DE102017003977A1

DE102017003977A1 - Housing component for an electronic device, method for manufacturing the housing component and electronic device with the housing component

Info

Publication number: DE102017003977A1
Application number: DE102017003977.1A
Authority: DE
Inventors: Ali-Haydar Ok; Marinko Žalac; Detlef Peter
Original assignee: eSolutions GmbH
Current assignee: eSolutions GmbH
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2018-10-25

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäusebauteils für ein elektronisches Gerät beschrieben, wobei das Gehäusebauteil eine Wand aus einem elektrisch leitenden Material mit einer auf einer Innenseite der Wand vorgesehenen Vertiefung umfasst. Das Verfahren umfasst ein Einbringen eines die Wand elektrisch kontaktierenden Metallvolumens in zumindest einen Teil der Vertiefung mittels Metall-Pulver-Auftrags und ein Aufbringen einer Kontaktmetallschicht zur elektrischen Kontaktierung des Metallvolumens. Ferner werden ein Gehäusebauteil und ein elektronisches Gerät beschrieben.A method is described for producing a housing component for an electronic device, wherein the housing component comprises a wall of an electrically conductive material with a recess provided on an inner side of the wall. The method comprises introducing a metal volume which electrically contacts the wall into at least one part of the recess by means of metal powder application and applying a contact metal layer for electrical contacting of the metal volume. Furthermore, a housing component and an electronic device will be described.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet der elektronischen Geräte. Konkret werden ein zuverlässig elektrisch kontaktierbares Gehäusebauteil für ein elektronisches Gerät, ein Verfahren zur Herstellung des Gehäusebauteils sowie ein elektronisches Gerät mit dem Gehäusebauteil vorgestellt.The present disclosure relates generally to the field of electronic devices. Specifically, a reliable electrically contactable housing component for an electronic device, a method for producing the housing component and an electronic device with the housing component are presented.

Hintergrundbackground

In der Elektronik verbindet man üblicherweise verschiedene elektronische Bauteile eines Geräts mittels eines gemeinsamen elektrischen Leiters, um ein gemeinsames Potenzial auszubilden, das auch als Masse-Potenzial (oder einfach als „Masse“) bezeichnet wird.In electronics, one usually connects various electronic components of a device by means of a common electrical conductor to form a common potential, which is also referred to as ground potential (or simply as "ground").

Bei vielen elektronischen Geräten wird ein elektrisch leitendes Gehäuse des Geräts gemeinsam mit den darin verbauten elektronischen Bauteilen auf Masse gebracht. Allgemein besteht hier eine Herausforderung darin, einerseits eine gute elektrische Anbindung an das Gehäuse zu schaffen, während die Geräteabmessungen gering gehalten werden.In many electronic devices, an electrically conductive housing of the device is grounded together with the electronic components installed therein. In general, a challenge here is to provide a good electrical connection to the housing while keeping the dimensions of the device small.

Die Druckschrift DE 10 2004 047 357 A1 offenbart eine Metallisierung, die zur elektrischen Abschirmung auf einer Oberfläche eines nicht leitenden, als Gehäuseschale ausgebildeten Substrats mittels Kaltgasspritzens aufgebracht ist.The publication DE 10 2004 047 357 A1 discloses a metallization, which is applied for electrical shielding on a surface of a non-conductive, formed as a housing shell substrate by means of cold gas spraying.

Kurzer AbrissShort outline

Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäusebauteil bereitzustellen, das eine kompakte Geometrie aufweist und eine zuverlässige elektrische Kontaktierung gewährleistet. Des Weiteren sind ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gehäusebauteils sowie ein elektronisches Gerät mit diesem Gehäusebauteil anzugeben.The present disclosure has for its object to provide a housing component, which has a compact geometry and ensures reliable electrical contact. Furthermore, a method for producing such a housing component as well as an electronic device with this housing component are to be specified.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäusebauteils für ein elektronisches Gerät angegeben, wobei das Gehäusebauteil eine Wand aus einem elektrisch leitenden Material mit einer auf einer Innenseite der Wand vorgesehenen Vertiefung umfasst. Das Verfahren umfasst ein Einbringen eines die Wand elektrisch kontaktierenden Metallvolumens in zumindest einen Teil der Vertiefung mittels Metall-Pulver-Auftrags und ferner ein Aufbringen einer Kontaktmetallschicht zur elektrischen Kontaktierung des Metallvolumens.According to a first aspect, a method for manufacturing a housing component for an electronic device is specified, wherein the housing component comprises a wall of an electrically conductive material with a recess provided on an inner side of the wall. The method comprises introducing a volume of metal which electrically contacts the wall into at least one part of the recess by means of metal powder application and furthermore applying a contact metal layer for electrical contacting of the metal volume.

Die Vertiefung kann mittels eines zerspanenden Verfahrens wie Bohren, Drehen, Fräsen oder Schleifen in der Wand ausgebildet sein. Die Vertiefung kann auch über andere Verfahren wie Pressen oder Laserablation ausgebildet sein. Die Vertiefung kann auch bei der Herstellung der Wand (beispielsweise als Metallgussbauteil) ausgebildet werden.The recess may be formed by a machining process such as drilling, turning, milling or grinding in the wall. The recess may also be formed by other methods such as pressing or laser ablation. The recess can also be formed during the production of the wall (for example as a metal casting component).

