(57)【要約】【課題】無鉛ハンダ合金を用いた場合、給電端子の接合強度が十分ではなく、冷熱サイクル試験や塩水噴霧試験に合格することがすることができなかった。このため、車両用ガラスにおいて、無鉛ハンダ合金を使うことには自ずと制限があった。【解決手段】自動車用窓ガラスとその給電端子を銀ペーストの焼結体と無鉛ハンダ合金により加熱接合させる場合において、銀ペーストの上に無鉛ハンダ合金を配した後に加熱溶着させる第１ステップ、その無鉛ハンダ合金と同組成の無鉛ハンダ合金を自動車用窓ガラスの給電端子に加熱溶着させる第２ステップ、さらに、自動車用窓ガラスとその給電端子を上述の無鉛ハンダ合金で加熱接合させる第３ステップからなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用窓ガラスの導電線への給電端子を銀ペーストの焼結体と無鉛ハンダ合金により加熱接合させる方法において、銀ペーストの焼結体上に無鉛ハンダ合金を加熱溶着させる第１ステップ、その無鉛ハンダ合金と同組成の無鉛ハンダ合金を自動車用窓ガラスの給電端子に加熱溶着させる第２ステップ、さらに、自動車用窓ガラスとその給電端子を上述の無鉛ハンダ合金で加熱接合させる第３ステップからなることを特徴とする自動車用窓ガラスと給電端子の接合方法。
【請求項２】
第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の厚さは、０．２ｍｍ以上、３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法。
【請求項３】
第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の量は、給電端子の一つの給電端子座当たり０．０１ｇ以上０．６ｇ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法。
【請求項４】
第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の加熱溶着温度は、融点以上、融点＋３００℃以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法。
【請求項５】
第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の加熱溶着は、超音波を用いてなされることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法。
【請求項６】
第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の厚さは、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下の厚さであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法。
【請求項７】
第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の量は、給電端子の一つの給電端子座当たり０．０４ｇ以上、１ｇ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法。
【請求項８】
第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の量と第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の量の比が０．１〜１であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法。
【請求項９】
第３ステップにおける接合温度は、融点以上、融点＋３００℃以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法。
【請求項１０】
自動車用窓ガラスは黒色状セラミックスを有し、その黒色状セラミックスの上に銀ペーストの焼結体が加熱溶着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法。
【請求項１１】
無鉛ハンダ合金はＩｎ−Ａｇ−Ｓｎ系ハンダであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法。
【請求項１２】
無鉛ハンダ合金はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用窓ガラスに給電端子と呼ばれる金属性端子を接合する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用の窓ガラスを利用して種々の特性を付与する試みがなされている。例えば、デフォッガと呼ばれる防曇素子やガラスアンテナがある。その電気的特性を利用して商品化されている。デフォッガについては、電流を流すことにより、その熱により曇が除去され、視野が確保される。また、ガラスアンテナについては、アンテナで拾った電波を電流に変換することにより、ラジオやＴＶ等に利用される。車両用として用いられているガラスは電流を流さないため、給電端子を介してデフォッガやガラスアンテナとの間に電流が流れるシステムとなっているのが一般的である。さらには、防眩性能を高めるため、黒色又はそれに近い色調のセラミックス（以下、黒色状セラミックス）がガラスの一部に塗布されたガラスも数多く市場に出回っている。
