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Title:
DEVICE FOR PRODUCING SOLDERED CONNECTIONS ON GLASS PLANES, AND METHOD THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/016010
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) for producing soldered connections on glass panes (GS), • wherein the glass pane (GS) has an electrically conductive layer (AG) on the surface at points to be soldered, wherein a contact (K) to be attached at the point to be soldered has at least two partial regions (KB1, KB2) to be soldered which are spaced apart but electrically connected to one another, wherein soldering material (L) is introduced at the points to be soldered between the conductive layer on the surface and the two contact regions (KB1, KB2), • wherein the device has a first contact electrode (KE1) for contacting the first partial region (KB1), and • wherein the device has a second contact electrode (KE2) for contacting the second partial region (KB2), • wherein, for soldering by means of the first contact electrode (KE1) and the second contact electrode (KE2) via the electrical connection of the first partial region (KB1) and the second partial region (KB2), the contact is provided by applying a voltage for resistance soldering so that the soldering material (L) under the two contact regions (KB1, KB2) is indirectly provided for melting, • wherein a nozzle (D) is mounted in the space between the first contact electrode (KE1) and the second contact electrode (KE2) and is provided for the valve-controlled output of a cooling medium so that the surface of the contact (K) to be mounted can be cooled directly and the soldering material (L) between the partial regions (KB1, KB2) and the conductive layer (AG) can be cooled indirectly, • wherein the nozzle (D) has its outlet opening at a distance (d) relative to the plane of the ends of the two contact regions (KB1, KB2). The invention also relates to a corresponding method.

Inventors:
RASTEGAR HADI (DE)
WERNER KATJA (DE)
REUL BERNHARD (DE)
RATEICZAK MITJA (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/067817
Publication Date:
January 23, 2020
Filing Date:
July 03, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN (FR)
International Classes:
H05B3/84; B23K1/00; B23K1/19; B23K3/047; B23K3/08; H01R43/02; B23K103/00
Domestic Patent References:
WO2017198073A12017-11-23
WO2017198703A12017-11-23
Foreign References:
CN103990882B2016-01-20
US20090233119A12009-09-17
DE102016219224A12018-04-05
DE202014010271U12015-03-05
US5134248A1992-07-28
CN103990882A2014-08-20
US20090233119A12009-09-17
Attorney, Agent or Firm:
WEBER, Sophie (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Vorrichtung (1 ) zur Herstellung von gelöteten Verbindungen auf Glasscheiben (GS),

• wobei die Glasscheibe (GS) an zu lötenden Stellen eine elektrisch leitfähige Schicht (AG) auf der Oberfläche aufweist, wobei ein an der zu lötenden Stelle anzubringender Kontakt (K) zumindest zwei zu lötende Teilbereiche (KB1 , KB2) aufweist, welche beabstandet aber elektrisch miteinander verbunden sind, wobei an den zu lötenden Stellen zwischen der leitfähigen Schicht auf der Oberfläche und den zwei Kontaktbereichen (KB1 , KB2) Lotmaterial (L) eingebracht ist,

• wobei die Vorrichtung eine erste Kontaktelektrode (KE1 ) zur Kontaktierung des ersten Teilbereichs (KB1 ) aufweist, und

• wobei die Vorrichtung eine zweite Kontaktelektrode (KE2) zur Kontaktierung des zweiten Teilbereichs (KB2) aufweist,

• wobei zum Löten mittels der ersten Kontaktelektrode (KE1 ) und der zweiten Kontaktelektrode (KE2) über die elektrische Verbindung des ersten Teilbereiches (KB1 ) und des zweiten Teilbereiches (KB2) der Kontakt durch Anlegen einer Spannung zum Widerstandslöten vorgesehen ist, sodass das Lotmaterial (L) unter den zwei Kontaktbereichen (KB1 , KB2) mittelbar zum Schmelzen vorgesehen ist,

• wobei im Raum zwischen der ersten Kontaktelektrode (KE1 ) und der zweiten Kontaktelektrode (KE2) eine Düse (D) angebracht ist, die zur ventilgesteuerten Abgabe eines Kühlmediums vorgesehen ist, sodass die Oberfläche des anzubringenden Kontaktes (K) unmittelbar und das Lotmaterial (L) zwischen den Teilbereichen (KB1 , KB2) und der leitfähigen Schicht (AG) mittelbar gekühlt werden kann,

• wobei die Düse (D) in einem Abstand (d) relativ zu der Ebene der Enden der zwei Kontaktbereiche (KB1 , KB2) ihre Ausström-Öffnung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium gasförmig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium Luft ist.

