用于接触衬底上的电传导结构的电连接元件的制作方法

本发明涉及一种电连接元件、带电连接元件的玻璃窗、用于制造连接元件的方法及其使用。

背景技术：

本发明尤其涉及一种用于接触电传导结构(例如用于机动车的玻璃窗上的加热导体或天线导体)的电连接元件。电传导结构通过软焊在电连接元件上而连接在车载电气系统上。由于所用材料的不同的热膨胀系数，在制造和操作期间发生机械应力，其拉紧玻璃窗并可能造成玻璃窗破裂。

含铅焊料具有高延展性，其可补偿由于塑性变形而发生在电连接元件和玻璃窗之间的机械应力。然而，由于车辆寿命终结指南2000/53/EC的原因，在EC中必须由无铅焊料替换含铅焊料。总地说来，该指南被称为首字母缩略词ELV(车辆寿命终结)。其目的是由于一次性电子器件方面极大的增加而禁止产品中极端有问题的构件。受影响的物质是铅、汞和镉。这尤其涉及在玻璃上的电气应用中的无铅软焊材料的实施和相对应的置换产品的引入。

无铅焊料通常显著地减小了延展性，并因此不能在同含铅焊料的相同程度上补偿机械应力。因此尤其在具有无铅软焊化合物的焊料的情况下，必须努力防止机械应力，其通过例如合适的连接元件的材料选择而是可能的。如果衬底(通常是钠钙玻璃)和连接元件的热膨胀系数方面的差异很小，那么只有轻微的机械应力发生。

在WO2012/152543A1中，例如，已经提出含铬钢(或不锈钢)作为特别合适的材料，而且其是经济有利的。作为进一步的研究，多件式连接元件也是可能的。这种连接元件由多个实心子元件制成，其由不同的材料制成，其中一个子元件被提供来用于接触玻璃窗，并且另一子元件被提供来用于接触连接电缆。这样，用于接触玻璃窗的子元件的材料可主要考虑合适的热膨胀系数而进行选择。相反，用于接触连接电缆的子元件的材料可考虑其它原则进行选择，例如最佳的电导率或良好的可成形性。

子元件必须彼此持久稳定地连接在一起。在这种情况下，本领域中的技术人员首先考虑子元件的焊接。然而，如果子元件由于其不同的材料而具有非常不同的熔化温度，那么无问题的焊接是不可能的。有时在必然熔化一个子元件的温度下，另一子元件可能已经受损。

本发明的目的是提供一种多件式电连接元件以及具有这个连接元件的玻璃窗，多件式电连接元件的子元件以改善的方式彼此连接在一起。

技术实现要素：

根据本发明，本发明的目的通过根据独立权利要求1的具有电连接元件的玻璃窗来实现。在从属权利要求中公开了优选实施例。

根据本发明用于与衬底上的电传导结构进行电接触的电连接元件包括至少两个由不同材料(或不同的材料成分)制成的实心子元件，其中第一子元件被提供来软焊到电传导结构上，并且第二子元件被提供来连接到连接电缆上。第一子元件和第二子元件根据本发明通过至少一个铆钉而彼此连接在一起。

通过铆钉的连接是持久稳定的，并且对于实心子元件没有进一步的要求。子元件的材料因而可在不考虑其彼此连接的条件下进行选择。因而，具体地说，对于第一子元件，可选择其热膨胀系数与衬底饿热膨胀系数具有可能最小差异的材料，而对于第二子元件，可选择具有可能最高导电率和/或良好的可弯曲性的材料。其它原则无需加以考虑，例如发生在焊接连接的情况下的相似的熔点。这是本发明的主要优点。

连接元件的子元件根据本发明是实心的。这意味着刚性设计，虽然可能具有相当的延展性，但非柔性设计。子元件在成形之后保持在所需的形状和位置。在本发明的情况下，非实心的柔性形式，例如传统的电缆或扁平导体不必作为连接元件的子元件加以考虑。

在一个优势的实施例中，在第一子元件的材料熔化温度和第二子元件的材料熔化温度之间的差异大于200℃，优选大于300℃，尤其优选大于400℃。对于这种连接元件，根据本发明的优点是特别显著的，因为对于这种熔化温度的差异，明显通过焊接的各种连接不再是令人满意可行的。