【０００３】
従来は、給電端子とデフォッガやガラスアンテナとの間は鉛を含むハンダによって接続されていた。しかし、鉛は毒性の強い環境汚染物質であり、人間の健康への悪影響の他、環境特に生態系への悪影響や汚染が問題視されている。そのため、鉛を極力使用しないよう、社会的に強い要請がある。家電業界を始め多くの業界では、種々のハンダ付用途に低鉛又は無鉛のハンダを既に使用している。このような動きは、車両用のハンダに対しても同様であり、車両用のハンダを無鉛化する動きは急速に広まっている。
【０００４】
しかし、車両用ガラスの用途において、低鉛又は無鉛のハンダで従来から要求されている特性を満足させることは非常に難しい。これは、主に家電製品が室内で使われるのに対し、車両用ガラスは屋外で使われるため、劣悪な環境にも耐えなければならないことがその主な理由としてあげられる。また、安全性の問題も極めて重要であり、それも含めて要求されるため、過酷な試験に合格するものでなければならないためである。このため、例えば冷熱サイクル試験や塩水噴霧試験に合格することが客先から要求されているが、簡単に合格できるものではない。さらには、前述した黒色状セラミックスに対する特性も加味されなければならないという事情もある。
【０００５】
特許文献１には、特に自動車のリアウィンドウ（バックライト）に使用可能な鉛を含まない銀含有電導性コーティング組成物、銀含有電導性コーティング、銀含有電導性コーティングの製造法及びコーティングされた支持体が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には接着剤及び場合によってはハンダも含む電気端子を有するグレイジングが建物、機器又は車両、特に自動車用として開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、無鉛ハンダ合金でハンダ付した後のガラス内の応力発生に着目した車両用ガラスパネルが開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、樹脂系導電性接着剤のフィラーどうしの接合を確実にして導通の信頼性を向上させて発熱ガラス及びその製造方法が開示されている。  
また、特許文献５には、非対称な液化曲線を有した深い共晶融点を有する合金から形成された高強度で高信頼性の無鉛のバルク金属ガラスハンダが開示されている。
【０００９】
さらに、特許文献６には、錫、インジウム、銀及びビスマスを含む無鉛ハンダの組成物と２種類のハンダを使った自動車ガラスへの接合方法及び装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１０５７２３号公報
【特許文献２】特表２００３−５２１０９３号公報
【特許文献３】特表２００６−５２３９１７号公報
【特許文献４】特開２００９−１９９７４６号公報
【特許文献５】特表２００９−５０９７６７号公報
【特許文献６】特表２００９−５０４４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の鉛ハンダによる接合では、自動車用窓ガラスの給電端子のみにハンダをつけて、銀ペーストの焼結体とフラックスを使いながら自動車用窓ガラスとその給電端子を接合してきた。この方法は、簡単であり、コストが安くすむというメリットもある。
【００１２】
近年、主に環境上の問題から無鉛ハンダ合金が使われるようになってきている。無鉛ハンダ合金も従来の方法とほぼ同様の給電端子のみにハンダをつける方法で検討されてきた。この方法ではハンダ内での割れはほとんど発生しないが、ハンダと銀ペーストの焼結体との界面あるいは銀ペーストの焼結体と黒色状セラミックスとの界面で割れが多発する傾向にあった。このため、無鉛ハンダ合金の使用を客先から強く要求されてはいたが、種々の限定条件の中でしか対応することができなかった。特に、黒色状セラミックスが塗布された自動車用窓ガラスにおいては、この問題が顕著であった。
【００１３】
特許文献１に記載される方法では、マイグレーションによるハンダのぬれを無鉛ハンダ合金であっても対処することができるという長所はあるが、給電端子の接合強度についてはほとんど着目されていない。
【００１４】
特許文献２に記載される物品では、接着剤とハンダでその役割が明確に分けられており、ハンダには接合強度が割り当てられていない。このため、接着剤を用いない場合にはそのまま応用することができない。
【００１５】
特許文献３に記載の物品では、機械的応力緩和成分が示されており、接合強度の増加につながると推察されるが、冷熱サイクル試験や塩水噴霧試験に対する概念が示されている訳ではない。
【００１６】
特許文献４に記載の方法では、無鉛ハンダ合金の構造を制御することにより、その特性を上げることができるが、冷熱サイクル試験や塩水噴霧試験に対する概念が示されている訳ではない。
【００１７】
