具有电气连接元件的窗板制造技术

本实用新型专利技术涉及具有电气连接元件的窗板，尤其涉及一种具有至少一个电气连接元件的窗板，包括：基板(1)，位于基板(1)的区域上的导电结构(2)，位于导电结构(2)的区域上的一层焊料材料(4)，以及位于焊料材料(4)上的连接元件(3)的至少两个焊接点(15，15’)，其中焊接点(15，15’)在连接元件(3)与导电结构(2)之间形成至少一个接触表面(8)，并且-接触表面(8)的形状具有中心角α为至少90°的卵圆、椭圆或圆的至少一个片段。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有电气连接元件的窗板
本专利技术涉及一种具有电气连接元件的窗板(pane)。本专利技术进一步涉及用于具有举例来讲诸如为加热导体或天线导体等导电结构的汽车的具有电气连接元件的窗板。导电结构通常经由焊接式电气连接元件连接至车载电气系统。由于所用材料的不同热膨胀系数，出现使窗板变形并且可能引起窗板在制造和操作过程中破裂的机械应力。
技术介绍
含铅的焊料具有高的延展性，其可以补偿在电气连接元件与窗板之间由于塑性变形而发生的机械应力。然而，由于汽车寿命终止指令2000/53/EC，在EC内含铅焊料不得不被无铅焊料所替代。该指令总体来说被称为缩写ELV(汽车寿命终止)。目标是禁止产生由于一次性电子设备的大量增加而导致来自于产品的极度有问题的组件。受影响的物质是铅、汞、镉。这除了别的以外还涉及在玻璃上电气应用中无铅焊接材料的实现和相应替代产品的引入。EP I 942 703 A2公开了一种汽车窗板上的电气连接元件，其中窗板与电气连接元件的热膨胀系数之差<5xlO_6/°C并且连接元件主要包含钛并且连接元件与导电结构之间的接触表面是矩形的。为了实现适当的机械稳定性和可加工性，提出了使用过度的焊料材料。过度的焊料材料从连接元件与导电结构之间的中间空间流出。过度的焊料材料在玻璃窗板中弓I起高机械应力。这些机械应力最终导致窗板的破裂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有电气连接元件的窗板和用于其制造的经济又环保的方法，由此避免窗板中的临界的机械应力。通过根据独立权利要求1的装置依照本专利技术来实现本专利技术的目的。优选实施例从附属权利要求显现。具有至少一个连接元件的根据本专利技术的窗板包括以下特征:-基板，-位于基板的区域上的导电结构，-位于导电结构的区域上的一层焊料材料，以及-位于焊料材料上的连接元件的至少两个焊接点，其中-焊接点在连接元件与导电结构之间形成至少一个接触表面，并且-接触表面的形状具有中心角为至少90°的卵圆、椭圆或圆的至少一个片段。片段的中心角从90°到360。，优选从140°到360。，例如，从180°到330。或从200。到330°。优选地，连接元件与导电结构之间接触表面的形状具有至少两个半椭圆，特别优选的是两个半圆。非常特别优选的是，接触表面形状为在矩形的两侧布置有两个半圆。在本专利技术的选择性的特别优选的实施例中，接触表面的形状具有两个圆形片段且中心角从210°直到360°。接触表面的形状也可以例如包括卵圆、椭圆或圆的两个片段，且中心角从180°到350°，优选从210°到310°。在本专利技术的有利实施例中，焊接点在连接元件与导电结构之间形成彼此分离的两个接触表面。每个接触表面布置在连接元件的两个脚区域中之一面向基板的表面上。脚区域经由桥彼此连接。两个接触表面经由面向基板的桥的表面彼此连接。两个接触表面各自的形状具有中心角从90°到360°，优选从140°到360°的卵圆、椭圆或圆的至少一个片段。每个接触表面可以具有卵圆形，优选为椭圆形结构。特别优选的是，每个接触表面形状为圆形。选择性地，每个接触表面优选形状为圆形片段，且中心角为至少180°，特别优选为至少200°，非常特别优选的是至少220°，并且尤其是至少230°。圆形片段可以具有例如从180。到350°的中心角，优选从200°到330°，特别优选的是从210°到310°。在根据本专利技术的连接元件的另一有利实施例中，将每个接触表面设计为在矩形两侧布置有两个半卵圆，优选为半椭圆，特别优选为半圆。在窗板上施加导电结构。电气连接元件通过焊接材料电气连接至子区域上的导电结构。通过焊接，例如通过电阻焊，经由接触表面或多个接触表面将连接元件连接至导电结构。在电阻焊中，使用两个焊接电极，每个焊接电极与连接元件的焊接点接触。在焊接过程中，电流从一个焊接电极经由连接元件流到第二焊接电极。焊接电极与连接元件之间的接触优选发生在最小可能的表面区域上。例如，焊接电极具有尖角设计。小接触表面在焊接电极与连接元件之间的接触区域中实现高电流密度。高电流密度导致焊接电极与连接元件之间接触区域的加热。