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Title:
PANE HAVING AN ELECTRICAL CONNECTION ELEMENT AND CONNECTION CABLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/001977
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a pane having at least one electrical connection element (2) and connection cable (3), at least comprising: ° a substrate (1), ° an electrically conductive structure (5) on a region of the substrate (1), wherein: ° the connection cable (3) has on the lower face thereof facing the substrate (4) a contact region (7) in which a conductor (3.1) of the connection cable (3) is connected to the region of the electrically conductive structure (5); ° the connection element (2) is rigid and has a first flat region (2.1) for making contact with the connection cable (3); ° the connection element (2) is electrically connected to the connection cable (3) by the conductor (3.1) of the connection cable (3) via a weld region on an upper face of the connection cable (3) facing away from the substrate (4); ° the contact region (7) of the connection cable (3) and the first flat region (2.1) of the connection element (2) are arranged one above the other such that the flat region (2.1) of the connection element is provided to transfer heat to the solder compound.

Inventors:
WERNER KATJA (DE)
REUL BERNHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/065281
Publication Date:
January 02, 2020
Filing Date:
June 12, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN (FR)
International Classes:
H05B3/84
Domestic Patent References:
WO2009074267A12009-06-18
Foreign References:
EP0593940A11994-04-27
US3616122A1971-10-26
EP1488972A12004-12-22
EP0593940A11994-04-27
Attorney, Agent or Firm:
WEBER, Sophie (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Scheibe (1 ) mit einem elektrischen Anschlusselement (2) und Anschlusskabel (3) mindestens umfassend:

• ein Substrat (4),

• eine elektrische leitfähige Struktur (5) auf einem Bereich des Substrats (4), wobei

• das Anschlusskabel (3) an seiner dem Substrat (4) zugewandten Unterseite einen Kontaktbereich (7) aufweist, in dem eine Leiterbahn (3.1 ) des Anschlusskabels (3) mit dem Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur (4) verbunden ist,

• das Anschlusselement (2) steif ausgebildet ist und einen ersten flachen Bereich (2.1 ) zur Kontaktierung des Anschlusskabels (3) aufweist,

• das Anschlusselement (2) mit der Leiterbahn (3.1 ) des Anschlusskabels (3) an einer dem Substrat (4) abgewandten Oberseite des Anschlusskabels (3) über einen Verschweißungsbereich mit dem Anschlusskabel (3) elektrisch leitend verbunden ist,

• der Kontaktbereich (7) des Anschlusskabels (3) und der erste flache Bereich (2.1 ) des Anschlusselements (2) derart übereinander angeordnet sind, dass der flache Bereich (2.1 ) des Anschlusselements zur Übertragung von Wärme auf die Lotmasse vorgesehen ist.

2. Scheibe (10) nach Anspruch 1 , wobei das Anschlusskabel (3) einen ersten Abschnitt (3.3), einen zweiten Abschnitt (3.4) und eine Faltung (3.5) aufweist, bei der der erste Abschnitt (3.3) und der zweite Abschnitt (3.5) übereinander angeordnet sind.

3. Scheibe (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Anschlusselement (2)

• einen Übergangsbereich (2.2) und

• einen zweiten flachen Bereich (2.3) an seinem vom Anschlusskabel (3)

abgewandten Ende

aufweist.

4. Scheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Anschlusskabel (3) flach und biegsam ausgebildet ist und die Leiterbahn (3.1 ) zumindest eine Metallfolie enthält.

5. Scheibe (10) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Übergangsbereich (2.2) des

Anschlusselements (2) eine Länge von mindestens 30% der Länge des

Anschlusselements (2) aufweist.

6. Scheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Anschlusselement (2) zumindest Kupfer, eine kupferhaltige Legierung oder Stahl enthält.

7. Scheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Anschlusselement (2) einstückig ausgebildet ist.

8. Scheibe (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Anschlusselement (2) mit dem Übergangsbereich (2.2) einen Anstellwinkel (a) im Bereich von 30° bis 90° zum Anschlusskabel (3) aufweist.

9. Scheibe (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei das Anschlusselement (2) am zweiten flachen Bereich (2.3) zur Kontaktierung an eine Spannungsquelle

vorgesehen ist.

10. Scheibe (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei das Anschlusselement (2) am zweiten flachen Abschnitt (2.3) einen Stecker oder ein Kabel aufweist.