特許文献５に記載の方法には熱循環と温度差を考慮した概念は示されているが、バルク金属ハンダ（ＢＭＧ）に特化されたものであり、いわゆる通常の無鉛ハンダ合金における応用には難しいものである。
【００１８】
特許文献６に記載の組成物や方法では、２種類のハンダを使うという点では画期的ではあるが、冷熱サイクル試験や塩水噴霧試験に対する概念が示されている訳ではない。また、２種類のハンダでは、例えば上層のハンダは下層のハンダよりも低い低融温度を有するとされており、その製造時の管理は難しいものがある。
【００１９】
以上のように、従来技術では、無鉛ハンダ合金を用いた場合、給電端子の接合強度が十分ではなく、冷熱サイクルや塩水噴霧試験に合格することがすることができなかった。このため、車両用ガラスにおいて、無鉛ハンダ合金を使うことには自ずと制限があった。本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、特に黒色セラミックスが塗布された自動車用窓ガラスの場合でも、無鉛ハンダ合金による給電端子の接合強度を高めることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、自動車用窓ガラスと給電端子を銀ペーストの焼結体と無鉛ハンダ合金により加熱接合させる場合において、銀ペーストの焼結体上に該無鉛ハンダ合金を加熱溶着させて第１の無鉛ハンダ合金層を形成する第１ステップ、該無鉛ハンダ合金と同組成の無鉛ハンダ合金を該給電端子に加熱溶着させて第２の無鉛ハンダ合金層を形成する第２ステップ、さらに、第１の無鉛ハンダ合金と第２の無鉛ハンダ合金とを加熱接合させる第３ステップからなる自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００２１】
また、本発明は、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の厚さが、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下である上述の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００２２】
また、本発明は、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の量が、給電端子の一つの給電端子座当たり０．０１ｇ以上０．６ｇ以下である上述の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００２３】
また、本発明は、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の加熱溶着温度が、融点以上、融点＋３００℃以下である上述の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００２４】
また、本発明は、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の加熱溶着が、超音波を用いてなされる上述の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００２５】
また、本発明は、第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の厚さが、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の厚さである上述の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００２６】
また、本発明は、第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の量が、給電端子の一つの給電端子座当たり０．０４ｇ以上１ｇ以下である上述の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００２７】
また、本発明は、第１ステップにおいて形成した無鉛無鉛ハンダ合金合金の量と第２ステップにおいて形成した無鉛無鉛ハンダ合金合金の量の重量比が０．１〜１である上記の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００２８】
また、本発明は、第３ステップにおける接合温度が、融点以上、融点＋３００℃以下である上述の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００２９】
また、自動車用窓ガラスは黒色状セラミックスを有し、その黒色状セラミックスの上に銀ペーストの焼結体が加熱溶着されている上述の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００３０】
また、本発明は、無鉛ハンダ合金がＩｎ−Ａｇ−Ｓｎ系ハンダである上述の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００３１】
さらに、本発明は、無鉛ハンダ合金がＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダである上述の自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００３２】
