CN104782225B - 带有电连接元件和补偿器板的窗玻璃 - Google Patents

带有电连接元件和补偿器板的窗玻璃 Download PDF

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Abstract

具有至少一个带有补偿器板(3)的连接元件(4)的窗玻璃，至少包含‑在所述基材(1)的至少一个子区域上带有导电结构(2)的基材(1)，‑在所述导电结构(2)的至少一个子区域上的至少一个补偿器板(3)，‑在所述至少一个补偿器板(3)的至少一个子区域上的至少一个电连接元件(4)，‑无铅焊料(5)，其通过至少一个接触面(7)将补偿器板(3)连接到导电结构(2)的至少一个子区域上，其中所述基材(1)与所述补偿器板(3)之间的热膨胀系数差小于5 x 10‑6/℃，和其中连接元件(4)含有铜。

Description

带有电连接元件和补偿器板的窗玻璃
本发明涉及带有电连接元件的窗玻璃、用于其制备的经济且环境友好的方法及其用途。
本发明进一步涉及带有导电结构例如加热导体或天线导体的用于机动车的带有电连接元件的窗玻璃。所述导电结构通过焊接上的电连接元件与车载电气***常规连接。由于使用的材料的不同热膨胀系数，在制备和操作过程中发生机械应力使得窗玻璃应变和可造成窗玻璃断裂。
含铅的焊剂具有高延展性，其可补偿电连接元件和窗玻璃之间由塑性变形造成的机械应力。然而，由于End of Life Vehicles Directive 2000/53/EC，在EC中含铅焊剂必须被不含铅焊剂代替。概括而言，所述导则用缩写ELV(End of Life Vehicles)表示。其目的在于禁止来自可丢弃性电子设备大量增加产生的产品的非常有问题的组件。受影响的物质是铅、汞、镉和铬。特别地，这涉及无铅焊剂在玻璃上的电子应用中的实施和引入相应的替代产品。
然而，例如EP 2 339 894 A1和WO 2000058051中公开的先前已知的无铅焊料由于其低的延展性而不能将机械应力补偿到与铅一样的程度。然而，常规的含铜连接元件具有比玻璃更大的热膨胀系数 (CTE(铜) = 16.8 x 10-6/℃)，由此在铜热膨胀时发生对玻璃的损害。为此，优选与无铅焊料结合使用具有低的热膨胀系数的，优选钠钙玻璃数量级的(对于0 ℃ - 320 ℃为8.3 x 10-6/℃)连接元件。该类连接元件在加热时很难膨胀和补偿形成的应力。
EP 1 942 703 A2公开了机动车窗玻璃上的电连接元件，其中窗玻璃与电连接元件之间的热膨胀系数差为< 5 x 10-6/℃和所述连接元件主要含有钛。为了能够具有足够的机械稳定性和可加工性，建议使用过量焊料。所述过量焊料由连接元件与导电结构之间的中间空间流出。所述过量焊料在所述玻璃窗玻璃中造成高的机械应力。这些机械应力最终导致窗玻璃断裂。而且，钛难以焊接。这导致连接元件在窗玻璃上较差的粘附性。另外，所述连接元件必须通过导电材料例如铜可能通过焊接与车载电气***连接。钛难以焊接。
EP 2 408 260 A1描述了铁-镍合金或铁-镍-钴合金，例如Kovar 或Invar的用途，其具有低的热膨胀系数(CTE)。Kovar (CTE = 5 x 10-6/℃)与Invar (取决于组成CTE低至0.55 x 10-6/℃)都具有比钠钙玻璃更低的CTE和都可补偿机械应力。Invar具有如此低的热膨胀系数以至于发生这些机械应力的过度补偿。这在玻璃中导致压应力或在合金中导致拉伸应力，然而，其分类为非临界的（unkritisch）。
与含铅焊料一起使用的由铜制成的至今常规连接元件由于其高的膨胀系数所以不适合用于用已知的无铅焊料焊接在玻璃上。尽管由铁或钛制成的连接元件具有更低的膨胀系数和与无铅焊料相容；然而，这些材料基本上更加难以再成型。由此，用于制备所述连接元件必需的工具的使用寿命减少，这导致生产成本增加。另外，在改变所述连接元件的材料和形状的情况下，焊接过程的基础条件必须始终重新变化。不同的连接元件相对于牵拉力也具有不同的机械稳健性。由此将需要标准化以确保一致的机械稳定性和均一的焊接行为。
本发明的目的是提供带有电连接元件的窗玻璃以及用于其制备的经济且环境友好的方法，其中避免了所述窗玻璃中的临界机械应力和所述制造方法通过所述焊接过程的标准化而简化，使得与所述连接元件的材料和形状无关。
