DE4304788C2 - Verfahren zur Herstellung einer Leiterstruktur mit sich kreuzenden elektrischen Leitern auf der Oberfläche einer Glasscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer aufgedruckte und eingebrannte Heizleiter und diese Heizleiter elektrisch isoliert kreuzende elektrische Leiter umfassenden Leiterstruktur auf der Oberfläche einer Glasscheibe.

Autoglasscheiben mit in die Glasoberfläche eingebrannten elektrischen Leitern aus einer metallisches Silber enthaltenden Einbrennfarbe finden hauptsächlich als Heizscheiben (DE-AS 19 11 561) oder als Antennenscheiben (DE 21 45 968 C3) Verwendung. Darüber hinaus sind auch mit einer eingebrannten Leiterstruktur versehene Autoglasscheiben bekannt, bei denen die Leiterstruktur eine mit einem Signalgeber verbundene Alarmschleife ist (EP O 418 123 A1). Ferner ist es bekannt, in die Glasoberfläche eingebrannte Leiterstrukturen als Feuchtefühler auszubilden (DE-PS 22 07 230) sowie Induktivitäten, Kapazitäten und Abschirmleitungen als eingebrannte Leiterstrukturen unmittelbar auf der Glasoberfläche anzuordnen (DE 20 14 643). Alle diese bekannten Leiter und Leiterstrukturen befinden sich auf der Innenseite der Glasscheibe, das heißt auf der dem Fahrgastraum zugewandten Oberfläche.

Die Leiterstrukturen auf den Glasoberflächen werden in der Praxis üblicherweise mit Hilfe der Siebdrucktechnik aufgedruckt und bei erhöhter Temperatur eingebrannt. Mit dieser Technik lassen sich mit geringem Aufwand verhältnismäßig komplexe Leiterstrukturen in einer Ebene herstellen.

In manchen Fällen reicht es jedoch nicht aus, in einer Ebene zu bleiben. Beispielsweise im Fall von Leiterkreuzungen, bei denen die Leiter gegeneinander isoliert sein müssen, müssen die Leiter an den Kreuzungsstellen in verschiedenen Ebenen angeordnet sein. Eine Leiterstruktur mit sich kreuzenden, gegeneinander isolierten Leitern ist aus der DE 25 52 049 B2 bekannt. Bei dieser bekannten Leiterstruktur ist das Überkreuzungsproblem dadurch gelöst, daß eingebrannte leitende Anschlußflächen durch von dem Leiter isolierte brückenförmig gebogene mechanisch stabile Leiterabschnitte verbunden sind, die die gekreuzten eingebrannten Leiter in einem halbkreisförmigen Bogen überspannen.

Es ist auch bekannt, mit Hilfe der Drucktechnik mehrlagige Leiterbahnen mit zwischen diesen liegenden Isolierschichten in mehreren aufeinanderfolgenden Druckvorgängen herzustellen (DE 39 11 178 C2). Dieses Verfahren führt jedoch nur dann zu befriedigenden Ergebnissen, wenn jede Schicht nach dem Druckvorgang getrennt eingebrannt wird. Bei der Herstellung von Autoglasscheiben ist ein solches mehrfaches Einbrennen aus wirtschaftlichen und auch aus technischen Gründen aber nicht möglich. In der Praxis findet bei der Realisierung von Mehrfachschichten auf Autoglasscheiben nach jedem Druckvorgang nur eine Zwischentrocknung statt, und nach dem letzten Druckvorgang wird das ganze Schichtpaket in einem einzigen Einbrennvorgang eingebrannt. Bei diesem Verfahren entstehen jedoch immer wieder Kurzschlüsse an den Kreuzungsstellen, so daß diese Arbeitsweise zu einem erhöhten Ausschuß führt.

