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CN103660471A - 电子装置的壳体及其制法 - Google Patents

电子装置的壳体及其制法 Download PDF

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CN103660471A
CN103660471A CN201210352270.XA CN201210352270A CN103660471A CN 103660471 A CN103660471 A CN 103660471A CN 201210352270 A CN201210352270 A CN 201210352270A CN 103660471 A CN103660471 A CN 103660471A
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fiber
cloth
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林淑真
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Quanta Computer Inc
Original Assignee
Quanta Computer Inc
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Abstract

本发明公开一种电子装置的壳体及其制法。该壳体包含一复合材料层叠板。复合材料层叠板包含一树脂层及多个纤维布。此些纤维布相互层叠且彼此间隔地被包覆于树脂层内。各纤维布包含多个纤维束。此些纤维布中，任二对称的纤维布的纤维束的取向完全相同。此壳体的制法也揭露于此发明中。

Description

电子装置的壳体及其制法
技术领域
本发明涉及一种电子装置的壳体，特别是涉及一种多个层叠的纤维布被包覆于一树脂层内的壳体。
背景技术
近年来，各种可携式装置在市场上发展快速，功能也越来越多元化，其中，手机及笔记型电脑更是各种可携式装置中，特别受到欢迎的工作、娱乐平台。
特别来说，笔记型电脑为了增加可携性，不断地想要缩小其厚度、重量、并增加其结构强度。但其中缩小其厚度与增加笔记型电脑的结构强度，在某些设计的特点上，是互相抵触的。
所以改变可携式电子装置外壳的设计，让可携式电子装置能够在厚度及可承受强度上都可以有令人满意的表现，不仅是可携式电子装置设计者的目标，更是广大消费者的愿望。因此，如何能有效地解决上述的难处，实属当前重要研发课题之一，也成为当前相关领域亟需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子装置的壳体及其制法，通过复合材料所制成的壳体，用以提供轻薄的外型与高可承受强度的特性。
由于复合材料内含不同材料以及材料收缩量的差异，材料由成型的高温冷却到室温时，会产生残留应力而且堆叠方向不对称时将产生严重的变形，故，本发明揭露一种电子装置的壳体及其制法，通过控制各堆叠的纤维布的纤维束的分布情形及取向(如材料堆叠方向夹角及层数)以得到厚度、强度、低变型量以求符合设计要求的成品。
为达上述目的，本发明依据一实施方式所提供的一种电子装置的壳体包含一复合材料层叠板。复合材料层叠板包含一树脂层及多个纤维布。此些纤维布相互层叠且彼此间隔地被包覆于树脂层内。各纤维布包含多个纤维束。此些纤维布中，任二对称的纤维束的取向完全相同。
此实施方式中，还提供一种电子装置的壳体的制法，其步骤包含提供一纤维布与二树脂膜片；将此二树脂膜片分别压合于纤维布的二相对侧以形成一叠合结构；对此叠合结构进行加热，软化此二树脂膜片；分别加压软化后的此二树脂膜片，使得软化后的此二树脂膜片渗入纤维布的纤维束之间以形成一纤维布片层；固化此纤维布片层；以及叠合并热压多个所述的纤维布片层以形成一复合材料层叠板。此些叠合的纤维布中，二相对最外层的纤维布表面所排列出的纹路相同，且此二纤维布的纤维束取向相同。
综上所述，本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。通过上述技术方案，可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
1.提供轻薄的外型与高可承受强度的特性。
2.通过控制各堆叠的纤维布的纤维束的分布情形及取向以得到厚度、强度、低变型量进而避免叠的织物产生偏移，造成拉伸强度降低及变型问题衍生。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：
图1A为本发明电子装置的壳体的复合材料层叠板于一变化下的局部剖视图；
图1B为本发明电子装置的壳体的复合材料层叠板于另一变化下的局部剖视图；
图2A～图2M为本发明电子装置的壳体的复合材料层叠板于一变化下的依次分解图；
图3为本发明电子装置的壳体的制法于一实施例下所应用设备的流程示意图；
图4A为本发明电子装置的壳体的制法于此实施例的一变化下的操作示意图；