4. Verfahren zur Herstellung von gelöteten Verbindungen auf Glasscheiben (GS) mittels einer Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend

• Erhalten (100) einer Glasscheibe (GS) mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (AG),

• Erhalten (200) eines elektrischen Kontaktes (K) zur elektrisch Verbindung mit der leitfähigen Schicht, wobei ein an der zu lötenden Stelle anzubringender Kontakt (K) zumindest zwei zu lötende Teilbereiche (KB1 , KB2) aufweist, welche beabstandet aber elektrisch miteinander verbunden sind, wobei an den zu lötenden Stellen zwischen der leitfähigen Schicht auf der Oberfläche und den zwei Kontaktbereichen (KB1 , KB2) Lotmaterial (L) eingebracht ist,

• Anordnen (300) des elektrischen Kontaktes (K) relativ zur Glasscheibe (GS) an den zu verlötenden Stellen,

• Erwärmen (400) zumindest der zu verlötenden Stelle des angeordneten elektrischen Kontaktes (K) relativ durch Anlegen einer Spannung zwischen eine erste Kontaktelektrode (KE1 ) zur Kontaktierung des ersten Teilbereichs (KB1 ) und eine zweite Kontaktelektrode (KE2) zur Kontaktierung des zweiten Teilbereichs (KB2), sodass der Schmelzpunkt eines Lotmaterials (L) an der zu verlötenden Stelle unter den zwei Kontaktbereichen (KB1 , KB2) zumindest an der Oberfläche erreicht wird,

• aktives Abkühlen (500) der zu verlötenden Stellen, wobei im Raum zwischen der ersten Kontaktelektrode (KE1 ) und der zweiten Kontaktelektrode (KE2) eine Düse (D) angebracht ist, wobei die Düse (D) in einem Abstand (d) relativ zu der Ebene der Enden der zwei Kontaktbereiche (KB1 , KB2) ihre Ausström-Öffnung aufweist sodass die Oberfläche des anzubringenden Kontaktes (K) unmittelbar und das Lotmaterial (L) zwischen den Teilbereichen (KB1 , KB2) und der leitfähigen Schicht (AG) mittelbar gekühlt werden kann.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Abkühlen mittels eines Gasstromes erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzpunkt des Lotmaterials (L) weniger als 200°C beträgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des aktiven Abkühlens (500) 4 Sekunden oder weniger andauert.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des aktiven Abkühlens (500) mittels eines Luftstroms erfolgt. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmaterial Indium aufweist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur an der Lötstelle durch Messung des Widerstandes des elektrischen Leiters zwischen zwei Teilbereichen gemessen wird.

1 1. Glasscheibe erhalten durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 10.

12. Verwendung einer Glasscheibe gemäß Anspruch 1 1 in einem Fahrzeug.

Description:
Vorrichtung zur Herstellung von gelöteten Verbindungen auf Glasscheiben und

Verfahren hierzu

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von gelöteten Verbindungen auf Glasscheiben und Verfahren hierzu.

Es ist bekannt auf Scheiben bzw. bei mehrlagigen Scheiben auch zwischen zwei Scheiben elektrisch leitende Schichten anzuordnen. Diesen Schichten kommt z.B. die Funktion von Heizungen oder Antennen oder Elektroden für Displays und/oder Sensoren zu.

Diese elektrisch leitenden Schichten müssen in aller Regel an eine Steuerung und / oder Stromversorgung mittels Kabel angeschlossen werden.