本发明还包括具有至少一个电连接元件的玻璃窗，其至少包括：

- 衬底，

- 在衬底的区域上的电传导结构，和

- 至少一个根据本发明的连接元件，其中第一子元件通过软焊化合物连接在电传导结构的区域上。

第二子元件优选设置在背离衬底的第一子元件的表面上。其是为接触连接电缆而提供的。连接电缆将衬底上的电传导结构连接到外部功能元件上，例如，电源或接收器。为此，连接电缆从连接元件开始被引导远离玻璃窗，优选超出玻璃窗的侧边缘之外。连接电缆原则上可以是本领域中已知的用于与任何电传导结构进行电接触的任何连接电缆，例如扁平导体、多股绞合线导体或实心线导体。在连接元件的第二子元件和连接电缆之间的连接可按照本领域中的技术人员所熟悉的任何方式完成，例如通过软焊、焊接、螺纹、通过电传导粘接剂或插头连接。

衬底优选包含玻璃，尤其优选钠钙玻璃。衬底优选是玻璃的玻璃窗，尤其窗户玻璃窗。然而，衬底原则上还可包含其它类型的玻璃，例如石英玻璃、硼硅玻璃或聚合物，优选聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚脂、聚氨基甲酸脂、聚氯乙烯、聚丙烯酸盐、聚酰胺、聚酯合成纤维、和/或其共聚物或混合物。

衬底优选是透明或半透明的。衬底优选具有0.5mm至25mm，特别优选1mm至10mm，且最特别优选1.5mm至5mm的厚度。

在一个优选实施例中，在衬底的热膨胀系数和第一子元件的热膨胀系数之间的差异小于5×10^-6/℃，优选小于3×10^-6/℃。通过这种小的差异，可有利地避免由于软焊程序引起的关键的温度应力，并且实现更好的粘接。

衬底的热膨胀系数优选是8×10^-6/℃至9×10^-6/℃。衬底优选包含玻璃，尤其钠钙玻璃，其在0℃至300℃的温度范围内优选具有8.3×10^-6/℃至9×10^-6/℃的热膨胀系数。

在一个有利的实施例中，根据本发明的连接元件的第一子元件的热膨胀系数在0℃至300℃的温度范围内是4×10^-6/℃至15×10^-6/℃，优选9×10^-6/℃至13×10^-6/℃，尤其优选10×10^-6/℃至11.5×10^-6/℃，最尤其优选10×10^-6/℃至11×10^-6/℃，并且尤其10×10^-6/℃至10.5×10^-6/℃。

根据本发明的连接元件的第一子元件优选包含至少一种含铁合金。第一子元件特别优选包含至少50重量%至89.5重量%的铁、0重量%至50重量%的镍、0重量%至20重量%的铬、0重量%至20重量%的钴、0重量%至1.5重量%的镁、0重量%至1重量%的硅、0重量%至1重量%的碳、0重量%至2重量%的锰、0重量%至5重量%的钼、0重量%至1重量%的钛、0重量%至1重量%的铌、0重量%至1重量%的钒、0重量%至1重量%的铝和/或0重量%至1重量%的钨。

例如，第一子元件可包含铁-镍钴合金，例如科伐尔(FeCoNi)，其具有通常大约为5×10^-6/℃的热膨胀系数。科伐尔的成分是例如54重量%的铁、29重量%的镍和17重量%的钴。

在一个特别优选的实施例中，连接元件的第一子元件包含含铬的钢。含铬的钢，尤其所谓的“不锈钢”或“耐蚀钢”是经济可用的。另外，同许多传统的由例如铜制成的连接元件相比，由含铬钢制成的连接元件还具有高的硬度，其导致有利的连接元件的稳定性。因而，在第二子元件的成形过程中可避免例如扭转。另外，同许多传统的连接元件相比，含铬钢例如由钛制成的连接元件由于较高的热导率而具有改善的可软焊性。