1 1. Verfahren zur Herstellung einer Scheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei

• das Anschlusselement (2) auf einer Oberseite eines Anschlusskabels (3) über einen Verschweißungsbereich mit dem Anschlusskabel (3) verbunden wird,

• in einem Kontaktbereich (7) an einer von der der Oberseite

abgewandten Unterseite des Anschlusskabels (3) eine Lotmasse (8) aufgebracht wird,

• das Anschlusskabel (3) mit der Lotmasse (8) auf einer elektrisch

leitfähigen Struktur (5) auf einem Substrat (4) der Scheibe (1 ) angeordnet wird und mittels eines Haftmittels (6) auf dem Substrat (4) fixiert wird,

• das Anschlusskabel (3) mit der elektrisch leitfähigen Struktur (5) mittels der Lotmasse (8) unter Wärmeeintrag elektrisch leitend verbunden wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei ein erster flacher Abschnitt (2.1 ) des

Anschlusselements (2) erwärmt wird, so dass die Lotmasse (8) aufgeschmolzen und das Anschlusskabel (3) angelötet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei ein resistiven oder induktiven

Lötverfahren oder Heißluft verwendet wird.

14. Verwendung einer Scheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen oder Schienenfahrzeugen, bevorzugt als

Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und/oder Dachscheibe,

insbesondere als beheizbare Scheibe oder als Scheibe mit Antennenfunktion.

Description:
Scheibe mit einem elektrischen Anschlusselement und Anschlusskabel

Die Erfindung betrifft eine Scheibe mit einem elektrischen Anschlusselement und

Anschlusskabel, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

Fahrzeugscheiben mit einer elektrisch leitfähigen Struktur sind hinlänglich bekannt. Sie werden insbesondere als Heckscheiben eingesetzt, bei denen die leitfähige Struktur beispielsweise als Heizleiter oder Antennenleiter ausgebildet ist. Diese leitfähigen Strukturen sind üblicherweise über angelötete elektrische Anschlusselemente mit einer Versorgungsspannung und Bordelektronik verbunden. Die Scheiben können mit dem Anschlusselement vorkonfektioniert hergestellt werden. Beim Einbau in die Fahrzeugkarosserie können die Anschlusselemente dann sehr einfach und zeitsparend mit den Verbindungskabeln zur Versorgungsspannung und Bordelektronik verbunden werden, insbesondere mittels einer Steckverbindung.

Das Anschlusselement kann ein steifes Element sein, das in Form einer Stromanschlussbrücke auf eine Anschlussfläche der leitfähigen Struktur gelötet wird. Ein Beispiel für ein steifes Anschlusselement mit Stecker Verbindung ist aus der EP 1488972 A2 bekannt. Das steife Anschlusselement weist den Nachteil auf, dass beim Aufstecken eines Verbindungskabels Scher- oder Hebelkräfte auftreten können, welche die Lötverbindung zwischen Anschlusselement und Scheibe belasten. Um die mechanischen Belastungen beim Aufstecken des Verbindungskabels zu minimieren, werden biegsame Anschlusselemente verwendet. Die biegsamen oder auch flexiblen Anschlusselemente sind an einem Ende mit einer Steckverbindung versehen und können dadurch an das fahrzeugseitige Verbindungskabel angeschlossen werden.

Das Verlöten des Anschlusselements erfolgt mit einem sogenannten Stempel-, Thermoden-, Induktions-, Widerstands- oder Heißluftlötverfahren. Beim Thermodenlöten wird durch eine Thermode Strom geleitet. Die Thermode ist so gestaltet, dass sie im Arbeitsbereich einen geringen Querschnitt aufweist und an dieser Stelle einen hohen elektrischen Widerstand hat. Diese führt zu einer starken Erwärmung in diesem Bereich. Durch eine geringe thermische Masse kann sich dieser Bereich wiederum auch schnell abkühlen. Dabei steht die Thermode in direktem Kontakt mit der Lötstelle, was zu Verschmutzung und Verschleiß führen kann. Da die Herstellung einer Scheibe mit biegsamem Anschlusselement eine erhöhte Taktzeit des Fertigungsprozesses erfordert, wird eine Standardisierung der Vorgänge angestrebt.

