TWI569963B - Portable electronic device housing forming method - Google Patents

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Sheng-Kun Wu
De-Zheng Chen
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De-Zheng Chen
Sheng-Kun Wu
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攜帶式電子裝置機殼成型方法
本發明涉及一種機殼組成材料及其成型方法，尤指一種可縮短製程一體成型、高勁度、高強度兼具外觀品質成型方法。
目前攜帶式電子裝置之金屬機殼，大多採用先行製備金屬殼體，再將其置入射出成型模穴，射入塑料形成機殼內部的螺孔或槽孔等，由於製程並非一次一體成型，不僅無法縮短製程、浪費人力，而且隨著電子產品朝輕薄化發展，金屬機殼因其機械性質的限制，輕量化空間已屬有限，另EMI部位的設計也受限。
至於採用加入短纖的射出成型全塑膠機殼，於產品輕薄化潮流下，不但結構勁度/強度不足、且因射出成型較易發生纖維順向作用導致機殼翹曲，浮纖等問題。甚者，塑膠機殼尚需進行表面金屬化處理，以達電磁波防護功能。同樣，此種非一次一體成型製程耗時耗力。
即使US2010/0289390A1專利中之蒙皮採用連續纖維，但其十字型預浸材料尺寸不一，造成備料及管理不便；而骨架部分尚須預先製備完成，再與蒙皮置入模具施行硬化成型。同樣，此種非一次一體成型製程耗時耗工， 而且，隨電子產品朝輕薄化發展，可容納骨架的空間愈被壓縮，此種設計及製程將受限制。
綜觀先前技術缺失，提出一種可供一次一體成型、縮短製程，提高整體品質的機殼組成材料及其成型方法乃屬必要。
本發明提供一種可以一次一體成型的機殼組成材料及其成型方法，其所具優點為：(1)一次一體成型(2)高品質外觀(3)可顯現次層連續纖維美觀紋路(4)高勁度/強度結構(5)選擇性局部電磁波防護。
本發明之機殼由三層材料構成，其外層為透明熱固性高分子膜，具保護及美觀功能；中層為單一或複數層連續纖維強化複合材料，提供機殼結構勁度、強度、電磁波防護及視覺美觀功能；內層為短纖或/及奈米纖維/奈米粒子強化的糰狀模造材料，由其形成機殼內部的加強肋、柱狀毂、扣件、及槽孔，以便電子零件之組裝。
本發明之第一種機殼成型法，可先於母模內疊置外層高分子膜及中層連續纖維預浸材料，合模後將內層糰狀模造材料轉注至模穴，再經熱固一體成型、脫模而得機殼。
本發明之第二種機殼成型法，乃將外層高分子膜及中層連續纖維預浸材料於熱壓機上進行預成型，再移至轉注成型模穴，並將內層糰狀模造材料轉注至模穴，最終經熱固一體成型、脫模而得機殼。
100‧‧‧機殼
110‧‧‧外層
120‧‧‧中層
130‧‧‧內層
132‧‧‧柱狀毂
134‧‧‧加強肋
136‧‧‧扣件
200‧‧‧樹脂轉注成型模具
210‧‧‧母模
220‧‧‧公模
230‧‧‧柱塞
240‧‧‧糰狀模造材料
250‧‧‧料筒
260‧‧‧頂出銷
圖一：攜帶式電子裝置之機殼材料組合配置圖；圖二：圖一A-A之剖斷面；圖三：圖二中A的局部詳圖；圖四：圖二中B的局部詳圖；圖五：圖二中C的局部詳圖；圖六：機殼的成型方法流程圖；圖七：外層高分子膜與中層連續纖維預浸材料疊置於母模內之示意圖；圖八：公模及母模合模，並以糰狀模造材料填入料筒之示意圖；圖九：柱塞下壓將糰狀模造材料轉注至模穴之示意圖；圖十：頂出銷將機殼從公模頂出脫模。
本發明所使用材料組成、各層對應功能及機殼成型方法，以後列圖示詳加敘述，此僅供說明之用，在專利申請上及產品應用上並不受此種圖示限制。