第一子元件优选包含含铬钢，其具有大于或等于10.5重量%的铬含量。其它合金成分，例如钼、锰或铌导致改善的耐腐蚀性或变更的机械特性，例如拉伸强度或冷成型性能。

连接元件的第一子元件尤其优选包含至少66.5重量%至89.5重量%的铁、10.5重量%至20重量%的铬、0重量%至1重量%的碳、0重量%至5重量%的镍、0重量%至2重量%的锰、0重量%至2.5重量%的钼、0重量%至2重量%的铌和0重量%至1重量%的钛。连接元件还可包含其它元素的混合物，包括钒、铝和氮。

第一子元件最特别优选包含至少73重量%至89.5重量%的铁、10.5重量%至20重量%的铬、0重量%至1重量%的碳、0重量%至2.5重量%的镍、0重量%至2重量%的锰、0重量%至1.5重量%的钼、0重量%至1重量%的铌和0重量%至1重量%的钛。连接元件还可包含其它元素的混合物，包括钒、铝和氮。

根据本发明的连接元件尤其包含至少77重量%至84重量%的铁、16重量%至18.5重量%的铬、0重量%至0.1重量%的碳、0重量%至1重量%的锰、0重量%至1重量%的铌、0重量%至1.5重量%的钼和0重量%至1重量%的钛。连接元件还可包含其它元素的混合物，包括钒、铝和氮。

特别合适的含铬钢是根据EN10088-2的材料号1.4016, 1.4113, 1.4509和1.4510的钢。

在一个优选实施例中，根据本发明的连接元件的第二子元件包含铜，例如电解铜。这种第二子元件有利地具有高的电导率。此外，这种子元件有利地是可成形的，其对于连接电缆的连接可能是适宜的或必须的。因而，第二子元件可设有例如一个角度，由此连接电缆的连接方向是可调整的。

第二子元件还可包含含铜合金，例如黄铜或青铜合金，例如德银或康铜。

第二子元件优选具有0.5µOhm•cm至20µOhm•cm、特别优选1.0µOhm•cm至15µOhm•cm、最特别优选1.5µOhm•cm至11µOhm•cm的电阻。

第二子元件特别优选包含45.0重量%至100重量%的铜、0重量%至45重量%的锌、0重量%至15重量%的锡、0重量%至30重量%的镍、以及0重量%至5重量%的硅。

特别合适的第二子元件的材料是材料号为CW004A(前2.0065)的电解铜和材料号为CW505L(前2.0265)的CuZn30。

根据本发明的铆钉材料原则上可根据应用要求由本领域中的技术人员自由地选择。铆钉可包含例如铜或含铜合金，例如黄铜或青铜，铁或含铁合金，例如钢、含铬钢或不锈钢，铝或含铝合金或钛。

在一个优选实施例中，铆钉包含铜或含铜合金，尤其铜。这关于铆接所需要的铆钉的电导率和可成形性是特别有利的。

然而，铆钉还可与连接元件的第一子元件或第二子元件整体地实现。在这种情况下，铆钉的材料当然由相对应的子元件的材料进行控制。

铆钉的几何尺寸适度地由连接元件的尺寸进行控制。在典型的连接元件的情况下，铆钉具有例如0.2mm至12mm，优选0.8mm至3mm的长度，以及0.5mm至5mm，优选1mm至3mm的宽度。

本发明并不局限于连接元件的特定形状。相反本发明可应用于以实心子元件制成的多个部件来实现的任何连接元件。当然，必须注意第一子元件的软焊表面，即用作衬底接触表面的表面不会受到突出铆钉的损害。

第一子元件和第二子元件的材料厚度优选是0.1mm至4mm，特别优选0.2mm至2mm，最特别优选0.5mm和1mm。材料厚度优选是恒定的，其对于子元件的简单制造是特别有利的。

连接元件的尺寸可根据单个案例的要求由本领域中的技术人员进行自由地选择。例如，连接元件具有1mm至50mm的长度和宽度。连接元件的长度优选，特别优选。连接元件的宽度优选10mm至30mm，特别优选2mm至10mm。具有这些尺寸的连接元件特别容易操纵，并且特别适合于玻璃窗上的传导结构的电接触。