本发明的目的根据本发明通过带有连接元件的窗玻璃、其制备方法及根据独立权利要求1、13和14的其用途得以实现。优选的实施方案由从属权利要求显而易见。
本发明的目的根据本发明通过具有至少一个带有补偿器板的连接元件的窗玻璃得以实现。所述窗玻璃包含在所述基材的至少一个子区域上具有导电结构的至少一个基材、在所述导电结构的至少一个子区域上的至少一个补偿器板、在所述补偿器板的至少一个子区域上的至少一个电连接元件以及无铅焊料，该无铅焊料通过至少一个接触面将所述补偿器板连接到所述导电结构的至少一个子区域上。所述基材与所述补偿器板的热膨胀系数的差值小于5 x 10-6/℃，和所述连接元件含有铜。
所述补偿器板的热膨胀系数在0 ℃-300 ℃的温度范围内优选为9 x 10-6/℃-13x 10-6/℃，特别优选为10 x 10-6/℃ -12 x 10-6/℃，非常特别优选为10 x 10-6/℃-11 x10-6/℃。
通过使用根据本发明的补偿器板，甚至由铜制成的至今常规连接元件也可与无铅焊料一起使用。根据现有技术，连接元件通过无铅焊料在没有补偿器板的情况下直接焊接在基材的导电结构上，因此在温度变化试验中发生对基材的损害。在根据本发明的窗玻璃上没有观察到该类损害，因为所述补偿器板补偿了发生的所述应力。选择所述补偿器板的材料使得所述基材与所述补偿器板的热膨胀系数之间的差值小于5 x 10-6/℃。由此，所述基材和补偿器板在加热过程中膨胀到相同的程度和避免了对焊接点的损害。因为过去常规的含铜连接元件仍然可以使用，所以不需要工具转换。另外，含铜材料通常可容易再成型。相反，也可以与无铅焊料一起使用的根据现有技术已知的连接元件由较差可再成型材料如钢或钛制成。为此，在含铜连接元件再成型的情况下工具的使用寿命明显更高。根据本发明使用补偿器板由此在再成型方法方面导致生产成本降低。
另外，与所述常规含铜连接元件相比，根据现有技术用无铅焊料可焊接的由钢或钛制成的连接元件具有明显更高的电阻。根据本发明通过确保所述焊接点良好的热稳定性的补偿器板与具有高电导率的含铜连接元件组合，最佳地利用了各种材料的优点而没有不利的材料性能出现。因此，具有高电阻的材料的比例可以减少到最小同时保持所述窗玻璃的相同的温度稳定性。
另外，通过使用根据本发明的补偿器板，实现了焊接过程的标准化。所述补偿器板形成用于连接元件和所有类型的其它连接器的接触基础和由此不仅用作补偿器而且用作适配器。通过使用始终相同的标准化的补偿器板，焊接点上的条件保持恒定不变和焊接过程甚至在所述连接元件的形状和材料改变时也不需要进行适应调整。另外，焊接点上的机械条件保持恒定不变使得牵拉力与所述连接元件的形状无关。
使用的补偿器板的数目取决于所述连接元件的几何形状。如果所述连接元件旨在通过仅仅一个表面与所述导电结构连接，在要与所述导电结构接触的所述连接元件侧面上一个补偿器板就足够了。
在一个优选的实施方案中，所述电连接元件通过第一补偿器板和第二补偿器板导电连接到所述导电结构上。所述连接元件例如可以以桥形成型，其中所述连接元件具有两条腿，在所述腿之间有不与所述导电结构直接表面接触的凸起部分。所述连接元件可具有简单的桥形和更复杂的桥形。所述连接元件的两条腿各自位于一个补偿器板的顶部上。
所述补偿器板在其底部具有接触面，通过所述接触面它们整个表面都施加在所述导电结构上。优选地，所述补偿器板和接触面没有拐角。该类设计产生均匀的拉伸应力分布而在拐角处没有最大值和具有均匀的焊剂分布。
所述补偿器板含有钛、铁、镍、钴、钼、铜、锌、锡、锰、铌和/或铬和/或其合金。
优选地，所述补偿器板含有含铬钢，其中铬含量大于或等于10.5重量%。另外的合金组分如钼、锰或铌导致提高的耐腐蚀性或改变的机械性能，如拉伸强度或可冷成型性。
根据本发明的补偿器板优选地含有至少66.5重量%-89.5重量%铁、10.5重量%-20重量%铬、0重量%-1重量%碳、0重量%-5重量%镍、0重量%-2重量%锰、0重量%-2.5重量%钼、0重量%-2重量%铌和0重量%-1重量%钛。另外，所述补偿器板可以含有包括钒、铝和氮的其它元素的混合物。
所述补偿器板特别优选地含有至少73重量%-89.5重量%铁、10.5重量%-20重量%铬、0重量%-0.5重量%碳、0重量%-2.5重量%镍、0重量%-1重量%锰、0重量%-1.5重量%钼、0重量%-1重量%铌和0重量%-1重量%钛。另外，可以含有包括钒、铝和氮的其它元素的混合物。
