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MX2013013015A - Hoja de vidrio que comprende un elemento de conexion electrica. - Google Patents

Hoja de vidrio que comprende un elemento de conexion electrica.

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MX2013013015A
MX2013013015A MX2013013015A MX2013013015A MX2013013015A MX 2013013015 A MX2013013015 A MX 2013013015A MX 2013013015 A MX2013013015 A MX 2013013015A MX 2013013015 A MX2013013015 A MX 2013013015A MX 2013013015 A MX2013013015 A MX 2013013015A
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MX
Mexico
Prior art keywords
weight
region
sheet
substrate
electrically conductive
Prior art date
Application number
MX2013013015A
Other languages
English (en)
Inventor
Bernhard Reul
Mitja Rateiczak
Andreas Schlarb
Christoph Degen
Lothar Lesmeister
Original Assignee
Saint Gobain
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=46001199&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=MX2013013015(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Saint Gobain filed Critical Saint Gobain
Publication of MX2013013015A publication Critical patent/MX2013013015A/es

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Abstract

La presente invención se relaciona con una hoja de vidrio con por lo menos un elemento de conexión eléctrico, que comprende: - un sustrato (1), - una estructura eléctricamente conductora (2) sobre una región del sustrato (1), - una capa de material de suelda (4) sobre una región de la estructura eléctricamente conductora (2) y - un elemento de conexión (3) sobre el material de suelda (4), en donde - el elemento de conexión (3) contiene una primera y segunda región de base (7,7'), una primera y una segunda región de transición (9,11) y una región de puente (10) entre la primera y segunda regiones de transición (9,11), - una primera y segunda superficies de contacto (8,8') se localizan en el fondo de la primera y segunda regiones de base (7,7'), - la primera y segunda superficies de contacto (8,8') y las superficies (9',11') de la primera y segunda regiones de transición (9,11) orientadas hacia el sustrato (1) están conectadas a la estructura eléctricamente conductora (2) por el material de suelda (4), y - el ángulo entre la superficie del sustrato (1) y cada uno de los planos tangentes (12) de las superficies (9',11') de las regiones de transición (9,11) orientadas hacia el sustrato (1) es <90°.

Description

HOJA DE VIDRIO QUE COMPRENDE UN ELEMENTO DE CONEXION ELECTRICA DESCRIPCION DE LA INVENCION La invención se relaciona con una hoja de vidrio (a continuación, hoja) con un elemento de conexión eléctrica y un método económico y ambientalmente inocuo para su fabricación.
La invención se relaciona adicionalmente con una hoja con un elemento de conexión eléctrica para vehículos con estructuras eléctricamente conductoras tales como, por ejemplo, conductores por calentamiento o conductores de antena. Las estructuras eléctricamente conductoras están conectadas habitualmente al sistema eléctrico interconstruido por medio de elementos de conexión eléctrico soldados. Debido a los diferentes coeficientes de expansión térmica de los materiales utilizados, se presentan tensiones mecánicas que someten a esfuerzo las hojas y pueden provocar ruptura de la hoja durante la manufactura y operación.
Las sueldas que contienen plomo tienen una alta ductilidad que pueden compensar las tensiones mecánicas que se presentan entre un elemento de conexión eléctrica y la hoja por deformación plástica. No obstante, debido a que la End of Life Vehicles Directive 2000/53/EC, las sueldas que contienen plomo deben ser sustituidas por sueldas libres de plomo dentro de la EC. En resumen, la directiva se denomina, por su acrónimo ELV (Fin de vida de los vehículos) . El objetivo es prohibir componentes extremadamente problemáticos de productos que resultan del incremento masivo en componentes electrónicos desechables. Las sustancias afectadas con plomo, mercurio y cadmio. Esto se relaciona, entre otras cosas, con la implementación de materiales de soldante libre de plomo en aplicaciones eléctricas sobre vidrio y la introducción de productos de sustitución correspondientes.
El documento EP 1 942 703 A2 describe un elemento de conexión eléctrica sobre hojas de vehículos, en donde la diferencia en el coeficiente de expansión térmica de la hoja y el elemento de conexión eléctrica es < 5 x 10~6/°C y el elemento de conexión contiene de manera predominante titanio. Con el fin de habilitar estabilidad y procesabilidad mecánicas adecuadas, se propone utilizar un exceso de material de suelda. El exceso de material de suelda fluye fuera del espacio intermedio entre el elemento de conexión y la estructura eléctricamente conductora. El exceso de material de suelda provoca tensiones mecánicas elevadas en la hoja de vidrio. Estas tensiones mecánicas finalmente resultan en la ruptura de la hoja.
El objetivo de la presente invención es proporcionar una hoja con un elemento de conexión eléctrica y un método económico y ambientalmente inocuo para su elaboración por lo que se evitan las tensiones mecánicas criticas en la hoja.
El objetivo de la presente invención se lleva a cabo de acuerdo con la invención por un dispositivo de acuerdo con la reivindicación independiente 1. Las modalidades preferidas surgen de las reivindicaciones secundarias .
La hoja de acuerdo con la invención con un elemento de conexión comprende las siguientes características : un sustrato, una estructura eléctricamente conductora sobre una región del sustrato, una capa de un material de suelda sobre una región de la estructura eléctricamente conductora, y un elemento de conexión sobre el material de suelda, en donde el elemento de conexión contiene una primera y segunda región de base, una primera y una segunda regiones de transición y una región de puente entre la primera y segunda regiones de transición, una primera y segunda superficies de contacto se localizan en el fondo de la primera y segunda regiones de base, la primera y segunda superficies de contacto y las superficies de la primera y segunda regiones de transición orientadas hacia el sustrato están conectadas a la estructura eléctricamente conductora por el material de suelda, y el ángulo entre la superficie del sustrato y cada uno de los planos tangentes de las superficies de las regiones de transición orientadas hacia el sustrato es < 90°.
Una estructura eléctricamente conductora se aplica sobre la hoja. Un elemento de conexión eléctrico está conectado eléctricamente a la estructura eléctricamente conductora en regiones secundarias por un material de soldante. La primera superficie de contacto y la superficie de la primera región de transición orientada hacia el sustrato están conectadas a una primera región secundaria de la estructura eléctricamente conductora. La segunda superficie de contacto y la superficie de la segunda región de transición orientada hacia el sustrato están conectadas a una segunda región secundaria de la estructura eléctricamente conductora. El material de suelda fluye hacia fuera con una anchura de flujo de salida de < 1 mm desde el espacio intermedio entre el elemento de conexión y la estructura eléctricamente conductora.
En una modalidad preferida, la anchura del flujo de salida máxima es preferiblemente menor de 0.5 mm y, en particular, aproximadamente 0 mm. Esto es particularmente ventajoso con respecto a la reducción de las tensiones mecánicas en la hoja, la adhesión del elemento de conexión y la reducción en la cantidad de suelda.
La anchura de flujo de salida máximo se define como la distancia entre los bordes exteriores del elemento de conexión y el punto de cruce del material de suelda, en el cual el material de suelda disminuye por debajo de un espesor de capa de 50 ym. La anchura de flujo de salida máxima se mide sobre el material de suelda solidificado después del proceso de aplicación de soldante.
Se obtiene una anchura de flujo de salida máxima deseada a través de una selección adecuada de volumen de material de suelda y distancia vertical entre el elemento de conexión y la estructura eléctricamente conductora, lo cual se puede determinar por experimentos sencillos. La distancia vertical entre el elemento de conexión y la estructura eléctricamente conductora se puede predefinir por una herramienta de proceso apropiada, por ejemplo, una herramienta con un separador integrado.
La anchura de flujo de salida máximo puede incluso ser negativa, es decir, puede ser jalada de regreso a un espacio intermedio formado por un elemento de conexión eléctrica y una estructura eléctricamente conductora.
En una modalidad ventajosa de la hoja de acuerdo con la invención, la anchura de flujo de salida máxima se jala de regreso en un menisco cóncavo en el espacio intermedio formado por el elemento de conexión eléctrica y la estructura eléctricamente conductora. Se genera un menisco cóncavo, por ejemplo, al incrementar la distancia vertical entre el separador y la estructura conductora durante el proceso de aplicación de soldante, mientras que el soldante aún está fluido.
El material de soldante se fusiona, de acuerdo con la técnica anterior, a la estructura eléctricamente conductora durante el proceso de aplicación de soldante del elemento de conexión. Después, la distancia deseada entre la superficie de contacto del elemento de conexión y la estructura eléctricamente conductora se ajusta. El exceso de material de suelda fluido fluye de manera incontrolada fuera del espacio intermedio entre el elemento de conexión y la estructura eléctricamente conductora. El cruce de material de suelda no controlado sobre los bordes exteriores del elemento de conexión resulta en una anchura de flujo de salida máximo grande. Esto resulta en tensiones mecánicas criticas en la hoja.