參照圖一，為本發明應用至攜帶式電子裝置之機殼100，外層110為透明熱固性高分子膜，本層使機殼具高品質外觀、可顯現次層連續纖維強化複合材料紋路及提供耐刮性能。中層120為單一或複數層連續纖維強化複合材料，提供機殼結構勁度、強度、電磁波防護及纖維紋路功 能。內層130為短纖或/及奈米纖維/奈米粒子強化的糰狀模造材料，由其形成機殼內部的加強肋、柱狀毂、扣件、及槽孔，以便電子零件之組裝。
參照圖二及圖三，分別代表沿圖一A-A之剖斷面及局部詳圖A。圖三顯示機殼外層由110透明熱固性高分子膜構成，其材質包括環氧樹脂、乙烯酯樹脂、壓克力樹脂及此等樹脂之改質樹脂。機殼中層由120單一或複數層連續纖維強化複合材料構成，其中使用纖維包括碳纖維、玻璃纖維或克維拉纖維，以單方向或以其中之一種或任兩種纖維利用梭織、編織及縫織型式呈現之兩方向及多方向補強材料；中層之基材由熱固性樹脂構成，其材質包括環氧樹脂、乙烯酯樹脂及此等樹脂之改質樹脂。機殼內層由130糰狀模造材料構成，其中短纖維補強材料包括碳纖維、玻璃纖維或克維拉纖維，奈米補強材料包括奈米纖維/奈米粒子；內層使用基材包括環氧樹脂、乙烯酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、壓克力樹脂及此等樹脂之改質樹脂。
參照圖四及圖五，為利用糰狀模造材料以樹脂轉注成型柱狀毂132、加強肋134及扣件136。
參照圖六，為本發明機殼的成型方法步驟，第一種方法為先將外層110高分子膜與中層120連續纖維預浸材料疊置於圖七轉注成型200之母模210內，次將公模220及母模210合模，隨後以糰狀模造材料240填入圖八中之料筒250，再利用圖九中之柱塞230將糰狀模造材料240轉注至模穴而形成機殼之內層130，經過硬化溫度90℃至200℃及硬化時間3分鐘至60分鐘固化成型，最後開模並利用圖10頂出銷260將機殼100從公模220脫模。
參照圖六，本發明機殼的第二種成型方法步驟為先將外層110高分子膜與中層120連續纖維預浸材料預先熱壓固化成型，將其置入圖七轉注成型200之母模210內，次將公模220及母模210合模，隨後以糰狀模造材料240填入圖八中之料筒250，再利用圖九中之柱塞230將糰狀模造材料240轉注至模穴而形成機殼之內層130，經過交連硬化成型，最後開模並利用圖10頂出銷260將機殼100從公模220脫模。
綜上所述，本案其技術內容完全符合發明專利之取得要件。本案在產業上確實得以利用，於申請前未曾見於刊物或公開使用，且非為公眾所知悉之技術。再者，本案有效解決先前技術中長期存在的問題並達成相關使用者與消費者長期的需求，得佐證本新型並非能輕易完成。本案富具專利法規定之「產業利用性」、「新穎性」與「進步性」等要件，爰依法提請專利，懇請 鈞局詳查，並儘早為准予專利之審定，以保護申請人之智慧財產權，俾勵創新。
100‧‧‧機殼
110‧‧‧外層
120‧‧‧中層
130‧‧‧內層

Claims (3)

  1. 一種機殼成型方法，係於一轉注成型母模疊置一外層透明熱固性高分子膜及一中層連續纖維預浸材料，合模後以一柱塞將一糰狀模造材料轉注至一模穴而形成一機殼之一內層，經過加熱後固化成型，該固化成型之硬化溫度為90℃至200℃，硬化時間為3分鐘至60分鐘，最後開模並脫模取出成品。
  2. 一種機殼成型方法，其方法係為將一外層透明熱固性高分子膜及一中層連續纖維預浸材料預先以熱壓固化成型備便，再將其置入轉注成型母模，合模後以一柱塞將一糰狀模造材料轉注至模穴而形成一機殼之內層，經過交連硬化成型，最後開模並脫模取出成品。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之機殼成型方法，其中該加熱後固化成型之硬化溫度為90℃至200℃，硬化時間為3分鐘至60分鐘。
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