ES2713397T3 - Método de fabricación de un cristal con recubrimiento eléctricamente conductor y una cinta metálica soldada encima; cristal correspondiente - Google Patents

Abstract

Método de fabricación de un cristal con recubrimiento eléctricamente conductor y una cinta metálica que comprende por lo menos: (a) Preparar un sustrato (1) con un recubrimiento (2) eléctricamente conductor, (b) Preparar una cinta (3) metálica con por lo menos un orificio (4) pasante, (c) Colocar la cinta (3) metálica sobre el recubrimiento (2) eléctricamente conductor, disponiéndose el orificio (4) sobre el recubrimiento (2) eléctricamente conductor, caracterizado por: (d) Soldar la cinta (3) metálica con el recubrimiento (2) eléctricamente conductor por medio de una masa (5) soldante mediante un cabezal del soldador de ultrasonidos, habiéndose llevado el cabezal del soldador de ultrasonidos a establecer contacto con la cara (O) superior de la cinta (3) metálica y habiendo sido movido en la zona del orificio (4) sobre la cinta (3) metálica, y habiéndose fundido la masa (5) soldante durante la soldadura por calentamiento.

Description

DESCRIPCION

Metodo de fabricacion de un cristal con recubrimiento electricamente conductor y una cinta metalica soldada encima; cristal correspondiente

La invencion se refiere a un metodo de fabricacion de un cristal con recubrimiento electricamente conductor y una cinta metalica soldada encima, un cristal que se puede fabricar por dicho metodo y su aplicacion, vease el preambulo de las reivindicaciones 1, 9 y 12 (vease, por ejemplo el documento EPO 612119 A1).

Se conocen cristales con recubrimientos electricamente conductores, que se pueden contactar electricamente. Tfpicamente el recubrimiento electricamente conductor se configura en forma de tira como pasta plateada impresa, que opera como una llamada barra colectora de corriente o barra omnibus. La barra colectora de corriente sirve, por ejemplo, para aplicar una tension electrica a una capa delgada conductora montada sobre el cristal, para generar un flujo de corriente lo mas homogeneo posible. Ademas la capa delgada conductora es los, por ejemplo, un recubrimiento caldeable o un electrodo superficial.

Ejemplos de tales cristales son cristales de automovil caldeables, en especial, los cristales de parabrisas, los modulos solares de capas delgadas o los acristalamientos con propiedades opticas conmutables electricamente como, por ejemplo, los acristalamientos electrocromicos. Tfpicamente, el cristal esta laminado ademas con un cristal mas sobre una capa intercalada termoplastica para formar un cristal compuesto de seguridad, habiendose dispuesto el recubrimiento electricamente conductor en el interior del compuesto. El establecimiento de contacto electrico del recubrimiento conductor, o sea su conexion con una fuente de tension externa se lleva a cabo habitualmente por medio de una cinta metalica, por ejemplo, un llamado conductor de cinta plana o conductor de lamina metalica, el cual es fijado por soldadura sobre el recubrimiento conductor y discurre hacia fuera por encima de la arista lateral del cristal compuesto. En el exterior del cristal compuesto, la cinta metalica puede unirse con cables de conexion a la fuente de tension.

Para el establecimiento de la conexion entre el recubrimiento electricamente conductor y la cinta metalica, se conoce el metodo de la soldadura por ultrasonidos (soldadura US). Con ello, se transmiten a la cinta metalica vibraciones ultrasonicas por medio de un cabezal de soldador de cobre. Por medio de las vibraciones ultrasonicas, se consigue una adherencia mejorada entre la masa soldante y las superficies, que da lugar en efecto a una union mecanica segura. No obstante, dicha union no es, con frecuencia, suficientemente estable para el empleo practico del cristal. Por ello, habitualmente la soldadura US solo es, con frecuencia, un paso preparatorio en el que gracias a las vibraciones ultrasonicas se eliminan, en especial, oxidos de la superficie de la masa de soldadura. A continuacion, tiene lugar la soldadura propiamente dicha mediante otros metodos de soldadura, por medio de los cuales se funde la masa soldante. La soldadura US posibilita asf, en especial, la utilizacion de masas soldantes libres fundentes. La soldadura US se revela, por ejemplo, en los documentos DE19829151C1, DE4432402A1, DE4032192A1 y EP2359973A2.

Mientras que la habitual soldadura US da lugar a buenos resultados de soldadura, la necesidad de dos etapas de soldadura diferentes aumenta el consumo de tiempo para la fabricacion del cristal, lo que no es deseable para la produccion industrial en masa debido a los tiempos de ciclo mas elevados.

El documento EP 0612119 A1 muestra un dispositivo, en el que una tira de contacto presenta un orificio situado al su extremo, que esta lleno de soldadura, que se encuentra en la cara superior y en la cara inferior de la cinta de contacto. El documento US2014/0138425 A1 muestra un metodo de soldadura US, en el que se aplica un cabezal del soldador en el orificio de una cinta de contacto. La soldadura se funde antes de aplicarla en el orificio.

Se le plantea, por tanto, a la invencion el problema de facilitar un metodo mejorado para la fabricacion de un cristal con recubrimiento electricamente conductor y una cinta metalica soldada encima. En especial, la union por soldadura entre el recubrimiento conductor y la cinta metalica debe tener lugar en una unica etapa de soldadura ultrasonica.

El problema de la presente invencion se resuelve segun la invencion mediante un metodo de fabricacion de un cristal con recubrimiento electricamente conductor y una cinta metalica soldada encima segun la reivindicacion 1. Configuraciones preferidas se deducen de las reivindicaciones subordinadas.

