesentlich aufwändiger, sodass die Erfindung demgegenüber eine deutliche Verbesserung mit sich bringt. Vorteilhaft ist eine Breite des Flachbauteils gleich zu einer Breite des Flachleiters (Abmessung senkrecht zur Erstreckung des Flachleiters bzw. Leiterbahn).
Die beiden elektrischen Außenanschlüsse des elektrischen Flachbauteils sind nur auf der Unterseite des Gehäuses bzw. an der Gehäusegrundfläche angeordnet, sodass in einfacher Weise ein elektrischer Anschluss des elektronischen Flachbauteils mit dem Flachleiter bzw. der mindestens einen Leiterbahn erfolgen kann.
Vorteilhaft weist das Gehäuse eine Höhe von maximal 20 mm auf, wobei dessen Höhe insbesondere im Bereich von 5 bis 12 mm liegt. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Ausgestaltung des Flachleiters mit elektrisch verbundenem Flachbauteil.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind das elektrische Flachbauteil und angrenzende Bereiche der beiden Leiterbahnabschnitte, welche mit den beiden elektrischen Außenanschlüssen des Flachbauteils durch Löten elektrisch verbunden sind, in einer Kapsel aus einem elektrisch isolierenden Material aufgenommen. Dies ermöglicht zum einen eine sichere Einkapselung des elektrischen Flachbauteils und der beiden Anschlussbereiche und somit einen guten Schutz vor Einflüssen der äußeren Umgebung, wie Feuchtigkeit. Zum anderen kann die Festigkeit der mechanischen Verbindung zwischen elektrischem Flachbauteil und Flachleiter verbessert werden.
Die Leiterbahn des Flachleiters kann auf einer Trägerschicht aus einem dielektrischen Material aufgebracht sein. Bevorzugt ist die Leiterbahn eine streifen- oder bandförmige Metallfolie. Vorzugsweise ist die Metallfolie eine Kupferfolie, eine Aluminiumfolie, eine Edelstahlfolie, eine Zinnfolie, eine Goldfolie oder eine Silberfolie. Die Metallfolie kann auch Legierungen mit den genannten Metallen enthalten oder daraus bestehen. Die Metallfolie ist vorteilhafterweise abschnittsweise oder vollständig verzinnt. Dies ist besonders vorteilhaft, um eine gute Lötbarkeit bei gleichzeitigem Korrosionsschutz zu erzielen.
Die Leiterbahn kann mit einer flächig-ebenen Isolationshülle aus einem elektrisch isolierenden Material umhüllt sein. Falls die Leiterbahn auf einer Trägerschicht aus einem dielektrischen Material aufgebracht ist, kann diese mit einer Deckschicht aus einem dielektrischen Material verbunden sein, wodurch sich die Isolationshülle ergibt. Die Isolationshülle verfügt über eine erste Schichtseite, welche im montierten Zustand der Scheibe zugewandt ist, und eine gegenüberliegende zweite Schichtseite, welche im montierten Zustand von der Scheibe abgewandt ist. Im verbauten Zustand sind die beiden Schichtseiten parallel zur Scheibenebene.
Die Isolationshülle ist auf der Oberseite des Flachleiters im Bereich von Anschlussflächen der Leiterbahn, mit denen die Außenanschlüsse des elektronischen Flachbauteils elektrisch verbunden sind, mit mindestens einer Durchbrechung (im Weiteren zur einfacheren Bezugnahme als "Flachbauteil-Durchbrechung" bezeichnet) versehen. Zudem weist die Isolationshülle auf der Unterseite des Flachleiters für die elektrische Kontaktierung mit der Leiterstruktur mindestens eine Durchbrechung (im Weiteren zur einfacheren Bezugnahme als "Lotmasse-Durchbrechung" bezeichnet) auf. Die Durchbrechungen der Isolationshülle sind jeweils so angeordnet und ausgebildet, dass sich in Sicht senkrecht durch den Flachleiter die jeweilige Anschluss- bzw. Kontaktfläche innerhalb der Durchbrechung befindet. Durchbrechungen der Isolationshülle lassen sich beispielsweise durch eine Fenstertechnik oder durch nachträgliches Entfernen, beispielsweise durch Laserablation oder mechanisches Abtragen, herstellen. Bei der Fenstertechnik wird die Leiterbahn beispielsweise durch Isolationsfolien mit entsprechenden Ausnehmungen (Fenstern) beschichtet, beispielsweise beklebt oder laminiert. Die Durchbrechungen sind beispiels- weise kreisförmige bzw. runde Öffnungen, wobei jede andere geschlossene Form gleichermaßen möglich ist, insbesondere oval oder rechteckförmig.