EP 0 593 940 A1 offenbart eine Verbundglasscheibe mit in der thermoplastischen Zwischenschicht eingebetteten Metalldrähten, einem Steckkontaktelement und einem das Steckkontaktelement mit den Metalldrähten verbindenden Anschlusskabel. Das Anschlusskabel ist als mit einem Isolationsmantel versehenes Flachbandkabel ausgebildet. Der eine Endabschnitt des Flachbandkabels ist zwischen den Einzelglasscheiben mit den Metalldrähten verbunden und in der thermoplastischen Zwischenschicht eingebettet. Das Flachbandkabel ist um die Umfangsfläche der Glasscheibe in Kontakt mit dieser herumgeführt. Der andere Endabschnitt des Flachbandkabels ist auf der Außenseite der Glasscheibe mit dieser verklebt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibe mit einem elektrischen Anschlusselement und Anschlusskabel zur Verfügung zu stellen, durch welche die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden können. Zudem soll die Scheibe in der industriellen Herstellung einfach herstellbar sein.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Scheibe mit einem elektrischen Anschlusselement und Anschlusskabel gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Scheibe mit einem elektrischen Anschlusselement und Anschlusskabel umfasst mindestens ein Substrat, eine elektrische leitfähige Struktur auf einem Bereich des Substrats, wobei das Anschlusskabel an seiner dem Substrat zugewandten Unterseite einen Kontaktbereich aufweist, in dem eine Leiterbahn des Anschlusskabels mit dem Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur verbunden ist, das Anschlusselement steif ausgebildet ist und einen ersten flachen Bereich zur Kontaktierung des Anschlusskabels aufweist, das Anschlusselement mit der Leiterbahn des Anschlusskabels an einer dem Substrat abgewandten Oberseite des Anschlusskabels über eine Verschweißungsbereich mit dem Anschlusskabel elektrisch leitend verbunden ist. Die Anordnung des ersten flachen Bereichs des Anschlusselements wird dabei so gewählt, dass der flache Bereich und der Kontaktbereich des Anschlusskabels übereinander angeordnet sind. Der flache Bereich des Anschlusselements ist dabei zur Übertragung von Wärme auf die Lotmasse vorgesehen. Durch die Anordnung des flachen Bereichs über den Kontaktbereich kann der flache Bereich des Anschlusselements in einfacher Weise mittels einer Vorrichtung zum Verlöten erwärmt werden. Dabei kann sowohl eine Vorrichtung zum Induktions-, Widerstands- oder Heißluftlöten verwendet werden. Der erfinderische Gedanke besteht nun darin, nicht die Lotmasse durch direkten Kontakt mit der Lötvorrichtung aufzuschmelzen, sondern durch eine Wärmeübertragung vom ersten flachen Bereich des Anschlusselements auf die Lotmasse. Dabei befindet sich der erste flache Bereich des Anschlusselements zwischen einer Lötvorrichtung und der Lotmasse. Auf diese Weise kann bei der Herstellung der Scheibe im Kontaktbereich angeordnete Lotmasse unkompliziert erwärmt werden.

Der Lötkontakt wird durch Aufschmelzen der Lotmasse erzielt, die beim anschließenden Erkalten bzw. Erstarren eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Anschlusskabel und der elektrisch leitfähigen Struktur herstellt. Dabei erwärmt der erste flache Bereich des Anschlusselements die Lotmasse, solange ein Wärmeeintrag auf den flachen Bereich des Anschlusselements erfolgt. Mit einer derartigen Anordnung des Anschlusselements kann unabhängig von verwendeten Lötverfahren solange der Wärmeeintrag erfolgen, bis sich die Lotmasse verflüssigt und ein elektrischer Kontakt zwischen Anschlusselement und elektrisch leitfähiger Struktur hergestellt ist.

Die erfindungsgemäße Scheibe ist bevorzugt dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenraum kann der Fahrzeuginnenraum gemeint sein.

Das Anschlusskabel ist zur elektrischen Kontaktierung vorgesehen, bevorzugt als ein biegsames Anschlusskabel. Dieses Anschlusskabel verbindet die elektrisch leitfähige

Struktur auf dem Substrat mit dem Anschlusselement. Dazu weist das Anschlusskabel bevorzugt einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt und eine Faltung auf, bei der der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt übereinander angeordnet sind, so dass die Faltung quer zur Längsausdehnung des Anschlusskabels verläuft. Hierzu verlaufen der erste

Abschnitt und der zweite Abschnitt im Wesentlichen parallel zueinander.