La ventaja del elemento de conexión de acuerdo con la invención reside en la acción del efecto capilar entre la estructura eléctricamente conductora y las regiones de transición del elemento de conexión. El efecto capilar es consecuencia de la distancia pequeña entre las regiones de transición del elemento de conexión y la estructura eléctricamente conductora. La distancia pequeña resulta del ángulo < 90° entre la superficie del sustrato y los planos tangentes de las superficies de las regiones de transición orientadas hacia el sustrato. La distancia deseada entre el elemento de conexión y la estructura eléctricamente conductora se establece después del fundido del material de suelda. El exceso de material de suelda se controla succionándolo por medio del efecto capilar dentro del volumen delimitado por la región de transición y la estructura eléctricamente conductora. De esta manera, el cruce de material de suelda sobre los bordes exteriores del elemento de conexión se reduce y, con esto, la anchura de flujo de salida máxima. Por medio del elemento de conexión de acuerdo con la invención, se obtiene de esta manera una reducción de las tensiones mecánicas en la hoja. Esto es particularmente ventajoso con el uso de material de suelda libre de plomo que puede compensar menos bien las tensiones mecánicas debido a su menor ductilidad en comparación con materiales de suelda que contienen plomo.
En el contexto de la definición de la anchura de flujo de salida máximo, en los bordes de superficies de contacto a los cuales se conectan las regiones de transición no son bordes exteriores del elemento de conexión .
La cavidad que se delimita por la estructura eléctricamente conductora, las regiones de transición y la región de puente se pueden llenar completamente con material de suelda. Preferiblemente, la cavidad no se llena completamente con material de suelda.
El sustrato contiene, de manera preferible, vidrio, de manera particularmente preferible vidrio plano, vidrio flotado, vidrio de cuarzo, vidrio de borosilicato, y vidrio de cal sodada. En una modalidad preferida alternativa, el sustrato contiene polímeros, de manera particularmente preferible polietileno, polipropileno, policarbonato, metacrilato de polimetilo y/o mezclas de los mismos .
El sustrato tiene un primer coeficiente de expansión térmica. El elemento de conexión tiene un segundo coeficiente de expansión térmica.
El primer coeficiente de expansión térmica preferiblemente es de 8 x 10"6/°C a 9 x 10"6/°C. El sustrato preferiblemente contiene vidrio que tiene, preferiblemente, un coeficiente de expansión térmica de 8.3 x 10"6/°C a 9 x 10"6/°C en un intervalo de temperatura de 0°C a 300°C.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente contiene por lo menos una aleación de hierro-níquel, una aleación de hierro-níquel-cobalto o una aleación de hierro-cromo.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención contiene preferiblemente 50% en peso a 89.5% en peso de hierro, 0% en peso a 50% en peso de níquel, 0% en peso a 20% en peso de cromo, 0% en peso a 20% en peso de cobalto, 0% en peso a 1.5% en peso de magnesio, 0% en peso a 1% en peso de silicio, 0% en peso a 1% en peso de carbono, 0% en peso a 2% en peso de manganeso, 0% en peso a 5% en peso de molibdeno, 0% en peso a 1% en peso de titanio, 0% en peso a 1% en peso de niobio, 0% en peso a 1% en peso de vanadio, 0% en peso a 1% en peso de aluminio y/o 0% en peso a 1% en peso de tungsteno.
En una modalidad ventajosa de la invención, la diferencia entre el primero y segundo coeficientes de expansión es = 5 x 10"6/°C. El segundo coeficiente de expansión térmica es, en este caso, preferiblemente de 0.1 x 10"6/°C a A x 10"6/°C, de manera particularmente preferible de 0.3 x 10"6/°C a 3 x 10"6/°C en un intervalo de temperatura de 0°C a 300°C.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente contiene por lo menos 50% en peso a 75% en peso de hierro, 25% en peso a 50% en peso de níquel, 0% a 20% en peso de cobalto, 0% en peso a 1.5% en peso de magnesio, 0% en peso a 1% en peso de silicio, 0% en peso a 1% en peso de carbono y/o 0% en peso a 1% en peso de manganeso .
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente contiene cromo, niobio, aluminio, vanadio, tungstenio y titanio en una proporción de 0% en peso a 1% en peso, molibdeno en una proporción de 0% en peso a 5% en peso asi como mezclas relacionadas con la producción .
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente contiene por lo menos 55% en peso a 70% en peso de hierro, 30% en peso a 45% en peso del níquel, 0% en peso a 5% en peso de cobalto, 0% en peso a 1% en peso de magnesio, 0% en peso a 1% en peso de silicio y/o 0% en peso a 1% en peso de carbono.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente contiene invar (FeNi).
Invar es una aleación de hierro-níquel con un contenido, por ejemplo, de 36% en peso de níquel (FeNi36) . Existe un grupo de aleaciones y compuestos que tienen la propiedad de presentar coeficientes anormalmente pequeños o algunas veces negativos de expansión térmica en algunos intervalos de temperatura. Fe65Ni35 invar contiene 65% en peso de hierro y 35% en peso de níquel. Hasta 1 en péso de magnesio, silicio y carbono habitualmente se unen en aleación para cambiar las propiedades mecánicas. Al generar una aleación de 5% en peso de cobalto, el coeficiente de expansión térmica a puede reducirse aún más. El nombre de la aleación es Inovco, FeNi33Co4.5 Con un coeficiente (de expansión de 20°C a 100°) de 0.55 x 10"6/°C.
Si una aleación tal como invar con un coeficiente de expansión térmica absoluto muy bajo de < 4 x 106/°C se utiliza, se produce sobrecompensación de tensiones mecánicas por tensiones de presión no critica en el vidrio o por resistencia a la tensión no critica en la aleación.
En otra modalidad ventajosa de la invención, la diferencia entre el primero y segundo coeficiente de expansión es < 5 x 10"6/°C. Debido a la pequeña diferencia entre el primero y segundo coeficientes de expansión térmica, se evitan tensiones mecánicas criticas en la hoja y se obtiene una mejor adhesión. El segundo coeficiente de expansión térmica, en este caso, preferiblemente es de 4 x 10_6/°C a 8 x 10~6/°C, de manera particularmente preferible 4 x 10"6/°C a 6 x 10"6/°C, en un intervalo de temperatura de 0°C a 300°C.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente contiene por lo menos 50% en peso a 60% en peso de hierro, 25% en peso a 35% en peso del níquel, 15% en peso a 20% en peso de cobalto, 0% en peso a 0.5% en peso de silicio, 0% en peso a 0.1% en peso de carbono y/o 0% en peso a 0.5% en peso de manganeso.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente contiene Kovar (FeCoNi) .
Kovar es una aleación de hierro-níquel-cobalto que tiene coeficientes de expansión térmica habitualmente aproximados a 5 x 10"6/°C. El coeficiente de expansión térmica por lo tanto es menor que el coeficiente de los metales típicos. La composición contiene, por ejemplo, 54% en peso de hierro, 29% en peso de níquel y 17% en peso de cobalto. En el área de microelectrónica y tecnología de microsistemas , kovar, en consecuencia, se utiliza como un material de alojamiento o como un montaje secundario. Los montajes secundarios se encuentra, de acuerdo con el principio de emparedado, entre el material de sustrato real y el material con, en su mayor parte, un coeficiente de expansión claramente superior. De este modo, kovar sirve como un elemento de compensación el cual absorbe y reduce las tensiones termomecánicas causadas por los diferentes coeficientes de expansión térmica de los otros materiales. Similarmente , se utiliza kovar para implementacionés de metal-vidrio de componentes electrónicos, transiciones de material y cámaras de vacío.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente contiene aleaciones de hierro-níquel y/o aleaciones de hierro-níquel-cobalto tratadas posteriormente térmicamente por recocido.