Die Isolationshülle ist mit der Leiterbahn fest verbunden und beispielsweise verklebt. Die Isolationshülle enthält bevorzugt Polyimid oder Polyester, besonders bevorzugt Polyethylentereph- thalat (PET) oder Polyethylennaphthalat (PEN) oder besteht daraus. Die Isolationshülle kann auch thermoplastische Kunststoffe und Elastomere wie Polyamid, Polyoxymethylen, Polybuty- lenterephthalat oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk enthalten oder daraus bestehen. Alternativ können Vergusswerkstoffe wie Acrylat- oder Epoxidharzsysteme verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Leiterbahn des Flachleiters eine Dicke von 10 pm bis 300 pm, bevorzugt von 30 pm bis 250 pm und insbesondere von 50 pm bis 150 pm auf. Derartig dünne Leiterbahnen sind besonders flexibel und können gut an die jeweiligen räumlichen Situationen angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Leiterbahn des Flachleiters eine Breite von 0,5 mm bis 100 mm, bevorzugt von 1 mm bis 50 mm und insbesondere von 10 mm bis 30 mm auf. Derartige Breiten sind besonders geeignet um in Verbindung mit den oben genannten Dicken eine ausreichende Stromtragefähigkeit zu erzielen. Die Breite der Leiterbahn kann konstant sein oder in der Breite variieren.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Flachleiter eine Länge von 5 cm bis 150 cm, bevorzugt von 10 cm bis 100 cm und insbesondere von 50 cm bis 90 cm auf. Es versteht sich, dass die Länge, Breite und Dicke des Flachleiters an die Anforderungen des jeweiligen Einzelfalls angepasst werden können.
Die Länge des Flachleiters entspricht dessen Erstreckungsrichtung. Die Längen- und die Breitenrichtung spannen die erste Seite und die, der ersten Seite gegenüberliegende, zweite Seite auf. Die erste Seite kann beispielsweise auch Unterseite und die zweite Seite kann Oberseite des Flachleiters genannt werden. Das erste Ende und das zweite Ende sind jeweils die einander gegenüberliegenden Enden des Flachleiters in Erstreckungsrichtung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Isolationshülle eine Dicke von 10 pm bis 300 pm, besonders bevorzugt von 25 pm bis 200 pm und insbesondere von 60 pm bis 150 pm auf. Die Isolationshülle ist vorteilhafterweise über eine Klebstoff schicht mit der Leiterbahn verklebt. Die Dicke der Klebstoffschicht beträgt bevorzugt von 10 pm bis 150 pm und besonders bevorzugt von 50 pm bis 75 pm. Derartige Isolationsschichten sind besonders dazu geeignet, den Flachleiter elektrisch zu isolieren und ihn mechanisch zu stabilisieren und vor mechanischen Beschädigungen und Korrosion zu schützen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die mindestens eine Kontaktfläche der Leiterbahn im ersten Anschlussbereich, die zum elektrischen Verbinden mit der Leiterstruktur der Scheibe vorgesehen ist, eine daran angebrachte Lotmasse auf. Dies erleichtert die elektrische Kontaktierung, da ein Anlöten der Leiterbahn an die Leiterstruktur in einfacher Weise möglich ist. Die Lotmasse wird somit in besonders praktischer Weise bereits durch das Flachleiteranschlusselement bereitgestellt. Mithin wird ein entsprechend vorkonfektioniertes Flachleiteranschlusselement zur Verfügung gestellt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Flachleiter im zweiten Anschlussbereich, d.h. an dem Ende, das nicht zur elektrischen Verbindung mit der Leiterstruktur vorgesehen ist, ein mit der Leiterbahn elektrisch verbundenes Anschlussmittel auf, beispielsweise eine Steckzunge. Die erleichtert die elektrische Verbindung des Flachleiters mit einer weiteren elektrischen Komponente, insbesondere in automatisierter Form. Zudem kann der Flachleiter ein Verbindungsstück aufweisen, das mit dem Flachleiter fest verbunden ist, beispielsweise gewählt aus Stecker oder Buchse, um neben einer elektrischen Verbindung eine mechanische Verbindung des Flachleiters, mit einer weiteren elektrischen Komponente zu realisieren. Das Verbindungsstück enthält das Anschlussmittel, sodass mit Ausbilden einer mechanischen Verbindung auch eine elektrische Verbindung entsteht.