Die Innenseite der Wand kann in Richtung einer einzuhausenden Elektronikbaugruppe des elektronischen Geräts weisen. Weist das Gehäusebauteil einen nicht-planaren Verlauf auf, kann die Innenseite von einer konkav ausgebildeten Gehäuseseite definiert sein.The inside of the wall may point towards an electronic assembly of the electronic device to be incorporated. If the housing component has a non-planar profile, the inside can be defined by a concave housing side.

Beim Metall-Pulver-Auftrag kann ein metallischer Werkstoff in Pulverform mit hoher Geschwindigkeit in die Vertiefung eingebracht werden, so dass die Werkstoffpartikel bei ihrem Aufprall auf der Wand eine dichte und fest haftende (insbesondere mit der Wand verschweißte) Schicht bilden, ohne dass das Metallpulver notwendigerweise vorher an- oder aufgeschmolzen werden muss. Die Werkstoffpartikel werden hierzu üblicherweise über einen expandierten und beheizten Gasstrahl beschleunigt. Beim Kaltgasspritzen wird als Prozessgas beispielsweise Stickstoff, Helium oder Luft verwendet. Es ist jedoch auch die Verwendung anderer Gase wie beispielsweise Wasserdampf möglich. Natürlich kann das Metallpulver auch auf andere Weise in die Vertiefung eingebracht werden, um darin ein dichtes, fest haftendes und gut kontaktierbares Metallvolumen auszubilden.In metal powder application, a metallic material in powder form can be introduced into the recess at high speed, so that the material particles form a dense and firmly adhering (in particular welded to the wall) layer on impacting the wall, without the metal powder necessarily before or must be melted. For this purpose, the material particles are usually accelerated via an expanded and heated gas jet. In cold gas spraying, for example, nitrogen, helium or air is used as the process gas. However, it is also possible to use other gases such as water vapor. Of course, the metal powder can also be introduced into the recess in other ways in order to form therein a dense, firmly adhering and readily contactable metal volume.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Gehäusebauteil für ein elektronisches Gerät angegeben. Das Gehäusebauteil umfasst eine Wand aus einem elektrisch leitenden Material mit einer Innenseite und ein die Wand elektrisch kontaktierendes Metallvolumen, das zumindest einen Teil einer Vertiefung in der Wand ausfüllt und mittels Metall-Pulver-Auftrags in die Vertiefung eingebracht ist. Ferner umfasst das Gehäusebauteil eine das Metallvolumen elektrisch kontaktierende Kontaktmetallschicht. According to a second aspect, a housing component for an electronic device is specified. The housing component comprises a wall of an electrically conductive material having an inner side and a metal volume electrically contacting the wall, which fills at least part of a depression in the wall and is introduced into the recess by means of metal powder application. Furthermore, the housing component comprises a contact metal layer electrically contacting the metal volume.

Das Gehäusebauteil kann ferner eine metallische Diffusionsbarriere, die zwischen dem Metallvolumen und der Kontaktmetallschicht angeordnet ist, umfassen. Die Diffusionsbarriere kann eine Materialdiffusion zwischen dem Metallvolumen und der Kontaktmetallschicht verhindern. Die Diffusionsbarriere kann mittels Metall-Pulver-Auftrags aufgebracht sein. Die Diffusionsbarriere kann Nickel umfassen. Die Diffusionsbarriere kann eine Schichtdicke von 0,1 µm bis 100 µm, insbesondere eine Schichtdicke von 1 µm bis 20 µm, aufweisen.The housing member may further include a metallic diffusion barrier disposed between the metal volume and the contact metal layer. The diffusion barrier can prevent material diffusion between the metal volume and the contact metal layer. The diffusion barrier can be applied by means of metal powder application. The diffusion barrier may comprise nickel. The diffusion barrier may have a layer thickness of 0.1 μm to 100 μm, in particular a layer thickness of 1 μm to 20 μm.

Das Metallvolumen kann Kupfer und/oder Nickel umfassen. Das Metallvolumen kann in einer Richtung senkrecht zur Innenseite der Wand eine Schichtdicke von 0,1 mm bis 5 mm, insbesondere eine Schichtdicke von 0,5 mm bis 2 mm, aufweisen.The metal volume may include copper and / or nickel. The metal volume can have a layer thickness of 0.1 mm to 5 mm, in particular a layer thickness of 0.5 mm to 2 mm, in a direction perpendicular to the inside of the wall.

Die Kontaktmetallschicht kann zumindest einen der folgenden Werkstoffe umfassen: Gold, Platin, Palladium und Legierungen umfassend zumindest eines dieser Metalle. Die Kontaktmetallschicht kann eine Schichtdicke von 10 nm bis 10 µm, insbesondere eine Schichtdicke von 100 nm bis 1 µm, aufweisen. The contact metal layer may comprise at least one of the following materials: gold, platinum, palladium, and alloys comprising at least one of these metals. The contact metal layer may have a layer thickness of 10 nm to 10 .mu.m, in particular a layer thickness of 100 nm to 1 .mu.m.

Die Wand kann zumindest einen der folgenden Werkstoffe umfassen: Aluminium, Edelstahl, Magnesium und Legierungen umfassend zumindest eines dieser Metalle.The wall may comprise at least one of the following materials: aluminum, stainless steel, magnesium and alloys comprising at least one of these metals.

