(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの表面上に導電コンポーネントを有する少なくとも１つのガラスのプライと、前記導電コンポーネントにはんだ接続部を介して電気的に接続される電気コネクタと、を備える車両グレイジングであって、前記接続部のはんだが、４０重量％〜７５重量％のインジウム、２０重量％〜６０重量％の錫、０．５重量％〜２重量％の銀、及び０．１重量％未満の鉛を含む組成を有し、前記電気コネクタが、前記はんだに接触するためのニッケルめっきされた接触部を有する、グレイジング。
【請求項２】
前記はんだが、０．０１重量％以上のニッケルを含む組成を有する、請求項１に記載のグレイジング。
【請求項３】
前記はんだが、０．０５重量％〜５重量％のニッケルを含む組成を有する、請求項２に記載のグレイジング。
【請求項４】
前記はんだが、０．０８重量％〜０．２重量％のニッケルを含む組成を有する、請求項３に記載のグレイジング。
【請求項５】
前記はんだが、６０重量％〜７５重量％のインジウムを含む組成を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のグレイジング。
【請求項６】
前記はんだが、０．１重量％〜５重量％の銅を含む組成を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のグレイジング。
【請求項７】
前記はんだが、０．１重量％〜２重量％の銅を含む組成を有する、請求項６に記載のグレイジング。
【請求項８】
４０重量％〜７５重量％のインジウム、２０重量％〜６０重量％の錫、０．５重量％〜２重量％の銀、０．０１重量％〜５重量％のニッケル、及び０．１重量％未満の鉛を含む組成を有する、車両グレイジング用はんだ。
【請求項９】
インジウムの含量が６０重量％〜７５重量％である、請求項８に記載の車両グレイジング用はんだ。
【請求項１０】
錫の含量が２７重量％〜３２重量％である、請求項８に記載の車両グレイジング用はんだ。
【請求項１１】
ニッケルの含量が０．０８重量％〜０．２重量％である、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の車両グレイジング用はんだ。
【請求項１２】
銅の含量が０．１重量％〜５重量％である、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の車両グレイジング用はんだ。
【請求項１３】
銀の含量が０．８重量％〜１．２重量％である、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の車両グレイジング用はんだ。
【請求項１４】
電気コネクタを、車両グレイジングにおけるガラスのプライの表面上の導電コンポーネントにはんだ付けするための、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の車両グレイジング用はんだの使用。
【請求項１５】
少なくとも１つの表面上に導電コンポーネントを有する少なくとも１つのガラスのプライと、前記導電コンポーネントにはんだ付けされる電気コネクタと、を備える車両グレイジングにおいて、前記はんだが、４０重量％〜７５重量％のインジウム、２０重量％〜６０重量％の錫、０．５重量％〜２重量％の銀、及び０．０１重量％〜５重量％のニッケル、を含む組成を有することを特徴とするグレイジング。
【請求項１６】
前記はんだが、０．０６重量％〜５重量％のニッケルを含む組成を有することを特徴とする請求項１５に記載のグレイジング。
【請求項１７】
前記電気コネクタが、前記はんだに接触するためのニッケルめっきされた接触部を備える、請求項１５又は１６に記載のグレイジング。
【請求項１８】
前記導電コンポーネントが、導電性の銀含有インクを備える、請求項１〜７、１５、１６及び１７のいずれか一項に記載のグレイジング。
【請求項１９】
車両グレイジングのガラスのプライの表面上の導電コンポーネントにはんだ接続部を介して電気的接続するための電気コネクタであって、前記接続部のはんだが、４０重量％〜７５重量％のインジウム、２０重量％〜６０重量％の錫、０．５重量％〜２重量％の銀、及び０．１重量％未満の鉛を含む組成を有し、前記電気コネクタは、前記はんだに接触するためのニッケルめっきされた接触部を有する、電気コネクタ。
【請求項２０】
４０重量％〜７５重量％のインジウム、２０重量％〜６０重量％の錫、０．５重量％〜２重量％の銀、及び０．１重量％未満の鉛を含む組成のはんだの使用であって、ニッケルめっきされた電気コネクタを、車両グレイジングのガラスのプライの表面上の導電コンポーネントに、はんだ付けするためのはんだの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、グレイジングに関し、より具体的には、グレイジングの表面上の導電コンポーネントと電気コネクタとの間をはんだ付けされた電気接続部を備えるグレイジングに関する。本発明は、また、斯かるグレイジングに用いる電気コネクタ、及び、グレイジングの表面上の導電コンポーネントにコネクタをはんだ付けするためのはんだ、に関する。