Derartige Anschlusskabel werden auch als Flachleiter, Folienleiter oder Flachbandleiter bezeichnet. Unter Folienleiter wird ein elektrischer Leiter verstanden, dessen Breite deutlich größer ist als seine Dicke. Ein solcher Folienleiter ist beispielsweise ein Streifen oder Band enthaltend oder bestehend aus Kupfer, verzinntem Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder Legierungen davon. Der Folienleiter weist beispielsweise eine Breite von 2 mm bis 16 mm und eine Dicke von 0,03 mm bis 0,1 mm auf. Der Folienleiter kann eine isolierende, bevorzugt polymere Ummantelung, beispielsweise auf Polyimid-Basis aufweisen.

Folienleiter, die sich zur Kontaktierung von elektrisch leitfähigen Beschichtungen oder Strukturen in Scheiben eignen, weisen lediglich eine Gesamtdicke von beispielsweise 0,3 mm auf. Derart dünne Folienleiter können einfach und ästhetisch auf der innenseitigen Oberfläche angeordnet und beispielsweise aufgeklebt werden. In einem Folienleiterband können sich mehrere voneinander elektrisch isolierte, leitfähige Schichten befinden. Das Anschlusskabel kann auch als ein sogenanntes„Flat Flex Cable“ (FFC) oder FPC-Verbinder ausgebildet sein. FPC-Verbinder sind flexible Leiterplatten, die zur Verbindung von elektronischen Baugruppen vorgesehen sind.

Das Substrat enthält bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Kalk-Natron-Glas. Das Substrat ist bevorzugt eine Glasscheibe, insbesondere Fensterglasscheibe. Das Substrat kann grundsätzlich auch andere Glasarten enthalten, beispielsweise Quarzglas oder

Borsilikatglas. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung enthält das Substrat ein

Polymer, insbesondere Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Aufgrund der

Gewichtsersparnis werden polymere Materialien für Fensterscheiben zunehmend

interessant. Das Substrat kann auch andere Polymere enthalten, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polybutadien, Polynitrile, Polyester, Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polyacrylat, Polyamid oder Polyethylenterephthalat.

Das Substrat ist bevorzugt transparent oder transluzent. Das Substrat weist bevorzugt eine Dicke von 0,5 mm bis 25 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 10 mm und ganz besonders bevorzugt von 1 ,5 mm bis 5 mm auf.

Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Struktur weist bevorzugt eine Schichtdicke von 5 pm bis 40 pm, besonders bevorzugt von 5 pm bis 20 pm, ganz besonders bevorzugt von 8 pm bis 15 pm und insbesondere von 10 pm bis 12 pm auf. Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Struktur enthält bevorzugt Silber, besonders bevorzugt Silberpartikel und Glasfritten.

Die Lotmasse ist in einer bevorzugten Ausgestaltung bleifrei. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Umweltverträglichkeit der erfindungsgemäßen Scheibe mit elektrischem Anschlusselement. Als bleifreie Lotmasse ist im Sinne der Erfindung eine Lotmasse zu verstehen, welche entsprechend der EG-Richtlinie „2002/95/EG zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten“ einen Anteil von kleiner oder gleich 0,1 Gew.-% Blei, bevorzugt kein Blei enthält. Die Lotmasse enthält bevorzugt Zinn und Wismut, Indium, Zink, Kupfer, Silber oder Zusammensetzungen davon. Der Anteil an Zinn in der erfindungsgemäßen Lotzusammensetzung beträgt von 3 Gew.-% bis 99,5 Gew.-%, bevorzugt von 10 Gew.-% bis 95,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von 15 Gew.-% bis 60 Gew.-%. Der Anteil an Indium, Zink, Kupfer, Silber oder Zusammensetzungen davon beträgt in der erfindungsgemäßen Lotzusammensetzung von 0,5 Gew.-% bis 97 Gew.-%, bevorzugt 10 Gew.-% bis 67 Gew.-%, wobei der Anteil an Indium, Zink, Kupfer oder Silber 0 Gew.-% betragen kann. Die Lotzusammensetzung kann Nickel, Germanium, Aluminium oder Phosphor mit einem Anteil von 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% enthalten. Die erfindungsgemäße Lotzusammensetzung enthält ganz besonders bevorzugt ln97Ag3, Sn95,5Ag3,8Cu0,7, Sn77,2ln20Ag2,8, Sn95Ag4Cu1 , Sn99Cu1 , Sn96,5Ag3,5, Sn96,5Ag3CuO,5, Sn97Ag3 oder Gemische davon.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Lotmasse von 90 Gew.-% bis 99,5 Gew.-% Zinn, bevorzugt von 95 Gew.-% bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt von 93 Gew.-% bis 98 Gew.-%. Die Lotmasse enthält neben Zinn bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% Silber und von 0 Gew.-% bis 5 Gew.-% Kupfer.