热量分布从焊接电极与连接元件之间的两个接触区域中的每一个开始扩散。对于两个斑点热源的情况而言，为了简单起见等温线可以被绘制为围绕焊接点的同心圆。分布的确切形状取决于连接元件的形状。连接元件与导电结构之间的接触表面的区域中的加热导致焊料材料的融化。根据现有技术，连接元件优选例如经由矩形接触表面连接至导电结构。由于从焊接点扩散的热量分布，在焊接过程中沿着矩形接触表面的边缘出现温度差。结果，可能存在接触表面的焊料材料未完全熔化的区域。这些区域导致连接元件的不良粘合和窗板的机械应力。本专利技术的优点在于在连接元件与导电结构之间形成接触表面或数个接触表面。接触表面的形状至少在边缘的大致部分为圆形的并且优选具有圆形或圆形片段。接触表面的形状接近在焊接过程中围绕焊接点的热量分布的形状。因此，在焊接过程中沿着接触表面的边缘仅出现细微的温度差或没有温度差。这导致在连接元件与导电结构之间接触表面的整个区域中焊料材料的均匀熔化。这关于连接元件的粘附、焊接过程的持续时间的缩短以及机械应力在窗板中的避免而言特别有利。特别地，这对于使用无铅焊料材料而言存在特别的优点，无铅焊料材料由于较之含铅焊料材料而言较低的延展性而可能稍逊地补偿机械应力。连接元件在俯视图中例如优选为Imm到50mm长和宽，并且特别优选的是2mm到30mm长和宽，并且非常特别优选的是2mm到8mm宽且IOmm到24mm长。通过桥彼此连接的两个接触表面例如优选为Imm到15_长和宽，并且特别优选的是2mm到8mm长和宽。焊料材料从连接元件与导电结构之间的中间空间流出且流出宽度< 1mm。在优选实施例中，最大流出宽度优选小于0.5mm，且特别地粗略地为0mm。这关于窗板中机械应力的减小、连接元件的粘附以及焊料量的减少而言特别有利。将最大流出宽度定义为连接元件的外边缘与焊料材料交叉点之间的距离，在焊料材料交叉点处焊料材料下降到50 μ m的层厚以下。在焊接过程之后在固化的焊料材料上测量最大流出宽度。通过适当选择的连接元件与导电结构之间的焊料材料体积和竖直距离获得期望的最大流出宽度，这可以通过简单实验确定。可以通过适当的处理工具，例如具有一体化间隔件的工具预定义连接元件与导电结构之间的竖直距离。最大流出宽度可以甚至为负的，即，缩回到由电气连接元件与导电结构形成的中间空间内。在根据本专利技术的窗板的有利实施例中，最大流出宽度以凹的弯月面缩回到由电气连接元件与导电结构形成的中间空间内。例如通过在焊接过程中增加间隔件与导电结构之间的竖直距离同时焊料仍然流动来产生凹的弯月面。根据本专利技术的连接元件的两个脚区域之间的桥优选形状为平坦分段。特别优选的是，桥由三个平坦片段组成。“平坦”意指连接元件的底部形成一个平面。基板的表面与直接相邻于脚区域的桥的每个平坦片段的底部之间的角度优选为< 90°，特别优选处在1°与85°之间，非常特别优选处在2°与75。之间，并且特别地处在3°与60°之间。桥的形状为使得相邻于脚区域的每个平坦片段朝背离直接相邻的脚区域的方向倾斜。优点在于导电结构与桥相邻于接触表面的片段之间的毛细管效应的作用。毛细管效应是导电结构与桥相邻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有至少一个电气连接元件的窗板，包括： ‑基板(1)， ‑位于基板(1)的区域上的导电结构(2)， ‑位于导电结构(2)的区域上的一层焊料材料(4)，以及 ‑位于焊料材料(4)上的连接元件(3)的至少两个焊接点(15，15’)，其中 ‑焊接点(15，15’)在连接元件(3)与导电结构(2)之间形成至少一个接触表面(8)，并且 ‑接触表面(8)的形状具有中心角α为至少90°的卵圆、椭圆或圆的至少一个片段。

【技术特征摘要】
1.一种具有至少一个电气连接元件的窗板，包括: -基板⑴， -位于基板(I)的区域上的导电结构(2)， -位于导电结构(2)的区域上的一层焊料材料(4)，以及 -位于焊料材料(4)上的连接元件(3)的至少两个焊接点(15，15’)，其中 -焊接点(15，15’ )在连接元件(3)与导电结构(2)之间形成至少一个接触表面(8)，并且 -接触表面(8)的形状具有中心角α为至少90°的卵圆、椭圆或圆的至少一个片段。2.根据权利要求1所述的窗板，其中 -焊接点(15，15’ )在连接元件(3)与导电结构(2)之间形成彼此分离的两个接触表面(8，，8，，)， -两个接触表面(8’，...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·罗伊尔，A·施拉布，C·德根，M·拉泰恰克，L·莱斯迈斯特，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：新型
国别省市：法国;FR