El metodo segun la invencion para la fabricacion de un cristal con recubrimiento electricamente conductor y una cinta metalica soldada encima se define en la reivindicacion 1 y comprende por lo menos las siguientes etapas de metodo:

(a) Facilitar un sustrato con un recubrimiento electricamente conductor,

(b) Facilitar una cinta metalica con por lo menos un orificio pasante,

(c) Colocar la cinta metalica sobre el recubrimiento electricamente conductor, disponiendose el orificio en el recubrimiento electricamente conductor, y

(d) Soldar la cinta metalica con el recubrimiento electricamente conductor por medio de una masa de soldadura mediante un cabezal del soldador ultrasonico.

La cinta metalica sirve en especial para establecer el contacto electrico del recubrimiento conductor, o sea para su conexion con una fuente de tension externa. La cinta metalica, que se configura preferiblemente como conductor plano, se extiende para ello partiendo del recubrimiento conductor por encima de la arista lateral del sustrato hacia fuera. Aunque basicamente la cinta metalica tambien puede desempenar otras funciones, por ejemplo, el aumento de la conductibilidad electrica del recubrimiento conductor.

En una realizacion preferida, la cinta metalica es un conductor plano (preferiblemente una tira de una hoja metalica con una envoltura aislante opcional), que sirve preferiblemente para unir el recubrimiento conductor con un componente electrico externo (por ejemplo, una fuente de tension). El conductor plano se extiende por encima de la arista lateral del cristal compuesto.

La cinta metalica se configura tipicamente con forma de tira, en especial, como tira de una hoja metalica. La cinta metalica contiene o se compone de un metal o una aleacion metalica y es electricamente conductora. Las cintas metalicas tfpicas son tiras de una hoja de cobre.

La cinta metalica presenta una cara inferior y una cara superior. Por cara inferior, se indica en el sentido de la invencion la cara de la cinta metalica, que se ha previsto para que, en estado soldado, este de cara al sustrato. Por cara superior, se indica, en correspondencia, la cara de la cinta metalica, que se ha previsto, en estado soldado, para quedar opuestamente al sustrato.

Por medio del orificio segun la invencion en la cinta metalica, se transmiten las vibraciones ultrasonicas al recubrimiento electricamente conductor situado debajo, cuando se mueve el cabezal del soldador sobre la cinta metalica y el orificio. Se produce asf una union entre masa soldante y recubrimiento, por un lado, y masa soldante y cinta, por otro, por la que se unen mutuamente el recubrimiento y la cinta sobre la masa soldante. Ademas, por la cinta metalica puede fluir, por otra parte, masa soldante fundida sobre la cara superior de la cinta. Por la masa soldante sobre la cara superior, la cinta es presionada en cierto modo contra el cristal (union positiva de forma), lo que da lugar a una union mecanica muy estable. Son grandes ventajas de la presente invencion.

En una realizacion preferida, se facilita, en la etapa (b) del metodo, la cinta metalica con la masa soldante dispuesta por lo menos en la cara inferior. En la etapa (c) del metodo, se dirige la cara inferior hacia el sustrato y la masa soldante, dispuesta en la cara inferior, se dispone entre la cinta metalica y el recubrimiento electricamente conductor. La cinta metalica prefabricada, provista de la masa soldante, resulta ventajosa en lo que se refiere a una produccion en masa. Por la masa soldante, dispuesta idealmente antes de la soldadura entre el recubrimiento electricamente conductor y la cinta metalica en la proximidad del orificio, se garantiza una union por soldadura efectiva y estable. Aunque, alternativamente, la masa soldante tambien puede colocarse separadamente entre recubrimiento electricamente conductor y cinta metalica. Alternativamente, tambien puede aplicarse la masa soldante desde la cara superior de la cinta a traves del orificio, por ejemplo, dispuesta en el cabezal del soldador.

En una realizacion especialmente preferida, la masa soldante se dispone tanto en la cara inferior como en la cara superior. Resulta eso especialmente ventajoso en relacion con la estabilidad de la union por soldadura.

La masa soldante puede disponerse como porcion de masa soldante junto al orificio. Eso significa que la masa soldante se dispone a una distancia tal del orificio que masa soldante fundida pueda alcanzar el orificio y penetrar a traves del mismo. Tambien pueden disponerse varias porciones de masa soldante en la cara inferior y, dado el caso, en la cara superior de la cinta, por ejemplo, dos porciones de masa soldante en caras opuestas del orificio respectivamente.

La masa soldante puede disponerse alternativamente como plaqueta de masa soldante de tal modo sobre la cara inferior y dado el caso de la cara superir de la cinta que el orificio se cubra.

Alternativamente, la masa soldante tambien puede comprimirse parcialmente hacia el interior del orificio.

Pueden imaginarse otras disposiciones de la masa soldante sobre la cinta metalica, que el especialista elegira segun los requerimientos de cada caso en particular.

Por medio de la soldadura ultrasonica segun la invencion, se garantiza una union mecanica suficientemente estable. Se prefiere la union definitiva hecha con la soldadura ultrasonica y que no tenga lugar ninguna otra etapa de soldadurasub siguiente con otros metodos de soldadura.

El sustrato contiene vidrio en una configuracion preferida, en especial, vidrio a base de sodio y cal. Aunque el sustrato tambien puede contener otras clases de vidrio, por ejemplo, vidrio al borosilicato o de sflice amorfa. El sustrato es preferiblemente una plancha de cristal. El sustrato puede contener tambien plasticos, en especial policarbonato o polimetacrilato de metilo, y ser configurado preferiblemente como cristal polfmero ngido.