Die Schichtdicke der Lotmasse ist bevorzugt kleiner oder gleich 6.0 x 10 4 m, besonders bevorzugt kleiner 2.0 x 10 4 m.

Das Anschlusselement umfasst den ersten flachen Bereich und vorzugsweise einen Übergangsbereich sowie einen zweiten flachen Bereich an seinem vom Anschlusskabel abgewandten Ende. Das Anschlusselement ist ein starres, steifes, massives Bauteil. Der Übergangsbereich des Anschlusselements weist bevorzugt eine Länge von mindestens 30% der Länge des Anschlusselements auf.

In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält das Anschlusselement zumindest Stahl oder Kupfer, eine kupferhaltige Legierung, beispielsweise elektrolytisches Kupfer. Ein solches Verbindungselement weist eine vorteilhaft hohe elektrische Leitfähigkeit auf.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Anschlusselement einstückig ausgebildet. Dadurch wird die Stabilität des Anschlusselements erhöht, was sich besonders bei einer Endmontage der Scheibe in ein Fahrzeug positiv auswirkt. Die Materialstärke des Anschlusselements beträgt bevorzugt von 0,1 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,2 mm bis 1 ,5 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,4 mm und 1 mm, beispielsweise 0,8 mm. Das Anschlusselement kann aber grundsätzlich auch mehrstückig ausgebildet sein, also aus zwei oder miteinander verbundenen steifen Einzelteilen bestehen.

In einer weiteren Ausgestaltung bildet das Anschlusselement mit dem Übergangsbereich einen Anstellwinkel (a) zum Anschlusskabel. Der Anstellwinkel (a) beträgt 30° bis 90°.

Die Abmessungen des Anschlusselements können vom Fachmann nach den Erfordernissen des Einzelfalls frei gewählt werden. Das Anschlusselement weist beispielsweise eine Länge und eine Breite von 1 mm bis 50 mm auf. Die Länge des Anschlusselements beträgt bevorzugt von 10 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt von 20 mm bis 25 mm. Die Breite des Anschlusselements beträgt bevorzugt von 1 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt von 2 mm bis 12 mm. Anschlusselemente mit diesen Abmessungen lassen sich besonders gut handhaben und eignen sich besonders zur elektrischen Kontaktierung leitfähiger Strukturen mit Anschlusskabel auf Scheiben.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Anschlusselement mittels einer Schweißverbindung an das Anschlusskabel angebracht. Das ist vorteilhaft, da eine Schweißverbindung schnell und kostengünstig herzustellen ist, so dass etablierte industrielle Prozesse nicht verändert werden müssen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Anschlusselement am zweiten flachen Bereich zur Kontaktierung an eine Spannungsquelle vorgesehen ist. Das Anschlusselement weist bevorzugt am zweiten flachen Abschnitt einen Stecker oder Kabel aufweist. Die Länge des Anschlusselements wird durch die Tatsache bestimmt.

Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Scheibe mit einem elektrischen Anschlusselement und Anschlusskabel, wobei zumindest

• das Anschlusselement auf einer Oberseite eines Anschlusskabels über einen Verschweißungsbereich mit dem Anschlusskabel verbunden wird,

• in einem Kontaktbereich an einer von der der Oberseite abgewandten Unterseite des Anschlusskabels eine Lotmasse aufgebracht wird,

• das Anschlusskabel mit der Lotmasse auf einer elektrisch leitfähigen Struktur auf einem Substrat der Scheibe angeordnet wird und mittels eines Haftmittels auf dem Substrat fixiert wird,

• das Anschlusskabel mit der elektrisch leitfähigen Struktur mittels der Lotmasse unter Wärmeeintrag elektrisch leitend verbunden wird. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein erster flacher Bereich des Anschlusselements erwärmt, wobei die Lotmasse aufgeschmolzen und das Anschlusskabel angelötet wird.