在一个优选实施例中，第一子元件以桥的形状来实现。桥形的连接元件对于本领域中的技术人员是熟悉的。它们通常包括2个脚部区域，在其面向衬底的表面上设置了接触表面，由此将连接元件通过软焊化合物连接到衬底上。在脚部区域之间设置了桥接区域，其通常包括平行于脚部区域而设置的升高的中心部分。桥接区域并不意图通过软焊化合物直接连接到传导结构上。第二子元件优选设置在背离脚部区域的桥接区域的表面上。第二子元件的形状可同样地由本领域中的技术人员进行自由地选择。第二子元件优选具有伸长的形状，尤其矩形的形状，其具有用于最佳安装第一子元件的平坦表面。

桥形连接元件已经证明其用于接触玻璃玻璃窗上的电传导结构的价值。此外，它们在有待软焊的脚部区域之间的桥接区域提供了用于铆接第二子元件的有利能力。

第一子元件和第二子元件优选分别具有至少一个，特别优选只有一个孔，其与预期的铆钉尺寸是匹配的。第一子元件和第二子元件的孔设置为重合，使得铆钉可被引导穿过两个孔，并因而可将子元件彼此持久稳定地连接在一起。在衬底方向上突出第一子元件的表面之外的铆钉的部分在这个实施例中是没有问题的，因为第一子元件的桥接区域并不直接连接到衬底上；相反在桥接部分和衬底表面之间存在中间空间。

在一个特别有利的改进中，第二子元件定制尺寸，使得具有0.8mm高度和4.8mm、6.3mm或9.5mm宽度的标准机动车扁平接头可附着在子元件的自由末端上。尤其优选使用具有0.3mm宽度的第二子元件的实施例，因为这与用于这个部分的符合DIN 46244的机动车接头相对应。连接桥标准化以适合传统机动车接头的尺寸，其产生了一种简单且还可反转的能力，用于将衬底的传导结构连接到车载电压上。然而，或者连接元件的电接触还可通过软焊连接、卷边连接或导电粘合剂来完成。

在一个备选的优选实施例中，连接元件的第二子元件以桥的形状来实现，其具有两个脚部区域和设置其之间的桥接区域。第一子元件以平板的形式来实现，例如具有矩形或弧形的外形，并设置在第二子元件的脚部区域的下侧。第一子元件因而在第二子元件和衬底之间形成了补偿板。第一子元件优选是为各个脚部区域提供的，即，总共两个第一子元件。

在这个实施例中，传统的商业上经济可用的由例如铜制成的桥形连接元件可用作第二子元件。相反，可选择第一子元件作为补偿板，从而防止衬底上的温度应力。

因为第一子元件作为补偿板通常通过软焊化合物，凭借简单的铆接全表面直接粘接到衬底上，所以本身存在问题，即铆钉的一部分将突出软焊表面之外。因此在一个优选实施例中，铆钉与第一子元件整体地实现，并设置在与软焊表面相反的第一子元件表面上。然后引导铆钉穿过第二子元件中的合适的孔。

在一个备选的优选实施例中，第一子元件作为补偿器板在软焊表面上具有优选大概居中的凹部。在凹部附近，第一子元件具有引导铆钉的孔。在通过定制铆钉制造子元件的强制锁定连接之后，铆钉的突出部分设置在凹部的内部，并且不会突出于其它扁平软焊表面之外。

根据本发明的电传导结构优选具有5µm至40µm，特别优选5µm至20µm，最特别优选8µm至15µm，且尤其10µm至12µm的层厚度。根据本发明的电传导结构优选包含银，特别优选银颗粒和玻璃粉。

在一个优选实施例中，根据本发明的软焊化合物是无铅的。这对于根据本发明具有电连接元件的玻璃窗的环境影响是特别有利的。在本发明的情况下，“无铅的软焊复合物”意味着一种软焊复合物，其根据EC指南“2002/95/EC某些有害物质在电气和电子设备中的使用限制”，包括少于或等于0.1重量%的铅含量，优选无铅。