所述补偿器板最特别优选地含有至少77重量%-84重量%铁、16重量%-18.5重量%铬、0重量%-0.1重量%碳、0重量%-1重量%锰、0重量%-1重量%铌、0重量%-1.5重量%钼和0重量%-1重量%钛。所述补偿器板还可以含有包括钒、铝和氮的其它元素的混合物。
含铬钢，特别是所谓的“不锈钢”是经济地可得的。与铜和铜合金相比，含铬钢还具有高的刚性，其导致所述补偿器板有利的稳定性。而且，与许多常规的连接元件例如由钛制成的那些相比，由含铬钢制成的补偿器板因为更高的热导率而具有提高的可焊性。
用作补偿器板的特别合适的材料是根据EN 10 088-2材料号1.4016、1.4113、1.4509和1.4510的含铬钢。
所述补偿器板优选具有0.1 mm-1 mm，特别优选0.4 mm-0.8 mm的材料厚度。在这些范围内，最佳地确保了在窗玻璃的温度膨胀时足够的机械稳定性以及良好的应力补偿。补偿器板的长度和宽度可以各自适应使用的连接元件及其腿的形状。然而，为了获得补偿器板的特别有利的标准化，特别优选使用圆形、环形或椭圆形，特别是环形。在所述补偿器板的非常特别优选的环形实施方案中，它们具有2 mm-15 mm，优选4 mm-10 mm的直径。
除了铜之外，所述连接元件优选还含有钛、铁、镍、钴、钼、铜、锌、锡、锰、铌和/或铬和/或其合金。根据其电阻选择合适的材料组合物。
在一个优选的实施方案中，所述连接元件含有45.0 重量%-99.9重量%铜、0重量%-45重量%锌、0重量%-15重量%锡、0重量%-30重量%镍和0重量%-5重量%硅。除了电解铜之外，各种不同的黄铜或青铜合金，例如镍银或康铜，也适合作为材料。
特别优选地，所述连接元件含有58重量%-99.9重量%铜和0重量%-37.0重量%锌，特别是60重量%-80重量%铜和20重量%-40重量%锌。
作为用于所述连接元件材料的特定实例，应当提及的是具有材料号CW004A(以前为2.0065)的电解铜和具有材料号CW505L(以前为2.0265)的CuZn30。
在一个优选的实施方案中，所述连接元件的材料具有1.0 µOhm·cm -15 µOhm·cm，特别优选为1.5 µOhm·cm-11 µOhm·cm的电阻。这产生具有适应于所述基材的CTE的补偿器板与具有非常良好的电导率的连接元件的特别有利的组合。同样具有适应于所述基材的膨胀系数的现有技术连接元件具有较高的电阻以至于发生不利地增加的电压降。
所述连接元件的材料厚度优选为0.1 mm-2 mm，特别优选为0.2 mm-1 mm，非常特别优选为0.3 mm-0.5 mm。在一个优选的实施方案中，所述连接元件的材料厚度在其整个区域中恒定不变。这在所述连接元件的简单制备方面是特别有利的。
所述连接元件通过连接电缆与机动车的车载电子设备连接。所述连接元件与连接电缆的电接触可以通过焊接(Loeten)、焊接(Schweissen)或压接连接进行。
适合用于连接元件接触的连接电缆原则上是本领域技术人员已知用于导电结构的电接触的所有电缆。除了导电芯(内导体)之外，所述连接电缆还可以包括绝缘的，优选聚合物外罩，其中所述绝缘外罩优选在连接电缆的端部区域除去以使得能够在所述连接元件与所述内导体之间的导电连接。
所述连接电缆的导电芯可以，例如含有铜、铝和/或银或其合金或混合物。所述导电芯可以，例如作为多股绞合导线或作为实心导线实施。所述连接电缆的导电芯的横截面取决于用于应用根据本发明的窗玻璃要求的载流容量和可以由本领域技术人员适当地选择。所述横截面为，例如0.3 mm2-6 mm2。
所述连接元件与所述补偿器板导电连接，其中可能使用各种焊接或焊接技术连接所述元件。优选地，所述补偿器板和连接元件使用电极电阻焊接、超声焊接或摩擦焊接进行连接。
在一个可选的实施方案中，所述连接元件也可以通过螺杆连接或插头连接施加到所述补偿器板上。该接触可以例如通过带有螺纹插销的补偿器板实现，具有螺纹套筒的连接元件拧在所述插销上。
在本发明一个有利的实施方案中，所述连接元件覆盖了所述补偿器板的表面的仅仅一个子区域。一部分补偿器板由此在所述连接元件下侧面突出和甚至在所述连接元件施加在所述补偿器板上之后也是可接近的。在所述补偿器板焊接到所述导电结构上的过程中，这些突出可以用于所述补偿器板的接触。