Das Einbringen der Wärmeenergie erfolgt mittels eines resistiven oder induktiven

Lötverfahrens oder Heißluft. Beim resistiven Lötverfahren (Widerstandslötverfahren) wird ein elektrischer Strom durch zwei Elektroden und das Anschlusselement zum Erwärmen des Anschlusselements eingespeist. Dabei liegen die Elektroden auf dem Anschlusselement bis zum Aufschmelzen der Lotmasse.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst die Verwendung einer erfindungsgemäßen Scheibe in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen oder Schienenfahrzeugen, bevorzugt als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und/oder Dachscheibe, insbesondere als beheizbare Scheibe oder als Scheibe mit Antennenfunktion.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend näher erläuterten

Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen und Konfigurationen, sondern auch in anderen Kombinationen und Konfigurationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Figur 1 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Scheibe mit einem elektrischen Anschlusselement und Anschlusskabel,

Figur 2 eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A' durch die

Scheibe aus Figur 1 während des Lötens mittels Widerstandslötverfahren,

Figur 3 eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A' durch die

Scheibe aus Figur 1 während des Lötens mittels Induktionslötverfahren, Figur 4 eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A' durch die

Scheibe aus Figur 1 während des Lötens mittels Heißluftlötverfahren Figur 5 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Verfahrens.

Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Scheibe 1 mit einem elektrischen Anschlusselement 2 und Anschlusskabel 3. Die Scheibe 1 umfasst ein Substrat 4, das mit einer elektrisch leitfähigen Struktur 5 versehen ist. Das Substrat 4 ist ein dickes thermisch vorgespanntes Einscheibensicherheitsglas oder dünnes laminiertes Glas aus Kalk-Natron- Glas. Das Substrat 4 weist beispielsweise eine Breite von 150 cm und eine Höhe von 80 cm auf und ist als Heckscheibe eines Personenkraftwagens vorgesehen. Die elektrisch leitfähige Struktur 4 bildet ein Heizfeld auf einer Oberfläche des Substrats 4. Die elektrisch leitfähige Struktur 4 enthält Silberpartikel und Glasfritten. Im Randbereich der Scheibe 1 ist die elektrisch leitfähige Struktur 2 leicht verbreitet und bildet eine Anschlussfläche. Weiterhin umfasst die Scheibe 1 ein Anschlusskabel 3 und ein Anschlusselement 2.

Das Anschlusskabel 3 ist ein biegsames (flexibles) Flachbandkabelkabel. Dieses

Anschlusskabel 3 verbindet die elektrisch leitfähige Struktur 5 auf dem Substrat 4 mit dem Anschlusselement 2. Dazu weist das Anschlusskabel 3 einen ersten Abschnitt 3.3, einen zweiten Abschnitt 3.4 und eine Faltung 3.5 auf, bei der der erste Abschnitt 3. 3 und der zweite Abschnitt 3.4 übereinander angeordnet sind. Der erste Abschnitt 3.3 und der zweite Abschnitt 3.4 verlaufen parallel zueinander und sind miteinander über Haftmittel 6

miteinander verklebt. Das Haftmittel 6 ist ein doppelseitiges Klebeband, das eine dauerhafte haftende Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt 3.3 und dem zweiten Abschnitt 3.4 sicherstellt. Weitere Haftmittel 6 befinden sich auf einer unteren Oberfläche des Anschlusskabels 3. Die untere Oberfläche des ersten Abschnitts 3.3 des Anschlusskabels 3 ist dem Substrat 4 zugewandt und durch Haftmittel 6 mit dem Substrat 4 fest verklebt.

Derartige Anschlusskabel 3 werden auch als Flachleiter, Folienleiter oder Flachbandleiter bezeichnet. Unter Folienleiter wird eine elektrische Leiterbahn verstanden, deren Breite deutlich größer ist als ihre Dicke. Ein solcher Folienleiter ist beispielsweise ein Streifen oder Band enthaltend oder bestehend aus Kupfer, verzinntem Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder Legierungen davon. Der Folienleiter weist beispielsweise eine Breite von 2 mm bis 16 mm und eine Dicke von 0,03 mm bis 0,1 mm auf. Der Folienleiter kann eine isolierende, bevorzugt polymere Ummantelung, beispielsweise auf Polyimid-Basis aufweisen.

Das Anschlusskabel 3 umfasst zumindest eine Leiterbahn 3.1 , die von einer isolierende polymere Folie 3. 2 umgeben ist. Auf seiner dem Substrat 1 zugewandten Unterseite weist das Anschlusskabel 3 einen Kontaktbereich 7 auf. Im Kontaktbereich 7 wurde die polymere Folie 3.2 zum Teil entfernt, so dass die Leiterbahn 3.1 des Anschlusskabels 3 über eine Lotmasse 8 mit dem Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur 5 elektrisch kontaktiert ist.