Es gehört auch zum Stand der Technik, einen als mehrschichtiges Bauteil ausgebildeten Feuchtefühler auf die Außenseite einer Autoglasscheibe aufzukleben. Ein solcher Feuchtefühler besteht aus einem Trägermaterial aus elektrisch nicht leitfähigem Kunststoff, der auf seiner Unterseite mit einem Kleber beschichtet ist und auf dessen Oberseite sich verchromte Kupferbahnen befinden (DE 87 02 426 U1). Zweck dieses bekannten Feuchtefühlers ist es, von Tau, Spritzwasser oder Regen herrührende Feuchtigkeit auf der Außenseite der Scheibe zu erkennen und den Scheibenwischer automatisch anzusteuern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu entwickeln, das einerseits die Gefahr von Kurzschlüssen im Kreuzungsbereich der Leiter mit Sicherheit ausschließt, und das andererseits unter den üblichen Produktionsbedingungen einfach durchzuführen ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für die die aufgedruckten und eingebrannten Heizleiter kreuzenden elektrischen Leiter ein die Leiter in Form von auf einer isolierenden Trägerschicht angeordneten Leitstreifen enthaltendes mehrschichtiges vorgefertigtes Bauteil verwendet, und dieses Bauteil auf der die Heizleiter tragenden Oberfläche der Glasscheibe und auf den Heizleitern mit Hilfe einer Kleberschicht aus einem Kleber auf der Basis von Isopren oder Acrylat dauerhaft befestigt wird.

Die in einer zweiten und gegebenenfalls in weiteren Leiterebenen notwendigen Leiter bzw. Leiterstrukturen werden also erfindungsgemäß auf einem ein- oder mehrlagigen Isolierfoliensubstrat vorgefertigt, und die vorgefertigten mehrschichtigen Bauteile werden am Ende des Herstellprozesses der Glasscheibe auf die Glasoberfläche an der gewünschten Stelle auflaminiert. Die vorgefertigten Bauteile sind mit geeigneten Anschlußflächen, beispielsweise mit Lötanschlußflächen, versehen, die die leitende Verbindung der Leiter des vorgefertigten Bauteils mit der eingebrannten Leiterstruktur und/oder Anschlußleitungen gestatten.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen im einzelnen näher beschrieben.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Abschnitt einer mit Heizleitern versehenen Autoglasscheibe mit einer erfindungsgemäßen Leiterüberführung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Ausschnitt einer mit Heizleitern versehenen Glasscheibe mit einer im Heizfeld angeordneten elektronischen Baugruppe und einem die Heizleiter überquerenden mit der Glasoberfläche verklebten Bauteil, und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3.

Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Autoglasscheibe ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Bei der hier ausschnittsweise dargestellten Autoglasscheibe handelt es sich um eine elektrisch beheizbare Heckscheibe, bei der auf der Glasscheibe 1 horizontal verlaufende Heizleiter 2 aufgedruckt und eingebrannt sind, und die darüber hinaus einen oder mehrere von diesen Heizleitern 2 galvanisch getrennte Antennenleiter aufweist, die ebenfalls aufgedruckt und eingebrannt sind. Die Antennenleiter selbst sind in den Zeichnungen nicht dargestellt. Der oberhalb des dargestellten Heizleiters 2 angeordnete Antennenleiter ist mit einem druckknopfartigen Steckerelement 3 verbunden, das am unteren Rand der Glasscheibe 1, das heißt unterhalb des Heizleiters 2, auf der Glasscheibe 1 befestigt ist und mit dem das zum Antennenverstärker oder zum Empfänger führende Kabel verbunden wird.

Die Überbrückung des Heizleiters 2 erfolgt durch das separate mehrschichtige Bauteil 6. Dieses Bauteil 6 weist als elektrisch leitendes Teil ein dünnes Metallfolienband 7 mit einer Dicke von beispielsweise von 30 bis 80 Mikrometern und einer Breite von 1 bis 10 mm auf. Das elektrisch leitende Teil kann anstelle des Metallfolienbandes 7 auch aus einem Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1 mm bestehen. Das Metallfolienband 7, das vorzugsweise aus Kupfer besteht, ist von einer flachen Isolierhülle 8 aus einem geeigneten reißfesten Kunststoff umgeben. Am unteren Ende ist das Bauteil 6 zu einem kreisflächenförmigen Endabschnitt 10 erweitert, der mit einem zentralen Lötauge 11 versehen ist. Im Bereich des Lötauges 11 ist die Isolierhülle 8 oberhalb und unterhalb des Metallfolienbandes 7 kreisförmig ausgespart, und das Metallfolienband 7 ist mit einem konzentrischen Loch 12 versehen. Das Bauteil 6 ist über eine Kleberschicht 13 mit der Glasscheibe 1 verklebt.