El espesor del sustrato puede variar ampliamente y adecuarse excelentemente a los requerimientos de cada caso en particular. El espesor del sustrato es de 0,5 mm a 10 mm y preferiblemente de 1 mm a 5 mm.

El sustrato puede ser claro e incoloro, pero tambien tintado, turbio o coloreado. El sustrato puede estar compuesto de vidrio no pretensado, parcialmente tensado o pretensado.

La cinta metalica se suelda segun la invencion al recubrimiento electricamente conductor. El recubrimiento electricamente conductor es, en una configuracion preferida, una impresion argentifera, en especial, una serigraffa, que esta hecha de una pasta conductora sobreimpresa y parcialmente encaustica conductora. Ademas, la pasta conductora contiene preferiblemente partículas de plata y fritas de vidrio. El recubrimiento electricamente conductor es preferiblemente una barra colectora de corriente (busbar).

Las barras colectoras de corriente se preven para ser conectadas a fuentes de tension externas de manera que una corriente pueda fluir por un elemento funcional dispuesto entre las barras colectoras, por ejemplo, un conductor termico impreso, que discurra entre las barras colectoras o un sistema de capas delgadas conductor dispuesto entre las barras colectoras. Las barras colectoras de corriente garantizan un flujo de corriente homogeneo.

En una configuracion preferida, el sustrato esta provisto de de un sistema de capas delgadas electricamente conductor, sobre el que se aplica el recubrimiento electricamente conductor como barra colectora de corriente. El sistema de capas delgadas puede ser, por ejemplo, un recubrimiento caldeable o una placa electrodo. El sistema de capas delgadas puede comprender una o varias capas delgadas. Por capa delgada, o capa fina, se entiende habitualmente una capa con un espesor menor o igual a 1 pm. El sistema de capas delgadas electricamente conductor comprende por lo menos una capa electricamente conductora, por ejemplo, conteniendo plata o un oxido electricamente conductor (transparent conductive oxide, TCO) como oxido de estano-indio (indium tin oxide, ITO). El sistema de capas delgadas puede presentar adicionalmente capas dielectricas, que sirven, por ejemplo, para regular la resistencia de las capas, para proteccion anticorrosiva o para aminorar la reflexion. Capas dielectricas tfpicas contienen oxidos o nitruros, por ejemplo, nitruro silfcico, monoxido silfcico, nitruro de aluminio, oxido de aluminio, oxido de cinc u oxido de titanio. El sistema de capas delgadas lo puede aplicar el especialista sobre el sustrato por metodos conocidos por sf mismos, por ejemplo, separacion ftsica por fases gaseosas (physical vapour disposition, PVD), vaporizado, espolvoreado catodico apoyado por campo magnetico, separacion qû mica de fases gaseosas (chemical vapour deposition, CVD), separacion de bases gaseosas apoyada por plasma (PECVD) o por procedimiento qmmico humedo.

El sistema de capas delgadas presenta preferiblemente una superficie menor que el sustrato, de modo que se preve una zona de borde circundante con una anchura de 0,5 mm a 10 mm preferiblemente sin el sistema de capas delgadas. El sistema de capas delgadas se protege del contacto con la atmosfera ambiental cuando el sustrato se lamina con un cristal adicional para formar un vidrio compuesto.

Aunque basicamente tambien es posible hacer contacto directamente con el sistema de capas delgadas electricamente conductor, es decir, sin una barra colectora de corriente adicional. La cinta metalica se suelda para ello directamente sobre el sistema de capas delgadas. En este caso, el sistema de capas delgadas es el recubrimiento electricamente conductor en el sentido de la invencion.

La cinta metalica presenta preferiblemente un espesor de 10 pm a 500 pm, especialmente preferido de 30 pm a 200 pm, por ejemplo 50 pm o 100 pm. La cinta metalica se configura preferiblemente como tiras de una hoja metalica. Hojas conductoras de esos espesores son faciles de realizar tecnicamente y presentan una capacidad conductora de corriente ventajosa. La longitud y anchura de la cinta metalica pueden variar ampliamente y se adaptan a los requerimientos de cada caso en particular. Anchuras tfpicas ascienden de 2 mm a 20 mm.

La cinta metalica contiene por lo menos un metal o una aleacion metalica. La cinta metalica contiene preferiblemente aluminio, cobre, cobre estanado o plateado, oro, plata volframio y/o estano o aleaciones de los mismos, especialmente preferidos cobre o plata. La cinta metalica puede estar provista de un recubrimiento, por ejemplo, para aumentar la conductibilidad y como proteccion anticorrosiva. La cinta metalica es en una configuracion preferida una cinta de cobre estanado o plateado.

Pueden soldarse tambien varias cintas metalicas sobre el recubrimiento electricamente conductor. La cinta metalica o las varias cintas metalicas pueden fabricarse preconfeccionadas como los llamados conductores de cinta plana o conductores de hoja con un revestimiento polfmero electricamente aislante. El revestimiento contiene, por ejemplo, poliimida, naftalato de polietileno (PEN) o poliester y presenta, por ejemplo, un espesor de 25 pm a 100 pm.