Die Lotmasse 8 bewirkt eine dauerhafte elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem Anschlusskabel 3 und der elektrisch leitfähigen Struktur 5. Die Lotmasse 8 ist bleifrei und besteht aus 96,5 Gew.-% Zinn, 3 Gew.-% Silber und 0,5 Gew.-% Kupfer. Die Lotmasse 8 hat eine Dicke von 150 pm.

Das Anschlusselement 2 ist steif ausgebildet und zeichnet sich durch einen ersten flachen Bereich 2.1 aus. Das Anschlusselement 2 ist nicht direkt über die Lotmasse 8 mit der elektrischen leitfähigen Struktur 5 verbunden. Der erste flache Bereich 2.1 kontaktiert elektrisch das Anschlusskabel 3. Weiterhin umfasst das Anschlusselement 2 einen

Übergangsbereich 2.2 und einen zweiten flachen Bereich 2.3. Der Übergangsbereich 2. 2 verbindet den ersten flachen Bereich 2.1 mit dem zweiten flachen Bereich 2.3. Der

Übergangsbereich bildet einen Anstellwinkel a zum Anschlusskabel 3 beziehungsweise zur Substratoberfläche. Der Anstellwinkel a beträgt ca. beispielsweise 35°.

Der zweite flache Bereich 2.3 befindet sich an einem dem Anschlusskabel 3 abgewandten Ende des Anschlusselements 2. Der zweite flache Bereich 2.3 ist zur Kontaktierung an eine Spannungsquelle vorgesehen. Dazu weist das Anschlusselement 2 am zweiten flachen Bereich 2.3 einen Stecker auf, welcher als normierter Kraftfahrzeugflachstecker ausgebildet ist. Das Anschlusselement 2 hat beispielsweise eine Länge von 1 1 cm, Breite von 1 cm und eine Materialstärke von 1 ,8 mm. Das Anschlusselement 2 ist über eine Schweißverbindung mit dem Anschlusskabel 3 elektrisch verbunden.

Nach dem Einbau der vorgefertigten Scheibe 1 mit Anschlusskabel 3 und Anschlusselement 2 in eine Fahrzeugkarosserie, kann die elektrische Kontaktierung erfolgen. Dazu wird ein Verbindungskabel auf den Stecker des Anschlusselements 2 aufgesteckt.

Figur 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A' durch die Scheibe aus Figur 1 im Bereich des Anschlusskabels 3 während des Lötens mittels Widerstandslötverfahren. Das Substrat 4, die elektrisch leitfähige Struktur 5, das Anschlusselement 2, Anschlusskabel 3 und die Lotmasse 8 sind wie im vorstehenden Ausführungsbeispiel ausgestaltet.

Vor dem Einbau der vorgefertigten Scheibe 1 wird das Anschlusskabel 3 mit der Lotmasse 8 auf einer elektrisch leitfähigen Struktur 5 auf einem Substrat 4 der Scheibe 1 angeordnet und mittels eines Haftmittels 6 auf dem Substrat 4 fixiert. Nach der Fixierung des

Anschlusskabels 3 und Anschlusselements 2 auf dem Substrat 4 erfolgt die elektrische Kontaktierung. Dazu berühren zwei Elektroden 9, 10 mit ihren Elektrodenenden den ersten flachen Bereich 2.1 des Anschlusselements 2. Jeweils eine Elektrode 9,10 wird im

Randbereich des ersten flachen Bereichs 2.1 aufgesetzt. Dabei sind die Elektroden 9, 10 im wesentlich durch die Länge des ersten flachen Bereichs 2.1 beabstandet und an zwei gegenüberliegenden Randbereichen angeordnet. Dadurch wird ein elektrischer Lötstrom durch den ersten flachen Bereich 2.1 geleitet. Dies bewirkt eine Widerstandserwärmung im ersten flachen Bereich 2.1. Die im ersten flachen Bereich 2.1 erzeugte Wärme wird an die Lotmasse 8 übertragen. Diese Wärmeübertragung bewirkt ein Aufschmelzen der Lotmasse 8, durch das ein Lötkontakt zwischen dem Anschlusskabel 3 und der elektrisch leitfähige Struktur 5 entsteht.