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Scheibenanordnung, die eine Scheibe und auf einem Bereich der Scheibe eine darauf aufgebrachte Leiterstruktur umfasst. Die erfindungsgemäßen Scheibenanordnung umfasst auch ein erfindungsgemäßes Flachleiteranschlusselement, welches mit einem Bereich der Leiterstruktur elektrisch verbunden ist, vorzugsweise über mindestens eine Lotmasse. Hierbei ist im ersten Anschlussbereich des Flachleiters mindestens eine Kontaktfläche der Leiterbahn mit der Leiterstruktur elektrisch verbunden, vorzugsweise verlötet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält oder besteht die Scheibe aus Glas, besonders bevorzugt Kalk-Natron-Glas. Die Scheibe ist bevorzugt eine Glasscheibe, insbesondere eine Fensterglasscheibe. Die Scheibe kann grundsätzlich auch andere Glasarten enthalten oder aus diesen bestehen, beispielsweise Quarzglas, Borsilikatglas oder Aluminosilikatglas. Alternativ kann die Scheibe ein Polymer, insbesondere Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat, enthalten oder hieraus bestehen. Die Scheibe kann auch andere Polymere enthalten oder hieraus bestehen, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polybutadien, Polynitrile, Polyester, Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polyacrylat, Polyamid oder Polyethylenterephthalat.
Die Scheibe ist bevorzugt transparent oder transluzent. Die Scheibe kann zusätzlich auf ihrer Oberfläche eine opake elektrisch nicht-leitfähige Beschichtung aufweisen. Insbesondere kann die opake (meist schwarze) elektrisch nicht-leitfähige Beschichtung rahmenartig am äußeren Rand der Scheibe ausgebildet sein.
Die Scheibe 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 auf einer Oberfläche der Scheibe ausgebildete Leiterstruktur kann alle Arten von elektrischen Leitern umfassen, die auf einer Scheibe angeordnet werden können und die zum elektrischen Verbinden, vorzugsweise durch Löten, geeignet sind. Dies sind insbesondere aufgedruckte Silberleiter, hergestellt aus einer aufgedruckten und anschließend eingebrannten Dickschicht aus einer Siebdruckpaste mit relativ hohem Silberanteil. Die Leiterstruktur 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. Alternativ können auch aufgeklebte Metalldrähte oder Metallfolien als Leiterstruktur verwendet werden. Bevorzugt dient die Leiterstruktur zum Beheizen der Scheibe.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die verwendete Lotmasse bleifrei. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Umweltverträglichkeit der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung mit Flachleiteranschlusselement. Im Sinne vorliegender Erfindung heißt "bleifrei", dass die Lotmasse Blei in einem sehr geringen Anteil von kleiner oder gleich 0,1 Gew.-% enthalten kann, wobei bevorzugt überhaupt kein Blei enthalten ist.
Die Schichtdicke der Lotmasse nach dem Löten ist bevorzugt kleiner oder gleich 6.0 x 10-4 m, besonders bevorzugt kleiner 2.0 x 10-4 m. Die erfindungsgemäße Scheibenanordnung umfasst eine Scheibe, die bevorzugt eine Einzelscheibe (z.B. Einscheibensicherheitsglas) oder eine Verbundscheibe aus zwei oder mehreren Einzelscheiben ist, wie sie im Automobilbereich oder im Baubereich verwendet werden.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung, welches die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen einer Scheibe mit einer aufgebrachten Leiterstruktur, welche insbesondere zur Beheizung der Scheibe dient,
Anordnen des erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselements an der Scheibe, Elektrisches Verbinden, vorzugsweise durch Löten, mindestens einer Kontaktfläche der
Leiterbahn mit der Leiterstruktur.