Eine Oberfläche des Metallvolumens oder der Kontaktmetallschicht kann im Wesentlichen parallel zu einer Oberfläche eines an die Vertiefung angrenzenden Bereichs der Wand verlaufen. Die Oberfläche des Metallvolumens oder der Kontaktmetallschicht kann ausgebildet sein, einen Oberflächenverlauf der Wand fluchtend fortzusetzen.A surface of the metal volume or the contact metal layer may be substantially parallel to a surface of a portion of the wall adjacent to the recess. The surface of the metal volume or the contact metal layer may be formed to continue a surface course of the wall in alignment.

Eine Oberfläche eines an die Vertiefung angrenzenden Bereichs der Wand kann eine elektrisch isolierende Schicht aufweisen. Die elektrisch isolierende Schicht kann mittels Passivierung ausgebildet sein. Die Passivierung kann beispielsweise mittels Aussetzens an Luft, Eloxieren oder Chromatisierung erfolgen. Die elektrisch isolierende Schicht kann ein Oxid, insbesondere ein Oxid eines Materials der Wand wie Aluminiumoxid, Chromoxid oder Magnesiumoxid, sein.A surface of a portion of the wall adjacent to the recess may include an electrically insulating layer. The electrically insulating layer may be formed by passivation. The passivation can be done, for example, by exposure to air, anodizing or chromating. The electrically insulating layer may be an oxide, in particular an oxide of a material of the wall, such as aluminum oxide, chromium oxide or magnesium oxide.

Gemäß einem dritten Aspekt wird ein elektronisches Gerät angegeben. Das elektronische Gerät umfasst ein Gehäuse mit einem Gehäusebauteil und eine in dem Gehäuse angeordnete Elektronikbaugruppe. Ferner umfasst das elektronische Gerät ein Kontaktelement, das ausgebildet ist, die Elektronikbaugruppe mit der Kontaktmetallschicht des Gehäusebauteils elektrisch zu verbinden.According to a third aspect, an electronic device is specified. The electronic device comprises a housing with a housing component and an electronics assembly arranged in the housing. Furthermore, the electronic device comprises a contact element which is designed to electrically connect the electronic module to the contact metal layer of the housing component.

Die Elektronikbaugruppe kann wenigstens eine Platine (z. B. wenigstens ein Printed Circuit Board, PCB) und darauf angeordnete elektronische Komponenten umfassen. Das Gehäuse kann im Wesentlichen (z. B. bis auf aus dem Gehäuse heraus führende Kontakte) geschlossen sein. Das Gehäuse kann neben dem vorstehend beschriebenen Gehäusebauteil wenigstens ein weiteres Gehäusebauteil umfassen. Das wenigstens eine weitere Gehäusebauteil kann als Anzeigeeinheit des elektronischen Geräts ausgebildet sein oder eine solche Anzeigeeinheit umfassen.The electronics package may include at least one board (eg, at least one printed circuit board, PCB) and electronic components disposed thereon. The housing may be substantially closed (eg, except for contacts leading out of the housing). The housing may comprise at least one further housing component in addition to the housing component described above. The at least one further housing component may be formed as a display unit of the electronic device or comprise such a display unit.

Das Kontaktelement kann elastische Eigenschaften aufweisen. So kann das Kontaktelement beispielsweise ausgebildet sein, sich bei einer Bewegung der Elektronikbaugruppe bezüglich des Gehäuses zu verformen. Das Kontaktelement kann eine Spiralfeder, eine Blattfeder oder einen elektrisch leitenden Schaumstoff umfassen.The contact element may have elastic properties. For example, the contact element can be designed to deform with respect to the housing during a movement of the electronic assembly. The contact element may comprise a spiral spring, a leaf spring or an electrically conductive foam.

Die Elektronikbaugruppe kann einen Massekontakt umfassen. Elektronische Bauteile der Baugruppe können mit diesem Massekontakt elektrisch verbunden sein. Das Kontaktelement kann den Massekontakt der Elektronikbaugruppe elektrisch mit der Kontaktmetallschicht des Gehäusebauteils verbinden. Auf diese Weise kann das Gehäuse auf Massepotenzial gelegt werden.The electronics assembly may include a ground contact. Electronic components of the assembly may be electrically connected to this ground contact. The contact element may electrically connect the ground contact of the electronics package to the contact metal layer of the package component. In this way, the housing can be set to ground potential.

Bei dem elektronischen Gerät kann es sich um ein Smartphone oder um einen Tablet-Computer handeln.The electronic device may be a smartphone or a tablet computer.

Figurenlistelist of figures

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den Figuren. Es zeigen:

1 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines Gehäusebauteils;
2 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Gehäusebauteils;
3 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Gehäusebauteils;
4 eine Aufsicht auf einen Teil eines Ausführungsbeispiel eines elektronischen Geräts; und
5 eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 4 entlang der Linie A-A in 4.

Further advantages, details and features of the present disclosure will become apparent from the following description of exemplary embodiments and from the figures. Show it:

1 a flowchart of an embodiment of a method for manufacturing a housing component;
2 a sectional view of a first embodiment of a housing component;
3 a sectional view of a second embodiment of a housing component;
4 a plan view of a portion of an embodiment of an electronic device; and
5 a sectional view of the embodiment according to 4 along the line AA in 4 ,

Ausführliche BeschreibungDetailed description

1 zeigt ein Flussdiagramm 10 eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines Gehäusebauteils für ein elektronisches Gerät. Bei dem elektronischen Gerät kann es sich um ein Smartphone oder einen Tablet-Computer handeln. Bei derartigen Geräten besteht ein besonderes Interesse an einer kompakten Gehäuseform, wobei gleichzeitig eine zuverlässige elektrische Kontaktierbarkeit an einer Innenseite des Gehäuses gewährleistet werden muss. 1 shows a flowchart 10 An embodiment of a method for producing a housing component for an electronic device. The electronic device may be a smartphone or a tablet computer. In such devices, there is a particular interest in a compact housing form, at the same time a reliable electrical contactability must be ensured on an inner side of the housing.