En otra modalidad ventajosa de la invención, la diferencia entre el primero y segundo coeficientes de expansión de igual manera es < 5 x 10"6/°C. El segundo coeficiente de expansión térmica preferiblemente es de 9 x 10"6/°C a 13 x 10~6/°C, de manera particularmente preferible de 10 x 10"6/°C a 11.5 x 10"6/°C en un intervalo de temperatura de 0°C a 300°C.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente contiene por lo menos 50% en peso a 89.5% en peso de hierro, 10.5% en peso a 20% en peso de cromo, 0% en peso a 1% en peso de carbono, 0% en peso a 5% en peso de níquel, 0% en peso a 2% en peso de manganeso, 0% en peso a 2.5% en peso de molibdeno y/o 0% en peso a 1% en peso de titanio. Además, el elemento de conexión puede contener mezclas y otros elementos que incluyen vanadio, aluminio, niobio y nitrógeno.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención también puede contener por lo menos 66.5% en peso a 89.5% en peso de hierro, 10.5% en peso a 20% en peso de cromo, 0% en peso a 1% en peso de carbono, 0% en peso a 5% en peso de níquel, 0% en peso a 2% en peso de manganeso, 0% en peso a 2.5% en peso de molibdeno, 0% en peso a 2% en peso de niobio y/o 0% en peso a 1% en peso de titanio.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente contiene por lo menos 65% en peso a 89.5% en peso de hierro, 10.5% en peso a 20% en peso de cromo, 0% en peso a 0.5% en peso de carbono, 0% en peso a 2.5% en peso de níquel, 0% en peso a 1% en peso de manganeso, 0% en peso a 1% en peso de molibdeno y/o 0% en peso a 1% en peso de titanio.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención también puede contener por lo menos 73% en peso a 89.5% en peso de hierro, 10.5% en peso a 20% en peso de cromo, 0% en peso a 0.5% en peso de carbono, 0% en peso a 2.5% en peso de níquel, 0% en peso a 1% en peso de manganeso, 0% en peso a 1% en peso de molibdeno, 0% en peso a 1% en peso de niobio y/o 0% en peso a 1% en peso de titanio .
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente contiene por lo menos 75% en peso a 84% en peso de hierro, 16% en peso a 18.5% en peso de cromo, 0% en peso a 0.1% en peso de carbono, 0% en peso a 1% en peso de manganeso y/o 0% en peso a 1% en peso de titanio.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención también puede contener por lo menos 78.5% en peso a 84% en peso de hierro, 16% en peso a 18.5% en peso de cromo, 0% en peso a 0.1% en peso de carbono, 0% en peso a 1% en peso de manganeso, 0% en peso a 1% en peso de niobio y/o 0% en peso a 1% en peso de titanio.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente un acero que contiene cromo con una proporción de cromo mayor que o igual a 10.5% en peso y un coeficiente de expansión térmica de 9 x 10"6/°C, a 13 x 10"6/°C. Los componentes de aleación adicionales tales como molibdeno, manganeso o niobio resultan en una estabilidad mejorada a la corrosión o propiedades mecánicas alteradas tales como resistencia a la tensión y conformabilidad en frío.
La ventaja de los elementos de conexión elaborados con acero que contiene cromo en comparación con los elementos de conexión de acuerdo con la técnica anterior elaborados de titanio reside en una mejor susceptibilidad a soldadura. Resulta de una mayor conductividad térmica de 25 /mK a 30 /mK en comparación con la conductividad térmica del titanio de 22 W/mK. Una mayor conductividad térmica resulta en un calentamiento más uniforme del elemento de conexión durante el proceso de aplicación de soldante por medio del cual se evita la formación de puntos de sitios particularmente calientes ("puntos calientes"). Estos sitios son puntos de inicio para daño subsecuente de la hoja. Se tiene como resultado una adhesión mejorada del elemento de conexión a la hoja. El acero que contiene cromo además, es bien soldable. Con esto, es posible una mejor conexión del elemento de conexión a los componentes electrónicos interconstruidos por medio de un material eléctricamente conductor, por ejemplo cobre, por soldadura. Debido a la mejor conformabilidad en frío, el elemento de conexión también puede ser mejor comprimido con el material eléctricamente conductor. Además, el acero que contiene cromo está más disponible .
La estructura eléctricamente conductora de acuerdo con la invención, preferiblemente tiene un espesor de capa de 5 ym a 40 ym, de manera particularmente preferible de 5 ym a 20 ym, de manera muy particularmente preferible de 8 ym a 15 ym y, de manera mucho más particular, de 15 ym a 12 ym. La estructura eléctricamente conductora de acuerdo con la invención preferiblemente contiene plata, de manera particularmente preferible partículas de plata y fritas de vidrio.
El espesor de la capa de suelda de acuerdo con la invención preferiblemente es < 3.0 x 10"4 m.
El material de suelda preferiblemente está libre de plomo, es decir, no contiene plomo. Esto es particularmente ventajoso con respecto al impacto ambiental de la hoja con un elemento de conexión eléctrica de acuerdo con la invención. Los materiales de suelda sin plomo típicamente tienen menos ductilidad que los materiales de suelda que contienen plomo, de manera tal que las tensiones mecánicas entre un elemento de conexión y una hoja pueden ser menos bien compensado. No obstante, se ha demostrado que se pueden evitar tensiones mecánicas criticas por medio del elemento de conexión de acuerdo con la invención. El material de suelda de acuerdo con la invención contiene, preferiblemente, estaño y bismuto, indio, zinc, cobre, plata o composiciones de los mismos. La proporción de estaño en la composición de suelda de acuerdo con la invención es de 3% en peso a 99.5% en peso, preferiblemente de 10% a 95.5% en peso, de manera particularmente preferible de 15% a 60% en peso. La proporción de bismuto, indio, zinc, cobre, plata, o composiciones de los mismos en la composición de suelda de acuerdo con la invención es de 0.5% en peso a 97% en peso, preferiblemente 10% en peso a 67% en peso, por lo que la proporción de bismuto, indio, zinc, cobre o plata puede ser de 0% en peso. La composición de suelda de acuerdo con la invención puede contener níquel, germanio, aluminio o fósforo en una proporción de 0% en peso a 5% en peso. La composición de suelda de acuerdo con la invención contiene, de manera muy particularmente preferible, Bi40Sn57Ag3, Sn40Bi57Ag3, Bi59Sn40Agl, Bi57Sn42Agl, In97Ag3, Sn95.5Ag3.8CuO .7 , Bi67In33, Bi33In50Snl7 , Sn77.2ln20Ag2.8 , Sn95Ag4Cul, Sn99Cul, Sn96.5Ag3.5, o mezclas de los mismos.
El elemento de conexión de acuerdo con la invención está recubierto, preferiblemente, con níquel, estaño, cobre y/o plata. El elemento de conexión de acuerdo con la invención de manera particularmente preferible se proporciona con una capa que promueve la adhesión, preferiblemente elaborada de níquel y/o cobre, y adicionalmente con una capa susceptible de cobresoldadura, preferiblemente elaborada de plata. El elemento de conexión de acuerdo con la invención está recubierto, de manera muy particularmente preferible con 0.1 pm a 0.3 \im de níquel y/o 3 m a 20 m de plata. El elemento de conexión se puede revestir con níquel, estaño, cobre y/o plata. El níquel y la plata mejoran la capacidad de transporte de corriente y la estabilidad a la corrosión del elemento de conexión y el humedecimiento con el material de suelda.
El ángulo entre la superficie del sustrato y cada uno de los planos tangentes de las superficies de las regiones de transición del elemento de conexión orientados hacia el sustrato preferiblemente está entre 1° y 85°, de manera particularmente preferible entre 2o y 75°, de manera muy particularmente preferible entre 3° y 60°, en particular entre 5° y 50°. El ángulo entre la superficie del sustrato y los planos tangentes no debe ser igual a 0o en la región de transición completa puesto qué, en este caso, no se forma espacio intermedio entre la región de transición y la estructura eléctricamente conductora para albergar el exceso de material de suelda. El elemento de conexión de acuerdo con la invención, además, está conformado de manera que los planos tangentes están inclinados en una dirección alejándose de la región de base inmediatamente adyacente.
En una modalidad preferida de la invención, las regiones de transición y la región de puente del elemento de conexión están conformadas planas (es decir, planares) en secciones. "Plano" significa que el fondo del elemento de conexión forma un plano.
De manera particularmente preferible, las regiones de transición están conformadas planas en la región de puente que está conformada plana o plana en secciones. Cada plano tangente sobre una superficie de la región de transición orientada hacia el sustrato corresponde a la parte inferior plana de la región de transición. La superficie del sustrato y la superficie de la primera región de transición orientada hacia el sustrato encierran un ángulo ai. La superficie del sustrato y la superficie de la segunda región de transición orientada hacia el sustrato encierran un ángulo a2. En una modalidad particularmente preferida de la invención, el ángulo ai es igual al ángulo a2. Los ángulos ai y a2 no son iguales a 0°.
Las regiones de transición también se pueden conformar planas en secciones. En este caso, los ángulos ai y a2 se deben determinar en los segmentos planos en las regiones de transición adyacentes a las regiones de base. Los ángulos ai y a2 no son iguales a 0o. Las superficies de los segmentos planos remanentes de las regiones de transición orientadas hacia el sustrato pueden encerrar un ángulo igual a 0°C con la superficie del sustrato.