Hierzu werden an geeigneter Stelle Kontakte aufgebracht.

Dabei zeigt sich jedoch, dass das Herstellen von Kontakten nicht mittels klassischer Löttechniken des Platinenlötens basierend auf Blei / Zinn Loten sinnvoll bewerkstelligt werden kann.

Ein Problem ist die vergleichsweise hohe Temperatur, die z.B. bei Verbundglasscheiben eine Verbundfolie beschädigen könnte. Andere Probleme ergeben sich aus den verwendeten Materialien.

Eine Lösung, die sich daher als praktikabel herausgestellt hat ist das Löten mittels Indium- basierten Lotmaterialien, da diese einen vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkt aufweisen.

Aus der chinesischen Patenschrift CN 103 990 882 B ist eine Vorrichtung zur Auflötung von Kabeln eines Kabelbündels auf individuelle Anschlüsse mittels individueller Lötspizen bekannt. Weiterhin zeigt das Dokument eine Sicherungseinrichtung mit Kühlvorrichtung. Die Vorrichtung ist jedoch nachteilig, da sie einen hohen Energieverbrauch hat, denn die Lötspitzen müssen für eine schnellen Lötvorgang auf hoher Temperatur gehalten werden. Zudem erfordert die dortige Vorrichtung an individuelle Anschlüsse angepasste Sicherungselemente. Die Kühlvorrichtung selbst ist nur in der Lage Teilbereiche einer einzelnen Verlötung zu kühlen. Damit ist aber keine sichere Verbindung gewährleistet.

Aus der WO 2017 / 198 703 A1 der Anmelderin ist eine weitere Vorrichtung bekannt. Jedoch wird bei dieser Vorrichtung keine aktive Kühlung an der Lötstelle selbst bereitgestellt.

Aus der US 2009 / 0233 1 19 A1 ist ein elektrischer Verbinder für Autoglasscheiben bekannt. Zur Vermeidung von Spannungen durch unterschiedliche Erwärmung wird dort eine langsame Abkühlung über eine lange Zeit angeregt. Dies ist jedoch mit den angestrebten Taktraten nicht vereinbar. Zudem ist bei einer langsamen Entwärmung eine weitere - wenn auch geringere - Wärmezufuhr über einen gewissen Zeitraum notwendig. Dies führt zu einem weiteren Energieverbrauch.

Allerdings zeigt sich, dass mit herkömmlichen Lötverfahren die Taktzeiten für die sichere Herstellung einer haftenden Verbindung vergleichsweise lang sind und z.B. 8 Sekunden betragen. Wird die Zeit kürzer gewählt, so kann es zu einem Verrutschen / Ablösen kommen. Dies wirkt sich nachteilig auf die Produktion aus, da solche Scheiben als fehlerhaft ausgesondert werden müssen.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von gelöteten Verbindungen auf Glasscheiben und Verfahren hierzu anzugeben, mittels derer es möglich ist die Taktzeiten zu reduzieren.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung von gelöteten Verbindungen auf Glasscheiben. Die Glasscheibe weist an den zu lötenden Stellen eine elektrisch leitfähige Schicht auf der Oberfläche auf, wobei ein an der zu lötenden Stelle anzubringender Kontakt zumindest zwei zu lötende Teilbereiche aufweist, welche beabstandet aber elektrisch miteinander verbunden sind, wobei an den zu lötenden Stellen zwischen der leitfähigen Schicht auf der Oberfläche und den zwei Kontaktbereichen Lotmaterial eingebracht ist. Die Vorrichtung weist eine erste Kontaktelektrode zur Kontaktierung des ersten Teilbereichs und eine zweite Kontaktelektrode zur Kontaktierung des zweiten Teilbereichs auf, wobei zum Löten mittels der ersten Kontaktelektrode und der zweiten Kontaktelektrode über die elektrische Verbindung des ersten Teilbereiches und des zweiten Teilbereiches der Kontakt durch Anlegen einer Spannung zum Widerstandslöten vorgesehen ist, sodass das Lotmaterial unter den zwei Kontaktbereichen mittelbar zum Schmelzen vorgesehen ist, wobei im Raum zwischen der ersten Kontaktelektrode und der zweiten Kontaktelektrode eine Düse angebracht ist, die zur ventilgesteuerten Abgabe eines Kühlmediums vorgesehen ist, sodass die Oberfläche des anzubringenden Kontaktes unmittelbar und das Lotmaterial zwischen den Teilbereichen und der leitfähigen Schicht mittelbar gekühlt werden kann wobei die Düse einem Abstand relativ zu der Ebene der Enden der zwei Kontaktbereiche ihre Ausström-Öffnung aufweist.