Una zona, que rodea el orificio de la cinta metalica en la cara superior y en la cara inferior, no esta cubierta preferiblemente por el revestimiento polfmero. El revestimiento polfmero presenta a tal efecto una escotadura por cada una de las dos caras, que dejan las zonas de la cinta como superficies libres. La superficie de las zonas no cubiertas por el revestimiento es preferiblemente de 3 mm2 a 130 mm2. En la cara inferior, se facilita asf una superficie de soldadura, en la que se puede disponer la masa soldante antes de la soldadura y en la que se puede unir la masa soldante establemente con la cinta metalica. En la cara superior, se puede llevar a hacer contacto directamente, a traves de la escotadura del revestimiento, el cabezal del soldador directamente con la cinta metalica y moverlo por encima sobre la cinta. La transmision de las vibraciones ultrasonicas es especialmente efectiva.

El orificio de la cinta metalica es un orificio continuo o pasante, o sea, una abertura que se extiende desde la cara superior a la cara inferior de la cinta metalica. El orificio puede presentar basicamente toda forma discrecional, por ejemplo, circular o elfptica. La cinta metalica tambien puede presentar mas de un orificio, por ejemplo, dos orificios dispuestos en lmea. El tamano del orificio debena ascender por lo menos a 1 mm en al menos una dimension. En una configuracion preferida, el orificio se ha configurado con forma de ranura. Por una ranura, se entiende una forma alargada pronunciada del orificio, donde la longitud asciende al triple de la anchura. La ranura presenta preferiblemente una longitud de 1 mm a 20 mm, especialmente preferida de 2 mm a 10 mm.

El tamano del orificio se adecua ventajosamente al diametro del cabezal del soldador utilizado. El tamano del orificio es preferiblemente, en por lo menos una dimension, mayor que el diametro del proyector de soldadura. Si el orificio se hubiere configurado con forma de ranura, entonces por lo menos la longitud de la ranura debena ser mayor que el diametro del proyector de soldadura, por ejemplo mas o menos el doble de grande. Con ello se consiguen buenos resultados de soldadura. La anchura de la ranura tambien puede ser menor que el diametro del proyector de soldadura, por ejemplo, mas o menos la mitad de grande.

El orificio puede realizarse en la cinta metalica por cualquier metodo discrecional, por ejemplo, por punzonado o por corte mediante laser.

La soldadura ultrasonica (soladura US) se lleva a cabo con una herramienta de soldar ultrasonica apropiada, preferiblemente un cabezal de soldador ultrasonico. El cabezal de soldador transfiere las vibraciones ultrasonicas a la cinta metalica, a la masa soldante asf como al recubrimiento electricamente conductor. El cabezal del soldador se lleva para ello a establecer contacto con la cara superior de la cinta metalica. El cabezal del soldador se mueve durante la soldadura por encima de la cinta metalica, en especial, sobre el orificio y la zona circundante de la cinta. El movimiento del cabezal del soldador puede llevarse a cabo manual o automaticamente, por ejemplo, con un brazo de robot. El movimiento del cabezal del soldador da lugar a una transmision efectiva de las vibraciones ultrasonicas a lo largo de toda la superficie a soldar y, con ello, a una union soldada especialmente estable.

La frecuencia de las vibraciones ultrasonicas asciende preferiblemente de 10 kHz a 100 kHz, por ejemplo, unos 40 kHz.

La masa soldante se calienta durante la soldadura a una temperatura superior a su temperatura de fusion de modo que se funda la masa soldante. Lo que tiene lugar preferiblemente por medio de un cabezal del soldador caldeable, por medio del cual se calienta la cinta metalica en la zona a soldar. El calor se transmite de la cinta metalica a la masa soldante situada debajo, la cual se funde seguidamente. La temperatura de fusion depende de la masa soldante utilizada. El calentamiento tambien depende de absorcion calonfica de la cinta metalica. Temperaturas tfpicas a las que se calientan la cinta metalica y la masa soldante respectivamente son de 120°C a 450°C, preferiblemente de 180°C a 320°C.

Masas soldantes (masas soldantes US) apropiadas para la soldadura US se pueden adquirircorriente y comercialmente por parte del especialista, por ejemplo, de la empresa MBR ELECTRONICS GMBH bajo el nombre comercial de CERASOLZER. Al soldar US, se desprenden oxidos de la superficie de la masa soldante eliminados por las vibraciones ultrasonicas, por lo que resulta innecesaria la utilizacion de un medio fluido. La porcion de masa soldante, dispuesta en la cara inferior de la cinta metalica antes de la soldadura presenta preferiblemente un espesor de 50 pm a 150 pm. La cantidad total de masa soldante depende de las particularidades de cada caso en particular y la puede elegir apropiadamente el especialista. Cantidades de masa soldante para aplicaciones tfpicas quedan en el entorno de 0,1 mm3 a 20 mm3.

En una realizacion ventajosa, la cinta metalica esta provista de un pegamento en la cara inferior. Por medio del pegamento, la cinta metalica puede fijarse antes de la soldadura al recubrimiento electricamente conductor. Eso simplifica la colocacion de la cinta metalica. El pegamento es preferiblemente una cinta adhesiva, especialmente preferida una banda adhesiva por las dos caras. El espesor del pegamento asciende preferiblemente de 20 pm a 500 pm, especialmente preferido de 25 pm a 100 pm. Con ello se consiguen resultados especialmente buenos. En una configuracion preferida, el pegamento rodea completamente el orificio y la masa soldante dispuesta en la cara inferior de la cinta metalica (en el plano del pegamento). Si la cinta metalica se dispone para la soldadura en el recubrimiento electricamente conductor, entonces se configura un espacio hueco limitado por la cinta metalica, el recubrimiento electricamente conductor, el pegamento y, dado el caso, el revestimiento aislante. El especio hueco evita, por un lado, la emision de la masa soldante fundida durante el proceso de soldadura, por lo cual se consigue una mejor union soldada. El espacio hueco evita, por otro lado, que oxidos y otras impurezas, que se desprenden de la masa soldante o de las superficies a soldar por las vibraciones ultrasonicas, se repartan sobre el sustrato. Si el sustrato esta provisto de un recubrimiento sustentador de corriente, entonces eso puede dar lugar a funcionamientos defectuosos. En vez de eso, se retiene los oxidos y las impurezas en el espacio hueco.