本発明では、銀ペーストの焼結体の上に予め無鉛ハンダ合金を付着させ、該無鉛ハンダ合金を該銀ペーストに加熱溶着することに特徴がある。この第１ステップの加熱溶着を行うことにより、大きな接合強度を得ることができる。
【００３３】
この場合、自動車用窓ガラス用の給電端子にも同じ組成の無鉛ハンダ合金を用いて加熱溶着。すなわち、２種類の無鉛ハンダ合金を融合させてハンダどうしを接着させるのではなく、同じ無鉛ハンダ合金を使って接合させることに特徴がある。２種類の無鉛ハンダ合金をうまく融合させるのはかなり難しく、２種類の無鉛ハンダ合金の間に界面が発生することがある。このような界面が発生すると、その界面上で熱収縮の問題が発生したり、塩水が入り込んだりする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、自動車用窓ガラスと金属性物質、特に給電端子と呼ばれる金属性端子と無鉛ハンダ合金を用いて接合する場合でも、接合強度を高めることができる。特に、冷熱サイクル試験や塩水噴霧試験後でも、無鉛ハンダ合金による給電端子の接合強度を十分に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の方法によりガラスに給電端子を接合した状態を示す断面概念図である。
【図２】従来技術の方法によりガラスに給電端子を接合した状態を示す断面概念図である。
【図３】第１ステップにおいて、黒色状セラミックスの上に置かれた銀ペーストの焼結体の上に無鉛ハンダ合金を加熱溶着させている様子を示す本発明の概念図である。
【図４】第３ステップにおいて、自動車用窓ガラス用の給電端子と自動車用窓ガラスを加熱接合させる様子を示す本発明の概念図である。
【図５】銀ペースト上に付着させた無鉛ハンダ合金の加熱溶融は超音波を用いてなされる様子を示す本発明の概念図である。
【図６】第１ステップにおいて無鉛ハンダ合金を銀ペーストの焼結体の上に付与する際、糸状ハンダをハンダごてで加熱させて溶融状態のハンダにしている様子を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の実施をするための形態を以下に述べる。
【００３７】
本発明は、自動車用窓ガラスとその給電端子を銀ペーストの焼結体と無鉛ハンダ合金により加熱接合させる場合において、銀ペーストの焼結体上に無鉛ハンダ合金を加熱溶着させる第１ステップ、その無鉛ハンダ合金と同組成の無鉛ハンダ合金を自動車用窓ガラスの給電端子に加熱溶着させる第２ステップ、さらに、自動車用窓ガラスとその給電端子を上述の無鉛ハンダ合金で加熱接合させる第３ステップからなる自動車用窓ガラスとその給電端子の接合方法である。
【００３８】
図２は、従来技術の方法によりガラスに給電端子を接合した状態を示す断面概念図である。ガラス１、黒色状セラミックス２、銀ペーストの焼結体３と給電端子６の間はハンダ５で接合されている。
【００３９】
図１は、本発明の方法によりガラスに給電端子を接合した状態を示す断面概念図である。ガラス１の上に黒色状セラミックス２が配されている。黒色状セラミックス２はガラス１に塗布された後に乾燥させる。また、銀ペーストも黒色状セラミックス２上に塗布された後に乾燥させる。さらに、ガラス強化炉で黒色状セラミックスと銀ペーストの焼結と強化処理が同時になされるのが一般的である。
【００４０】
銀ペーストの焼結体３の上には、第１ステップで付与された無鉛ハンダ合金層４と第２ステップで付与された無鉛ハンダ合金層５が共存している。さらに、第２ステップで付与された無鉛ハンダ合金層５の上には、給電端子６がある。この給電端子６は、黄銅製であることが多いが、その材質は問わない。なお、給電端子６の一般的な形状を図１に示したが、給電端子の形状は数多くあり、本形状に限定されるものではない。また、給電端子６を大きくみると、外部の給電素子との連結部分１０とガラスと付着する給電端子座１１から成り立っている。なお、給電端子座１１は２つ座があるのが一般的であるが、１つの場合あるいは３つ以上の場合もある。
【００４１】
図３は、第１ステップにおいて、黒色状セラミックスの上に置かれた銀ペーストの焼結体の上に無鉛ハンダ合金４及び５をハンダごて（ヒーター）７で加熱溶着させている様子を示す本発明の概念図である。
【００４２】
図４は、第３ステップにおいて、自動車用窓ガラス用の給電端子と自動車用窓ガラスを加熱接合させる様子を示す本発明の概念図である。第１ステップ及び第２ステップで加熱溶着された無鉛ハンダ合金は、ヒーター９等により、融点以上、融点＋３００℃以下の温度で、３秒以上、３０秒以下で加熱接合された後、空気を吹き付けるか若しくは放置して室温まで冷却される。
【００４３】