Die Lotmasse wird bevorzugt als Plättchen oder abgeflachter Tropfen mit festgelegter Schichtdicke, Volumen, Form und Anordnung auf der Kontaktfläche der Leiterbahn angebracht. Die Form des Lotmasseplättchens entspricht bevorzugt der Form der Kontaktfläche. Ist die Kontaktfläche beispielsweise rechteckig ausgebildet, so weist das Lotmasseplättchen bevorzugt eine rechteckige Form auf.
Das Einbringen der Energie beim Verlöten von Leiterbahn des Flachleiters und Leiterstruktur erfolgt bevorzugt mit Stempel, Thermoden, Kolbenlöten, bevorzugt Laserlöten, Heißluftlöten, Induktionslöten, Widerstandslöten und/oder mit Ultraschall.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Flachleiteranschlusselement automatisiert mit der Leiterstruktur elektrisch verbunden, insbesondere aufgelötet. Dies ist möglich, da in dem erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselement die Spule in den Flachleiter integriert ist, wobei die Spule als Flachbauteil vorliegt und somit auch eine vergleichsweise kompakte Form aufweist, die automatisch verarbeitbar ist. Das Flachbauteil wird auf eine Seite (Oberseite) des Flachleiters aufgesetzt und mit den beiden Leiterbahnabschnitten verlötet, wobei die Lötanschlüsse des Flachbauteils an der Gehäuseunterseite bzw. Gehäusegrundfläche angeordnet sind.
Ferner erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung als Scheibe für Fahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe, Architekturverglasung und Gebäudeverglasung. Dabei dient das Flachleiteranschlusselement für eine elektrische Verbindung der Leiterstruktur der Scheibe mit einem externen elektrischen System, wie beispielsweise einer Steuerungselektrik oder Spannungsquelle. Die Scheibenanordnung wird insbesondere verwendet in Schienenfahrzeugen oder Kraftfahrzeugen, bevorzugt als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und/oder Dachscheibe, besonders bevorzugt als beheizbare Heckscheibe.
Das erfindungsgemäße Flachleiteranschlusselement kann besonders vorteilhaft in Scheiben mit Heiz- und Antennenfunktion eingesetzt werden. Die durch die Leiterstruktur mit Heizfunktion eingekoppelten hochfrequenten Störsignale (Hochfrequenzrauschen) können sich sehr stark auf die empfangenen Antennensignale der räumlich sehr nah befindlichen Leiterstruktur mit Antennenfunktion auswirken.
Die erfindungsgemäße Scheibenanordnung umfasst bevorzugt eine Scheibe mit zwei Leiterstrukturen, wobei die eine Leiterstruktur eine Heizfunktion und die andere Leiterstruktur eine Antennenfunktion hat. In entsprechender Weise wird die erfindungsgemäße Scheibenanordnung bevorzugt als eine Scheibe mit zwei solchen Leiterstrukturen verwendet.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend näher erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Gleiche bzw. gleichwirkende Elemente sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Flachleiteranschlusselements;
Figur 2 eine schematische Aufsicht auf das Flachleiteranschlusselement von Fig. 1 ,
Figur 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung,
Figur 4 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Scheibenanordnung. Es wird zunächst Bezug auf die Figuren 1 und 2 genommen, worin ein insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnetes Flachleiteranschlusselement anhand einer Schnittansicht (Figur 1) und einer Aufsicht auf die Oberseite (Fig. 2) in schematischer Weise veranschaulicht ist.