Mittels der Vorrichtung ist es möglich die Taktzeiten zu reduzieren. Hierdurch kann die Herstellungsgeschwindigkeit erhöht und die Kosten reduziert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Kühlmedium gasförmig.

Gasförmige Kühlmedien lassen sich besonders einfach steuern und stehen häufig kostengünstig zur Verfügung.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Kühlmedium Luft.

Druckluftsysteme sind in vielen Betrieben vorhanden und werden teilweise auch bei bisherigen Herstellungsgeräten z.B. zur Positionierung von Kontakten mittels pneumatisch bedienter Einheiten verwendet.

In einer weiteren Ausformung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von gelöteten Verbindungen auf Glasscheiben mittels einer der vorbezeichneten Vorrichtungen zur Verfügung gestellt. Das Verfahren weist einen Schritt des Erhaltene einer Glasscheibe mit einer elektrisch leitfähigen Schicht und den Schritt des Erhaltens eines elektrischen Kontaktes zur elektrischen Verbindung mit der leitfähigen Schicht auf. Ein an der zu lötenden Stelle anzubringender Kontakt weist zumindest zwei zu lötende Teilbereiche auf, welche beabstandet aber elektrisch miteinander verbunden sind, wobei an den zu lötenden Stellen zwischen der leitfähigen Schicht auf der Oberfläche und den zwei Kontaktbereichen Lotmaterial (L) eingebracht ist, In einem weiteren Schritt wird der elektrische Kontakt relativ zur Glasscheibe an den zu verlötetenden Stellen angeordnet und anschließend werden zumindest die zu verlötetende Stelle des angeordneten Kontaktes durch Anlegen einer Spannung zwischen eine erste Kontaktelektrode zur Kontaktierung des ersten Teilbereichs und einer zweite Kontaktelektrode zur Kontaktierung des zweiten Teilbereichs erwärmt, sodass der Schmelzpunkt eines Lotmaterials an der zu verlötetenden Stelle unter den zwei Kontaktbereichen zumindest an der Oberfläche erreicht wird. Anschließend werden in einem weiteren Schritt die zu verlötetenden Stellen aktiv abgekühlt, wobei im Raum zwischen der ersten Kontaktelektrode und der zweiten Kontaktelektrode eine Düse angebracht ist, wobei die Düse in einem Abstand relativ zu der Ebene der Enden der zwei Kontaktbereiche ihre Ausström-Öffnung aufweist sodass die Oberfläche des anzubringenden Kontaktes unmittelbar und das Lotmaterial zwischen den Teilbereichen und der leitfähigen Schicht mittelbar gekühlt werden kann.

Mittels des Verfahrens ist es möglich die Taktzeiten zu reduzieren. Hierdurch kann die Herstellungsgeschwindigkeit erhöht und die Kosten reduziert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das aktive Abkühlen mittels eines Gasstromes.

Gasförmige Kühlmedien lassen sich besonders einfach steuern und stehen häufig kostengünstig zur Verfügung.

In einer Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Schmelzpunkt des Lotmaterials weniger als 200°C.