In einem optionalen ersten Schritt 12 wird eine Vertiefung auf einer Innenseite einer Wand des Gehäusebauteils ausgebildet. Das Gehäusebauteil besteht aus einem metallischen Werkstoff wie Aluminium. Die Vertiefung kann mittels eines zerspanenden Verfahrens wie Bohren, Drehen, Fräsen oder Schleifen ausgebildet werden. Die Vertiefung kann auch über andere Verfahren wie Pressen oder Laserablation ausgebildet werden. Alternativ hierzu kann die Vertiefung bei der Herstellung der Wand ausgebildet werden. Wird die Wand beispielsweise als Gussteil hergestellt, so kann eine entsprechende Gussform der Wand einen Vorsprung aufweisen, der im Metallguss die Vertiefung formt. Die Wand hat typischerweise eine Wandstärke von ungefähr 1 mm bis 5 mm in einem von der Vertiefung beabstandeten Bereich und eine geringere Wandstärke von ungefähr 0,3 mm bis 3 mm im Bereich der Vertiefung.In an optional first step 12 a recess is formed on an inner side of a wall of the housing component. The housing component consists of a metallic material such as aluminum. The recess can be formed by a machining process such as drilling, turning, milling or grinding. The recess can also be formed by other methods such as pressing or laser ablation. Alternatively, the recess may be formed in the manufacture of the wall. If the wall is produced, for example, as a cast part, then a corresponding casting mold of the wall can have a projection, which in the Metal casting molds the well. The wall typically has a wall thickness of about 1 mm to 5 mm in a region spaced from the depression and a smaller wall thickness of about 0.3 mm to 3 mm in the region of the depression.

Die Vertiefung kann im Wesentlichen zylindrisch oder in Form einer/eines auf dem Kopf stehenden Pyramide/Konus mit einer beliebig geformten Grundfläche ausgebildet werden. Die Grundfläche kann eine Größe im Bereich zwischen ungefähr 1 mm² bis 5 cm², insbesondere zwischen ungefähr 5 mm² und 1 cm² aufweisenThe recess may be formed substantially cylindrical or in the form of an upside-down pyramid / cone having an arbitrarily shaped base. The base may have a size in the range between about 1 mm ² to 5 cm ² , in particular between about 5 mm ² and 1 cm ²

In einem zweiten Schritt 14 wird ein Metallvolumen in zumindest einen Teil der Vertiefung mittels Metall-Pulver-Auftrags eingebracht. Dabei wird ein metallischer Werkstoff in Pulverform mit hoher Geschwindigkeit derart in die Vertiefung eingebracht, dass die Werkstoffpartikel bei ihrem Aufprall auf der Wand eine dichte, fest haftende und insbesondere mit dem Wandmaterial verschweißte Schicht bilden, ohne dass die Partikel vorher an- oder aufgeschmolzen werden müssen. Die Werkstoffpartikel werden beim Aufprall stark plastisch verformt. An Grenzflächen zwischen benachbarten Werkstoffpartikeln und/oder Werkstoffpartikeln und der Wand entstehen lokal Drücke von mehr als 10 GPa und Temperaturen bis zu 1000°C. Dabei entsteht eine starke Bindung zwischen neu aufgebrachten Werkstoffpartikeln und der Wand oder bereits zuvor aufgebrachten Werkstoffpartikeln.In a second step 14 a metal volume is introduced into at least a part of the recess by means of metal powder application. In this case, a metallic material in powder form is introduced into the recess at high speed in such a way that the material particles form a dense, firmly adhering and, in particular, welded layer with the wall material, without the particles having to be previously melted or fused , The material particles are strongly plastically deformed on impact. At interfaces between adjacent material particles and / or material particles and the wall locally generate pressures of more than 10 GPa and temperatures up to 1000 ° C. This creates a strong bond between newly applied material particles and the wall or previously applied material particles.

Der Metall-Pulver-Auftrag kann durch Kaltgasspritzen erfolgen. Dabei wird ein metallischer Werkstoff wie Kupfer in Pulverform mittels eines Prozessgases mit hoher Strömungsgeschwindigkeit in die Vertiefung eingebracht, so dass die Pulverpartikel bei ihrem Aufprall auf der Wand eine dichte und fest haftende Schicht bilden. Beim Kaltgasspritzen wird als Prozessgas üblicherweise Stickstoff, Helium oder Luft verwendet. Es sind jedoch auch andere Gase wie beispielsweise Heißdampf verwendbar.The metal powder application can be done by cold gas spraying. In this case, a metallic material such as copper in powder form is introduced into the depression by means of a process gas at high flow velocity, so that the powder particles form a dense and firmly adhering layer when they impact the wall. In cold gas spraying, the process gas used is usually nitrogen, helium or air. However, other gases such as superheated steam are also usable.