Das Flachleiteranschlusselement 1 umfasst einen insgesamt mit der Bezugszahl 2 bezeichneten flexiblen Flachleiter mit einer Leiterbahn 3. Der Flachleiter 2 weist an einem ersten Ende einen ersten Anschlussbereich 4 und an einem zweiten Ende einen zweiten Anschlussbereich 5 auf, wobei der erste Anschlussbereich 4 zwei Kontaktflächen 18 der Leiterbahn 3 zum Anlöten an eine Leiterstruktur 103 einer Scheibe 101 (siehe Fig. 3) aufweist. Der zweite Anschlussbereich 5 ist zum elektrischen Anschluss mit einer externen elektrischen Komponente, wie eine Steuerungselektrik, Spannungsquelle oder dergleichen vorgesehen.
Die Leiterbahn 3 ist in Form einer streifen- oder bandförmigen Metallfolie ausgebildet, hier beispielsweise eine verzinnte Kupferfolie. Die Leiterbahn 3 ist mit einer flächig-ebenen Isolationshülle 9 aus einem elektrisch isolierenden Material umhüllt, wobei die Isolationshülle 9 hier beispielsweise aus Polyimid (PI) besteht. Die Isolationshülle 9 ist mit der Leiterbahn 3 fest verbunden, beispielsweise verklebt, was in den Figuren nicht näher dargestellt ist.
Die Leiterbahn 3 weist beispielsweise eine Dicke von 10 pm bis 300 pm, bevorzugt von 30 pm bis 250 pm und insbesondere von 50 pm bis 150 pm auf. Die Leiterbahn 3 weist beispielsweise eine Breite von 0,5 mm bis 100 mm, bevorzugt von 1 mm bis 50 mm und insbesondere von 10 mm bis 30 mm auf. Der Flachleiter 2 weist beispielsweise eine Länge von 5 cm bis 150 cm, bevorzugt von 10 cm bis 100 cm und insbesondere von 50 cm bis 90 cm auf. Die Isolationshülle 9 weist beispielsweise eine Dicke von 10 pm bis 300 pm, besonders bevorzugt von 25 pm bis 200 pm und insbesondere von 60 pm bis 150 pm auf.
Die Leiterbahn 3 weist eine Unterbrechung 6 auf, durch die die Leiterbahn 3 in einen ersten Leiterbahnabschnitt 7 und einen zweiten Leiterbahnabschnitt 8 elektrisch unterteilt ist.
Das Flachleiteranschlusselement 1 umfasst weiterhin ein elektrisches Flachbauteil 10, das mit einem Gehäuse 11 versehen ist, wobei im Gehäuse 11 eine zur Entstörung dienende Spule 12 (nicht näher dargestellt) angeordnet ist. Die Spule 12 ist dazu geeignet und bestimmt, hochfrequente Störsignale, die typischerweise eine Frequenz von mehr 1 MHz aufweisen, zu blockieren bzw. zu dämpfen. Ein erstes Spulenende ist mit einem ersten elektrischen Außenanschluss 13 und ein zweites Spulenende mit einem zweiten elektrischen Außenanschluss 14 des Flachbauteils 10 elektrisch verbunden. Die beiden elektrischen Außenanschlüsse 13, 14, die als Lötanschlüsse ausgebildet sind, befinden sich auf einer Gehäusegrundfläche 15 (Gehäuseunterseite) und sind in die Gehäusewand integriert und dort von außen zugänglich. In den Figuren sind die beiden elektrischen Außenanschlüsse 13, 14 lediglich schematisch dargestellt.