Niedrigschmelzende Lotmaterialein lassen sich mit weniger Energie erwärmen. Dadurch ist es möglich die Taktzeiten und den Energieeinsatz zu reduzieren. Hierdurch kann die Herstellungsgeschwindigkeit erhöht und die Kosten reduziert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung dauert der Schritt des aktiven Abkühlens 4 Sekunden oder weniger an. D.h., die Taktzeiten können gegenüber dem Stand der Technik stark verringert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Schritt des aktiven Abkühlens mittels eines Luftstroms.

Druckluftsysteme sind in vielen Betrieben vorhanden und werden teilweise auch bei bisherigen Herstellungsgeräten z.B. zur Positionierung von Kontakten mittels pneumatisch bedienter Einheiten verwendet.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Lotmaterial Indium auf.

Indium ist ein vergleichsweise niedrigschmelzendes Metall, sodass der Energieverbrauch reduziert werden kann.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Temperatur an der Lötstelle durch Messung des Widerstandes des elektrischen Kontaktes zwischen den zwei Teilbereichen gemessen.

Hierdurch kann eine aktive Steuerung des Lötprozesses zur Verfügung gestellt werden, wodurch die Taktzeiten weiter reduziert werden können und / oder die Qualität der Verlötung verbessert werden kann.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Glasscheibe erhalten durch ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. der Verwendung einer solchen Glasscheibe in einem Fahrzeug.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in exemplarischer Weise mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von Elementen der Erfindung in einer Schnittdarstellung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kontaktes zur Verwendung mit der Erfindung, und Fig. 3 einen schematisierten Ablaufplan gemäß Ausführungsformen der Erfindung.

Ausführliche Darstellung der Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt werden. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschrieben werden, die jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können. D.h. jeglicher Aspekt kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden soweit nicht explizit als reine Alternative dargestellt.

Weiterhin wird nachfolgend der Einfachheit halber in aller Regel immer nur auf eine Entität Bezug genommen werden. Soweit nicht explizit vermerkt, kann die Erfindung aber auch jeweils mehrere der betroffenen Entitäten aufweisen. Insofern ist die Verwendung der Wörter "ein", "eine" und "eines" nur als Hinweis darauf zu verstehen, dass in einer einfachen Ausführungsform zumindest eine Entität verwendet wird.

Soweit nachfolgend Verfahren beschrieben werden, sind die einzelnen Schritte eines Verfahrens in beliebiger Reihenfolge anordbar und/oder kombinierbar, soweit sich durch den Zusammenhang nicht explizit etwas Abweichendes ergibt. Weiterhin sind die Verfahren - soweit nicht ausdrücklich anderweitig gekennzeichnet - untereinander kombinierbar.

Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.

Bezugnahme auf Standards oder Spezifikationen oder Normen sind als Bezugnahme auf Standards bzw. Spezifikationen bzw. Normen, die zum Zeitpunkt der Anmeldung und/oder - soweit eine Priorität beansprucht wird - auch zum Zeitpunkt der Prioritätsanmeldung gelten / galten zu verstehen. Hiermit ist jedoch kein genereller Ausschluss der Anwendbarkeit auf nachfolgende oder ersetzende Standards oder Spezifikationen oder Normen zu verstehen.

In Figur 1 sind schematisch Elemente der Erfindung in Zusammenhang mit einer Glasscheibe GS gezeigt. Die Glasscheibe GS weist an zu lötenden Stellen eine elektrisch leitfähige Schicht AG auf der Oberfläche auf.

Dabei kann die Oberfläche auch ein Rücksprung sein. Die elektrisch leitfähige Schicht AG kann verschiedenste Materialien aufweisen, z.B. Kupfer und/oder Silber.

Die elektrisch leitfähige Schicht AG kann auf einer Tragschicht und / oder einem Schwarzdruck DS oder ähnlichem angeordnet sein, sodass zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht AG und der darunterliegen Glasscheibe GS eine beliebige Anzahl von (funktionalen) Zwischenschichten angeordnet sein können.

Der anzubringende Kontakt K weist zumindest zwei zu lötende Teilbereiche KB1 , KB2 auf, welche in Fig. 2 aufgezeigt sind. Fig. 2 stellt damit einen (zwei-schenkligen) Kontakt K aus Figur 1 dar.