【背景技術】
【０００２】
グレイジング、特に車両グレイジングは、建物、より一般的には車両の配線ハーネスに対する電気的接続において、ガラスのプライの表面上に印刷された回路、又は、積層グレイジング内に固定されたワイヤ列等の導電コンポーネントを備え得る。斯かる回路は、曇りの除去若しくは氷結の除去を促進する加熱回路として、又は、アンテナ回路として使用される。
【０００３】
一般的に、電気的接続は、バスバーとして知られる導電基盤にはんだ付けされたコネクタから作製され、１枚のガラスの表面上に直接設けられ得、又は、不明りょう化バンド（obscuration band）として知られる、ガラス上に焼成して印刷されたバンド上に完全又は部分的に設けられ得る。バスバーは、典型的には、銀含有インクを用いて印刷される。従来より、バスバーとコネクタを接続するのに用いられるはんだは、鉛を含む。しかし、鉛は有害であることが知られており、また、鉛フリーはんだ使用を促す法的なはたらきかけが、産業界で増しつつある。
【０００４】
鉛フリーはんだは、例えば、特許文献１に開示される。特許文献１は、錫をベースとするはんだ（錫を重量で９０重量％まで含む）に関し、該はんだは、ビスマス、インジウム又はアンチモンから選択される機械的応力変性剤を含む。また、このはんだは銀及び／又は銅を含み得る。
【０００５】
特許文献２は、鉛フリーのはんだ合金を開示しており、このはんだ合金は、電気回路が取付けられた車両におけるはんだ付けに用いることができ、その合金は、実質的に、銀、インジウム（質量％で３〜５．５％で含む）、銅、錫でバランスされた任意のビスマスからなる。
【０００６】
特許文献３は、グレイジングとともに用いる、改良された電気コネクタを開示する。このコネクタの構造は、グレイジング内の導電コンポーネント間の接合を最大化するよう選択され、特に鉛フリーはんだとともに用いられる。
【０００７】
特許文献４は、錫、インジウム、銀及びビスマスを含む成分の混合物を含むはんだ組成物を開示し、この組成物は錫を３０〜８５％、インジウムを約１５〜６５％含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００４／０６８６４３号
【特許文献２】欧州特許第２１７７３０５号明細書
【特許文献３】国際公開第２００７／１１０６１２号
【特許文献４】国際公開第２００７／０２１３２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
残念ながら、多くの鉛フリーはんだは、使用時に問題を生じうる。特に、車両グレイジングにおいて生じやすい。なぜなら、斯かるはんだは、殆どの場合、グレイジングでの使用を意図しておらず、また、長期間の加速劣化試験や、腐食性化学物質（aggressive chemicals）を用いた広範な化学試験で、検証されないからである。より具体的には、グレイジングに用いられた、インジウム含有はんだの出願人らによる加速劣化試験では、高温若しくは高湿度での暴露試験、又は温度サイクル試験では、特に、性能の劣化を認めている。この劣化の結果は、はんだと電気コネクタとの間での、又ははんだとガラスのプライの表面に印刷された導電回路との間での、結合力の低下である。斯かる結合力の劣化の機構は明らかではないが、分析によると、はんだとコネクタ間の接触面での金属間層の形成（特にコネクタが銅含有の場合）、又は、はんだと導電回路間の接触面での金属間層の形成（特に回路が銀含有インクを用いて印刷される場合）が、原因となりうると示唆されている。亀裂は、加熱、及び／又は、湿度サイクルの後に、これらの接触面で生じるようである。
【００１０】
はんだとコネクタとの間の接触面の金属間層は、はんだの成分（例えば、インジウム）とコネクタの成分（例えば、銅）との間の反応の結果であると、（現時点では）考えられる。金属間層の形成は、また、米国のインジウム会社のアプリケーションノート（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｏｔｅｓ）でも指摘されている（例えば、インジウム／銅の金属間層）。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、先行技術の問題点に取り組み、解決手段を提供することにある。
【００１２】
従って、本発明は、第一の態様として、少なくとも１つの表面上に導電コンポーネントを有する少なくとも１つのガラスのプライと、前記導電コンポーネントにはんだ接続部を介して電気的に接続される電気コネクタと、を備えるグレイジングであって、前記接続部のはんだが、０．５重量％以上のインジウムを含む組成を有し、前記電気コネクタが、前記はんだに接触するための金属（好ましくはニッケル）めっきされた接触部を有する、グレイジングを提供することである。