本発明においては、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の厚さが、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが望ましい。０．２ｍｍ未満では、良好な接合強度が得られない問題が発生する。一方、３ｍｍを超えた場合、見栄えが悪くなる問題が発生する。より好ましくは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下の厚さであり、さらに好ましくは０．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の厚さである。なお、無鉛ハンダ合金については、全てのところで均一の厚さとなる訳ではなく、その面積も多少は異なるので、上述の値は平均値と解した方が良い。
【００４４】
また、本発明においては、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の量が、給電端子の一つの給電端子座当たり０．０１ｇ以上０．６ｇ以下であることが望ましい。０．０１ｇ未満とすると、良好な接合強度が得られない問題が発生する。一方、０．６ｇを超えると、見栄えが悪くなる問題が発生する。好ましくは０．０２ｇ以上.０．４ｇ以下であり、さらに好ましくは０．０３ｇ以上０．３ｇ以下である。
【００４５】
また、本発明においては、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の加熱溶着温度が、融点以上、融点＋３００℃以下であることが望ましい。融点よりも低い温度とすると、無鉛ハンダ合金が溶けない問題が発生する。一方、融点＋３００℃を超えると、ガラス上に微細クラック等が発生し、結果として良好な接合強度が得られない問題が発生する。さらには、冷却に時間を要するため、生産効率が下がるという問題も発生する。より好ましくは、融点＋１０℃℃以上、融点＋２９０℃以下であり、さらに好ましくは、融点＋２０℃以上、融点＋２８０℃以下である。ここで、融点は、一般の示差熱分析装置により測定される。
【００４６】
また、本発明においては、図５に示すように、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の加熱溶着が、超音波を用いてなされることが望ましい。超音波を用いてなされることにより、さらに本発明の効果を高めることができる。なお、超音波付与の時間は、０．５秒以上２０秒以下とすることが望ましい。０．５秒未満とすると、良好な接着強度を得られない問題が発生する。一方、２０秒を越えると、銀ペーストの特性が変化してしまい、無鉛ハンダ合金と接合できないことがある。より好ましくは１秒以上１５秒以下であり、さらに好ましくは２秒以上１０秒以下である。
【００４７】
また、本発明においては、第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の厚さが、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の厚さであることが望ましい。０．５ｍｍ未満では、良好な接合強度が得られない問題が発生する。一方、５ｍｍを超えた場合、見栄えが悪くなる問題が発生する。より好ましくは０．８ｍｍ以上４ｍｍ以下であり、さらに好ましくは１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【００４８】
また、本発明においては、第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の量が、給電端子の一つの給電端子座当たり０．０４ｇ以上１ｇ以下であることが望ましい。０．０４ｇ未満とすると、良好な接合強度が得られない問題が発生する。一方、１ｇを超えると、見栄えが悪くなる問題が発生する。好ましくは０．１ｇ以上.０．８ｇ以下であり、さらに好ましくは０．２ｇ以上０．６ｇ以下である。
【００４９】
また、本発明においては、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の量と第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の量の比は０．１〜１であることが望ましい。第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の量と第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の量の比が０．１よりも小さい場合でも１よりも大きい場合でも十分な接合強度を得ることはできない。好ましくは０．１以上、０．９以下であり、さらに好ましくは０．２以上、０．８以下である。
【００５０】
また、本発明においては、第３ステップにおける接合温度は、融点以上融点＋３００℃であることが望ましい。融点よりも低い温度とすると、無鉛ハンダ合金が溶けない問題が発生する。一方、融点＋３００℃を超えると、ガラス上に微細クラック等が発生し、結果として良好な接合強度が得られない問題が発生する。さらには、冷却に時間を要するため、生産効率が下がるという問題も発生する。より好ましくは、融点＋１０℃以上融点＋２９０℃以下であり、さらに好ましくは、融点＋２０℃以上、融点＋２８０℃以下である。
【００５１】