Das Flachbauteil 10 ist im Bereich der Unterbrechung 6 mit der Gehäusegrundfläche 15 auf die beiden Leiterbahnabschnitte 7, 8 (von oben her) aufgesetzt. Das Flachbauteil 10 überbrückt die Unterbrechung 6 der Leiterbahn 3 physisch und elektrisch. Beim Aufsetzen auf die Leiterbahn 3 gelangt der erste elektrische Außenanschluss 13 in Kontakt mit dem ersten Leiterbahnabschnitt 7 und der zweite elektrischen Außenanschluss 14 gelangt in Kontakt mit dem zweiten Leiterbahnabschnitt 8. Über eine jeweils dazwischen befindliche Lotmasse (in den Figuren nicht gezeigt) ist der erste elektrische Außenanschluss 13 mit dem ersten Leiterbahnabschnitt 7 und der zweite elektrische Außenanschluss 14 mit dem zweiten Leiterbahnabschnitt 8 elektrisch verbunden (verlötet). Neben einer elektrischen Verbindung kann durch die Lötverbindungen auch eine feste mechanische Verbindung zwischen elektrischem Flachbauteil 10 und Leiterbahn 3 erzielt werden. Im angelöteten Zustand des elektrischen Flachbauteils 10 ist die Spule 12 des elektrischen Flachbauteils 10 mit den beiden Leiterbahnabschnitten 7, 8 in Serie elektrisch verbunden, wobei sich die Spule 12 zwischen den beiden Leiterbahnabschnitten 7, 8 befindet. Wie in den Figuren 1 und 2 gut erkennbar, erstreckt sich das Flachbauteil 10 vom ersten Leiterbahnabschnitt 7 bis zum zweiten Leiterbahnabschnitt 8, wobei, in senkrechter Sicht durch das Flachbauteil 10 bzw. Leiterbahn 3, das Flachbauteil 10 sowohl mit dem ersten Leiterbahnabschnitt 7 als auch mit dem zweiten Leiterbahnabschnitt 8 einen Überlapp aufweist. Durch diesen Überlapp können die auf der Gehäusegrundfläche 15 angeordneten elektrischen Außenanschlüsse 13, 14 in direkten Berührungskontakt (über jeweilige Lotmassen) und elektrischen Kontakt mit der Leiterbahn 3 gelangen. Dies macht die elektrische Verbindung zwischen Flachbauteil 10 und Leiterbahn 3 sehr einfach und ermöglicht eine einfache automatisierte (robotergestützte) elektrische und mechanische Anbindung des Flachbauteils 10 an die Leiterbahn 3.
Das elektrische Flachbauteil 10 ist in der Art eines SMD ausgebildet und verfügt über ein hier beispielsweise quaderförmiges Gehäuse 11 , mit einer Höhe, die beispielsweise im Bereich von 5 bis 12 mm liegt. In der Aufsicht von Fig. 2 ist die Quaderform des elektrischen Flachbauteils 10 gut erkennbar. Die Breite des Gehäuses 11 des elektrischen Flachbauteils 10 entspricht der Breite des Flachleiters 2, sodass eine gute räumliche Integration des elektrischen Flachbauteils 10 in den Flachleiter 2 möglich ist. Die Breite ist die Abmessung senkrecht zur Erstreckung des Flachleiters 2.
Die Isolationshülle 9 weist für das elektrische Flachbauteil 10 auf der Oberseite eine Flachleiter- Durchbrechung 16 auf. Die beiden Leiterbahnabschnitte 7, 8 sind somit von oben her frei zugänglich. Im ersten Anschlussbereich 4 weist die Isolationshülle 9 auf der Unterseite zwei Lot- masse-Durchbrechungen 17 auf. Hierdurch sind die beiden Kontaktflächen 18 zum Anlöten der Leiterbahn 3 an die Leiterstruktur 103 von unten her frei zugänglich. Auf den beiden Kontaktflächen 18 befinden sich Lotmassen 19 zum Anlöten der Leiterbahn 3 an die Leiterstruktur 103.
Das Flachleiteranschlusselement 1 ist im zweiten Anschlussbereich 5 mit einer an die Leiterbahn 3 elektrisch angeschlossenen Kontaktzunge 20 versehen. Dies erleichtert die elektrische Verbindung des Flachleiters 2 bzw. Leiterbahn 3 mit einer externen elektrischen Komponente.
In der Aufsicht (Ansicht von oben) von Fig. 2 sind die beiden Lotmassen 19, welche sich auf der Unterseite des Flachleiteranschlusselements 1 befinden, schematisch (gestrichelt) angedeutet.