Diese zwei zu lötende Teilbereiche KB1 , KB2 sind zueinander beabstandet. Da der erste Teilbereich KB1 und der zweite Teilbereich KB2 z.B. einstückig aus einem geeigneten Material geformt sein können, sind sie auch elektrisch miteinander verbunden. D.h. zwischen den beiden Teilbereichen KB1 , KB2 kann ein Widerstand gemessen werden. Dieser Widerstand ist in aller Regel temperaturabhängig.

An den zu lötenden Stellen ist zwischen der leitfähigen Schicht AG auf der Oberfläche und den zwei Kontaktbereichen KB1 , KB2 (abschnittsweise) ein Lotmaterial L eingebracht.

Das Lotmaterial kann sich auch über einen größeren Bereich erstrecken, z.B. den gesamten Bereich unter dem Kontakt K einnehmen. Bevorzugt stellt das Lotmaterial L auch eine elektrische Verbindung der entsprechenden Teilbereiche zur Verfügung. Nunmehr weist die Vorrichtung 1 zur Herstellung von gelöteten Verbindungen auf Glasscheiben GS eine erste Kontaktelektrode KE1 zur Kontaktierung des ersten Teilbereichs KB1 und eine zweite Kontaktelektrode KE2 zur Kontaktierung des zweiten Teilbereichs KB2 auf.

Zum Löten mittels der ersten Kontaktelektrode KE1 und der zweiten Kontaktelektrode KE2 kann über die elektrische Verbindung des ersten Teilbereiches KB1 und des zweiten Teilbereiches KB2 eine Spannung zum Widerstandslöten angelegt werden, sodass das Lotmaterial L unter den zwei Kontaktbereichen KB1 , KB2 mittelbar durch die Eigenerwärmung auf Grund des Stromflusses durch das Lotmaterial L und/oder durch die Fremderwärmung auf Grund des Stromflusses durch die Teilbereiche KB1 , KB2 des Kontaktes K zum Schmelzen vorgesehen ist. Da nur ein kleiner Bereich, nämlich insbesondere unter den zwei Kontaktbereichen KB1 , KB2 und die nähere Umgebung, erwärmt wird ist auch das Wärmereservoir, das nachfolgend dem Erstarren des Lotmaterials (und damit zur dauerhaften Herstellung der elektrischen und mechanischen Verbindung von Kontakt K und elektrisch leitfähiger Schicht AG) entgegensteht gering.

Im Raum zwischen der ersten Kontaktelektrode KE1 und der zweiten Kontaktelektrode KE2 ist eine Düse D angebracht, die zur ventilgesteuerten Abgabe eines Kühlmediums vorgesehen ist, sodass die Oberfläche des anzubringenden Kontaktes K unmittelbar und das Lotmaterial L zwischen den Teilbereichen KB1 , KB2 und der leitfähigen Schicht AG mittelbar gekühlt werden kann. Die Ausström-Öffnung der Düse D ist in einem Abstand d relativ zu der Ebene der Enden der zwei Kontaktbereiche KB1 , KB2 angeordnet. D.h. das Kühlmedium kann an der Oberfläche des Kontaktes K vorbeiströmen. Da die Lötstelle(n) zwischen dem Kontakt K und der elektrisch leitfähigen Schicht liegt, ist kein negativer Einfluss zu erwarten, da kein verflüssigtes Lot durch den Strom des Kühlmediums mitgerissen werden kann. D.h. der Strom des Kühlmediums kühlt gezielt den Kontakt K und die unmittelbare Nachbarschaft ab. D.h. es werden im Wesentlichen nur die erwärmten Stellen gekühlt.

Mittels der Vorrichtung ist es möglich die Taktzeiten zu reduzieren. Hierdurch kann die Herstellungsgeschwindigkeit erhöht und die Kosten reduziert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Kühlmedium gasförmig. Gasförmige Kühlmedien lassen sich besonders einfach steuern und stehen häufig kostengünstig zur Verfügung.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Kühlmedium Luft.