Tfpicamente se une el cristal segun la invencion, tras el soldado de la cinta metalica, con otro cristal formando un cristal compuesto. Para ello, se disponen el cristal segun la invencion, por lo menos una hoja metalica termoplastica y oyto cristal en esa secuencia uno sobre otro cubriendo toda su superficie y se laminan conjuntamente por medio de un metodo conocido por sf mismo, por ejemplo, metodo de autoclave, metodo de saco elastico bajo vado, metodo de anillo al vado, metodo de calandrado, laminadores de vado o combinaciones de ellos. La union de los cristales se realiza en este caso habitualmente por la accion de calor, vado y/o de presion. El recubrimiento electricamente conductor con la cinta metalica se ha dispuesto en la superficie superior del sustrato vuelto hacia la hoja termoplastica.

La cinta metalica es ademas preferiblemente un conductor plano (preferiblemente una tira de una hoja metalica con un revestimiento opcionalmente aislante), que sirve preferiblemente para la conexion del recubrimiento conductor con un componente electrico externo (por ejemplo, una fuente de tension). El conductor plano se extiende para ello partiendo del recubrimiento conductor por encima de la arista lateral del sustrato hacia fuera y por encima de la arista lateral del cristal compuesto hacia fuera.

El recubrimiento electricamente conductor se aplica preferiblemente sobre el sustrato por serigrafiado.

La invencion comprende ademas un cristal fabricable con el metodo segun la invencion.

El cristal segun la invencion con recubrimiento electricamente conductor y una banda metalica soldada encima se define en la reivindicacion 9, y comprende por lo menos:

- un sustrato con un recubrimiento electricamente conductor,

- una cinta metalica con una cara inferior vuelta hacia el sustrato y una cara superior opuesta al sustrato, que se aplica mediante una masa soldante sobre el recubrimiento electricamente conductor,

donde la cinta metalica esta provista de un orificio pasante y donde la masa soldante se dispone en una zona de la cara inferior, que rodea el orificio, en el interior del orificio y en una zona de la cara superior que rodea el orificio. Segun la invencion, se ha dispuesto un pegamento entre el sustrato y la cinta metalica, en especial una cinta adhesiva por las dos caras, la cual rodea la porcion de la masa soldante dispuesta en la cara inferior de la cinta metalica y el orificio. En el plano del pegamento, el orificio y la porcion de la masa soldante, dispuesta en la cara inferior de la cinta metalica, estan preferiblemente rodeados completamente por el pegamento.

En una configuracion especialmente ventajosa, se ha aplicado en el sustrato un sistema de capas delgadas electricamente conductor. En el sistema de capas delgadas, se ha instalado un recubrimiento electricamente conductor, que forma dos barras colectoras de corriente para cargar energfa electrica en el sistema de capas delgadas y que contiene una pasta electricamente conductora impresa, en especial, pasta impresa argentffera. El espesor de las barras colectoras de corriente asciende preferiblemente de 5 pm a 50 pm. En cada barra colectora de corriente se ha soldado segun la invencion una cinta metalica. La cinta metalica es preferiblemente un conductor plano, en especial, una tira de una hoja metalica, la cual sirve para unir el recubrimiento conductor/barras colectoras de corriente con una fuente de tension externa.

El cristal segun la invencion se ha previsto especialmente para laminar un cristal compuesto con otro cristal mas. El cristal compuesto comprende por lo menos el cristal segun la invencion con recubrimiento electricamente conductor y encima la cinta metalica soldada, otro cristal mas y una capa intercalada termoplastica, que une mutuamente el cristal segun la invencion y el otro cristal. El recubrimiento electricamente conductor y la cinta metalica soldada se han dispuesto encima de la superficie superior del sustrato, que da hacia la capa intercalada termoplastica. El recubrimiento electricamente conductor - asf como eventualmente otros recubrimientos adicionales existentes - estan por tanto protegidos ventajosamente de la corrosion y del deterioro en el interior del laminado. La cinta metalica es preferiblemente un conductor plano para establecer contacto electrico del recubrimiento conductor con un componente electrico externo (por ejemplo, una fuente de tension) y que se extiende para ello partiendo del recubrimiento conductor por encima de la arista exterior del cristal compuesto.

La cara intercalada termoplastica esta conformada preferiblemente por al menos una hoja termoplastica. La capa intercalada termoplastica contiene por lo menos un polfmero termoplastico, preferiblemente vinilacetato etilenico (EVA), butirato de polivinilo (PVB) o poliuretano (PU) o mezclas o copolfmeros o derivados de ellos, especialmente preferido PVB. El espesor de la capa intercalada termoplastica asciende preferiblemente de 0,2 mm a 2 mm, especialmente preferido de 0,3 mm a 1 mm, por ejemplo, 0,38 mm o 0,76 mm.

El cristal compuesto es por ejemplo

- un cristal compuesto caldeable, en especial, cristal de parabrisas,

- un acristalamiento con propiedades opticas conmutables opticamente, por ejemplo un acristalamiento electrocromico, un acristalamiento SPD (suspended particle device) o un acristalamiento PDLC (polymer dispersed liquid cristal), p

- un modulo solar de capas delgadas.