また、本発明においては、自動車用窓ガラスは黒色状セラミックスを有し、その黒色状セラミックスの上に銀ペーストの焼結体が加熱溶着されている場合に特に有用である。従来、黒色状セラミックスが塗布されている自動車用窓ガラスにおいては、黒色状セラミックスが塗布されているところと黒色状セラミックスが塗布されていないところとの温度差が大きく、自動車用窓ガラスとその給電端子の接合強度は小さくなる傾向にあった。特に、無鉛ハンダ合金を用いた場合にこの接合強度問題は顕著となっていたが、本発明の方法をとることにより、大きく改善することができた。
【００５２】
また、本発明においては、無鉛ハンダ合金がＩｎ−Ａｇ−Ｓｎ系ハンダであることが望ましい。さらに、望ましい組成を以下に述べると、２６重量％以上５６重量％以下のＩｎ、５重量％以下のＡｇ、及び３９重量％以上７４重量％以下のＳｎからなるＩｎ−Ａｇ−Ｓｎ系ハンダである。Ｉｎが２６％未満ではヤング率が大きくなり、ガラスにクラックを与える可能性がある。逆にＩｎが５６％を超えると、常温付近の温度変化においてもＩｎ３Ｓｎ／Ｉｎ３Ｓｎ＋ＩｎＳｎ４の相変化による内部応力の残留や、クラック発生により、無鉛ハンダ合金の接着強度が低下する。より好ましくは２８重量％以上５４重量％以下である。さらに好ましくは３１重量％以上５１重量％以下である。本発明のＡｇ添加量は質量％で０．１〜５％が好ましい。Ａｇを添加することにより、無鉛ハンダ合金の機械的強度の向上に優れた効果を発揮する。また車両用ガラスでは、銀ペーストをスクリーン印刷−乾燥−焼成することでデフォッガ熱線やアンテナ線を形成させるが、これらの銀線と車体の接点を取る給電端子は無鉛ハンダ合金によって接続される。このとき、無鉛ハンダ合金による銀線の腐食（いわゆる銀喰われ）を防止するため、無鉛ハンダ合金中にＡｇを添加することが効果的である。しかし、０．１％未満ではこれらの効果が低く、５％を超えると粗大なＡｇ３Ｓｎが析出し、強度低下や疲労強度を低下させる原因となる。好ましくは０．５重量％以上３重量％以下であり、さらに好ましくは０．８重量％以上２重量％以下である。また、Ｓｎが３９重量％未満では、無鉛ハンダ合金としての特性が下がるという問題が発生する。一方、７４重量％を越えると、接合強度が下がるという問題が発生する。より好ましくは４２重量％以上５４重量％以下であり、さらに好ましくは４５重量％以上５２重量％以下である。
【００５３】
また、融点としては、９０℃以上２００℃以下が望ましい。９０℃未満の無鉛ハンダ合金を容易に得ることはできない。一方、２００℃を越えると、接合強度が低下するという問題が発生する。より好ましくは９５℃以上１８０℃以下であり、さらに好ましくは１００℃以上１６０℃以下である。しかし、これらの条件に必ずしも限定される訳ではない。
【００５４】
さらに、本発明においては、無鉛ハンダ合金がＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダであることが望ましい。さらに、望ましい組成を以下に述べると、９４重量％以上９７重量％以下のＳｎ、２重量％以上５重量％以下のＡｇ、０．５重量％以上２重量％以下のＣｕからなるＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダである。Ｓｎが９４重量％未満では、無鉛ハンダ合金としての基本特性が低下する問題が発生する。一方、９７重量％を越えると、接合強度が弱くなるという問題が発生する。より好ましくは９４．５重量％以上９６．５重量％以下である。また、Ａｇが２重量％未満では、銀ペーストの焼結体との結合強度が弱くなるという問題が発生する。一方、５重量％を越えると、無鉛ハンダ合金表面に微細なクラックが発生し、機械的特性が下がるという問題が発生する。より好ましくは２．２重量％以上４．５重量％以下であり、さらに好ましくは２．５重量％以上３．８重量％以下である。また、Ｃｕが０．５重量％未満では、Aｇ３Sｎ間金属間化合物の結合が弱くなり、接合強度が時間とともに低下するという問題が発生する。一方、２重量％を越えると、無鉛ハンダ合金が硬く脆くなるため、接合強度が低下するという問題が発生する。より好ましくは０．７重量％以上１．８重量％以下であり、さらに好ましくは０．８重量％以上１．７重量％以下である。
【００５５】
また、融点としては、１８０℃以上２８０℃以下が望ましい。１８０℃未満のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダでは接合強度の問題が発生する。一方、２８０℃を越えると、無鉛ハンダ合金としての均一性に問題が発生するとともに無鉛ハンダ合金としての活用性が低下する。より好ましくは１９０℃以上２７０℃以下であり、さらに好ましくは２００℃以上２５０℃以下である。しかし、これらの条件に必ずしも限定される訳ではない。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。ここで、冷熱サイクル試験と塩水噴霧試験及び接着強度試験とは以下の試験をいう。以下、具体的に述べる。
【００５７】
[冷熱サイクル試験]
ＪＩＳ  Ｃ２８０７に準じた冷熱サイクル試験を行った。すなわち、２０℃（３分）→−３０℃（３０分）→２０℃（３分）→８５℃（３０分）→２０℃（３分）を１サイクルとし、１００サイクルを繰り返し実施した後の接合強度を測定した。なお、ＪＩＳ  Ｃ２８０７では、高温側温度が８５℃と同じ温度であるが、低温側温度は−２５℃であり、当方の試験よりは緩めとなっている。