En otra modalidad ventajosa de la invención, las dos regiones de transición y/o la región de puente están curvadas. Las dos regiones de transición y la región de puente preferiblemente tienen la misma dirección de curvatura y preferiblemente forman juntos el perfil de un arco ovalado, de manera particularmente preferible el perfil de un arco elíptico y de manera particularmente muy preferible un arco circular. El radio de curvatura del arco circular es, por ejemplo, preferiblemente de 5 mm a 15 mm con una longitud del elemento de conexión de 24 mm. Si las dos regiones de transición y la región de puente tienen la misma dirección de curvatura, estas conexiones entre las superficies de contacto y las superficies de las regiones de transición orientadas hacia el sustrato están conformadas como bordes. Las direcciones de curvatura de las regiones de transición y/o la región de puente también pueden ser diferentes.
En otra modalidad ventajosa de la invención, las dos regiones de transición se conforman planas y la región de puente está en ángulo. La región de puente consiste de dos regiones secundarias planas las cuales, juntas, encierran un ángulo ?. La superficie del sustrato y la superficie de la primera región de transición orientada hacia el sustrato encierran un ángulo ß?. La superficie del sustrato y la superficie de la segunda región de transición orientada hacia el sustrato encierran un ángulo ß2. El ángulo ? es 180° - ß? - ß2· En una modalidad particularmente preferida de la invención, los ángulos ß? y ß2 son iguales.
La aleación de hierro-níquel, la aleación de hierro-níquel-cobalto o la aleación de hierro-cromo también pueden ser soldadas, comprimidas o adheridas como una placa de compensación sobre un elemento de conexión elaborado, por ejemplo, de acero, aluminio, titanio o cobre. Como un bimetal, el comportamiento de expansión favorable del elemento de conexión en relación a la expansión del vidrio se puede obtener. La placa de compensación preferiblemente tiene forma de sombrero.
El elemento de conexión eléctrica contiene, sobre la superficie orientada al material de suelda, un recubrimiento que contiene cobre, zinc, estaño, plata, oro o aleaciones o capas de los mismos, preferiblemente plata. Esto evita la dispersión del material de suelda sobrepasando el recubrimiento y limita la anchura del flujo de salida.
Los elementos de conexión son, en una vista en planta, por ejemplo, preferiblemente de 1 mm a 50 mm de largo y ancho y, de manera particularmente preferible, de 2 mm a 30 mm de largo y ancho y, de manera muy particularmente preferible, de 2 mm a 5 mm de ancho y de 12 mm a 24 mm de largo.
Las superficies de contacto sobre la parte inferior de las regiones de base son, por ejemplo, preferiblemente de 1 mm a 15 mm de largo y ancho y de manera particularmente preferible de 2 mm a 8 mm de largo y ancho y de manera muy particularmente preferible de 2 mm a 5 mm de ancho y de 2 mm a 5 mm de largo.
La forma del elemento de conexión eléctrica puede formar depósitos de suelda en el espacio intermedio del elemento de conexión y la estructura eléctricamente conductora. Los depósitos de suelda y las propiedades de humedecimiento de la suelda sobre el elemento de conexión evitan el flujo de salida del material de suelda desde el espacio intermedio. Los depósitos de suelda pueden ser rectangulares, redondeados o de diseño de polígono.
La distribución de calor soldante y por lo tanto la distribución del material de suelda durante el proceso soldante se puede definir por la forma del elemento de conexión. El material de suelda fluye desde el punto más caliente. Por ejemplo, el elemento de conexión puede tener una forma de sombrero sencillo o doble con el fin de distribuir el calor ventajosamente en el elemento de conexión durante el proceso soldante.
En una modalidad ventajosa de la invención, por lo menos uno, y preferiblemente por lo menos dos separadores están distribuidos sobre cada una de las superficies de contacto. Los separadores contienen, preferiblemente, la misma aleación que el elemento de conexión. Cada separador está conformado, por ejemplo, como un cubo, como una pirámide, como un segmento de una elipsoide rotacional o como un segmento de una esfera. Preferiblemente, los separadores tienen una anchura de 0.5 x 10~4 m a 10 x 10~4 m y una altura de 0.5 x 10~4 m a 5 x 10~4 m, de manera particularmente preferible, de 1 x 10~4 m a 3 x 10~4 m. Por medio de los separadores se favorece la formación de una capa uniforme de material de suelda. Esto es particularmente ventajoso con respecto a la adhesión del elemento de conexión. En una modalidad preferida, los separadores están conformados en una pieza con el elemento de conexión.
La introducción de la energía durante la conexión eléctrica de una conexión eléctrica y la estructura eléctricamente conductora preferiblemente se produce por medio de perforaciones, termodos, soldadura por pistón, preferiblemente soldadura láser, soldadura con aire caliente, soldadura por inducción, soldadura por resistencia y/o con ultrasonido.
El objetivo de la invención se llevó a cabo adicionalraente a través de un método para producción de una hoja con por lo menos un elemento de conexión, en donde a) se coloca material de suelda y se aplica sobre las superficies de contacto del elemento de conexión como una plaquita con un espesor de capa, volumen y forma fijos, b) se aplica una estructura eléctricamente conductora a una región de un sustrato, c) el elemento de conexión con el material de suelda se distribuye sobre la estructura eléctricamente conductora, y d) el elemento de conexión es soldado a la estructura eléctricamente conductora.
El material de suelda preferiblemente se aplica por adelantado a los elementos de conexión, preferiblemente como una plaquita con un espesor de capa, volumen y forma fijos y distribución sobre el elemento de conexión.
El elemento de conexión puede ser, soldado o comprimido a una lámina, un alambre trenzado, una malla elaborada, por ejemplo, de cobre y conectada al sistema eléctrico interconectado .
El elemento de conexión de acuerdo con la invención preferiblemente se conforma de una pieza pero también puede consistir de dos o más elementos secundarios conectados entre si, por ejemplo soldados.
El elemento de conexión preferiblemente se utiliza en hojas calentadas o en hojas con antenas en edificios, en particular en automóviles, ferrocarriles, aeronaves y naves marinas, el elemento de conexión sirve para conectar las estructuras conductoras de la hoja a sistemas eléctricos que están distribuidos fuera de la hoja. Los sistemas eléctricos son amplificadores, unidades de control o fuentes de voltaje.
La invención se explica con detalle con referencia a las figuras y modalidades ejemplares. Las figuras son una representación esquemática y no están verdaderamente a escala. Las figuras no limitan la invención de modo alguno. En las figuras: La figura 1 es una vista en perspectiva de una primera modalidad de la hoja de acuerdo con la invención, La figura la es una sección transversal C-C a través de la hoja de la figura 1, La figura 2 es una sección transversal A-A1 a través de la hoja de la figura 1, La figura 3 es una sección transversal A-A' a través de una hoja alternativa de acuerdo con la invención, La figura 4 es una sección transversal A-A' a través de otra hoja alternativa de acuerdo con la invención, La figura 5 es una sección transversal A-A' a través de otra hoja alternativa de acuerdo con la invención, La figura 6 es una vista en perspectiva de una modalidad alternativa de la hoja de acuerdo con la invención, La figura 7 es una sección transversal B-B' a través de la hoja de la figura 6, La figura 8 es una sección transversal C-C a través de una hoja alternativa de acuerdo con la invención, La figura 9 es una sección transversal C-C a través de otra hoja alternativa de acuerdo con la invención, La figura 10 es una sección transversal C-C a través de otra hoja alternativa de acuerdo con la invención, La figura 11 es una sección transversal C-C' a través de otra hoja alternativa de acuerdo con la invención, La figura 12 es una sección transversal C-C' a través de otra hoja alternativa de acuerdo con la invención, La figura 12a es una sección transversal C-C a través de otra hoja alternativa de acuerdo con la invención, La figura 13 es una vista en planta de una modalidad alternativa del elemento de conexión, La figura 14 es una vista en perspectiva de una modalidad alternativa del elemento de conexión, y La figura 15 es un diagrama de flujo detallado del método de acuerdo con la invención.