【００１３】
驚くことに、ニッケルめっきされた接触部は、温度サイクル、高温保存又は湿潤サイクルでの結合間力の劣化が、低減するようである。これは非常に有利である。なぜなら、車両グレイジングでの電気的接続は、車両製造業者に受け入れられるために受けなければならない試験が非常に広範にあり、また、実用的に要求される耐久性も非常に高いためである。
【００１４】
前記はんだは、０．０１重量％以上のニッケル、好適には０．０１重量％〜５重量％のニッケル、より好適には０．０５重量％〜５重量％のニッケルを含む組成を有するのが好適である。これは非常に有利である。なぜなら、ニッケル含有はんだは、接続部の耐久性を更に改善するようであるからである。斯かる性質がどう生じるかは、明らかではないが、現時点では、出願人らは、はんだ中にニッケルが存在すると、コネクタのニッケルめっき部の孔が、ブロックされる効果があり、それにより特に長期間の試験後で、接続部の耐久性が更に向上するものと思料しており、かかる効果は、ニッケルめっき部の孔を介するコネクタはんだ金属間層の形成が、低減されることによると思料している。
【００１５】
はんだが、０．０６重量％〜５重量％のニッケル又は０．０５重量％〜２重量％のニッケル、好適には０．０５重量％〜１重量％のニッケル、より好適には０．０５重量％〜０．５重量％のニッケル、最も好適には０．０８重量％〜０．２重量％ニッケルを含むことが好適である。
【００１６】
はんだは、０．１重量％〜２重量％の銅、より好適には０．１重量％〜１重量％の銅を含むことが好適である。はんだにおける銅のより好適な範囲は、０．２重量％〜０．９重量％であり、特に０．２重量％〜０．８重量％である。
【００１７】
驚くことに、はんだ内に銅が存在すると、特に、温度サイクル又は湿潤／温度試験後での結合力が向上すると考えられる。これは、はんだ内に銅が存在すると、金属間層の形成が増加し、それゆえ斯かる問題が増加するのであろうとの（本発明の先行発明の）見解に反するものである。
【００１８】
はんだは、０．１重量％未満の鉛（例えば、鉛フリー）の組成を有することが好適である。はんだへは、意図的な鉛添加をしないことが好適である。
【００１９】
本発明のはんだは、０．１重量％〜５重量％の銀、好適には０．１重量％以上又は０．５重量％以上の銀、より好適には０．５重量％〜２重量％の銀、最も好適には０．８重量％〜１．２重量％の銀を含みうる。
【００２０】
はんだは、好適には５重量％〜７５重量％のインジウム、５重量％〜９４重量％の錫、および０．１重量％〜５重量％の銀、を含む組成を有する。
【００２１】
好適には、はんだは、２０重量％〜７５重量％のインジウム、より好適には４０重量％〜７５重量％のインジウム、最も好適には６０重量％〜７５重量％のインジウムを含む。
【００２２】
はんだは、好適には２０重量％〜６０重量％の錫、より好適には２０重量％〜４０重量％の錫、２０重量％〜３５重量％の錫、２５重量％〜３５重量％の錫、最も好適には２７重量％〜３２重量％の錫を含む。
【００２３】
驚くことに、はんだ内にニッケルが存在すると、温度サイクル／低温結合力問題の低減について、有利になり得るとわかりつつある。
【００２４】
それゆえ、第二の態様として、本発明は、１４重量％〜７５重量％のインジウム、１４重量％〜７５重量％の錫、０．１重量％〜５重量％の銀、０．０１重量％〜５重量％のニッケル、および０．１重量％未満の鉛を含む組成を有する、はんだを提供する。
【００２５】
第二の態様に関して、はんだは、好適には２０重量％〜７５重量％のインジウム、より好適には４０重量％〜７５重量％のインジウム、最も好適には６０重量％〜７５重量％のインジウムを含む。
【００２６】
第二の態様のはんだについて、はんだが、好適には２０重量％〜６０重量％の錫、より好適には２０重量％〜４０重量％の錫、２０重量％〜３５重量％の錫、２５重量％〜３５重量％の錫、最も好適には２７重量％〜３２重量％の錫を含む。
【００２７】
また、本発明の第二の態様のはんだは、０．０６重量％〜５重量％のニッケル又は０．０５重量％〜２重量％のニッケル、好適には０．０５重量％〜１重量％のニッケル、より好適には０．０５重量％〜０．５重量％のニッケル、最も好適には０．０８重量％〜０．２重量％のニッケルを含むのが好ましい。
【００２８】
本発明の第二の態様のはんだは、好適には０．２重量％〜２重量％の銀、より好適には０．５重量％〜１．５重量％の銀、最も好適には０．８重量％〜１．２重量％の銀を含む。
【００２９】
本発明の第二の態様のはんだについて、コネクタと導電回路との間おける、特に、コネクタとガラスのプライの表面上に印刷された回路との間における電気的接続を提供するための、使用が見出された。