在所述窗玻璃的至少一个子区域中，安装优选含有银，特别优选含银颗粒和玻璃料的导电结构。根据本发明的所述导电结构优选地具有3 µm-40 µm，特别优选5 µm-20 µm，非常特别优选地7 µm-15 µm和特别是8 µm-12 µm的层厚度。其上施加所述连接元件的补偿器板通过接触面在其整个表面上与所述导电结构的子区域连接。所述电接触通过无铅焊料发生。所述导电结构可以，例如用作接触窗玻璃上施加的电线或涂层。所述导电结构例如以汇流导体的形式施加在所述窗玻璃的相反边缘上。电压可以通过施加到汇流导体上的具有补偿器板的连接元件施加，由此电流流过导线或涂层或从一个汇流导体流到另一个汇流导体和加热所述窗玻璃。除了该类加热功能，根据本发明的窗玻璃也可以考虑与天线导体组合使用或甚至以要求窗玻璃与其稳定接触的任何其它设置使用。
所述基材优选地含有玻璃，特别优选地平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃和/或钠钙玻璃。然而，所述基材也可以含有聚合物，优选地聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或其共聚物或混合物。所述基材优选是透明的。所述基材优选地具有0.5 mm-25 mm，特别优选1 mm-10 mm和非常特别优选1.5 mm-5 mm的厚度。
所述基材的热膨胀系数优选为8 x 10-6/℃ - 9 x 10-6/℃。所述基材优选含有玻璃，所述玻璃在0℃-300℃的温度范围内优选具有8.3 x 10-6/℃ - 9 x 10-6/℃的热膨胀系数。
任选地，在所述基材上施加丝网印刷，其在窗玻璃的安装状态隐藏了所述窗玻璃的接触，使得带有补偿器板的所述连接元件从外面不可识别。
所述导电结构通过无铅焊料与所述补偿器板导电地连接。所述无铅焊料设置在位于连接元件底部上的接触面上。
所述无铅焊料的层厚度优选小于或等于600 µm，特别优选为150 µm-600 µm，特别是小于300 µm。
所述无铅焊料优选不含铅。鉴于根据本发明带有电连接元件的所述窗玻璃的环境影响，这是特别有利的。在本发明的上下文中，“无铅焊料”是指根据EC导则“2002/95/EC onthe Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical andElectronic Equipment”，包括小于或等于0.1重量%铅比例，优选无铅的焊料。
无铅焊料一般具有比含铅焊料更小的延展性，使得连接元件与窗玻璃之间的机械应力不能很好地补偿。然而，已经证明通过根据本发明的具有补偿器板的连接元件可以预防临界机械应力。优选地，所述焊料含有锡和铋、铟、锌、铜、银或其组合物。根据本发明的焊剂组合物中锡的比例为3重量%-99.5重量%，优选10重量%-95.5重量%，特别优选15重量%-60重量%。根据本发明的焊剂组合物中铋、铟、锌、铜、银或其组合物的比例为0.5重量%-97重量%，优选10重量%-67重量%，其中铋、铟、锌、铜或银的比例可以为0重量%。所述焊剂组合物可以含有0重量%-5重量%比例的镍、锗、铝或磷。根据本发明的焊剂组合物非常优选地含有Bi40Sn57Ag3、Sn40Bi57Ag3、Bi59Sn40Ag1、Bi57Sn42Ag1、In97Ag3、In60Sn36.5Ag2Cu1.5、Sn95.5Ag3.8Cu0.7、Bi67In33、Bi33In50Sn17、Sn77.2In20Ag2.8、Sn95Ag4Cu1、Sn99Cu1、Sn96.5Ag3.5、Sn96.5Ag3Cu0.5、Sn97Ag3或其混合物。
在一个有利的实施方案中，所述焊料含有铋。已经证明含铋的焊料导致根据本发明的所述连接元件对窗玻璃特别良好的粘附性，由其可以避免对窗玻璃的损害。所述焊料组合物中铋的比例优选为0.5重量%-97重量%，特别优选为10重量%-67重量%，和非常特别优选33重量%-67重量%，特别是50重量%-60重量%。除了铋之外，所述焊料优选还含有锡和银或锡、银和铜。在一个特别优选的实施方案中，所述焊料包括至少35重量%-69重量%铋、30重量%-50重量%锡、1重量%-10重量%银和0重量%-5重量%铜。在一个非常特别优选的实施方案中，所述焊料含有至少49重量%-60重量%铋、39重量%-42重量%锡、1重量%-4重量%银和0重量%-3重量%铜。
在另一个有利的实施方案中，所述焊料含有90重量%-99.5重量%锡，优选93重量%-99重量%，特别优选95重量%-98重量%。除了锡之外，所述焊料优选地含有0.5重量%-5重量%银和0重量%-5重量%铜。