根据本发明的多件式连接元件对于无铅软焊是特别有利的。与衬底上的传导结构直接软焊的第一子元件的材料可与衬底材料相符，从而避免由于典型的无铅软焊化合物的低延展性而引起的关键的温度应力。

软焊复合物优选包含锡和铋、铟、锌、铜、银或其组合。根据本发明的焊料成分中的锡含量是3重量%至99.5重量%，优选10重量%至95.5重量%，尤其优选15重量%至60重量%。根据本发明，焊料成分中的铋、铟、锌、铜、银或其组合的含量是0.5重量%至97重量%，优选10重量%至67重量%，其中铋、铟、锌、铜或银的含量可能是0重量%。焊料成分可包含0重量%至5重量%含量的镍、锗、铝或磷。根据本发明的焊料成分最特别优选包含Bi40Sn57Ag3、Sn40Bi57Ag3、Bi59Sn40Ag1、Bi57Sn42Ag1、In97Ag3、Sn95.5Ag3.8Cu0.7、Bi67In33、Bi33In50Sn17、Sn77.2In20Ag2.8、Sn95Ag4Cu1、Sn99Cu1、Sn96.5Ag3.5、Sn96.5Ag3Cu0.5、Sn97Ag3或其混合物。

在一个有利的实施例中，软焊复合物包含铋。已经论证了含铋的软焊复合物导致了根据本发明的连接元件对玻璃窗的特别良好的附着性，由此可避免对玻璃窗的损伤。软焊复合物成分中的铋的含量优选是0.5重量%至97重量%，尤其优选10重量%至67重量%，并且最特别优选33重量%至67重量%，尤其50重量%至60重量%。除了铋之外，软焊复合物优选包含锡和银或锡、银和铜。在一个特别优选的实施例中，软焊复合物包含至少35重量%至69重量%的铋、30重量%至50重量%的锡、1重量%至10重量%的银和0重量%至5重量%的铜。在一个最特别优选的实施例中，软焊复合物包含至少49重量%至60重量%的铋、39重量%至42重量%的锡、1重量%至4重量%的银和0重量%至3重量%的铜。

在另一有利的实施例中，软焊复合物包含90重量%至99.5重量%的锡，优选95重量%至99重量%，尤其优选93重量%至98重量%。除了锡之外，软焊复合物优选包含0.5重量%至5重量%的银和0重量%至5重量%的铜。

软焊化合物的层厚度优选小于或等于6.0×10^-4m，特别优选小于3.0×10^-4m。

软焊复合物从连接元件的软焊区域和电传导结构之间的中间空间流出，其具有优选小于1mm的流出宽度。在一个优选实施例中，最大流出宽度小于0.5mm，并且尤其大致0mm。这对于减少玻璃窗中的机械应力、连接元件的附着性和焊料数量的节省是特别有利的。最大流出宽度被限定为在软焊区域的外边缘和软焊复合物的交叉点之间的距离，在此处软焊复合物下跌到50µm的层厚以下。最大流出宽度是在软焊工艺之后，在固化的软焊复合物上进行测量的。所需的最大流出宽度通过恰当地选择软焊复合物体积以及在连接元件和电传导结构之间的垂直距离来获得，这可通过简单的实验来确定。在连接元件和电传导结构之间的垂直距离可通过合适的工艺工具，例如具有集成垫片的工具进行预先确定。最大流出宽度甚至可能是负的，即，被拉回到由电连接元件和电传导结构的软焊区域所形成的中间空间中。在根据本发明的玻璃窗的一个有利的实施例中，最大流出宽度以凹陷的弯月面形式拉回到由电连接元件和电传导结构的软焊区域形成的中间空间中。凹陷的弯月面通过例如在软焊过程中，在焊料仍然是流体的同时增加在垫片和传导结构之间的垂直距离而产生。其优势在于减少玻璃窗中的机械应力，尤其在与大的软焊复合物交叉的关键区域。