Als Material für die Isolierhülle 8 des Bauteils 6, die fest und dauerhaft mit dem Metallfolienband 7 verbunden ist, hat sich beispielsweise ein Kunststoff auf der Basis von Polyimid bewährt, während sich als Kleber für die Verbindung dieses Bauteils mit der Glasoberfläche insbesondere Kleber auf der Basis von Isopren oder Acrylat bewährt haben.

Der kreisflächenförmige Endabschnitt 10 des Bauteils 6 liegt auf einer lötfähigen Leitemailschicht 15, die beispielsweise aus derselben Einbrennfarbe besteht wie die Heizleiter 2 und der Antennenleiter, und die in demselben Druckvorgang auf die Glasoberfläche aufgebracht wurde wie diese. Mit dieser Leitemailschicht 15 sind einerseits das druckknopfartige Steckerelement 3 und andererseits das Lötauge 11 des Bauteils 6 verlötet. Die Lötverbindung zwischen dem Lötauge 11 und der Leitemailschicht 15 erfolgt in der Weise, daß nach dem Aufbringen des Bauteils 6 auf die Glasscheibe 1 an der Stelle des Lötauges 11 Lötzinn 16 aufgetragen wird, das durch das Loch 12 in der Metallfolie 7 fließt und sich mit der Leitemailschicht 15 verbindet.

Eine andere Realisierungsform der Erfindung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. In diesem Fall handelt es sich wiederum um eine elektrisch beheizbare Autoglasscheibe mit auf der Glasscheibe 18 aufgedruckten und eingebrannten Heizleitern 19. Auf der Glasscheibe soll im Bereich des beheizten Feldes eine elektronische Baugruppe befestigt werden. Bei der elektronischen Baugruppe kann es sich beispielsweise um einen Feuchtigkeitssensor oder um eine beliebige andere elektronische Schaltung handeln. Die Zuleitungen zu dieser Baugruppe, die als solche in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, sollen auf ästhetisch ansprechende Weise zum oberen Rand der Glasscheibe 18 geführt werden, wo ein weiterführendes Kompaktkabel angeschlossen werden soll.

Die Kreuzung der Heizleiter 19 erfolgt in diesem Fall durch ein komplexes Bauteil 20, das auf die Glasscheibe 18 aufkaschiert bzw. aufgeklebt wird. Dieses Bauteil 20 weist an seinem einen Ende eine Montagefläche 21 für die Baugruppe, und an seinem anderen Ende eine Montagefläche 22 für ein Steckerelement auf, mit dem die Verbindung zu dem Kompaktkabel hergestellt wird. Die elektronische Baugruppe kann an der Stelle der Montagefläche 21 unmittelbar in das Bauteil 20 integriert sein, oder als separate Baugruppe zu einem späteren Zeitpunkt auf der Montagefläche 21 montiert werden. Ebenso kann gegebenenfalls das Steckerelement an der Stelle der Montagefläche 22 in das Bauteil 20 integriert sein oder später auf dieser Montagefläche 20 montiert werden. Das Bauteil 20 weist drei Leitungen auf, nämlich eine Versorgungsleitung 24, eine Signalleitung 25 und eine Steuerleitung 26, die jeweils zu den entsprechenden Anschlußpunkten auf den Montageflächen 21 und 22 führen.