La figura 1, la figura la y la figura 2 muestran, en cada caso, un detalle de una hoja calentable 1 de acuerdo con la invención en la región del elemento de conexión eléctrica 3. La hoja 1 es un vidrio de . seguridad de hoja única tensionado previamente térmicamente de 3 mm de espesor elaborado de vidrio de cal sodada. La hoja 1 tiene una anchura de 150 cm y una altura de 80 cm. Una estructura eléctricamente conductora 2 en forma de una estructura conductora de calentamiento 2 se imprime sobre la hoja 1. La estructura eléctricamente conductora 2 contiene partículas de plata y fritas de vidrio. En la región de borde de la hoja 1, la estructura eléctricamente conductora 2 se amplía a una anchura de 10 mm y forma una superficie de contacto con el elemento de conexión eléctrico 3. En la región de borde de la hoja 1, también existe una serigrafía de cobertura (no mostrada). En la región de las superficies de contacto 8 y 81 y las superficies 9' y 11' de las regiones de transición 9 y 11 orientadas hacia el sustrato 1, el material de suelda 4 lleva a cabo una conexión eléctrica y mecánica durable entre el elemento de conexión 3 y la estructura eléctricamente conductora 2. El material de suelda 4 contiene 57% en peso de bismuto, 40% en peso de estaño y 3% en peso de plata. El material de suelda 4 está distribuido a través de un volumen y forman predefinidos por completo entre el elemento de conexión eléctrica 3 y la estructura eléctricamente conductora 2. El material de suelda 4 tiene un espesor de 250 i . El elemento de conexión eléctrica 3 se elabora de acero del número de material 1.4509 de acuerdo con EN 10 088-2 (ThyssenKrupp NirostaMR 4509) con un coeficiente de expansión térmica de 10.0 x 10~6/°C. El elemento de conexión eléctrica 3 tiene una anchura de 4 mm y una longitud de 24 mm. Las regiones de transición 9 y 11 y la región de puente 10 se conforman planas. La superficie del sustrato 1 y de la superficie 9' de la región de transición 9 orientada hacia el sustrato 1 encierra un ángulo a? = 40°. La superficie del sustrato y la superficie 11' de la región de transición 11 orientada hacia el sustrato 1 encierra un ángulo = 40°. La región de puente 10 está distribuida paralela a la superficie del sustrato l.
El acero de material número 1.4509 de acuerdo con EN 10 088-2 tiene buenas propiedades de conformación en frío y buenas propiedades de susceptibilidad a soldadura con todos los métodos excepto soldadura por gas. El acero utilizado para construcción o sistemas supresores de sonido y sistemas de destoxificación de gas de escape y es particularmente adecuado para esto debido a su resistencia a incrustaciones a más de 950°C y resistencia a la corrosión contra las tensiones que se producen en el sistema de gas de escape.
La figura 3 muestra, en continuación de la modalidad ejemplar de la figura 1 y la figura 2, una modalidad alternativa del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención. El elemento de conexión eléctrico 3 se proporciona sobre la superficie orientada hacia el material de suelda 4 con un recubrimiento que contiene plata 5. Esto evita la diseminación del material de suelda hacia el exterior sobrepasando el recubrimiento 5 y limita la anchura de flujo de salida b. En otra modalidad, una capa promotora de adhesión elaborada, por ejemplo, de níquel y/o cobre se puede localizar entre el elemento de conexión 3 y la capa que contiene plata 5. La anchura de flujo de salida b del material de suelda 4 es menor de 1 mm. No se observan tensiones mecánicas críticas en la hoja 1 debido a la distribución del material de suelda 4. La conexión de la hoja 1 al elemento de conexión eléctrico 3 por medio de la estructura eléctricamente conductora es estable de modo durable .
La figura 4 muestra, en una continuación de la modalidad ejemplar de la figura 1 y de la figura 2, otra modalidad alternativa del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención. El elemento de conexión 3 eléctrico contiene, sobre la superficie orientada hacia el material de suelda 4, un rebajo con una profundidad de 250 µp? que forma un depósito de suelda para el material de suelda 4. Es posible evitar completamente el flujo de salida del material de suelda 4 desde el espacio intermedio. Las tensiones térmicas en la hoja 1 no son críticas y se proporciona una conexión eléctrica y mecánica durable entre el elemento de conexión 3 y la hoja 1 por medio de la estructura eléctricamente conductora 2.
La figura 5 muestra, en continuación de la modalidad ejemplar de la figura 1 y de la figura¦ 2, otra modalidad alternativa del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención. El elemento de conexión eléctrica 3 se dobla hacia arriba sobre las regiones de borde. La altura del doblez hacia arriba de la región de borde de la hoja de vidrio 1 es un máximo de 400 im. Esto forma un espacio para el material de suelda 4. El material de suelda 4 predefinido forma un menisco cóncavo entre el elemento de conexión eléctrica 3 y la estructura eléctricamente conductora 2. Es posible evitar por completo el flujo de salida del material de suelda 4 del espacio intermedio. La anchura de flujo de salida b, en aproximadamente 0, es menor que 0, debido principalmente al menisco que se forma. Las tensiones térmicas en la hoja 1 no son criticas y se proporciona una conexión eléctrica y mecánica durable entre el elemento de conexión 3 y la hoja 1 por medio de la estructura eléctricamente conductora 2.
La figura 6 y la figura 7 muestran, en cada caso, un detalle de otra modalidad de la hoja 1 de acuerdo con la invención con el elemento de conexión 3. El elemento de conexión 3 contiene una aleación que contiene hierro con un coeficiente de expansión térmica de 8 x 1CT6/°C. El espesor del material es de 2 mm en la región de las superficies de contacto 8 y 8' del elemento de conexión 3, los miembros de compensación en forma de sombrero 6 se aplican con acero que contiene cromo del material número 1.4509 de acuerdo con EN 10 088-2 ( hyssenKrupp NirostaMR 4509) . El espesor de capa máximo de los miembros de compensación en forma de sombrero 6 es de 4 mm. Por medio de los miembros de compensación, es posible adaptar los coeficientes de expansión térmica del elemento de conexión 3 a los requerimientos de la hoja 1 y del material de suelda 4. Los miembros de compensación en forma de sombrero 6 resultan en flujo de calor mejorado durante la producción de la conexión de suelda 4. El calentamiento se produce principalmente en el centro de las superficies de contacto 8 y 8 ' . Es posible reducir adicionalmente la anchura de flujo de salida b del material de suelda 4. Debido a la anchura del flujo de salida bajo b de < 1 mm y el coeficiente de expansión adaptado, es posible reducir aún más las tensiones térmicas en la hoja 1. Las tensiones térmicas en la hoja 1 son no críticas y se proporciona una conexión eléctrica y mecánica durable entre el elemento de conexión 3 y la hoja 1 por medio de la estructura eléctricamente conductora 2.
La figura 8 muestra, en continuación de la modalidad ejemplar de la figura 1 y la, una modalidad alternativa del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención. Las dos regiones de transición 9 y 11 y la región de puente 10 se curvan y tienen la misma dirección de curvatura. Juntas, forman el perfil de un arco circular con un radio de curvatura de 12 mm. Las conexiones 16 y 16' entre las superficies de contacto 8 y 8' y las superficies 9 y 11' de las regiones de transición curvadas 9 y 11 orientadas hacia el sustrato se conforman como bordes. Las tensiones térmicas en la hoja 1 no son criticas y se proporciona una conexión eléctrica y mecánica durable entre el elemento de conexión 3 y la hoja 1 por medio de la estructura eléctricamente conductora 2.
La figura 9 muestra, en continuación de la modalidad ejemplar de la figura 1 y de la figura la, otra modalidad alternativa del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención. Las dos regiones de transición se forman planas; la región de puente se forma en ángulo. La superficie del sustrato 1 y la superficie 9' de la región de transición 9 orientada hacia el sustrato constituyen un ángulo ß? = 20°. La superficie del sustrato 1 y la superficie 11' de la región de transición 11 orientada hacia el sustrato 1 encierra un ángulo ß2 = 20°. El ángulo Y de la región de puente es de 140°. Las tensiones térmicas en la hoja 1 no son criticas y se proporciona una conexión eléctrica y mecánica durable entre el elemento de conexión 3 y la hoja 1 por medio de la estructura eléctricamente conductora 2.
La figura 10 muestra, en continuación de la modalidad ejemplar de la figura 1 y la figura la, otra modalidad alternativa del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención. Las dos regiones de transición 9 y 11 y la región de puente 10 están curvadas. La estructura realizada de las regiones de transición 9 y 11 y la región de puente 10 cambia su dirección de curvatura 2 veces. Adyacente a las regiones de base 7 y 7', la dirección de curvatura de las regiones de transición 9 y 11 giran alejándose del sustrato 1. De esta manera, no hay bordes sobre las conexiones 16 y 16' entre las superficies de contacto 8 y 8' y las superficies 9' y 11' de las regiones de transición curvadas 9 y 11 orientadas hacia el sustrato. La parte inferior del elemento de conexión tiene un progreso continuo. Las tensiones térmicas en la hoja 1 no son criticas y se proporciona una conexión eléctrica y mecánica durable entre el elemento de conexión 3 y la hoja 1 por medio de la estructura eléctricamente conductora 2.