Druckluftsysteme sind in vielen Betrieben vorhanden und werden teilweise auch bei bisherigen Herstellungsgeräten z.B. zur Positionierung von Kontakten mittels pneumatisch bedienter Einheiten verwendet. D.h. es kann kostengünstig auf bestehende Infrastruktur zurückgegriffen werden.

Mittels der Vorrichtung kann in einem erfindungsgemäßen Verfahren gearbeitet werden. Das Verfahren wird eingehender an Hand von Figur 3 erläutert werden.

Das Verfahren weist einen Schritt 100 auf, in dem eine Glasscheibe GS mit einer elektrisch leitfähigen Schicht erhalten wird. In einem zeitlich nachgelagerten / vorgelagerten / zeitgleichen Schritt 200 wird ein elektrischer Kontakt K zur elektrischen Verbindung mit der leitfähigen Schicht AG erhalten. Ein an der zu lötenden Stelle anzubringender Kontakt K weist zumindest zwei zu lötende Teilbereiche KB1 , KB2 auf, welche beabstandet aber elektrisch miteinander verbunden sind, wobei an den zu lötenden Stellen zwischen der leitfähigen Schicht auf der Oberfläche und den zwei Kontaktbereichen KB1 , KB2 Lotmaterial L eingebracht ist.

Der so erhaltene elektrische Kontakt K und die so erhaltene Glasscheibe GS (mit ihren weiteren Schichten) werden in einem Schritt 300 zueinander angeordnet, sodass die Teilbereiche KB1 , KB2 des Kontaktes K an den zu verlötenden Stellen angeordnet sind.

Anschließend wird die zu verlötende Stelle des angeordneten elektrischen Kontaktes K durch Anlegen einer Spannung zwischen eine erste Kontaktelektrode KE1 zur Kontaktierung des ersten Teilbereichs KB1 und eine zweite Kontaktelektrode KE2 zur Kontaktierung des zweiten Teilbereichs KB2 in einem Schritt 400 erwärmt, sodass der Schmelzpunkt eines Lotmaterials L an der/den zu verlötenden Stelle(n) unter den zwei Kontaktbereichen KB1 , KB2 zumindest an der Oberfläche erreicht wird. Hierzu wird wie zuvor beschrieben die Vorrichtung 1 in Kontakt mit den Teilbereichen KB1 , KB2 des Kontaktes K gebracht und Spannung an den Kontakt (und gegeben falls an das Lotmaterial L) angelegt.

In einem weiteren Schritt wird sodann die zu verlötende Stelle / die zu verlötenden Stellen aktiv in Schritt 500 abgekühlt, wobei im Raum zwischen der ersten Kontaktelektrode KE1 und der zweiten Kontaktelektrode KE2 eine Düse D angebracht ist, wobei die Düse D in einem Abstand d relativ zu der Ebene der Enden der zwei Kontaktbereiche KB1 , KB2 ihre Ausström- Öffnung aufweist sodass die Oberfläche des anzubringenden Kontaktes K unmittelbar und das Lotmaterial L zwischen den Teilbereichen KB1 , KB2 und der leitfähigen Schicht AG mittelbar gekühlt werden kann.

Die Schritte 400, 500 können zeitgesteuert ablaufen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich durch Messung die Schritte alternativ zu steuern oder aber ein Ablaufkriterium zu schaffen.

Mittels des Verfahrens ist es möglich die Taktzeiten zu reduzieren. Hierdurch kann die Herstellungsgeschwindigkeit erhöht und die Kosten reduziert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das aktive Abkühlen mittels eines Gasstromes.

Gasförmige Kühlmedien lassen sich besonders einfach steuern und stehen häufig kostengünstig zur Verfügung.

In einer Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Schmelzpunkt des Lotmaterials weniger als 200°C.