Entre los cristales se puede haber dispuesto otros elementos mas. En especial cuando el recubrimiento conductor opera como electrodo plano o barra colectora de corriente, por ejemplo, un sistema de capas fotovoltaico o un sistema de capas con propiedades opticas conmutables opticamente (por ejemplo, un sistema de capas electrocromico, un sistema decapas PLDC o SPD).

La invencion comprende ademas la utilizacion de un cristal segun la invencion en cristales de escaparates caldeables o acristalamientos con propiedades opticas conmutables opticamente, vease la reivindicacion 12.

A continuacion, se explica mas detalladamente la invencion a base de un dibujo y ejemplos de realizacion. El dibujo es una representacion esquematica y no ajustada a medidas. El dibujo no limita de ningun modo la invencion.

Las figuras muestran:

Figura 1 una vista en planta desde arriba sobre una configuracion del cristal segun la invencion,

Figura 2 una vista en planta desde arriba sobre la superficie O superior de una configuracion segun la invencion de la cinta metalica antes de la soldadura,

Figura 3 una vista en planta desde arriba sobre la cara U inferior de la cinta metalica de la figura 2, Figura 4 una seccion a lo largo de B-B' a traves de la cinta metalica de las figuras 2 y 3,

Figura 5 una seccion a lo largo de A-A' a traves del cristal de la figura 1 en la zona de la cinta 3 metalica soldada,

Figura 6 una seccion a lo largo de B-B' a traves de otra configuracion mas de la cinta metalica,

Figura 7 una seccion a lo largo de B-B' a traves de otra configuracion mas d la cinta metalica,

Figura 8 una vista en planta desde arriba sobre un conductor de hoja metalica con cinta metalica,

Figura 9 una seccion a lo largo de C-C' a traves del conductor de lamina de la figura 6,

Figura 10 una seccion a traves de otra configuracion mas de la cinta metalica, y

Figura 11 un diagrama de flujo de una forma de realizacion de un metodo segun la invencion.

La figura 1 y la figura 5 muestran un detalle cada una de una configuracion del cristal segun la invencion. El cristal comprende un sustrato 1, que es, por ejemplo, un cristal de vidrio de 2,1 mm de espesor de vidrio al sodio y a la cal. Una superficie superior del sustrato 1 esta provista de un sistema 7 de capas delgadas electricamente conductor. El sistema 7 de capas delgadas contiene, por ejemplo, por lo menos una capa electricamente conductora a base de oxido de indio y sodio (ITO) y que se ha previsto como electrodo plano de un acristalamiento electrocromico. Una zona de borde circundante del sustrato 1 no esta provista del sistema 7 de capas delgadas. Para la utilizacion segun la definicion, debe conectarse el sistema 7 de capas delgadas con una fuente de tension externa de modo que el estado de conmutacion del acristalamiento electrocromico pueda modificarse mediante la tension aplicada. Para ello, se ha instalado un recubrimiento 2 electricamente conductor en el sistema 7 de capas delgadas. El recubrimiento 2 conforma dos barras colectoras de corriente a lo largo de dos aristas laterales opuestas del sustrato 1. El recubrimiento 2 es una pasta para serigraffa impresa y encaustica, que contiene partículas de plata y fritas vitrificadas. Para la conexion de las barras colectoras de corriente con la fuente de tension externa, se ha soldado en cada barra colectora de corriente una cinta 3 metalica. La cinta 3 metalica es una tira de una hoja de cobre con un espesor de 50 pm y que discurre desde el recubrimiento 2 hacia fuera por encima de la arista lateral del cristal. La cinta 3 metalica se ha soldado mediante soldadura ultrasonica (soldadura US) sobre el recubrimiento 2. La cinta 3 metalica presenta un orificio 4, que discurre continuamente desde su cara O superior a su cara U inferior. La cara O superior es ademas la superficie de la cinta opuesta al sustrato 1, la cara U inferior es la superficie de la cinta que da hacia el sustrato 1. Una masa 5 soldante libre de fundente, apropiada para la soldadura US une la cinta 3 de modo duraderamente estable con el recubrimiento 2. La masa 5 soldante se ha dispuesto entre la cara U inferior de la cinta 3 orientada hacia el sustrato 1 y el recubrimiento 2, y precisamente en una zona de la cara U inferior, que rodea al orificio 4. La masa soldante se ha dispuesto ademas en el interior del orificio 4 asf como en una zona de la cara O superior de la cinta 3 que rodea el orificio 4. Por medio de esa disposicion “fungiforme” de la masa 5 soldante se consigue una union soldada especialmente estable. Una masa 5 soldante apropiada es, por ejemplo, In97Ag3 libre de fundente.

En la cara U inferior de la cinta 3, se ha aplicado un pegamento 6, a saber una cinta adhesiva por las dos caras. La cinta adhesiva rodea completamente el orificio 4 y la masa 5 soldante. Por medio del pegamento 6, la cinta 3 y el sustrato 1 con el recubrimiento 2, se forma un espacio hueco, que esta unicamente abierto por el orificio 4.