In Fig. 3 ist die Scheibenanordnung 100 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Die Scheibenanordnung 100 umfasst eine Scheibe 101. Die Scheibe 101 besteht aus Glas, insbesondere Kalk-Natron-Glas. Auf einer Scheibenoberfläche 102 der Scheibe 101 ist eine Leiterstruktur 103 mit metallischen Leiterbahnen aufgebracht, hier beispielsweise eine Leiterstruktur 103 mit Silber-Leiterbahnen, welche aus einer aufgedruckten und anschließend eingebrannten Dickschicht aus einer Siebdruckpaste mit relativ hohem Silberanteil hergestellt ist. Die Leiterstruktur 103 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. Das im ersten Anschlussbereich 4 an den Kontaktflächen 18 der Leiterbahn 3 mittels der Lotmassen 19 auf die Leiterstruktur 103 aufgelötete Flachleiteranschlusselement 1 ist nur schematisch dargestellt. In der Scheibe 101 von Fig. 3 dient die Leiterstruktur 103 als Heizstruktur zum Beheizen der Scheibe 101 .
Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung 100.
Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: a) Bereitstellen einer Scheibe 101 mit einer darauf aufgebrachten Leiterstruktur 103, insbesondere Heizstruktur, b) Anordnen des Flachleiteranschlusselements 1 an der Scheibe 101 , c) Elektrisches Verbinden, vorzugsweise durch Löten, mindestens einer Kontaktfläche 18 der Leiterbahn 3 mit der Leiterstruktur 103.
Aus obigen Ausführungen ergibt sich, dass das erfindungsgemäße Flachleiteranschlusselement in vorteilhafter Weise eine flexible, kostengünstige und einfach herzustellende elektrische Verbindung eines an die Leiterstruktur einer Scheibe angeschlossenen Flachleiters mit einer elektrischen Einrichtung außerhalb der Scheibe, wie eine Spannungsversorgung der Leiterstruktur und/oder eine Steuerungselektrik für eine Steuerung/Regelung der Leiterstruktur ermöglicht. Die zur Entstörung dienende Spule ist als elektrisches Flachbauteil in den Flachleiter integriert, sodass der Platzbedarf der Scheibe und deren Gewicht verringert ist. Hierdurch sind das Handling, der Transport und die Verpackung der Scheibe wesentlich verbessert. Das Flachleiteranschlusselement kann in automatisierter Form an die Scheibe gelötet werden, sodass die Scheibe mit Flachleiteranschlusselement in der industriellen Serienfertigung kostengünstig hergestellt werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Flachleiteranschlusselement
2 Flachleiter
3 Leiterbahn
4 erster Anschlussbereich
5 zweiter Anschlussbereich
6 Unterbrechung
7 erster Leiterbahnabschnitt
8 zweiter Leiterbahnabschnitt
9 Isolationshülle
10 Flachbauteil
11 Gehäuse
12 Spule
13 erster elektrischer Außenanschluss
14 zweiter elektrischer Außenanschluss
15 Gehäusegrundfläche
16 Flachbauteil-Durchbrechung
17 Lotmasse-Durchbrechung
18 Kontaktfläche
19 Lotmasse
20 Kontaktzunge
100 Scheibenanordnung
101 Scheibe
102 Scheibenoberfläche
103 Leiterstruktur

Claims

Patentansprüche
1. Flachleiteranschlusselement (1) zum elektrischen Anschluss an eine auf eine Scheibe (101) aufgebrachte Leiterstruktur (103), umfassend einen Flachleiter (2) mit mindestens einer Leiterbahn (3), die durch eine Unterbrechung (6) in einen ersten Leiterbahnabschnitt (7) und einen zweiten Leiterbahnabschnitt (8) elektrisch unterteilt ist, ein in den Flachleiter (2) integriertes elektrisches Flachbauteil (10), das ein Gehäuse (11) mit einem ersten elektrischen Außenanschluss (13) und einem zweiten elektrischen Außenanschluss (14) aufweist, wobei im Gehäuse (11 ) eine an die beiden elektrischen Außenanschlüsse (13, 14) angeschlossene Spule (12) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (11) eine prismatische Form, insbesondere Quaderform, oder eine Zylinderform aufweist, wobei das Gehäuse (11) über eine Gehäusegrundfläche (15) verfügt, wobei die beiden elektrischen Außenanschlüsse (13, 14) an der Gehäusegrundfläche (15) angeordnet sind, wobei das Flachbauteil (10) mit der Gehäusegrundfläche (15), die Unterbrechung (6) physisch überbrückend, auf die Leiterbahn (3) aufgesetzt ist, und wobei der erste elektrische Außenanschluss (13) mit dem ersten Leiterbahnabschnitt (7) und der zweite elektrische Außenanschluss (14) mit dem zweiten Leiterbahnabschnitt (8) durch Löten elektrisch verbunden ist, sodass die Spule (12) mit den beiden Leiterbahnabschnitten (7, 8) in Serie verschaltet ist.