所述焊料以优选小于1mm的流出宽度从补偿器板的焊剂区域与所述导电结构之间的中间空间流出。在一个优选的实施方案中，最大流出宽度小于0.5mm，和特别地大约0mm。在窗玻璃中的机械应力减小、连接元件的粘附性和焊剂量节约方面这是特别有利的。最大流出宽度定义为焊剂区域外部边缘与焊料交叉点之间的距离，在所述距离焊料降至50µm的层厚度以下。最大流出宽度在焊接法之后在凝固的焊料上测量。需要的最大流出宽度通过合适选择焊料体积和补偿器板与导电结构之间的垂直距离获得，其可通过简单实验进行测定。补偿器板与导电结构之间的垂直距离可以通过合适的加工工具，例如带有集成间隔物的工具预定。最大流出宽度可以甚至是负的，即：缩进到通过补偿器板的焊剂区域和导电结构形成的中间空间中。在根据本发明的窗玻璃的一个有利的实施方案中，最大流出宽度以弯月面缩进到通过补偿器板的焊剂区域与导电结构形成的中间空间中。弯月面例如在焊接法过程中在焊剂依然是流体时通过增加间隔物与导电结构之间的垂直距离生成。优点在于窗玻璃中特别地，在大量焊料交叉的情况下存在的临界区域中机械应力减小。
在本发明一个有利的实施方案中，补偿器板的接触面具有间隔物，优选至少两个间隔物，特别优选至少三个间隔物。所述间隔物优选例如通过冲压或深拉与补偿器板一起以单块形成。所述间隔物优选具有0.5 x 10-4 m-10 x 10-4 m的宽度和0.5 x 10-4 m-5 x10-4 m，特别优选1 x 10-4 m-3 x 10-4 m的高度。通过所述间隔物，得到均匀均一厚度的和均一融合的焊料层。由此，可以减小补偿器板与窗玻璃之间的机械应力和可以提高补偿器板的粘附性。在使用无铅焊料的情况下这是特别有利的，由于其与含铅焊料相比较低的延展性所以不能良好地补偿机械应力。
在本发明一个有利的实施方案中，所述补偿器板和/或连接元件配有接触***，其用于在焊接过程中使得与焊接工具接触。所述接触***设置在与接触面相对的背离基材的补偿器板的表面上或位于所述补偿器板上方的区域中背离基材的连接元件的表面上。接触***优选至少在与焊接工具接触的区域是凸形弯曲的。所述接触***优选具有0.1 mm-2mm，特别优选0.2 mm-1 mm的高度。所述接触***的长度和宽度优选为0.1-5 mm，非常特别优选为0.4 mm-3 mm。所述接触***例如通过冲压或深拉优选与补偿器板或者连接元件一起以单块形成。可以使用其接触侧为扁平的电极用于焊接。使所述电极表面与接触***接触。为此，所述电极表面与基材表面平行设置。电极表面与接触***之间的接触区域形成焊接点。焊接点的位置通过对基材表面具有最大垂直距离的接触***的凸面上的点进行测定。焊接点的位置独立于补偿器板或者连接元件上焊剂电极的位置。在焊接法过程中在可再现的均一热分布方面这是特别有利的。焊接法过程中的热分布由接触***的位置、大小、设置和几何形状决定。
所述补偿器板优选地至少在朝向焊料的接触面上具有含有镍、铜、锌、锡、银、金或其合金或层（优选银）的涂层(润湿层)。由此，得到所述补偿器板与焊料提高的润湿性和所述补偿器板提高的粘附性。
根据本发明的补偿器板优选用镍、锡、铜和/或银涂敷。所述补偿器板特别优选带有优选由镍和/或铜制成的助粘层和另外带有优选由银制成的可焊接的层。根据本发明的补偿器板非常特别优选用0.1 µm-0.3 µm镍和/或3 µm-20 µm银涂敷。所述补偿器板可以镀有镍、锡、铜和/或银。镍和银提高了所述补偿器板的载流容量和腐蚀稳定性和与焊料的润湿性。
所述连接元件也可以任选地具有涂层。然而，所述连接元件的涂层不是必要的，因为连接元件与焊料之间不存在直接接触。由此，不要求连接元件的润湿性能优化。由此，降低了根据本发明带有连接元件和补偿器板的窗玻璃的生产成本，因为可以省去连接元件的大面积涂层和仅仅涂敷通常显著较小的补偿器板的表面。
在一个可选的实施方案中，所述连接元件具有含有镍、铜、锌、锡、银、金或其合金或层（优选银）的涂层或其多个层，优选银。优优选地，所述连接元件可以用镍、锡、铜和/或银涂敷。非常特别优选地，所述连接元件用0.1 µm-0.3 µm镍和/或3 µm-20 µm银涂敷。所述连接元件可以镀有镍、锡、铜和/或银。
所述补偿器板的形状可以在所述补偿器板与所述导电结构的中间空间中形成一个或多个焊剂点。所述焊剂点和所述焊剂在补偿器板上的润湿性能防止了焊料由所述中间空间流出。焊剂点可以为长方形、圆形或多边形的。
本发明进一步包含制备带有连接元件和一个或多个补偿器板的窗玻璃的方法，包括下面的步骤：