La figura 2, la figura 3 y la figura 4 muestran respectivamente un detalle de una cinta 3 metalica apropiada antes de la soldadura. La cinta 3 presenta un orificio 4 con forma de ranura de una longitud de 6 mm y una anchura de 1,5 mm. Ese tamano del orificio se adapta excelentemente para la soldadura con un cabezal del soldador de un diametro de 3 mm. En la cara U inferior se ha aplicado una cinta adhesiva por las dos caras como pegamento 6, que rodea el orificio 4. Adyacentes al orificio 4 y dentro de la zona, que rodea al pegamento 6, se han aplicado en este caso en la cara U inferior dos depositos de una masa 5 soldante de un espesor de capa de 100 pm. El espesor de capa de la masa 5 soldante corresponde preferiblemente al espesor del pegamento 6. Si la banda metalica estuviese provista ademas de un revestimiento polfmero, entonces el espesor de la capa de la masa 5 soldante corresponde preferiblemente a la suma del espesor del pegamento 6 y del espesor del revestimiento. Opuestamente, se han aplicado en la cara O superior dos porciones 5 de masa soldante mas.

La disposicion de la masa 5 soldante tanto en la cara O superior como tambien en la cara U inferior es ventajosa en relacion a la conformacion de una masa soldante “fungiforme” tras el proceso de soldadura como se ha representado en la figura 5.

Para la soldadura se superpone la cinta 3 sobre el recubrimiento 2 electricamente conductor de modo que la cara U inferior quede vuelta hacia el sustrato 1 y al recubrimiento 2. Al soldar US, se lleva un cabezal del soldador a hacer contacto con la cara O superior y se mueve sobre la zona a soldar. El movimiento tiene lugar tambien sobre el orificio 4. Gracias a las vibraciones ultrasonicas, se eliminan oxidos e impurezas de la masa 5 soldante. Estos no pueden repartirse incontroladamente sobre el sustrato 1, sino que se retienen en el espacio hueco formado por el pegamento 6, la cinta 3 y el recubrimiento 2. Lo que resulta ventajoso en cuanto a la calidad del recubrimiento 2 y, en especial, del sistema 7 de capas delgadas, que podnan verse afectados por las impurezas repartidas. Gracias a las vibraciones ultrasonicas, se unen ademas la masa 5 soldante con las superficies superiores de la cinta 3 y el recubrimiento 2 de modo que se establezca una union mecanica. Cuando la masa 5 soldante se funde por aumento de la temperatura, entonces el pegamento 6 evita ademas un escape incontrolado de masa 5 soldante. En vez de ello, fluye masa 5 soldante superflua por el orificio 4 de la cinta 3 y configura asf la disposicion de masa soldante “fungiforme” en union positiva de forma como en la figura 5. La union soldada puede realizarse en una sola etapa de soldadura US, no es necesario una soldadura clasica posterior con otro metodo de soldadura. Esas son grandes ventajas de la presente invencion.

La figura 5 muestra una seccion transversal a traves del cristal segun la figura 1 con el sustrato 1, el sistema 7 de capas delgadas, el recubrimiento 2 conductor, la cinta 3 metalica con el orificio 4 y el pegamento 6 asf como la masa 5 soldante dispuesta de modo “fungiforme”.

La figura 6 muestra una seccion transversal a traves de otra realizacion mas de la cinta 3 metalica segun la invencion con el pegamento 6 y la masa 5 soldante antes de la soldadura. A diferencia de la representacion de la figura 4, las porciones de masa soldante no estan junto al orificio 4, sino dispuestas como plaquitas de masa soldante de tal modo que cubran el orificio 4. Se han dispuesto una plaquita de masa soldante en la cara U inferior y en la cara O superior de la cinta 3 respectivamente. Tambien se favorece con esa disposicion la formacion de la masa 5 soldante “fungiforme” tras el proceso de la soldadura.

La figura 7 muestra una seccion transversal a traves de otra realizacion mas de la cinta 3 metalica segun la invencion con el pegamento 6 y la masa 5 soldante antes de la soldadura. La masa 5 soldante se ha se ha metido a presion dentro del orificio 4 y esta por encima tanto de la cara O superior como tambien de la cara U inferior. Tambien gracias a esa disposicion se favorece la configuracion de la masa 5 soldante “fungiforme” de la figura 5 tras el proceso de soldadura. Por la introduccion a presion de la masa 5 soldante, por ejemplo, mediante unas pinzas, se garantiza una union muy estable entre cinta 3 y masa 5 soldante.

La figura 8 y la figura 9 muestran respectivamente un detalle de un conductor de banda plana prefabricado. El conductor de banda plana contiene tres cintas 3 metalicas, que se han configurado como tiras de una hoja de cobre en un revestimiento 10 aislante de plastico. El revestimiento 10 se compone, por ejemplo, de poliimida, y presenta, por ejemplo, un espesor de de 50 pm. Cada cinta 3 esta provista de un orificio 4 con forma de ranura. El revestimiento 11 presenta por ambas caras, o sea sobre la cara o superior y la cara inferior en cada caso una escotadura 11 circular en la zona de cada orificio 4. La escotadura 11 de la cara superior sirve para establecer contacto con el cabezal del soldador al soldar. Se dispone un pegamento 6 preferiblemente sobre el revestimiento 10 y rodeando la escotadura 11.

La figura 10 muestra una seccion transversal a traves de otra configuracion mas de la cinta 3 metalica con el orificio 4 antes de la soldadura. La cinta 3 metalica presenta un revestimiento 10 polfmero de un espesor de 50 pm, que se ha eliminado en la zona de alrededor del orificio 4. Allf, se ha aplicado la masa 5 soldante junto al orificio en la cara U inferior y la cara O superior. El revestimiento 10 polfmero se pega por la cara U inferior mediante un pegamento 6 de un espesor de 50 pm con el sustrato 1. El espesor de la masa 5 soldante asciende a 100 pm, o sea la suma de los espesores del pegamento 6 y el revestimiento 10. El recubrimiento electricamente conductor sobre el sustrato 1 no se ha representado en aras de la claridad.