Der Lötkontakt zwischen dem Anschlusskabel 3 und der elektrisch leitfähige Struktur 5 wird durch das Aufschmelzen der Lotmasse 8 erzielt. Beim anschließenden Erstarren der Lotmasse 8 wird eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Anschlusskabel 3 und der elektrisch leitfähigen Struktur 5 hergestellt. Figur 3 zeigt eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A' durch die Scheibe aus Figur 1 im Bereich des Anschlusskabels 3 während des Lötens mittels Induktionslötverfahren.

Die elektrische Kontaktierung des Anschlusskabels 3 und Anschlusselements 2 auf dem Substrat 4 kann alternativ zum Widerstandslöten mittels Induktion erfolgt. Das Induktionslötverfahren zeichnet sich dadurch aus, das eine stromdurchflossene Spule 1 1 ein Magnetfeld erzeugt. Die Spule 1 1 wird mit einem geringen Abstand zum ersten flachen Bereich 2.1 in unmittbare Nähe des Anschlusselements 2 angeordnet. Das durch die Spule erzeugte Magnetfeld durchdringt den ersten flachen Bereich 2.1 des Anschlusselements 2. Der erste flache Bereich 2.1 des Anschlusselements 2 wird durch Induktionsströme erwärmt. Die im ersten flachen Bereich 2.1 erzeugte Wärme wird an die Lotmasse 8 übertragen. Diese Wärmeübertragung bewirkt ein Aufschmelzen der Lotmasse 8, durch das ein Lötkontakt zwischen dem Anschlusskabel 3 und der elektrisch leitfähige Struktur 5 entsteht.

Die Frequenz der an die Spule angelegten Wechselspannung beträgt 5 bis 50 kHz und kann an die Form, Volumen und Material dem ersten flachen Bereich 2.1 bzw. der Lotmasse 8 angepasst werden. Damit bietet das induktive Löten grundsätzlich den Vorteil, dass die Wärme berührungslos und unmittelbar erzeugt wird.

Figur 4 zeigt eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A' durch die Scheibe aus Figur 1 im Bereich des Anschlusskabels 3 während des Lötens mittels Heißluftlotverfahren.

Die elektrische Kontaktierung des Anschlusskabels 3 und Anschlusselements 2 auf dem Substrat 4 kann alternativ zum Widerstandslöten mittels Heißluft erfolgt. Dazu wird der erste flache Bereich 2.1 des Anschlusselements 2 durch eine über dem ersten flachen Bereich 2.1 angeordnete Heißluft Düse 12 erwärmt. Die im ersten flachen Bereich 2.1 erzeugte Wärme wird an die Lotmasse 8 übertragen. Diese Wärmeübertragung bewirkt ein Aufschmelzen der Lotmasse 8, durch das ein Lötkontakt zwischen dem Anschlusskabel 3 und der elektrisch leitfähige Struktur 5 entsteht.

Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Scheibe 1 mit einem elektrischen Anschlusselement 2 und Anschlusskabel 3 anhand eines Flussdiagramms. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst beispielsweise die folgenden Schritte:

• das Anschlusselement 2 wird auf einer Oberseite des Anschlusskabels 3 über einen Verschweißungsbereich mit dem Anschlusskabel 3 verbunden, • im Kontaktbereich 7 an einer von der der Oberseite abgewandten Unterseite des Anschlusskabels 3 wird die Lotmasse 8 aufgebracht,

• das Anschlusskabel 3 wird mit der Lotmasse 8 auf der elektrisch leitfähigen

Struktur 5 auf dem Substrat 4 der Scheibe 1 angeordnet und mittels des Haftmittels 6 auf dem Substrat 4 fixiert,

das Anschlusskabel 3 mit der elektrisch leitfähigen Struktur 5 wird mittels der Lotmasse 8 unter Wärmeeintrag elektrisch leitend verbunden.

Bezugszeichenliste:

1 Scheibe

2 Anschlusselement

2.1 erster flacher Bereich des Anschlusselements

2.2 Übergangsbereich des Anschlusselements

2.3 zweiter flacher Bereich des Anschlusselements

3 Anschlusskabel

3.1 Leiterbahn des Anschlusskabels

3.2 polymere Folie des Anschlusskabels

3.3 erster Abschnitt des Anschlusskabels

3.4 zweiter Abschnitt des Anschlusskabels

3.5 Faltung des Anschlusskabels

4 Substrat

5 elektrisch leitfähige Struktur

6 Haftmittel

7 Kontaktbereich

8 Lotmasse

9 Elektrode

10 Elektrode

1 1 Spule

12 Heißluft Düse

A-A' Schnittlinie