【００５８】
[塩水噴霧試験]
ＪＩＳ  Ｚ２３７１に準じた塩水噴霧試験を行った。すなわち、３５℃の雰囲気中で５％のＮａＣｌ水溶液を噴霧圧０．１ＭＰａにて１００時間連続噴霧し、試験後の接合強度を測定した。
【００５９】
[接合強度試験]
ＪＩＳ  Ｃ６２１３７に準じて行った。給電端子の連結部分を端子座と垂直になるように折り曲げ、その連結部分をプッシュ・プルゲージでの引張試験を行った。なお、８０Nで剥がれないものを、接着強度良と判定した。
［実施例１］
【００６０】
先ず、市販されている奥野製薬工業社製の黒色状セラミックスをガラス試料に塗布した後に一度乾燥し、その後黒色状セラミックスの上に福田金属箔粉工業社製の銀ペーストを塗布し、乾燥後にガラス強化炉で強化処理を行った。このようにして、銀ペーストの焼結体が施された市販されている自動車用窓ガラスと同様の強化ガラス試料を準備した。
【００６１】
第１ステップとして、銀ペーストの焼結体上に、一般的なフラックス（日本フィラーメタルズ社製NJ1）を薄く塗り広げた。その後、糸状に製作した直径１．６ｍｍの無鉛ハンダ合金（ナノジョイン社製）約０．３ｇを溶かしながら銀ペーストの焼結体上に厚さが約１．５ｍｍとなるように盛った。このとき、図６に示すように、糸状無鉛ハンダ合金１２はハンダごて７の先端部で溶融状態の無鉛ハンダ合金１３となっている。ここで用いた無鉛ハンダ合金の組成は、Ｉｎが５１重量％、Ａｇが１重量％、Ｓｎが４８重量％であり、その融点は１１５℃であった。この融点の測定は、ＪＩＳ  Z３１９８−１に準じて行い、理学電機社製差動型示差熱天秤TG８１２０を用いて測定した。更に銀ペーストの焼結体上で、約５秒間無鉛ハンダ合金に熱をかけ、銀ペーストの焼結体上に溶着させた。無鉛ハンダ合金温度は、所定の温度となるよう、ハンダごて温度を調整した。
【００６２】
次に、第２ステップとして、逆さにした給電端子の端子座面にフラックスを塗った。その後、ハンダごて前述の糸状無鉛ハンダ合金を約０．４ｇ溶かしながら、１端子当たり２ヶ所の座面に、厚さが約２ｍｍとなるように、計０．８ｇ盛った。従って、第１ステップと第２ステップの合計の無鉛ハンダ合金量は約０．７０ｇであり、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の量と第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の量の比は０．８であった。
【００６３】
さらに、第３ステップとして、第１ステップと第２ステップで加熱溶着した無鉛ハンダ合金を合わせて端子とガラスをクリップで固定し、ステインネル社製のヒーターを当ててハンダ付けを行った。このとき、無鉛ハンダ合金温度が約１６０℃になるようヒーターを調整した。
【００６４】
このようにして加熱接合した５つの給電端子の接合初期強度を測定した。その結果、市場で求められている値の８０Ｎを全て超えていることを確認した。
【００６５】
その後、冷熱サイクル試験後（１００サイクル）を実施し、その接合強度を調べたその結果は、市場で求められている値の８０Ｎを全て超えていた。また、塩水噴霧試験後（１００時間経過）の接合強度も実施した。その結果、市場で求められている値の８０Ｎを全て超えていた。
【００６６】
以上の結果、無鉛ハンダ合金を用いた場合でも、市場で求められている値の８０Ｎを超えていることを確認した。
［実施例２］
【００６７】
実施例１とほぼ同様の強化ガラス試料を準備した。第１ステップとして、銀ペーストの焼結体上に、一般的なフラックス（日本フィラーメタルズ社製NJ1）を薄く塗り広げた。その後、糸状に製作した直径１．６ｍｍの無鉛ハンダ合金（ナノジョイン社製）約０．０３ｇを溶かしながら銀ペーストの焼結体上に厚さが約０．４ｍｍとなるように盛った。ここで用いた無鉛ハンダ合金の組成は、Ｓｎが９５．２重量％、Ａｇが３．８重量％、Ｃｕが１重量％で、その融点は２１５℃である。
【００６８】
次に、第２ステップとして、逆さにした給電端子の端子座面にフラックスを塗った。その後、ハンダごてで前述の糸無鉛ハンダ合金を溶かしながら、端子当たりの一つの座面に、厚さが約１ｍｍとなるように、約０．２ｇを盛った。従って、第１ステップと第２ステップの合計の無鉛ハンダ合金量は約０．２３ｇであり、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の量と第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の量の比は０．２であった。
【００６９】
さらに、第３ステップとして、第１ステップと第２ステップで加熱溶着した無鉛ハンダ合金を合わせて端子とガラスをクリップで固定し、ステインネル社製のヒーターを当ててハンダ付けを行った。このとき、ハンダ温度が約２３０℃になるようヒーターを調整した。
【００７０】
このようにして加熱接合した５つの給電端子の接合初期強度を測定した。その結果、市場で求められている値の８０Ｎを全て超えていることが確認された。
【００７１】