La figura 11 muestra otra modalidad alternativa del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención. Las dos regiones de transición 9 y 11 están curvadas, con la dirección de curvatura girando alejándose del sustrato 1. La región de puente 10 consiste de dos elementos secundarios. En cada caso, los dos elementos secundarios tienen una región secundaria curvada 17 y 171 y una región secundaria plana 18 y 18'. La región de puente 10 está conectada por medio de la región secundaria 17 a la región de transición 9 y por medio de la región secundaria 17' a la región de transición 11. Las regiones secundarias curvadas 17 y 17' tienen la misma dirección de curvatura que la región de transición adyacente. Las regiones secundarias planas 18 y 18' están distribuidas perpendiculares a la superficie del sustrato y están en contacto directo entro si. ¦· ¦ ;· : La figura 12 muestra, en una continuación de la modalidad ejemplar de la figura 1 y la figura la, una modalidad alternativa del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención. Las regiones de base 7 y 7', las regiones de transición 9 y 11 y la región de puente 10 se forman como en la figura la. Las superficies de contacto 8 y 8' tienen una anchura de 4 mm y una longitud de 4 mm. Se aplican separadores 19 sobre las superficies de contacto 8 y 8'. Los separadores se forman como semiesferas y tienen una altura de 2.5 x 10~4 m y una anchura 1 de 5 x 10~4 m.
En modalidades alternativas, los separadores 19 también se pueden diseñar, por ejemplo, como un cubo, como una pirámide o como un segmento de una elipsoide rotacional y preferiblemente tienen una anchura de 0.5 x 10~4 m a 10 x 10" m y una altura de 0.5 x 10" m a 5 x 10~4 m, de manera particularmente preferible de 1 x 10~4 m a 3 x 10~4 m. Por medio de los separadores 19, se favorece la formación de una capa uniforme de material de suelda 4. Esto es particularmente ventajoso con respecto a la adhesión del elemento de conexión 3.
La figura 12a muestra, en continuación de la modalidad ejemplar de la figura 12, otra modalidad alternativa del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención. Sobre cada una de las superficies de las regiones de base 7, 7' orientadas alejándose del sustrato 1, se coloca un resalto de contacto 22. Los resaltos de contacto se forman, en la modalidad que se muestra, como semiesferas y tienen una altura de 2.5 x 10~4 m y una anchura de 5 x 10"4 m. Los centros de los resaltos de contacto 22 están distribuidos aproximadamente en el centro geométrico de las superficies de las regiones de base 7, 7' orientados alejándose del sustrato 1. Debido a su superficie convexa, los resaltos de contacto 22 habilitan un soldante mejorado ventajosamente del elemento de conexión a la estructura eléctricamente conductora 2. Para el soldante, se pueden utilizar electrodos cuyo lado de contacto sea plano. La superficie de electrodo se pone en contacto con el resalto del contacto 22, con la región de contacto entre la superficie de electrodo y el resalto de contacto 22 formando el punto soldante. La posición del punto soldante de esta manera se determina preferiblemente por el punto sobre la superficie convexa del resalto de contacto 22 que tiene la mayor distancia vertical desde la superficie del sustrato 1. La posición del punto soldante es independiente de la posición del electrodo dé suelda ¦ sobre el elemento de conexión 3. Esto es particularmente ventajoso con respecto a una distribución de calor uniforme y reproducible durante el proceso de aplicación de soldante.
La distribución de calor durante el "proceso de distribución de soldante se determina por la posición, el tamaño, la distribución y la geometría del resalto de contacto 22. En modalidades alternativas, el resalto de contacto 22 puede estar conformado, por ejemplo, como un segmento de un elipsoide rotacional o como un cuboide, con la superficie del cuboide girada alejándose del sustrato curvado de manera convexa. Los resaltos de contacto 22 preferiblemente tienen una altura de 0.1 mm a 2 mm, de manera particularmente preferible de 0.2 mm a 1 mm. La longitud y anchura de los resaltos de contacto 22 preferiblemente está entre 0.1 y 5 mm, de manera muy particularmente preferible entre 0.4 mm y 3 mm.
Los resaltos de contacto 22 y los separadores 19, en una modalidad ventajosa, se pueden formar en una pieza con el elemento de conexión 3. Los resaltos de contacto 22 y los separadores 19 se pueden formar, por ejemplo, por reconformación de un elemento de conexión 3 con una superficie plana en el estado inicial sobre la superficie, por ejemplo, por estampado o extracción profunda. En el proceso se puede crear una depresión correspondiente sobre la superficie del elemento de conexión 3 opuesta al resalto de contacto 22 o el separador 19.
Por medio de los resaltos de contacto 22 y los separadores 19 se obtiene una capa fusionada uniformemente, de espesor uniforme, homogéneo del material de suelda 4. De esta manera se pueden reducir las tensiones mecánicas entre el elemento de conexión 3 y el sustrato 1. Esto es particularmente ventajoso con el uso de un material de suelda sin plomo que puede compensar menos bien las tensiones mecánicas debido a su menor ductilidad en comparación con materiales de suelda que contienen plomo.
La figura 13 muestra una vista en planta de una modalidad alternativa del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención. Las regiones de transición 9 y 11 y la región de puente 10 se conforma como en la figura la. Cada región de base 7 y 7' tiene una anchura de 8 mm y es dos veces tan ancha como las regiones de transición 9 y 11 y la región de puente 10. Se ha demostrado sorprendentemente que las regiones de base 7, 7' que están diseñadas más anchas que las regiones de transición 9 y 11 y la región de puente 10 resultan en una reducción de las tensiones mecánicas en la hoja 1. La anchura de las regiones de base 7, 7' preferiblemente es de 150% a 300% de la anchura de la región de puente 10.
La figura 14 muestra una vista en perspectiva de una modalidad alternativa del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención. Las regiones de base 7 y 7' tienen, por ejemplo, una longitud de 7 mm y una anchura de 5 mm. La región de puente 10 se diseña plana y tiene, por ejemplo, una longitud de 12 mm y una anchura de 10 mm. La región de puente 10 es más ancha que las regiones de base 7, 7' y tiene una muesca 21 relacionada con la producción. La muesca 21 corre a todo lo largo del borde de la región de puente 10 a la cual la primera región de base 7 está conectada por medio de la región de transición 9. La muesca 21 corresponde en forma y tamaño al segmento del elemento de conexión 3 desde la primera región de base 7 y la región de transición 9. Las superficies de contacto 8 y 8' sobre los fondos de las regiones de base 7 y 71 tienen una forma rectangular, con las dos esquinas giradas alejándose de la región de puente 10 biseladas en cada caso. Por medio del biselado se evitan ángulos que son demasiado pequeños, en particular ángulos de 90° a lo largo de los bordes laterales circundantes de las superficies de contacto 8 y 81. Se ha demostrado que las tensiones mecánicas en la hoja de esta manera se pueden reducir.
El elemento de conexión 3 incluye un conector de enchufe 20 distribuido sobre la región de puente 10. El conector de enchufe 20 está conectado a la región de puente 10 sobre el borde lateral de la región de puente 10 adyacente a la región de transición 9. El conector de enchufe 20 se diseña como un conector de lengüeta estandarizado al cual se le puede unir un acoplamiento de un cable de conexión (no mostrado) a los componentes electrónicos interconstruidos , por ejemplo.
La ventaja particular de la modalidad de la invención reside en una producción sencilla del elemento de conexión 3 lo que proporciona, al mismo tiempo, una interconexión conveniente para contacto eléctrico (conector de enchufe 20) . Las regiones de base 7, 7', la región de transición 9, la región de puente 10 y el conector de enchufe 20 se conforman en una pieza. El elemento de conexión 3 se proporciona en un estado inicial plano, en el cual los segmentos proporcionados como la región de transición 9 y la región de base 7 están distribuidos dentro de la muesca 21. En el estado inicial, la región de transición 11 y la región de base 7' están distribuidas en el mismo plano que la región de puente 10. El conector de enchufe 20 también está distribuido, en el estado inicial, en el mismo plano que la región de puente 10. La región proporcionada como la región de base 7 y la región de transición 9 se pueden separar de la región de puente 10, por ejemplo, por perforación, maquinado de haz láser o maquinado a chorro de agua con una conexión remanente entre la región de transición 9 y la región de puente 10 por medio del borde de conexión. El conector de enchufe 20 se dobla alrededor de la linea de conexión entre el conector de enchufe y la región de puente 10 en la posición que se muestra, con la superficie que está orientada hacia arriba en el estado inicial después orientada hacia la región de puente 10. La región de transición 9 y la región de base 7 se doblan por encima de la linea de conexión entre la región de transición 8 y la región de puente 10 en una posición mostrada, con la superficie que está orientada hacia arriba en el estado inicial y después que forman el lado inferior de la región de base 7 y de la región de transición 9. La muesca 21 se forma por el doblado de la región de transición 9 y la región de base 7. La región de transición 11 y la región de base 7' también se doblan desde el estado inicial plano a la posición mostrada.