【００３０】
従って、本発明は、第三の態様として、好適に、電気コネクタをガラスのプライの表面上の導電コンポーネントにはんだ付けするための、先の請求項のいずれか一項に記載されたはんだの使用を提供する。
【００３１】
本発明は、第四の態様として、少なくとも１つの表面上に導電コンポーネントを有する少なくとも１つのガラスのプライと、前記導電コンポーネントにはんだ付けされる電気コネクタと、を備えるグレイジング（好適には車両グレイジング）において、前記はんだが、１４重量％〜７５重量％のインジウム、１４重量％〜７５重量％の錫、０．１重量％〜５重量％の銀、および０．０１重量％〜５重量％のニッケルを含む組成を有することを特徴とする、グレイジング（好適には車両グレイジング）を提供する。
【００３２】
本発明の第二の態様のはんだの好適な特徴は、第４の態様のグレイジングで用いられるはんだとしても適用できる。
【００３３】
本発明のグレイジングでは、導電コンポーネントが、導電性の銀含有インクを有するのが好適である。斯かる導電コンポーネントは、一般的に、少なくとも１つのガラスのプライの表面上に、斯かる銀含有インクを用いて印刷するコンポーネントであり得る。
【００３４】
本発明は、第五の態様として、はんだ接続部を介してガラスのプライの表面上の導電コンポーネントに電気的接続するための電気コネクタであって、前記接続部のはんだが、０．５重量％以上のインジウムを含む組成を有し、前記電気コネクタは、はんだ接触用のニッケルめっきされた接触部を有する、電気コネクタを提供する。
【００３５】
本発明は、第六の態様として、０．５重量％以上のインジウムを含む組成を有するはんだの使用であって、ニッケルめっきされた電気コネクタを、ガラスのプライの表面上の導電コンポーネントにはんだ付けするための、はんだの使用を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明は、実施例により説明される。
【実施例１】
【００３７】
実施例１では、表１に記載の各種組成のはんだを用いて、車両グレイジングのガラスプライ表面上のバスバー（銀フリット）を、ブラケット形状を有する銅系のコネクタに接続した。前記コネクタは、ニッケル又は錫でめっきした。はんだ２〜４は、銅含有はんだである。はんだ１は、ニッケル含有はんだである。
コネクタに対するはんだ接続部を、次の加速劣化試験に供した。：
Ｘ、Ｙ、及びＺ方向（ここで、Ｚはガラス表面に対して垂直方向を指す）の端子曲げ（初期引抜き）；
８５℃、相対湿度９５％で１００時間の、高温及び高湿試験；
塩水噴霧（３サイクル）；
接続部を試験化学薬品（液体）に２時間液浸することによる、他の化学薬品試験。
試験化学薬品は、０．１Ｎ硫酸、０．１Ｎ水酸化ナトリウム、ガソリン、ガスオイル／ディーゼル燃料、灯油、エンジン冷却液、および窓洗浄液であった。
試験後、接続部の強度は、ガラス表面に対し垂直方向（ＸとＹの曲げ試験を除く）での速度制御された引張試験によって決定された。ピークの力を測定した。結果は、表２、表３及び表４に、Ｎ表記の強度で記載している。
【００３８】
【表１】
0006008945.tif 000002
【００３９】
【表２】
0006008945.tif 000003
【００４０】
【表３】
0006008945.tif 000004
【００４１】
【表４】
0006008945.tif 000005
【００４２】
表２、表３及び表４から明らかなように、ニッケルめっきしたコネクタを用いると、１００時間の高温／高湿試験及び化学薬品液浸試験、特にアルカリ溶液での化学薬品液浸試験の後においても、斯かる接続部での強度は有意に保持される。
【００４３】
実施例２では、表５に記載の多くのはんだを、実施例１と同様にコネクタをガラス表面上のバスバーへ接続するのに用いた。前記はんだ接続部は、以下のように、試験に供されて、接続強度が実施例１と同様に決定された：
Ｚ方向の初期引張力；
５００回の温度サイクル（−３０℃２９分間、２０℃１分間、８０℃２９分間、２０℃１分間）；
高温（８０℃）及び高湿（相対湿度９５％）で３６０時間及び７２０時間；
高温（１００℃）で１０００時間；
低温（−３０℃）で１０００時間。
【００４４】
表６及び表７のとおり、錫又はニッケルでめっきをしたコネクタについての、はんだ５〜７の結果が表示されている。また、（錫又はニッケルめっきについての）はんだ１〜４の結果も、表６及び７に表示している。
【００４５】
ニッケルでめっきされた接触部を使用すると、広範な試験の後でも、接続部の強度で顕著な改善を認める。長期間におよぶ高温試験の後で特に顕著な結果である。
【００４６】
【表５】
0006008945.tif 000006
【００４７】
【表６】
0006008945.tif 000007
【００４８】
【表７】
0006008945.tif 000008