在一个有利的改进中，第一子元件的软焊表面具有垫片。垫片优选与第一子元件整体地，例如通过冲压或深冲压来实现。垫片优选具有0.5×10^-4m至10×10^-4m的宽度和0.5×10^-4m至5×10^-4m，尤其优选1×10^-4m至3×10^-4m的高度。通过垫片获得了一致均匀厚度且均匀熔合的软焊复合物层。因而，可减少在连接元件和玻璃窗之间的机械应力，并可改善连接元件的附着性。这对于无铅软焊复合物的使用是特别有利的，其可较少地补偿由于其同含铅的软焊复合物相比较低的延展性而引起的机械应力。

在一个有利的改进中，至少一个接触焊盘设置在远离衬底的连接元件的表面上，其用于在软焊过程中利用软焊工具接触连接元件。接触焊盘至少在与软焊工具接触的区域中优选是凸起弯曲的。接触焊盘优选具有0.1mm至2mm，尤其优选0.2mm至1mm的高度。接触焊盘的长度和宽度优选在0.1至5mm之间，最特别优选在0.4mm至3mm之间。接触焊盘优选与连接元件整体地通过例如冲压或深冲压来实现。对于软焊，可使用其接触侧面是平坦的电极。电极表面与接触焊盘发生接触。电极表面设置为平行于衬底的表面。在电极表面和接触焊盘之间的接触区域形成了软焊接头。软焊接头的位置通过接触焊盘的凸起表面上的具有离衬底表面最大的垂直距离的点来确定。软焊接头的位置相对连接元件上的软焊电极的位置是独立的。这在软焊过程中对于可重复的均匀的热分布是特别有利的。在软焊过程中的热分布通过接触焊盘的位置、尺寸、排列和几何形状来确定。

接触焊盘还可根据本发明通过突出连接元件之外的铆钉部分成形，尤其当铆钉头以截球形，例如半球来实现时。这样在铆接的时候有利地制造接触焊盘，而没有任何进一步的工作或成本。

电连接元件的第一子元件和/或第二子元件可具有涂层(润湿层)，其包含例如镍、铜、锌、锡、银、金或其合金或层，优选银。这意味着利用软焊复合物获得了连接元件的改善的润湿作用和改善的连接元件的附着性。此外，通过这种涂层，可增加连接元件的电导率。

在一个有利的实施例中，第一子元件和/或第二子元件设有促进附着层，优选由镍和/或铜制成，并且还额外地设有含银层。根据本发明的连接元件被覆最特别优选0.1µm至0.3µm的镍和/或3µm至20µm银的涂层。

电连接元件的形状可在连接元件和电传导结构的中间空间中形成一个或多个焊坑。连接元件上的软焊的焊坑和润湿性防止软焊复合物从中间空间流出。焊坑在设计上可能是矩形、圆形或多边形。

本发明的目的进一步通过用于制造电连接元件的方法来完成，电连接元件用于与衬底上的电传导结构进行电接触，其中

(a)准备第一实心子元件和第二实心子元件，其中子元件由不同的材料制成，并且第一子元件被提供来软焊到电传导结构上，且第二子元件被提供来连接到连接电缆上，

(b)彼此上下地设置第一子元件和第二子元件，和

(c)通过至少一个铆钉而使第一子元件和第二子元件彼此连接在一起。

本发明的目的进一步通过用于制造具有至少一个连接元件的玻璃窗的方法来实现，其中

a)将软焊化合物根据本发明应用于连接元件的第一子元件的接触表面上，

b)将具有软焊化合物的连接元件设置于应用于衬底的区域上的电传导结构的区域上，和

d)使连接元件在能量应用下而连接到电传导结构上。

软焊复合物优选作为具有固定的层厚、体积、形状和布置的片晶或扁平的滴剂而应用于连接元件上。软焊化合物片晶的层厚度优选小于或等于0.6mm。软焊化合物片晶的形状优选通过连接元件的接触表面的形状来控制，并且是例如矩形、圆形、椭圆形或具有圆角的矩形或具有半圆的矩形，半圆定位在两边。