a)连接元件导电地固定在一个或多个补偿器板的顶部，
b)将无铅焊料施加到一个或多个补偿器板底部上的至少一个接触面上，
c)带有无铅焊料的补偿器板设置在基材上的导电结构上，和
d)将所述补偿器板焊接在所述导电结构上。
所述导电结构可以使用本身已知的方法，例如通过丝网印刷法施加在基材上。施加所述导电结构可以时间上在方法步骤(a)和(b)之前、期间或之后进行。
所述焊料优选作为具有固定的层厚度、体积、形状和设置的小板或扁平的滴施加到所述补偿器板上。焊料小板的层厚度优选小于或等于0.6 mm。焊料小板的形状优选相应于接触面的形状。如果所述接触面例如作为长方形形成，则所述焊料小板优选具有长方形形状。
补偿器板与导电结构的电连接过程中能量的导入优选通过穿孔、热电极、活塞焊接、微火焰焊接，优选激光焊接、热风焊接、感应焊接、电阻焊接和/或用超声进行。
优选地，所述连接元件焊接或焊接在所述补偿器板的顶部上或者通过螺杆连接或插头连接固定。特别优选地，所述连接元件通过电极电阻焊接、超声焊接或摩擦焊接固定在所述补偿器板上。
窗玻璃在机动车中安装之后，所述连接元件焊接或压接到例如由铜制成的片材、多股绞合导线或编织导线上，和与车载电子设备连接。
本发明进一步包括根据本发明带有导电结构的窗玻璃在机动车、建筑玻璃窗或建筑物玻璃窗中，特别是在汽车、轨道车辆、航空器或海上运输器中的用途。带有补偿器板的连接元件用于将窗玻璃的导电结构例如加热导体或天线导体，与外部电子***如放大器、控制单元或电压源的连接。本发明特别地包括根据本发明的窗玻璃在轨道车辆或汽车中的用途，优选作为挡风玻璃、后窗、侧窗和/或天窗，特别是作为可加热的窗玻璃或作为具有天线功能的窗玻璃。
本发明参考附图和示例性实施例更详细地进行说明。所述附图是示意性表示，不是按照真正比例。所述附图无论如何并不限制本发明。它们描绘了：
图1a是根据本发明带有连接元件和补偿器板的窗玻璃的俯视图。
图1b是沿着剖面线AA'根据图1a的窗玻璃的横截面。
图2a是根据本发明带有桥形连接元件和两个补偿器板的窗玻璃的示意性透视图。
图2b是沿着剖面线BB'根据图2a的窗玻璃的横截面。
图2c是根据图2a的窗玻璃的俯视图。
图3是根据图2c的窗玻璃的俯视图，其中，另外地，各一个接触***施加到所述补偿器板上。
图4是根据图2c的窗玻璃的俯视图，其中，另外地，两个接触***施加到所述连接元件上。
图5a是根据图2c的窗玻璃的俯视图，其中，另外地，各两个接触***施加到所述补偿器板上。
图5b是沿着剖面线BB'根据图5a的窗玻璃的横截面。
图6是用于制备带有连接元件和补偿器板的窗玻璃的根据本发明的方法的流程图。
图1a和1b描绘了根据本发明带有连接元件(4)和补偿器板(3)的窗玻璃。图1b描绘了沿着剖面线AA'的横截面。图1b中的切割面以阴影线显示。掩模丝网印刷(6)施加到由钠钙玻璃制成的3-mm厚的热预应力的单窗格安全玻璃的基材(1)上。基材(1)具有150cm宽度和80cm高度，其中带有补偿器板(3)的连接元件(4)安装在所述掩模丝网印刷(6)区域中的较短侧边上。加热导体结构形式的导电结构(2)施加在基材(1)的表面上。所述导电结构含有银颗粒和玻璃料，其中银含量大于90%。所述导电结构(2)在所述窗玻璃的边缘区域加宽到10mm。在此区域中，施加连接导电结构(2)与补偿器板(3)底部上的接触面(7)的无铅焊料(5)。所述接触面(7)与无铅焊料(5)在图1a的俯视图中被补偿器板(3)隐藏，但是在横截面中可分辨(图1b)。在机动车体中安装之后，所述接触被掩模丝网印刷(6)隐藏。所述无铅焊料(5)确保了导电结构(2)与补偿器板(3)持久的电连接与机械连接。所述无铅焊料(5)含有57重量%铋、42重量%锡和1重量%银。所述无铅焊料(5)具有250µm的厚度。所述连接元件(4)由扁平的弯曲片材组成，其带有其底部焊接在所述补偿器板(3)顶部上的腿。所述连接元件的弯曲在横截面中是可分辨的(图1b)。所述电连接元件(4)由材料号CW004A的铜(Cu-ETP)制成和具有宽度4 mm和长度6 mm的接触面。此材料具有低的电阻(1.8 µOhm·cm)和由于其高的电导率所以特别适合作为连接元件(4)。连接元件(4)的材料厚度是0.8 mm。所述补偿器板(3)由环形冲压的片材组成和具有0.5 mm的高度(材料厚度)和4 mm直径。所述补偿器板(3)由根据EN 10 088-2材料号1.4509的钢(ThyssenKrupp Nirosta® 4509)制成。所述补偿器板(3)补偿机械应力和由此使得可以将由铜制成的连接元件(4)与无铅焊料(5)组合。由此，一方面避免了所述窗玻璃中的临界机械应力，同时尽管如此由铜或铜合金制成的目前已知的连接元件(4)依然可以使用。另外，所述制造方法可以通过焊接过程的标准化简化，与所述连接元件(4)的材料和形状无关，因为焊接过程的参数仅仅取决于使用的补偿器板(3)。此结果对于本领域技术人员来说是令人惊讶的和出乎意料的。