Metall-Pulver-Auftrag hat unter anderem den Vorteil, dass ein zuverlässig kontaktierbares Metallvolumen in die Vertiefung eingebracht werden kann und sich dort mit der Wand mechanisch und elektrisch verbindet. So kann eine kompakte Kontaktgeometrie erstellt werden, die (zumindest teilweise) in der Wand versenkt ist. Ferner wird beim Metall-Pulver-Auftrag ein Aufwärmen der Wand reduziert, da hierbei das einzubringende Material nicht an- oder aufgeschmolzen werden muss. Das Metallvolumen kann so eingebracht werden, dass das Metallvolumen im Wesentlichen die gesamte Vertiefung ausfüllt.Metal powder application has the advantage, inter alia, that a reliably contactable volume of metal can be introduced into the depression and there joins mechanically and electrically to the wall. So a compact contact geometry can be created, which is (at least partially) sunk in the wall. Furthermore, in the case of metal powder application, the wall is warmed up, since in this case the material to be introduced does not have to be melted or melted. The metal volume can be introduced so that the metal volume fills substantially the entire recess.

Als ein optionaler weiterer Schritt kann das eingebrachte Metallvolumen anschließend beispielsweise mittels Schleifens, Fräsens, Bohrens oder Laserablation nachbearbeitet werden. Die Form des Metallvolumens kann dabei so geändert werden, dass eine Oberfläche des Metallvolumens im Wesentlichen parallel zu einer Oberfläche eines an die Vertiefung angrenzenden Bereichs der Wand verläuft. Die Form kann insbesondere so geändert werden, dass die Oberfläche des Metallvolumens mit der Oberfläche des an die Vertiefung angrenzenden Bereichs der Wand fluchtet. Alternativ hierzu kann die Form so geändert werden, dass die Oberfläche des Metallvolumens bezüglich des angrenzenden Wandbereichs versenkt ist.As an optional further step, the introduced metal volume can subsequently be reworked, for example by means of grinding, milling, boring or laser ablation. The shape of the metal volume can be changed so that a surface of the metal volume is substantially parallel to a surface of a region of the wall adjacent to the recess. In particular, the mold may be changed so that the surface of the metal volume is flush with the surface of the wall adjacent the recess. Alternatively, the shape may be changed so that the surface of the metal volume is recessed with respect to the adjacent wall portion.

In einem weiteren Schritt 16 wird eine das Metallvolumen elektrisch kontaktierende Kontaktmetallschicht auf dem ggf. nachbearbeiteten Metallvolumen aufgebracht. Die Kontaktmetallschicht wird beispielsweise chemisch, galvanisch oder mittels Vakuumaufdampfens aufgebracht. Die Kontaktmetallschicht kann auch auf ggf. frei liegenden Innenflächen der Vertiefung und/oder auf benachbarte Wandbereiche aufgebracht werden. Die Kontaktmetallschicht kann so aufgebracht werden, dass sie im Wesentlichen mit der Oberfläche des an die Vertiefung angrenzenden Bereichs der Wand fluchtet.In a further step 16 a contact metal layer electrically contacting the metal volume is applied to the optionally reworked metal volume. The contact metal layer is applied, for example, chemically, galvanically or by means of vacuum vapor deposition. The contact metal layer can also be applied to possibly exposed inner surfaces of the depression and / or to adjacent wall regions. The contact metal layer may be applied so as to be substantially flush with the surface of the portion of the wall adjacent the recess.

Das Metallvolumen und/oder die Kontaktmetallschicht können (ggf. nach einer Nachbearbeitung) einen Oberflächenverlauf der Innenseite der Wand fortsetzen. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass das Gehäusebauteil keine Erhebung aus der Wand ausbildet, was einer geringen Gesamtbaugröße zuträglich ist.The metal volume and / or the contact metal layer can (if necessary after a post-processing) continue a surface profile of the inside of the wall. This has, inter alia, the advantage that the housing component does not form a survey from the wall, which is conducive to a small overall size.

Zum Herstellen einer Vielzahl von Kontaktbereichen in einem einzigen Gehäusebauteil können die Schritte 12, 14 und 16 jeweils für alle Kontaktbereiche gemeinsam durchgeführt werden. So werden beispielsweise erst die Vertiefungen für alle Kontaktbereiche ausgebildet, bevor in alle Vertiefungen (ggf. gleichzeitig) jeweils ein Metallvolumen eingebracht wird. Dadurch wird ein Wechsel von Werkzeugen minimiert. Alternativ hierzu können die Schritte 12, 14 und 16 individuell für jeden Kontaktbereich durchgeführt werden. Dadurch wird ein Zeitabstand zwischen individuellen Metall-Pulver-Auftrag-Prozessen vergrößert und ein Aufheizen des Gehäusebauteils vermindert.For producing a plurality of contact areas in a single housing component, the steps 12 . 14 and 16 be carried out together for all contact areas. Thus, for example, only the depressions are formed for all contact areas before each of the wells (possibly simultaneously) a metal volume is introduced. This minimizes tool changes. Alternatively, the steps 12 . 14 and 16 be carried out individually for each contact area. As a result, a time interval between individual metal powder application processes is increased and heating of the housing component is reduced.

2 zeigt eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Gehäusebauteils 20, wie es beispielsweise unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens hergestellt wurde. 2 shows a sectional view of a first embodiment of a housing component 20 as produced, for example, using the method described above.