La figura 11 muestra un diagrama de flujo de un ejemplo de realizacion del metodo segun la invencion para fabricar un cristal segun la invencion. Una frecuencia apropiada de las vibraciones ultrasonicas al soldar es, por ejemplo, de 40 Hz. Durante la soldadura se calienta la masa 5 soldante preferiblemente a una temperatura de, por ejemplo, 315°C y al mismo tiempo se funde.

Listado de signos de referencia

(1) Sustrato

(2) Recubrimiento electricamente conductor

(3) Cinta metalica

(4) Orificio en la cinta 3 metalica

(5) Masa soldante

(6) Pegamento

(7) Sistema de capas delgadas electricamente conductor (10) Revestimiento aislante de 3

(11) Escotadura en 10

O Cara superior de la cinta 3 metalica

U Cara inferior de la cinta 3 metalica

A-A' Lmea de corte

B-B' Lmea de corte

C-C' Lmea de corte

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Metodo de fabricacion de un cristal con recubrimiento electricamente conductor y una cinta metalica que comprende por lo menos:

(a) Preparar un sustrato (1) con un recubrimiento (2) electricamente conductor,

(b) Preparar una cinta (3) metalica con por lo menos un orificio (4) pasante,

(c) Colocar la cinta (3) metalica sobre el recubrimiento (2) electricamente conductor, disponiendose el orificio (4) sobre el recubrimiento (2) electricamente conductor,

caracterizado por:

(d) Soldar la cinta (3) metalica con el recubrimiento (2) electricamente conductor por medio de una masa (5) soldante mediante un cabezal del soldador de ultrasonidos, habiendose llevado el cabezal del soldador de ultrasonidos a establecer contacto con la cara (O) superior de la cinta (3) metalica y habiendo sido movido en la zona del orificio (4) sobre la cinta (3) metalica, y habiendose fundido la masa (5) soldante durante la soldadura por calentamiento.

2. Metodo segun la reivindicacion 1, donde en la etapa (b) del metodo se coloca la cinta (3) metalica con la masa (5) soldante dispuesta por lo menos en la cara (U) inferior, preferiblemente en la cara (U) inferior y la cara (O) superior.

3. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 2, donde la cinta (3) metalica esta provista de un pegamento (6) en la cara (U) inferior, el cual rodea el orificio (4) y la masa (5) soldante, siendo el pegamento (6) preferiblemente una cinta adhesiva por las dos caras.

4. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, donde la cinta metalica es un conductor plano para que haga contacto con el recubrimiento (2) electricamente conductor y que se extiende hacia fuera partiendo del recubrimiento (2) electricamente conductor por encima de la arista lateral del sustrato (1).

5. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 4, donde el orificio (4) se ha configurado con forma de ranura.

6. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 5, donde el recubrimiento (2) electricamente conductor contiene una pasta conductora impresa, preferiblemente comprendiendo partículas de plata y fritas de vidrio.

7. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 6, donde la cinta (3) metalica presenta un espesor de 10 pm a 500 pm, preferiblemente de 30 pm a 200 pm, y conteniendo preferiblemente cobre o plata.

8. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 7, donde el sustrato (1) contiene vidrio, en especial vidrio a base de sodio y cal.

9. Cristal con un recubrimiento electricamente conductor y una cinta metalica soldada encima, que comprende por lo menos:

- un sustrato (1) con un recubrimiento (2) electricamente conductor,

- una cita (3) metalica con una cara (U) inferior vuelta hacia el sustrato (1) y una cara (O) superior opuesta al sustrato (1), la cual se aplica sobre el revestimiento (2) electricamente conductor,

donde la cinta (3) metalica esta provista de un orificio (4) y donde la masa (5) soldante se ha dispuesto en una zona de la cara (U) inferior que rodea al orificio (4), en el interior del orificio (4) y en una zona de la cara (O) superior que rodea al orificio (4), caracterizada por que la soldadura se lleva a cabo por ultrasonidos, y donde entre el sustrato (1) y la cinta (3) metalica se ha dispuesto un pegamento (6), que rodea la porcion de la masa (5) soldante dispuesta en la cara (U) inferior.

10. Cristal segun la reivindicacion 9, donde el sustrato (1) se laminado para formar un cristal compuesto con otro cristal mediante una capa intercalada termoplastica, donde el recubrimiento (2) electricamente conductor y la cinta (3) metalica se han dispuesto en la superficie del sustrato (1) vuelta hacia la capa intercalada termoplastica y donde la cinta (3) metalica se extiende hacia fuera partiendo del recubrimiento (2) electricamente conductor por encima de la arista lateral del cristal compuesto.

11. Cristal segun una de las reivindicaciones 9 a 10, donde

- el sustrato (1) presenta un sistema (7) de capas delgadas electricamente conductor,

- el recubrimiento (2) electricamente conductor se ha aplicado sobre el sistema (7) de capas delgadas, que forma dos barras colectoras de corriente, donde el recubrimiento (2) electricamente conductor contiene una pasta conductora impresa,

- sobre cada barra colectora de corriente se ha soldado una cinta (3) metalica con un orificio (4) pasante, la cual es un conductor plano para la conexion electrica con una fuente de tension externa, y

- el sustrato (1) se ha laminado con otro cristal por medio de una capa intercalada termoplastica para formar un cristal compuesto.

12. Aplicacion de un cristal segun una de las reivindicaciones 9 a 11 en cristales de ventana caldeables o acristalamientos con propiedades opticas conmutables opticamente.