图2a、2b和2c描绘了根据本发明带有桥形连接元件(4)和两个补偿器板(3)的窗玻璃的不同视图。图2a描绘了所述窗玻璃的透视图，图2b是沿着剖面线BB'的横截面和图2c是俯视图。在图2b中所述切割面以阴影线显示。掩模丝网印刷(6)施加到由钠钙玻璃制成的3-mm厚的热预应力的单窗格安全玻璃的基材(1)上。基材(1)具有150cm宽度和80cm高度，其中带有补偿器板(3)的连接元件(4)安装在所述掩模丝网印刷(6)区域中的较短侧边上。加热导体结构形式的导电结构(2)施加在基材(1)的表面上。所述导电结构含有银颗粒和玻璃料，其中银含量大于90%。所述导电结构(2)在所述窗玻璃的边缘区域加宽到10mm。在此区域中，施加连接导电结构(2)与补偿器板(3)底部上的接触面(7.1、7.2)的无铅焊料(5)。在机动车体中安装之后，所述接触被掩模丝网印刷(6)隐藏。所述无铅焊料(5)确保了导电结构(2)与补偿器板(3)和连接元件(4)持久的电连接与机械连接。所述无铅焊料 (5)含有57重量%铋、42重量%锡和1重量%银。所述无铅焊料(5)具有250µm的厚度。所述连接元件(4)具有桥形。所述连接元件(4)包括两条腿以及在所述腿之间延伸的桥形截面，所述腿位于第一补偿器板(3.1)和第二补偿器板(3.2)上。在所述桥形截面中，所述连接元件(4)既不位于补偿器板(3)上也不位于导电结构(2)上。所述电连接元件(4)具有4mm的宽度和24mm的长度和由材料号CW004A的铜(Cu-ETP)制成。此材料具有低的电阻(1.8 µOhm·cm)和由于其高的电导率所以特别适合作为连接元件(4)。所述连接元件(4)的材料厚度是0.4 mm。所述补偿器板(3.1、3.2)由环形冲压的片材组成和在每种情况下具有0.5 mm的高度(材料厚度)和6 mm直径。所述补偿器板(3.1、3.2)由根据EN 10 088-2材料号1.4509的钢(ThyssenKruppNirosta® 4509)制成。所述补偿器板(3.1、3.2)补偿机械应力和由此使得可以将由铜制成的连接元件(4)与无铅焊料(5)组合。
图3描绘了根据图2c的窗玻璃的俯视图，其中，另外地，各一个接触***(9)施加到所述补偿器板(3)上。所述接触***(9)设置在补偿器板(3)与接触面相对的背离所述基材的表面上。所述接触***(9)冲压在补偿器板(3)中和由此与其以单块形成。所述接触***(9)作为球形片段成型和具有2.5 x 10-4 m的高度和5 x 10-4 m的宽度。所述接触***(9)在焊接过程中用于补偿器板(3)与焊接工具接触。通过接触***(9)，确保了可再现和规定的热分布，这与焊接工具的确切定位无关。
图4描绘了根据图2c的窗玻璃的俯视图，其中，另外地，两个接触***(9)施加到所述连接元件(4)上。接触***(9)的设计相应于图3中所描绘的，其中与之相反，在位于所述补偿器板(3)上方的区域中接触***(9)本身设置在连接元件(4)上。此设计在焊接过程中在补偿器板(3)中的最佳热分布方面是有利的。
图5a描绘了根据图2c的窗玻璃的俯视图，其中，另外地，各两个接触***(9)施加到所述补偿器板(3)上。接触***(9)的设计相应于图3中所描绘的，其中与之相反，各补偿器板(3.1、3.2)带有两个接触***(9)。接触***(9)位于连接元件(4)的腿的两侧和侧面与其设置。
图5b是沿着剖面线CC'根据图5a的窗玻璃的横截面。所述切割面以阴影线显示。三个间隔物(8)，其中两个是可分辨的，因为它们位于所述横截面的平面内，设置在所述第一补偿器板(3.1)的第一接触面(7.1)上。所述第二补偿器板(3.2)(此图中未示出)与所述第一补偿器板(3.1)类似地装有接触***(9)和间隔物(8)。所述间隔物(8)冲压在所述接触面(7)上的补偿器板(3)中和由此与其以单块形成。间隔物(8)作为球形片段成型和具有2.5 x10-4 m的高度和5 x 10-4 m的宽度。间隔物(8)促进了形成均匀的无铅焊料(5)层。这在所述补偿器板(3)的粘附性方面是特别有利的。所述接触***(9)设置在补偿器板(3)与接触面(7)相对的背离所述基材(1)的表面上。所述间隔物(8)和接触***(9)原则上可以相互独立地定位；然而，在元件冲压的情况它们不必相互重叠，图3和4中描绘的接触***(9)也可与间隔物(8)组合使用。