Das Gehäusebauteil 20 weist eine Wand 22 aus einem elektrisch leitenden Material wie Aluminium mit einer Vertiefung 24 auf. Die Vertiefung 24 weist im Ausführungsbeispiel eine Kreiszylinderform auf, deren Zylinderachse und Mantellinien senkrecht zu einer Oberfläche 23 der Wand 22 orientiert sind. Die Vertiefung 24 kann alternativ hierzu andere Formen wie beispielsweise die eines allgemeinen Zylinders, eines Quaders oder eines Trichters aufweisen.The housing component 20 has a wall 22 made of an electrically conductive material such as aluminum with a recess 24 on. The depression 24 has in the embodiment of a circular cylindrical shape, the cylinder axis and generatrices perpendicular to a surface 23 the Wall 22 are oriented. The depression 24 may alternatively have other shapes such as those of a general cylinder, a cuboid or a funnel.

In der Vertiefung 24 ist ein Metallvolumen 26 angeordnet, wobei das Metallvolumen 26 wie vorstehend beschrieben mittels Metall-Pulver-Auftrags eingebracht worden ist und daher die Kreiszylinderform der Vertiefung 24 übernommen hat. Das Metallvolumen 26 weist eine einem Boden der Vertiefung 24 abgewandte Oberfläche 28 auf, die parallel zu der Oberfläche 23 der Wand 22 verläuft. Das Metallvolumen 26 füllt nur einen Teil der Vertiefung 24 aus, so dass die Oberfläche 28 des Metallvolumens 26 nicht mit der Oberfläche 23 der Wand 22 fluchtet. Das Metallvolumen 26 umfasst Kupfer und ist somit elektrisch leitend. Da das Metallvolumen 26 mittels Metall-Pulver-Auftrags eingebracht worden ist, besteht zwischen der Wand 22 und dem Metallvolumen 26 eine zuverlässige mechanische Verbindung und folglich auch ein zuverlässiger elektrischer Kontakt.In the depression 24 is a metal volume 26 arranged, with the metal volume 26 As described above has been introduced by means of metal powder order and therefore the circular cylindrical shape of the recess 24 take over. The metal volume 26 has a bottom of the recess 24 remote surface 28 on, parallel to the surface 23 the Wall 22 runs. The metal volume 26 fills only part of the well 24 out, leaving the surface 28 of the metal volume 26 not with the surface 23 the Wall 22 flees. The metal volume 26 includes copper and is thus electrically conductive. Because the metal volume 26 has been introduced by means of metal powder order, exists between the wall 22 and the metal volume 26 a reliable mechanical connection and consequently also a reliable electrical contact.

Die Oberfläche 28 des Metallvolumens 26 ist mit einer das Metallvolumen 26 elektrisch kontaktierenden Kontaktmetallschicht 30 beschichtet. Eine dem Boden der Vertiefung 26 abgewandte Oberfläche 32 der Kontaktmetallschicht 30 ist parallel zu der Oberfläche 23 der Wand 22 und somit auch parallel zur Oberfläche 28 des Metallvolumens angeordnet. Die Kontaktmetallschicht 30 füllt den Volumenteil der Vertiefung 24 aus, der nicht vom Metallvolumen 26 ausgefüllt wird. Somit fluchtet die Oberfläche 32 der Kontaktmetallschicht 30 mit der angrenzenden Oberfläche 23 der Wand 22. Alternativ hierzu fluchtet bereits die Oberfläche des (ggf. nachbearbeiteten) Metallvolumens 26 mit der angrenzenden Oberfläche 23 der Wand 22, so dass die (typischerweise sehr dünne) Kontaktmetallschicht 30 über dem Metallvolumen 26 und ggf. angrenzenden Oberflächenbereichen der Wand 22 aufgebracht wird.The surface 28 of the metal volume 26 is one with the metal volume 26 electrically contacting contact metal layer 30 coated. A the bottom of the depression 26 remote surface 32 the contact metal layer 30 is parallel to the surface 23 the Wall 22 and thus also parallel to the surface 28 arranged the metal volume. The contact metal layer 30 fills the volume part of the depression 24 not from the metal volume 26 is completed. Thus, the surface is aligned 32 the contact metal layer 30 with the adjacent surface 23 the Wall 22 , Alternatively, the surface of the (possibly reworked) metal volume is already aligned 26 with the adjacent surface 23 the Wall 22 so that the (typically very thin) contact metal layer 30 above the metal volume 26 and possibly adjacent surface areas of the wall 22 is applied.

Die Kontaktmetallschicht 30 umfasst Gold (z. B. in Form einer Gold enthaltenden Legierung) und ist somit sowohl elektrisch leitend als auch oxidationsbeständig. Zwischen der Kontaktmetallschicht 30 und dem Metallvolumen 26 sowie den Metallvolumen 26 und der Wand 22 wurden dadurch elektrisch gut leitende und mechanisch beständige Verbindungen ausgebildet.The contact metal layer 30 comprises gold (eg in the form of a gold-containing alloy) and is therefore both electrically conductive and oxidation-resistant. Between the contact metal layer 30 and the metal volume 26 as well as the metal volume 26 and the wall 22 As a result, electrically good conductive and mechanically resistant connections were formed.

Die Wand 22 und die Oberfläche 23 der Wand 22 sind elektrisch leitend. Alternativ hierzu kann die Oberfläche 23 eine isolierende Schicht, wie beispielsweise ein nichtleitendes Oxid, aufweisen. In diesem Fall bildet die Kontaktmetallschicht 30 einen lokalen Bereich, an dem das Gehäusebauteil 20 elektrisch kontaktierbar ist.The wall 22 and the surface 23 the Wall 22 are electrically conductive. Alternatively, the surface 23 an insulating layer such as a non-conductive oxide. In this case, the contact metal layer forms 30 a local area where the housing component 20 is electrically contactable.