2. Flachleiteranschlusselement (1) nach Anspruch 1 , bei welchem das Gehäuse (11) eine Höhe von maximal 20 mm aufweist, wobei dessen Höhe insbesondere im Bereich von 5 bis 12 mm liegt.
3. Flachleiteranschlusselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem das elektrische Flachbauteil (10) und Bereiche der beiden Leiterbahnabschnitte (7, 8) welche mit den beiden elektrischen Außenanschlüssen (13, 14) des Flachbauteils (10) elektrisch verbunden sind, in einer Kapsel aus einem elektrisch isolierenden Material angeordnet sind.
4. Flachleiteranschlusselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Leiterbahn (3) auf eine dielektrische Trägerschicht aufgebracht oder eine Metallfolie ist.
5. Flachleiteranschlusselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Leiterbahn (3) mit einer Isolationshülle (9) versehen ist, wobei die Isolationshülle (9) mit mindes- tens einer Flachbauteil-Durchbrechung (16) zum Aufsetzen des Flachbauteils (10) auf de Leiterbahn (3) versehen ist.
6. Flachleiteranschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem eine bzw. jede Kontaktfläche (18) der Leiterbahn (3), die zum elektrischen Verbinden durch Löten mit der Leiterstruktur (101) vorgesehen ist, eine daran angebrachte Lotmasse (19) aufweist.
7. Flachleiteranschlusselement (1) nach Anspruch 6, bei welchem die Leiterbahn (3) mit einer Isolationshülle (9) versehen ist, wobei die Isolationshülle (9) für jede Lotmasse (19) eine Lotmasse-Durchbrechung (17) aufweist.
8. Flachleiteranschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem der Flachleiter (2) ein mit der Leiterbahn (3) elektrisch verbundenes Anschlussmittel, insbesondere eine Kontaktzunge (20), aufweist, das insbesondere in einem Verbindungsstück, gewählt aus Buchse oder Stecker, enthalten sein kann.
9. Scheibenanordnung (100), umfassend: eine Scheibe (101 ) mit einer aufgebrachten Leiterstruktur (103), bevorzugt Kraftfahrzeugscheibe, insbesondere Heckscheibe, ein Flachleiteranschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mindestens eine Kontaktfläche (18) der Leiterbahn (3) mit der Leiterstruktur (103) durch Löten elektrisch verbunden ist.
10. Scheibenanordnung (100) nach Anspruch 9, bei welcher die Leiterstruktur (103) eine partielle Metallbeschichtung der Scheibe (101) ist, die insbesondere auf die Scheibe (101) gedruckt ist.
11. Scheibenanordnung (100) nach Anspruch 10, bei welcher die Leiterstruktur (103) eine Heizstruktur zum Beheizen der Scheibe (101) ist.
12. Scheibenanordnung (100) nach Anspruch 11 , bei welcher die Scheibe (101) eine weitere Leiterstruktur aufweist, die als Antenne dient.
13. Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei welcher die Scheibe (101) eine Einzelscheibe oder eine Verbundscheibe ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, mit den folgenden Schritten:
Bereitstellen einer Scheibe (101) mit einer aufgebrachten Leiterstruktur (103), insbeson- dere Heizstruktur,
Anordnen des Flachleiteranschlusselements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 an der Scheibe (101 ),
Elektrischen Verbinden, vorzugsweise durch Löten, mindestens einer Kontaktfläche (18) der Leiterbahn (3) mit der Leiterstruktur (103).
15. Verwendung der Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 13 für Fahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe, Architekturverglasung und Gebäudeverglasung, bevorzugt in Schienenfahrzeugen oder Kraftfahrzeugen, besonders bevorzugt für eine beheizbare Heckscheibe.
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