La figura 15 muestra en detalle un método de acuerdo con la invención para la elaboración de una hoja 1 con un elemento de conexión eléctrico 3. Un ejemplo del método de acuerdo con la invención para la elaboración de una hoja con un elemento de conexión eléctrico 3 se presenta aquí. Como una primera etapa, es necesario dividir el material de suelda 4 de acuerdo con la forma y volumen. El material de suelda 4 dividido se distribuye sobre las superficies de contacto 8 y 8 ' del elemento de conexión eléctrica 3. El elemento de conexión eléctrica 3 se distribuye con el material de suelda 4 sobre la estructura eléctricamente conductora 2. Una conexión durable del elemento de conexión eléctrica 3 a la estructura eléctricamente conductora 2 y por lo tanto a la hoja 1 se lleva a cabo a través de la entrada de energía.
EJEMPLO Se producen especímenes de prueba con la hoja 1 (espesor 3 mm, anchura 150 cm y altura 80 cm) , la estructura eléctricamente conductora 2 en forma de una estructura conductora de calentamiento, el elemento de conexión eléctrica 3 de acuerdo con la figura 1, la capa de plata 5 sobre las superficies de contacto 8 y 8 ' del elemento de conexión 3 y el material de suelda 4. El ángulo entre la superficie del sustrato 1 y la superficie 9' de la región de transición orientada hacia el sustrato 1 o entre la superficie del sustrato 1 y la superficie 11' de la región de transición 11 orientada hacia el sustrato 1 es a = 40°. El espesor de material del elemento de conexión 3 es de 0.8 mm. El elemento de conexión 3 contiene acero de material número 1.4509 de acuerdo con EN 10 088-2 (ThyssenKrupp NirostaMR 4509) . Las superficies de contacto 8 y 8' de los elementos de conexión 3 tienen una anchura de 4 mm y una longitud de 4 mm. El material de suelda, 4 se aplica por adelantado como una plaquita con espesor de capa, volumen y forma fijos sobre las superficies de contacto 8 y 8' del elemento de conexión 3. El elemento de conexión 3 se aplica con el material de suelda 4 aplicado sobre la estructura eléctricamente conductora 2. El elemento de conexión 3 se suelda sobre la estructura eléctricamente conductora 2 a una temperatura de 200°C y un tiempo de procesamiento de 2 segundos. El flujo de salida del material de suelda 4 desde el espacio intermedio entre el elemento de conexión eléctrica 3 y la estructura eléctricamente conductora 2, la cual excede un espesor de capa t de 50 m, se observa únicamente a una anchura de flujo de salida máximo de b = 0.4 mm. Las dimensiones y composiciones del elemento de conexión eléctrica 3, la capa de plata 5 sobre las superficies de contacto 8 y 81 del elemento de conexión 3 y el material de suelda 4 se encuentran en la Tabla 1. No se observan tensiones mecánicas criticas en la hoja 1 debido a la distribución del material de suelda 4, predefinido por elemento de conexión 3 y la estructura eléctricamente conductora 2. La conexión de la hoja 1 a un elemento de conexión eléctrico 3 por medio de la estructura eléctricamente conductora 2 es estable de manera durable.
Con todos los especímenes, es posible observar, con una diferencia de temperatura de +80°C a -30°C, que no hay sustrato de vidrio 1 que se rompa o que muestre daño. Es posible demostrar que, poco después de aplicación de soldante, estas hojas 1 con el elemento de conexión soldado 3 son estables contra una caída de temperatura súbita.
Además, los especímenes de prueba se ejecutaron con una segunda composición del elemento de conexión eléctrica 3. Aquí, el elemento de conexión 3 contiene una aleación de hierro-niquel-cobalto . Las dimensiones y composiciones del elemento de conexión eléctrica 3, la capa de plata 5 sobre las superficies de contacto 8 y 8 ' del elemento de conexión 3 y el material de suelda 4 se encuentran en la Tabla 2. Con el flujo de salida del material de suelda 4 desde el espacio intermedio entre el elemento de conexión eléctrica 3 y la estructura eléctricamente conductora 2, la cual excede el espesor de capa t de 50 µp?, se obtiene una anchura de flujo de salida promedio = 0.4 mm. Aquí también, es posible observar que, con una diferencia de temperatura de +80°C a -30°C, el sustrato de vidrio 1 no se rompe ni muestra daño. Es posible demostrar que, poco después del soldante, estas hojas 1 con el elemento de conexión soldado 3 son estables contra una caída de temperatura súbita.
Además, los especímenes de prueba se ejecutan con una tercera composición del elemento de conexión eléctrica 3. Aquí, el elemento de conexión 3 contiene una aleación de hierro-níquel. Las dimensiones y composiciones del elemento de conexión eléctrica 3, la capa de plata 5 sobre las superficies de contacto 8 y 8' del elemento de conexión 3 y el material de suelda 4, se encuentran en la Tabla 3 · Con el flujo de salida del material de suelda 4 desde el espacio intermedio entre el elemento de conexión eléctrica 3 y la estructura eléctricamente conductora 2, la cual excede un espesor de capa t de 50 µ??, se obtiene una anchura de flujo de salida promedio b = 0.4 mm. Aquí también es posible observar que, con una diferencia de temperatura de +80°C a -30°C, el sustrato 1 no se rompe ni muestra daño. Es posible demostrar que, poco después del soldante, estas hojas 1 con el elemento de conexión soldado 3 son estables contra una caída de temperatura súbita.
TABLA 1 TABLA 2 TABLA 3 EJEMPLO COMPARATIVO 1 El ejemplo comparativo se lleva a cabo igual que el ejemplo. El elemento de conexión contiene acero de material número 1.4509 de acuerdo con EN 10 088-2 (ThyssenKrupp NirostaMR 4509) . La diferencia reside en la forma del elemento de conexión. El ángulo a es, de acuerdo con la técnica anterior, de 90°. Dentro del mismo no se pueden desarrollar fuerzas capilares sobre los bordes de superficies de contacto 8 y 8'. Las dimensiones y componentes del elemento de conexión eléctrico 3, de la capa de metal sobre las superficies de contacto 8 y 8 ' del elemento de conexión 3 y del material de suelda 4 se encuentran en la Tabla 4. El elemento de conexión 3 se suelda a una estructura eléctricamente conductora 2 como en el ejemplo, por medio de material de suelda 4. Con el flujo de salida del material de suelda 4 desde el espacio intermedio entre el elemento de conexión eléctrica 3 y la estructura eléctricamente conductora 2, la cual excede un espesor de capa t de 50 µp?, se obtiene una anchura de flujo de salida promedio b = 0.5 mm.
Con todos los especímenes, es posible observar, con una diferencia de temperatura de +80°C a -30°C que ningún sustrato de video se rompe o muestra daño. Es posible demostrar que, poco después de aplicación de soldante, estas hojas 1 con el elemento de conexión soldado 3 son estables contra una caída de temperatura súbita. No obstante, en comparación con el ejemplo, presentan una anchura de flujo de salida promedio b mayor.
TABLA 4 EJEMPLO COMPARATIVO 2 El ejemplo comparativo se llevó a cabo igual que el ejemplo. La diferencia residió en el uso de un material diferente para el elemento de conexión 3. El elemento de conexión 3 es titanio 100%. Las dimensiones y componentes del elemento de conexión eléctrica 3, la capa de metal sobre las superficies de contacto 8 y 81 del elemento de conexión y el material de suelda 4 se encuentran en la Tabla 5. El elemento de conexión 3 es soldado a la estructura eléctricamente conductora 2 de acuerdo con métodos convencionales por medio del material de suelda 4. Con el flujo de salida del material de suelda 4 desde el espacio intermedio entre el elemento de conexión eléctrica 3 y la estructura eléctricamente conductora 2, la cual excede un espesor de capa t de 50 µp?, se obtiene una anchura de flujo de salida promedio b = 2 ron a 3 mm. La anchura de flujo de salida grande resulta en tensiones mecánicas criticas en la hoja.
Con una diferencia de temperatura súbita de +80°C a -30°C, se observa que los sustratos de vidrio 1 presentan daño mayor poco después de la aplicación de soldante.