3 zeigt eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Gehäusebauteils 20. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass das Gehäusebauteil 20 ferner eine Diffusionsbarriere 34 umfasst. 3 shows a sectional view of a second embodiment of a housing component 20 , The second embodiment differs from the first embodiment essentially in that the housing component 20 furthermore a diffusion barrier 34 includes.

Die Diffusionsbarriere 34 ist zwischen dem Metallvolumen 26 und der Kontaktmetallschicht 30 angeordnet. Die Diffusionsbarriere 34 umfasst im Ausführungsbeispiel Nickel und ist somit ebenfalls elektrisch leitend. Das Vorsehen der Diffusionsbarriere 34 hat unter anderem den Vorteil, dass eine Materialdiffusion zwischen dem Metallvolumen 26 und der Kontaktmetallschicht 30 verringert wird. So wird beispielsweise eine Diffusion von Atomen der Kontaktmetallschicht 30 in das Metallvolumen 24 reduziert. Ferner kann die Stabilität der mechanischen Verbindung zwischen dem Metallvolumen 26 und der Kontaktmetallschicht 30 verbessert werden.The diffusion barrier 34 is between the metal volume 26 and the contact metal layer 30 arranged. The diffusion barrier 34 comprises in the embodiment of nickel and is therefore also electrically conductive. The provision of the diffusion barrier 34 has the advantage that a material diffusion between the metal volume 26 and the contact metal layer 30 is reduced. For example, a diffusion of atoms of the contact metal layer 30 in the metal volume 24 reduced. Furthermore, the stability of the mechanical connection between the metal volume 26 and the contact metal layer 30 be improved.

4 zeigt eine Aufsicht auf einen Teil eines Ausführungsbeispiels eines elektronischen Geräts 40. 5 zeigt eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels des elektronischen Geräts 40 entlang der Linie A-A in 4. 4 shows a plan view of a part of an embodiment of an electronic device 40 , 5 shows a sectional view of the embodiment of the electronic device 40 along the line AA in 4 ,

Das elektronische Gerät 40, beispielsweise ein Smartphone oder Tablet-Computer, umfasst ein Gehäuse 42. In 4 ist nur ein Gehäusebauteil in Gestalt einer schalenförmigen Unterseite des Gehäuses 42 dargestellt, die mit einer komplementären Gehäuseoberseite gemeinsam das Gehäuse 42 bildet. Die in den 4 und 5 nicht dargestellte Gehäuseoberseite kann eine Anzeigebaugruppe des Geräts 40 umfassen.The electronic device 40 For example, a smartphone or tablet computer, includes a housing 42 , In 4 is only a housing component in the form of a cup-shaped bottom of the housing 42 shown, with a complementary housing top common to the housing 42 forms. The in the 4 and 5 Housing top not shown, a display assembly of the device 40 include.

Das in den 4 und 5 dargestellte Gehäusebauteil umfasst zwei beabstandet voneinander im Bodenbereich des Gehäusebauteils ausgebildete Kontaktbereiche 46a, 46b (z. B. in der in den 2 und 3 dargestellten Form). In dem Gehäuse 42 ist eine Elektronikbaugruppe 44 in Gestalt einer mit elektronischen Bauteilen bestückten Leiterplatte aufgenommen.That in the 4 and 5 housing component shown comprises two spaced apart from each other in the bottom region of the housing component formed contact areas 46a . 46b (eg in the in the 2 and 3 represented form). In the case 42 is an electronics assembly 44 taken in the form of a stocked with electronic components circuit board.

Die Elektronikbaugruppe 44 umfasst zwei elektrische Masse-Kontakte 48a, 48b, welche mechanisch (z. B. als gedruckte Leitungen) mit einem Substrat der Elektronikbaugruppe 44 verbunden sind. Die Elektronikbaugruppe 44 umfasst ferner elastische und elektrisch leitende Kontaktelemente 50a, 50b, mit denen die Kontakte 48a, 48b jeweils elektrisch leitend verbunden sind. Das eine Kontaktelement 50a umfasst eine metallische Blattfeder, während das andere Kontaktelement 50b einen elektrisch leitenden Schaumstoff umfasst. Alternativ zur Darstellung in 5 können die Kontaktelemente 50a, 50b identisch ausgebildet sein. So können beide Kontaktelemente 50a, 50b metallische Blattfedern oder elektrisch leitenden Schaumstoff umfassen.The electronics module 44 includes two electrical ground contacts 48a . 48b which mechanically (eg, as printed lines) with a substrate of the electronic assembly 44 are connected. The electronics module 44 further comprises elastic and electrically conductive contact elements 50a . 50b with which the contacts 48a . 48b are each electrically connected. The one contact element 50a comprises a metallic leaf spring, while the other contact element 50b comprises an electrically conductive foam. Alternative to the representation in 5 can the contact elements 50a . 50b be formed identical. So both contact elements 50a . 50b metallic leaf springs or electrically conductive foam include.