图6描绘了用于制备带有连接元件(4)和补偿器板(3)的窗玻璃的根据本发明的方法的流程图。首先，连接元件(4)导电地固定在所述补偿器板(3)的顶部上。然后，无铅焊料(5)施加到补偿器板(3)底部上至少一个接触面(7)上，和带有无铅焊料(5)的补偿器板(3)设置在导电结构(2)上。然后将所述补偿器板(3)焊接在导电结构(2)上。
附图标记列表：
1 透明基材
2 导电结构
3 补偿器板
3.1 第一补偿器板
3.2 第二补偿器板
4 连接元件
5 无铅焊料
6 掩模丝网印刷
7 接触面
7.1 第一接触面
7.2 第一接触面
8 间隔物
9 接触***
AA’ 剖面线
BB’ 剖面线
CC’ 剖面线

Claims (15)

1.具有至少一个带有补偿器板(3)的连接元件(4)的窗玻璃，至少包含
- 在基材(1)的至少一个子区域上带有导电结构(2)的基材(1)，
- 在所述导电结构(2)的至少一个子区域上的至少一个补偿器板(3)，
- 在所述至少一个补偿器板(3)的至少一个子区域上的至少一个电连接元件(4)，
- 无铅焊料(5)，其通过至少一个接触面(7)将补偿器板(3)连接到导电结构(2)的至少一个子区域上，
其中所述基材(1)与所述补偿器板(3)之间的热膨胀系数差小于5 x 10-6/℃，和
其中连接元件(4)含有铜。
2.根据权利要求1所述的窗玻璃，其中所述电连接元件(4)通过第一补偿器板(3.1)和第二补偿器板(3.2)导电连接到所述导电结构(2)上。
3.根据权利要求1或2所述的窗玻璃，其中所述补偿器板(3)和所述接触面(7)没有拐角。
4.根据权利要求1或2所述的窗玻璃，其中所述补偿器板(3)含有钛、铁、镍、钴、钼、铜、锌、锡、锰、铌、铬或上述任意两种或两种以上金属的合金。
5.根据权利要求4所述的窗玻璃，其中所述补偿器板(3)含有铁合金。
6.根据权利要求4所述的窗玻璃，其中所述补偿器板(3)含有至少66.5重量%-89.5重量%铁、10.5重量%-20重量%铬、0重量%-1重量%碳、0重量%-5重量%镍、0重量%-2重量%锰、0重量%-2.5重量%钼、0重量%-2重量%铌和0重量%-1重量%钛。
7.根据权利要求6所述的窗玻璃，其中所述补偿器板(3)含有至少77重量%-84重量%铁、16重量%-18.5重量%铬、0重量%-0.1重量%碳、0重量%-1重量%锰、0重量%-1重量%铌、0重量%-1.5重量%钼和0重量%-1重量%钛。
8.根据权利要求1或2所述的窗玻璃，其中所述连接元件(4)含有45.0 重量%-99.9重量%铜、0重量%-45重量%锌、0重量%-15重量%锡、0重量%-30重量%镍和0重量%-5重量%硅。
9.根据权利要求8所述的窗玻璃，其中所述连接元件(4)含有58重量%-99.9重量%铜和0重量%-37.0重量%锌。
10.根据权利要求1或2所述的窗玻璃，其中所述导电结构(2)含有至少银和玻璃料，和具有5µm-40µm的层厚度。
11.根据权利要求1或2所述的窗玻璃，其中所述基材(1)含有玻璃。
12.根据权利要求1或2所述的窗玻璃，其中所述无铅焊料(5)含有锡、铋、铟、锌、铜、银和/或其混合物和/或合金。
13.根据权利要求12所述的窗玻璃，其中所述无铅焊料(5)含有35重量%-69重量%铋、30重量%-50重量%锡、1重量%-10重量%银和0重量%-5重量%铜。
14.用于制备根据权利要求1-13任一项所述的窗玻璃的方法，其中
a)连接元件(4)导电地连接在一个或多个补偿器板(3)的顶部，
b)将无铅焊料(5)施加到补偿器板(3)底部上的至少一个接触面(7)上，
c)带有无铅焊料(5)的补偿器板(3)设置在基材(1)上的导电结构(2)上，和
d)将所述补偿器板(3)焊接在导电结构(2)上。
15.根据权利要求1-13任一项所述的窗玻璃作为用于机动车、航空器、轮船、建筑玻璃窗和结构玻璃窗的带有导电结构的窗玻璃的用途。
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