Der mehrschichtige Aufbau des Bauteils 20 ergibt sich aus der Fig. 4. Neben der Versorgungsleitung 24, der Signalleitung 25 und der Steuerleitung 26, die in diesem Fall in einer Ebene zwischen zwei Isolierschichten 27 innerhalb einer Kleberschicht 28 angeordnet sind, weist das Bauteil 20 zusätzlich unterhalb der Leiterebene eine sich vorzugsweise über die ganze Breite des Bauteils 20 erstreckende Metallfolie 29 auf. Diese Metallfolie 29 ist mit dem Massepunkt 30 auf der Montagefläche 21 verbunden. Die Metallfolie 29 dient als Masseleitung und gleichzeitig als Abschirmleitung. Oberhalb der oberen Isolierschicht 27 befindet sich eine weitere Kleberschicht 28, in der in der Mitte ein weiterer Metallfolienstreifen 32 angeordnet ist, der als obere Abschirmleitung für die darunter liegende Signalleitung 25 dient. Das Schichtenpaket ist von einem Isoliermantel 34 aus einem reißfesten Kunststoff, beispielsweise auf der Basis von Polyimid, umgeben. Über eine Kleberschicht 35 ist dieses Bauteil 20 mit der Oberfläche der Glasscheibe 18 fest dauerhaft verklebt.

Schichtenaufbauten dieser Art sind aus der Leiterplattentechnik als Multi-Layer bekannt. Die Leiter können mit drucktechnischen Verfahren durch Bedrucken der Isolierfolien 27, durch Aufkaschieren dünner Metallfolienbänder auf die Isolierfolien 27 oder auch durch flächiges Aufkaschieren einer Kupferfolie auf einer Isolierfolie und durch Strukturierung der Kupferfolie mit Hilfe der Ätztechnik hergestellt werden. Mit Hilfe solcher bekannter Techniken wird ein Flachkabel gefertigt, und durch Stanzen oder Warmverformung wird aus diesem Flachkabel das Bauteil 20 in seiner gewünschten Form hergestellt.

Das Bauteil 20 wird nach der Herstellung der Glasscheibe 18 auf die Oberfläche der Glasscheibe 18 aufgeklebt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung einer aufgedruckte und eingebrannte Heizleiter und diese Heizleiter elektrisch isoliert kreuzende elektrische Leiter umfassenden Leiterstruktur auf der Oberfläche einer Autoglasscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß für die die aufgedruckten und eingebrannten Heizleiter kreuzenden elektrischen Leiter ein die Leiter in Form von auf einer isolierenden Trägerschicht angeordneten Leitstreifen enthaltendes mehrschichtiges vorgefertigtes Bauteil verwendet, und dieses Bauteil auf der die Heizleiter tragenden Oberfläche der Glasscheibe und auf den Heizleitern mit Hilfe einer Kleberschicht aus einem Kleber auf der Basis von Isopren oder Acrylat dauerhaft befestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgefertigtes Bauteil (20) verwendet wird, das metallische Leitstreifen (24, 25, 26, 29, 32) in mehreren Ebenen umfaßt, die durch Zwischenschaltung von Isolierschichten (27) voneinander getrennt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgefertigtes mehrschichtiges Bauteil (6) verwendet wird, das wenigstens an einem Ende mit einem Lötauge (11) für die Lötverbindung mit einer auf der Glasoberfläche eingebrannten Leitschicht (15) versehen ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgefertigtes mehrschichtiges Bauteil (20) verwendet wird, das an einem Ende mit einer Montagefläche (22) für einen Stecker zum Anschluß an ein Kompaktkabel versehen ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgefertigtes mehrschichtiges Bauteil (20) verwendet wird, das an einem Ende mit einer Montagefläche (21) für den Anschluß einer elektronischen Baugruppe versehen ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgefertigtes mehrschichtiges Bauteil (6; 20) verwendet wird, das an einem Ende mit einem in das Bauteil (6; 20) integrierten Stecker versehen ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgefertigtes mehrschichtiges Bauteil (20) verwendet wird, das mit einer in das Bauteil (20) integrierten elektronischen Baugruppe versehen ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgefertigtes mehrschichtiges Bauteil (6; 20) in der Art eines mit einem Isolationsmantel versehenen mehrschichtigen Flachbandkabels verwendet wird.