在电连接元件和电传导结构的电连接期间的能量引入优选通过冲压软焊、热电极软焊、活塞软焊、激光软焊、热空气软焊、感应软焊、电阻软焊和/或利用超声波而发生。

电传导结构可利用本质上已知的方法，例如通过丝印方法而应用于衬底上。

本发明还包括将根据本发明的电连接元件用于与衬底上的电传导结构进行电接触，其中衬底(6)优选是机动车窗玻璃窗，尤其挡风玻璃、后窗、边窗和/或机动车的顶部面板。

根据本发明的玻璃窗具有根据本发明的连接元件，其优选用于建筑物或用于陆地、空中或水上移动的运输工具在，尤其在轨道车或机动车中，优选用作挡风玻璃、后窗、边窗和/或顶部面板，尤其用作可加热的玻璃窗或用作带天线功能的玻璃窗。

附图说明

本发明将参照附图和示例性的实施例进行详细地描述。附图是示意图并且没有按真实比例绘制。附图决非限制本发明。它们描绘了：

图1是根据本发明的电连接元件的一个实施例的透视图，

图2是穿过图1的连接元件的截面图A-A'，

图3是根据本发明的玻璃窗的透视图，其具有图1的连接元件，

图4是根据本发明的电连接元件的另一实施例的透视图，

图5是穿过图4的连接元件的第一子元件的横截面图，

图6是穿过第一子元件的备选实施例的横截面，

图7是根据本发明的方法的一个实施例的流程图，其用于制造根据本发明的连接元件，且

图8是根据本发明的方法的一个实施例的流程图，其用于利用根据本发明的连接元件制造玻璃窗。

具体实施方式

图1和图2均描绘了根据本发明的电连接元件1的细节。连接元件1以多件形式来实现，并由第一子元件2和第二子元件3组成。提供第一子元件2用于软焊到衬底上的电传导结构上，尤其由玻璃制成的机动车窗板上。提供第二子元件3用于接触连接电缆，其意味着电传导结构可通过连接元件1而连接到外部电源上。

为了避免由于温度变化引起的关键的机械应力，第一子元件2的热膨胀系数与第二子元件3的热膨胀系数一致。第一子元件2由符合EN10088-2(ThyssenKrupp Nirosta®4509)的材料号为1.4509的含铬钢制成，其在20℃至300℃的温度范围内具有10.5×10^-6/℃的热膨胀系数。机动车窗板通常由钠钙玻璃制成，其具有大约9×10^-6/℃的热膨胀系数。由于热膨胀系数方面小的差异，从而可避免临界的温度应力。

第一子元件2具有桥形状。子元件2包括扁平的脚部区域，其在其下侧各具有平坦的接触表面。桥接区域设置在脚部区域之间。接触表面被提供用来通过软焊化合物而连接到传导结构上，而桥接区域不会受到软焊化合物的冲击。子元件2在桥接区域具有24mm的长度和4mm的宽度，并且在脚部区域具有8mm的宽度。子元件2的材料厚度是0.8mm。

第二子元件3并不直接软焊到电传导结构上，所以不需要考虑其热膨胀系数。第二子元件3应具有高的电导率和良好的可成形性，其对于连接电缆的接触是有利的。因此，第二子元件3由材料号为CW004A(Cu-ETP)的铜制成，其具有1.8µOhm•cm的电阻。子元件3设有由银制成的润湿层，以进一步提高电导率。

第二子元件3设置在桥接区域的第一子元件2的顶部。第二子元件3与第一子元件2的外边缘齐平对准，并在变宽的脚部区域的方向上突出到相反的外边缘之外。第二子元件3具有0.8mm的材料厚度、6.3mm的宽度和27mm的长度。

为了将子元件2和3彼此连接在一起，对于本领域中的技术人员显明的是将它们彼此软焊在一起。然而，在本示例性实施例中，这没有问题是不可能的。材料号为1.4509的钢具有大约1505℃的熔化温度；相反铜大概为1083℃。熔点上的大的差异对于焊接导致了极大的问题。因而，必须将连接元件1加热到非常高的温度，从而首先熔化其上面的第一子元件2。在该过程中，第二子元件3可能受损。例如，含银的润湿层可能受损。

第一子元件2和第二子元件3根据本发明通过铆钉4而彼此连接在一起。通过铆钉4，子元件2,3可持久稳定地连接在一起，而不依赖于所用的材料。例如，铆钉也由Cu-ETP制成。