Niedrigschmelzende Lotmaterialein lassen sich mit weniger Energie erwärmen. Dadurch ist es möglich die Taktzeiten und den Energieeinsatz zu reduzieren. Hierdurch kann die Herstellungsgeschwindigkeit erhöht und die Kosten reduziert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung dauert der Schritt des aktiven Abkühlens 4 Sekunden oder weniger an. D.h., die Taktzeiten können gegenüber dem Stand der Technik stark verringert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Schritt des aktiven Abkühlens mittels eines Luftstroms.

Druckluftsysteme sind in vielen Betrieben vorhanden und werden teilweise auch bei bisherigen Herstellungsgeräten z.B. zur Positionierung von Kontakten mittels pneumatisch bedienter Einheiten verwendet.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Lotmaterial L Indium auf.

Indium ist ein vergleichsweise niedrigschmelzendes Metall, sodass der Energieverbrauch reduziert werden kann.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Temperatur an der Lötstelle durch Messung des Widerstandes des elektrischen Kontaktes K zwischen den zwei Teilbereichen gemessen.

Beispielsweise kann in einem Schritt 50 der Widerstand des Kontaktes K zwischen den zwei Teilbereichen KB1 , KB2 vor / nach / während dem Anordnen des Kontaktes K auf der Glasscheibe GS gemessen werden. Abhängig von der Ausformung der Lötstelle wird dabei auch der Widerstand des Lotmaterials L unter dem Kontakt K (bei „durchgehender“ Verbindung des Lotmaterials) bestimmt. Hierdurch kann z.B. der Widerstand bei bekannter „Umgebungstemperatur“ bestimmt werden.

Alternativ oder zusätzlich kann auch in den Schritten 450 und 550 der Widerstand beim Erwärmen bzw. Abkühlen bestimmt werden. In entsprechenden Schritten 475 bzw. 575 kann mittels des nun gemessenen Widerstandes (unter Umständen unter Berücksichtigung des gemessenen Widerstands bei bekannter„Umgebungstemperatur“) die Temperatur an der Lötstelle bestimmt werden. Es kann sodann verglichen werden, ob eine bestimmte Zieltemperatur zum Schmelzen / Erstarren des Lotmaterial L erreicht ist. Ist dies der Fall, so kann entsprechend den Pfeilen„Ja“ das Verfahren fortschreiten. Ist dies nicht der Fall, so kann das Erwärmen 400 oder das Abkühlen 500 fortgesetzt werden.

Hierdurch kann eine aktive Steuerung des Lötprozesses zur Verfügung gestellt werden, wodurch die Taktzeiten weiter reduziert werden können und / oder die Qualität der Verlötung verbessert werden kann.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Glasscheibe erhalten durch ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. der Verwendung einer solchen Glasscheibe in einem Fahrzeug, insbesondere einem Landfahrzeug, wie z.B. Autos, Bussen, Lastkraftwagen, Arbeitsmaschinen, Eisenbahnen, Straßenbahnen, Seefahrzeugen, wie z.B. Schiffen, Fähren, Tauchbooten, Luftfahrzeugen, wie z.B. Flugzeuge, Helikopter, Raumfähren.

Bezeichnunqsliste

1 Vorrichtung zur Herstellung von gelöteten Verbindungen auf Glasscheiben

GS Glasscheibe

AG elektrisch leitfähige Schicht

K Kontakt

KB1 , KB2 zu lötende Teilbereiche

L Lotmaterial

KE1 , KE2 Kontaktelektrode

D Düse

DS Deckschicht

Verfahrensschritte

100 Erhalten einer Glasscheibe

200 Erhalten eines elektrischen Kontaktes

300 Anordnen des elektrischen Kontaktes

400 Erwärmen

500 Mittelbares aktives Abkühlen der zu verlötenden Stellen

50 Bestimmen des Widerstandes des elektrischen Kontaktes vor dem Verlöten

450 Bestimmen des Widerstandes des elektrischen Kontaktes beim Erwärmen

475 Vergleich, ob Zieltemperatur zum Löten erreicht

550 Bestimmen des Widerstandes des elektrischen Kontaktes beim Abkühlen

575 Vergleich, ob Zieltemperatur zum Beenden des Abkühlens erreicht