その後、冷熱サイクル試験後（１００サイクル）を実施し、その接合強度を調べたその結果は、市場で求められている値の８０Ｎを全て超えていた。また、塩水噴霧試験後（１００時間経過）の接合強度も実施した。その結果、市場で求められている値の８０Ｎを全て超えていた。
【００７２】
以上の結果、無鉛ハンダ合金を用いた場合でも、市場で求められている値の８０Ｎを超えていることを確認した。
［実施例３］
【００７３】
実施例１とほぼ同様の強化ガラス試料を準備した。第１ステップとして、銀ペーストの焼結体上に、一般的なフラックス（日本フィラーメタルズ社製NJ1）を薄く塗り広げた。その後、糸状に製作した直径１．６ｍｍの無鉛ハンダ合金（ナノジョイン社製）約０．３ｇを溶かしながら銀ペーストの焼結体上に厚さが約１．５ｍｍとなるように盛った。そのとき、栄信工業社製の超音波加熱子を約２秒間、稼動させた。ここで用いた無鉛ハンダ合金の組成は、Ｉｎが５１重量％、Ａｇが１重量％、Ｓｎが４８重量％であり、その融点は１１５℃であった。
【００７４】
次に、第２ステップとして、逆さにした給電端子の端子座面にフラックスを塗った。その後、ハンダごてで前述の糸無鉛ハンダ合金を厚さが約３ｍｍとなるように、約０．６ｇ盛った。従って、第１ステップと第２ステップの合計の無鉛ハンダ合金量は約０．９ｇであり、第１ステップにおける無鉛ハンダ合金の量と第２ステップにおける無鉛ハンダ合金の量の比は０．５であった。なお、上記に記載した以外の条件については、実施例１に準じた。
【００７５】
このようにして加熱接合した５つの給電端子の接合初期強度を測定した。その結果、市場で求められている値の８０Ｎを全て超えていることが確認された。
【００７６】
その後、冷熱サイクル試験後（１００サイクル）を実施し、その接合強度を調べたその結果は、市場で求められている値の８０Ｎを全て超えていた。また、塩水噴霧試験後（１００時間経過）の接合強度も実施した。その結果、市場で求められている値の８０Ｎを全て超えていた。
【００７７】
以上の結果、無鉛ハンダ合金を用いた場合でも、市場で求められている値の８０Ｎを超えていることを確認した。なお、接合強度はプッシュ・プルゲージで測定したため、明確な強度差を測定することはできなかったが、実施例１や実施例２での接合強度よりも強いと思われた。そこで、プッシュ・プルゲージを２００Ｎに設定し、初期強度の他、冷熱サイクル試験後（１００サイクル）や塩水噴霧試験後（１００時間経過）の接合強度も測定したが、それぞれ５個の試料とも２００Ｎを超えていた。
［比較例１］
【００７８】
実施例１とほぼ同様の条件で作製されたガラス試料を準備した。無鉛ハンダ合金については、Ｉｎが２５重量％、Ａｇが１重量％、Ｓｎが７４重量％で融点が１１５℃の無鉛ハンダ合金を用いた。実施例１と同様のハンダごてを用いた。また、ステップ１とステップ２を分けずに、ステップ２のみで行う、いわゆる従来の方法で行った。このとき、無鉛ハンダ合金の量は約０．５５ｇであった。その他の条件は、実施例１と同様の条件で行った。
【００７９】
このようにして加熱接合した５つの給電端子の接合初期強度を測定した。その結果、市場で求められている値の８０Ｎを全て超えていることが確認された。
【００８０】
その後、冷熱サイクル試験後（１００サイクル）を実施し、その接合強度を調べたその結果は、市場で求められている値の８０Ｎに対し、５個の試料中２個の試料が８０Ｎ以下であった。また、塩水噴霧試験後（１００時間経過）の接合強度も実施した。その結果、市場で求められている値の８０Ｎに対し、５個の試料中３個の試料が８０Ｎ以下であった。
［比較例２］
【００８１】
実施例２とほぼ同様の条件で作製されたガラス試料を準備した。無鉛ハンダ合金については、Ｓｎが９５重量％、Ａｇが１重量％、Ｃｕが４重量％で融点が２１６℃の無鉛ハンダ合金を用いた。また、ステップ１とステップ２を分けずに、ステップ２のみで行う、いわゆる従来の方法で行った。このとき、無鉛ハンダ合金の量は約０．４３ｇであった。その他の条件は、実施例２と同様の条件で行った。
【００８２】
このようにして加熱接合した５つの給電端子の接合初期強度を測定した。その結果、市場で求められている値の８０Ｎに対し、５個の試料中１個の試料が８０Ｎ以下であった。
【００８３】
その後、冷熱サイクル試験後（１００サイクル）を実施し、その接合強度を調べたその結果は、市場で求められている値の８０Ｎに対し、５個の試料中４個の試料が８０Ｎ以下であった。また、塩水噴霧試験後（１００時間経過）の接合強度も実施した。その結果、市場で求められている値の８０Ｎに対し、５個の試料中４個の試料が８０Ｎ以下であった。  
【符号の説明】
【００８４】
１  自動車用窓ガラス
２  黒色状セラミックス
３  銀ペーストの焼結体
４  第１ステップで付与された無鉛ハンダ合金
５  第２ステップで付与された無鉛ハンダ合金
６  給電端子
７  ヒーター（ハンダごて）
８  超音波加熱ヒーター（超音波ハンダごて）
９  ヒーター
１０  外部の給電素子との連結部分
１１  ガラスと付着する給電端子座
１２  糸状無鉛ハンダ合金
１３  溶融状態の無鉛ハンダ合金
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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