第一子元件2和第二子元件3分别设有合适的孔，其设置为彼此重合，从而可引导铆钉4穿过这两个孔。通过后续铆钉4的重整形，产生了子元件2,3的强制连接，铆钉的增厚部分分别突出于顶部和底部之外。因为第一子区域2的桥接区域在所描绘的实施例中具有离衬底表面恰当的距离，所以底部上的铆钉4的突出部分是没有问题的。

图3描绘了根据本发明的位于电连接元件3的区域中的玻璃窗的一个实施例。玻璃窗是汽车的后窗，并且包括衬底6，其是由钠钙玻璃制成的3mm厚的热预应力的单玻璃窗安全玻璃。衬底6具有150cm的宽度和80cm的高度。采用加热导体结构形式的电传导结构5印制在衬底6上。电传导结构5包括银颗粒和玻璃粉。在玻璃窗的边缘区域中，电传导结构5加宽至大概10mm的宽度，并且形成了用于电连接元件1的接触表面。连接元件1用于利用外部电源通过连接电缆(未显示)与电传导结构5进行电接触。对于汽车外部的观测员而言，电接触通过在电传导结构5和衬底6之间的掩蔽丝印部8而被隐藏了。

连接元件1的第一子元件2的接触表面通过软焊化合物7而持久地电气和机械地连接在电传导结构5上。软焊化合物7是无铅的，并包含57重量%的铋、40重量%的锡和3重量%的银。软焊化合物4具有250µm的厚度。

图4描绘了根据本发明1的连接元件的另一实施例。第二子元件3以桥的形状来实现，并由铜制成。由材料号为1.4509的含铬钢制成的第一子元件2设置在第二子元件3的各个脚部区域的底部。第一子元件2形成了补偿板，由此含铜的桥和玻璃衬底不会发生直接接触，该情形将由于高的热膨胀系数差异而是不利的。第一子元件是已经预制好的，以支承软焊化合物7。

如同铆钉4穿过整个子元件2的图1的示例性实施例中那样，这些子元件2的铆接在这里是不可能的，因为突出的铆钉4将损害子元件2的软焊表面(带软焊化合物的接触表面)。

图5描绘了根据图4的穿过第一子元件2的横截面。在这个实施例中，铆钉4与子元件2整体地实现，并设置在与子元件2的软焊表面相反的子元件2的一侧。因而提供了平坦的软焊表面。

图6描绘了第一子元件2的另一备选实施例。子元件2如图5中是基本平坦实现的，大概在中间将凹部引进软焊表面中。在这个凹部的区域中，设置了为铆钉通路而提供的孔。铆钉的突出部分可容纳在凹部中，使其不突出软焊表面之外和干扰连接元件和衬底之间的连接。凹部还有利于在软焊之前将软焊化合物应用于连接元件上。此外在软焊期间，过量的软焊化合物可容纳在凹部中，从而可减少超出软焊表面的侧边缘之外的软焊化合物的溢流宽度。因而进一步减少了机械应力。

凹部的形状可针对其它功能，例如软焊化合物的应用进行优化。在所描绘的实施例中，凹部的剖面具有轻微的缩减，其在软焊化合物的冷注入期间导致更稳定的连接。然而，其它形状对于凹部也是可能的，例如具有圆形段或矩形形状的剖面。

在图4-6的连接元件的实施例中，突出背离衬底的表面之外的铆钉4的部分可用作接触焊盘。接触焊盘限定了与软焊电极的接触点，并因而在软焊期间造成可再生的能量引入。特别优选的是，铆钉的突出部分为此具有大概截球形的形状。

图7描绘了根据本发明的用于制造电连接元件1的方法的一个示例性实施例。

图8描绘了根据本发明的方法的一个示例性实施例，其用于利用根据本发明的连接元件1而制造根据本发明的玻璃窗。

部件列表

(1)电连接元件

(2)1的第一子元件

(3)1的第二子元件

(4)铆钉

(5)电传导结构

(6)衬底

(7)软焊化合物

(8)掩蔽印刷部

A-A'剖面线。