TABLA 5 EJEMPLO COMPARATIVO 3 El ejemplo comparativo se lleva a cabo igual que el ejemplo. La diferencia residió en el uso de un material diferente para el elemento de conexión 3. El elemento de conexión 3 es cobre 100% en peso. Las dimensiones y componentes del elemento de conexión eléctrico 3, la capa metálica sobre las superficies de contacto 8 y 8 ' del elemento de conexión 3 y del material de suelda 4 se encuentran en la Tabla 5. El elemento de conexión 3 se suelda a una estructura eléctricamente conductora 2 de acuerdo con métodos convencionales por medio del material de suelda 4. Con el flujo de salida del material de suelda 4 desde el espacio intermedio entre el elemento de conexión eléctrica 3 y la estructura eléctricamente conductora 2, la cual excede un espesor de capa t de 50 µp?, se obtiene una anchura de flujo de salida promedio b = 2 mm a 3 mm. La gran diferencia en los coeficientes de expansión térmica entre el elemento de conexión 3 y el sustrato 1 asi como la anchura de flujo de salida grande que resultó en tensiones mecánicas criticas en la hoja.
Con una diferencia de temperatura súbita de +80°C a -30°C, se observa que los sustratos de vidrio 1 presentan daño mayor poco después de aplicación de soldante.
TABLA 6 Las diferencias en las Tablas anteriores 1 a 6, las ventajas del elemento de conexión 3 de acuerdo con la invención y las observaciones se encuentran en la Tabla 7 y en la Tabla 8.
TABLA 7 demuestra que las hojas de acuerdo con invención con sustratos de vidrio 1 y elementos de conexión eléctrica 3 de acuerdo con la invención tienen una anchura de flujo de salida y una mejor estabilidad contra diferencias súbitas de temperatura.
Este resultado es inesperado y sorprendente para las personas expertas en el ámbito.
LISTA DE NUMEROS DE REFERENCIA (1) Hoja de vidrio (2) Estructura eléctricamente conductora (3) Elemento de conexión eléctrica (4) Material de suelda (5) Capa de humedecimiento (6) Miembro de compensación (7) Región de base del elemento de conexión eléctrica 3 (V ) Región de base del elemento de conexión eléctrica 3 (8) Superficie de contacto del elemento de conexión 3 (81) Superficie de contacto del elemento de conexión 3 (9) Región de transición del elemento de conexión eléctrica 3 (9') Superficie de la región de transición 9 orientada hacia el sustrato 1 (10) Región de puente del elemento de conexión eléctrica 3 (11) Región de transición del elemento de conexión eléctrica 3 (11') Superficie de la región de transición 11 orientada hacia el sustrato 1 (12) Plano tangente de la superficie 9' (16) Conexión de superficie de contacto 8 y superficie 9' de la región de transición 9 (16') Conexión de superficie de contacto 8' y superficie 11' de la región de transición 11 (17) Región secundaria de la región de puente 10 (17') Región secundaria de la región de puente 10 (18) Región secundaria de la región de puente 10 (18') Región secundaria de la región de puente 10 (19) Separador (20) Conector de enchufe (21) Muesca (22) Resalto de contacto ai Angulo entre la superficie del sustrato 1 y la superficie 9' oí2 Angulo entre la superficie del sustrato 1 y la superficie 11' ß? Angulo entre la superficie del sustrato 1 y la superficie 9' ß2 Angulo entre la superficie del sustrato 1 y la superficie 11' Y Angulo entre los segmentos planos del elemento de puente en ángulo 10 b Anchura de flujo de salida máxima del material de suelda t Espesor limitante del material de suelda h Altura del separador 19 1 Anchura del separador 19 A-A' Linea de sección B-B' Linea de sección C-C Línea de sección

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Hoja de vidrio con por lo menos un elemento de conexión eléctrica, que comprende: un sustrato, una estructura eléctricamente conductora sobre una región del sustrato, una capa de un material de suelda sobre una región de la estructura eléctricamente conductora, y un elemento de conexión sobre el material de suelda, en donde el elemento de conexión contiene una primera y una segunda región de base, la primera y segunda regiones de transición y una región de puente entre la primera y segunda regiones de transición, una primera y segunda superficies de contacto que se localizan sobre el fondo de la primera y segunda regiones de base, la primera y segunda superficies de contacto y las superficies sobre la primera y segunda regiones de transición están orientadas hacia el sustrato y están conectadas a la estructura eléctricamente conductora por el material de suelda, y el ángulo entre la superficie del sustrato y cada uno de los planos tangentes de las superficies de las regiones de transición orientadas hacia el sustrato es <90°.
2. Hoja como se describe en la reivindicación 1, en donde el sustrato contiene vidrio, preferiblemente vidrio plano, vidrio flotado, vidrio de cuarzo, vidrio de borosilicato, vidrio de cal sodada o polímeros, preferiblemente polietileno, polipropileno, policarbonato, metacrilato de polimetilo y/o mezclas de los mismos .
3. Hoja como se describe en la reivindicación 1 ó 2, en donde el ángulo entre la superficie del sustrato y cada uno de los planos tangentes de las superficies de las regiones de transición orientadas hacia el sustrato está entre 2° y 75°, de manera preferible entre 5° y 50°.
4. Hoja como se describe en una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la primera región de transición, la segunda región de transición y la región de puente están conformadas planas en secciones.
5. Hoja como se describe en una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la primera región de transición, la segunda región de transición y/o la región de puente están curvadas y preferiblemente tienen la misma dirección de curvatura.
6. Hoja como se describe en una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la primera de las regiones de transición y la segunda región de transición están conformadas planas y la región de puente está conformada en ángulo .
7. Hoja como se describe en una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde los separadores están distribuidos sobre las superficies de contacto.
8. Hoja como se describe en una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el elemento de conexión contiene por lo menos una aleación de hierro-níquel, una aleación de hierro-níquel-cobalto o una aleación de hierro-cromo.
9. Hoja como se describe en la reivindicación 8, en donde el elemento de conexión contiene por lo menos 50% en peso a 75% en peso de hierro, 25% en peso a 50% en peso de níquel, 0% en peso a 20% en peso de cobalto, 0% en peso a 1.5% en peso de magnesio, 0% en peso a 1% en peso de silicio, 0% en peso a 1% en peso de carbono o 0% en peso a 1% en peso de manganeso.
10. Hoja como se describe en la reivindicación 8, en donde el elemento de conexión contiene por lo menos 50% en peso a 89.5% en peso de hierro, 10.5% en peso a 20% en peso de cromo, 0% en peso a 1% en peso de carbono, 0% en peso a 5% en peso de níquel, 0% en peso a 2% en peso de manganeso, 0% a 2.5% en peso de molibdeno o 0% en peso a 1% en peso de titanio.
11. Hoja como se describe en una de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el material de suelda contiene estaño y bismuto, indio, zinc, cobre, plata o composiciones de los mismos.
12. Hoja como se describe en la reivindicación 11, en donde la proporción de estaño en la composición de suelda es 3% en peso a 99.5% en peso y la proporción de bismuto, indio, zinc, cobre, plata o composiciones de la misma es 0.5% en peso a 97% en peso.
13. Hoja como se describe en una de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el elemento de conexión se recubre con níquel, estaño, cobre y/o plata, preferiblemente con 0.1 µp? a 0.3 µp? de níquel y/o 3 pm a 20 µp\ de plata.
14. Método para la producción de una hoja con por lo menos un elemento de conexión eléctrica, en donde a) el material de suelda se distribuye y aplica sobre las superficies de contacto del elemento de conexión como una plaquita con un espesor de capa, volumen y forma fijos, b) una estructura eléctricamente conductora se aplica a una región de un sustrato, c) el elemento de conexión con el material de suelda se distribuye sobre la estructura eléctricamente conductora, y d) el elemento de conexión se suelda a la estructura eléctricamente conductora.
15. Uso de una hoja con por lo menos un elemento de conexión eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, para vehículos con estructuras eléctricamente conductoras, preferiblemente con conductores de calentamiento y/o conductores de antena. RESUMEN La presente invención se relaciona con una hoja de vidrio con por lo menos un elemento de conexión eléctrico, que comprende: un sustrato (1) , una estructura eléctricamente conductora (2) sobre una región del sustrato (1), una capa de material de suelda (4) sobre una región de la estructura eléctricamente conductora (2) y un elemento de conexión (3) sobre el material de suelda (4), en donde el elemento de conexión (3) contiene una primera y segunda región de base (7,7'), una primera y una segunda región de transición (9,11) y una región de puente (10) entre la primera y segunda regiones de transición (9,11) , una primera y segunda superficies de contacto (8,8') se localizan en el fondo de la primera y segunda regiones de base (7,7'), la primera y segunda superficies de contacto (8,8') y las superficies (9',11') de la primera y segunda regiones de transición (9,11) orientadas hacia el sustrato (1) están conectadas a la estructura eléctricamente conductora (2) por el material de suelda (4), y el ángulo entre la superficie del sustrato (1) y cada uno de los planos tangentes (12) de las superficies (9 ',11') de las regiones de transición (9,11) orientadas hacia el sustrato (1) es <90°.
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