Die Kontaktelemente 50a, 50b sind jeweils in elektrischem Kontakt mit den Kontaktbereichen 46a, 46b. Konkret liegen die Kontaktelemente 50a, 50b jeweils lose aber elastisch vorgespannt an dem zugeordneten Kontaktbereich 46a, 46b an. Aufgrund der elastischen Vorspannung lassen sich durch Fertigungstoleranzen bedingte Abstandsschwankungen zwischen dem Gehäuse 42 und der darin montierten Elektronikbaugruppe 44 ausgleichen, während gleichzeitig eine gute elektrische Anbindung des Gehäuses 42, nämlich über dessen Kontaktbereiche 46a, 46b, an die Masse-Kontakte 48a, 48b der Elektronikbaugruppe 44 gewährleistet ist. In der Regel wird es hierfür ausreichend sein, nur einen einzigen Kontaktbereich 46a oder 46b vorzusehen. Die Anzahl der Kontaktbereiche 46a, 46b wird nicht durch das in den 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel eingeschränkt. So kann das Gehäuse 42 einen oder mehr als zwei Kontaktbereiche 46a, 46b aufweisen. The contact elements 50a . 50b are each in electrical contact with the contact areas 46a . 46b , Specifically, the contact elements lie 50a . 50b each loosely but elastically biased at the associated contact area 46a . 46b at. Due to the elastic bias can be caused by manufacturing tolerances distance variations between the housing 42 and the electronics assembly mounted therein 44 compensate while maintaining a good electrical connection of the housing 42 , namely about its contact areas 46a . 46b , to the ground contacts 48a . 48b the electronics module 44 is guaranteed. As a rule, it will be sufficient for this, only a single contact area 46a or 46b provided. The number of contact areas 46a . 46b is not by that in the 4 and 5 illustrated embodiment limited. So can the case 42 one or more than two contact areas 46a . 46b exhibit.

Da die Kontaktbereiche 46a, 46b in das Gehäuse 42 eingelassen sind, ist für diese kein zusätzlicher Bauraum nötig. Daher ist die beschriebene Anordnung kompakter gegenüber einer Anordnung ohne eingelassene Kontakte. Ein Transport des Geräts kann zu Erschütterungen führen, bei denen es zu Bewegungen der Elektronikbaugruppe 44 bezüglich des Gehäuses 42 kommen kann. Die flexiblen Kontaktelemente 50a, 50b können diese Bewegungen zwischen dem Gehäuse 42 und der Elektronikbaugruppe 44 ausgleichen.Because the contact areas 46a . 46b in the case 42 are admitted, no additional space is required for this. Therefore, the arrangement described is more compact compared to an arrangement without recessed contacts. Transporting the device may cause shocks that may cause movement of the electronics assembly 44 with respect to the housing 42 can come. The flexible contact elements 50a . 50b These movements can be between the case 42 and the electronics board 44 compensate.

In den vorgestellten Beispielen sind unterschiedliche Merkmale und Funktionen der vorliegenden Offenbarung getrennt voneinander sowie in bestimmten Kombinationen beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, dass viele dieser Merkmale und Funktionen, wo dies nicht explizit ausgeschlossen ist, miteinander frei kombinierbar sind.In the presented examples, various features and functions of the present disclosure have been described separately and in specific combinations. However, it is understood that many of these features and functions, where this is not explicitly excluded, are freely combinable with each other.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004047357 A1 [0004]

Claims

Method (10) for producing a housing component (20) for an electronic device (40), wherein the housing component (20) has a wall (22) of an electrically conductive material with a recess (24) provided on an inner side of the wall (22). comprising, wherein the method (10) comprises the steps: Inserting (14) a metal volume (26) which electrically contacts the wall (22) into at least one part of the recess (24) by means of metal powder application; and Applying (16) a contact metal layer (30) for electrically contacting the metal volume (26).

Method (10) according to Claim 1 , wherein the metal powder application is carried out by cold gas spraying.

Housing component (20) for an electronic device (40), comprising a wall (22) made of an electrically conductive material having an inner side; a metal volume (26) electrically contacting the wall (22) which fills at least a portion of a depression (24) in the wall (22) and is inserted into the recess (24) by metal powder deposition; and a contact metal layer (30) electrically contacting the metal volume (26).

Housing component (20) after Claim 3 , further comprising a metallic diffusion barrier (34) disposed between the metal volume (26) and the contact metal layer (30).

Housing component (20) after Claim 4 wherein the diffusion barrier (34) comprises nickel.

Housing component (20) according to one of Claims 3 to 5 wherein the metal volume (26) comprises copper and / or nickel.

Housing component (20) according to one of Claims 3 to 6 wherein the contact metal layer (30) comprises at least one of the following materials: gold, platinum, palladium and alloys comprising at least one of these metals.

Housing component (20) according to one of Claims 3 to 7 wherein the wall (22) comprises at least one of the following materials: aluminum, stainless steel, magnesium and alloys comprising at least one of these metals.

Housing component (20) according to one of Claims 3 to 8th wherein a surface (28, 32) of the metal volume (26) or the contact metal layer (30) is substantially parallel to a surface (23) of a portion of the wall (22) adjacent to the recess (24).

Housing component (20) according to one of Claims 3 to 9 wherein a surface (23) of a region of the housing wall (22) adjacent to the depression (24) has an electrically insulating layer.

An electronic device (40) comprising a housing (42) having a housing member (20) according to any one of Claims 3 to 10 ; an electronics assembly (44) disposed within the housing (42); and a contact member (50a, 50b) configured to electrically connect the electronics assembly (44) to the contact metal layer (30) of the housing member (20).

Electronic device (40) after Claim 11 wherein the contact element (50a, 50b) has elastic properties.

Electronic device (40) after Claim 11 or 12 wherein the electronics assembly (44) comprises a ground contact and the contact member (50a, 50b) electrically connects the ground contact to the contact metal layer (30) of the housing member (20).

Electronic device (40) according to one of Claims 11 to 13 wherein the electronic device (40) is a smartphone or tablet computer.