图4B为本发明电子装置的壳体的制法于此实施例的另一变化下的操作示意图。
主要元件符号说明
100：壳体
200、201：复合材料层叠板
210：树脂层
211、401：树脂
220、600：纤维布
220M：中位数的纤维布
220U：最外层的纤维布
220U1：次外层的纤维布
220C：碳纤维布
220G：玻璃纤维布
220K：克维拉纤维布
221：纤维束
300：设备
310：纤维布输送装置
311：第一滚轮
320：膜片输送装置
321：第二滚轮
330：加热装置
331：烤箱
340：压合装置
341：压合滚轮
342：输送轮
350：固化装置
351：冷却箱
360：除静电装置
361：热风机
370：裁切装置
371：裁切刀
380：集中装置
400：树脂膜片
410：叠合结构
420：纤维布片层
500：高温压合工具
D：移动方向
T：最外层的纤维布的表面至树脂层表面的最小距离
具体实施方式
以下将以图示及详细说明清楚说明本发明的精神，如熟悉此技术的人员在了解本发明的实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
发明人发现由于复合材料内含不同材料以及材料收缩量的差异，材料由成型的高温冷却到室温时，会产生残留应力而且堆叠方向不对称时将产生严重的变形。此外，当织物含浸树脂制作工艺经常产生织物表面的布纹歪斜及纤维方向校准不良，而导致层叠的织物产生偏移，造成拉伸强度降低及变型问题衍生。如此，本发明电子装置的壳体通过具有相同的取向的纤维布对称地堆叠以形成一复合材料层叠板时，此复合材料层叠板不致产生严重的变形，进而避免降低拉伸强度。
需特别说明的是，若纤维布的数量为偶数个时，则纤维布由内而外需两两对称排列（如4个，图1A）；若纤维布的数量为奇数个时（如5个，图1B），则位于外层的纤维布需相对位于中位数的纤维布对称排列。
图1A为本发明电子装置的壳体100的复合材料层叠板200于一变化下的局部剖视图。此壳体100是由一复合材料层叠板200所制成。此复合材料层叠板200包含一树脂层210及4个纤维布220（复合材料层叠板200的制作工艺详后述）。树脂层210内主要成份为树脂211或热固性材料，例如环氧树脂、酚醛树脂、热塑性的PET、PC、PC/ABS、PMMA及PA树脂等。此些纤维布220相互层叠地且彼此相互间隔地被包覆于此树脂层210内，意即，此些纤维布220之间皆被树脂层210的树脂211所隔开。此外，各个纤维布220由多个纤维束221所组成，例如由多个纤维束221由纵向与横向所编织而成或由多个纤维束221所单向排列而形成不同的取向，且此树脂层210的树脂211填满于各个纤维布220的纤维束221之间。
在此实施例中，二相对最外层的纤维布220U具有相同的取向（orientation）或纹路，二相对次外层的纤维布220U1也具有相同的取向，故此复合材料层叠板200不致产生严重的变形，进而避免降低拉伸强度。
图1B为本发明电子装置的壳体100的复合材料层叠板201于另一变化下的局部剖视图。与上述图1A的差异在于纤维布220为5个（奇数个），包括处于一中位数的纤维布220M（第三个纤维布），此中位数的纤维布220M的两相对侧的最外层的二纤维布220U具有相同取向的纤维束221的纤维布（如同为取向0°或90°的单向纤维布）。此中位数的纤维布220M的两相对侧的次外层的二纤维布220U1也具有相同取向的纤维束221的纤维布（如同为取向0°或90°的单向纤维布）。
需说明的是，设计人员可依需求选择其不同、相同或混合种类的纤维布，例如复合材料层叠板201内的此些纤维布220皆为碳纤维布、玻璃纤维布或克维拉（Kevlar）纤维布；或者，复合材料层叠板201内的此些纤维布220为碳纤维布与玻璃纤维布的混合、碳纤维布与克维拉纤维布的混合，或是玻璃纤维布与克维拉纤维布的混合。此外，设计人员也可依需求选择不同或相同的编织法或不同或相同的编织图案所制成的纤维布，例如复合材料层叠板201内的此些纤维布220同样/分别为平织纤维十字布、针织纤维布、缎纹编织纤维布或特殊图案编织纤维步。或者，设计人员也可依需求选择每一纤维束221内不同或相同的纤维数量所制成的纤维布，例如复合材料层叠板201内的此些纤维布220的每一该些纤维束221内的纤维数量同样/分别为具1000根(1K)、3000根(3K)、6000根（6K）或12000根（12K）的碳纤维布。或者，设计人员也可依需求选择其纤维束221为取向不同或相同的纤维布，例如复合材料层叠板201内的此些纤维布220的纤维束221同样/分别为取向0°、45°、90°或135°的单向（Unidirectional）纤维布。
于一较佳实施例中，相对称的纤维布220也具有相同种类的纤维布（如同为碳纤维布、玻璃纤维布或克维拉纤维布）、相同编织法所制成的纤维布（如同为平织纤维十字布、针织纤维布或缎纹编织纤维布）及相同纤维数量的纤维布。
请参阅图2A～图2M所示。图2A～图2M为本发明电子装置的壳体100的复合材料层叠板200、201于一变化下的依次分解图。
请参阅图2A所示。由如图1B的5个纤维布220为例，图2A中，复合材料层叠板201内的此些纤维布220依序为3K碳织布220C、取向0°的单向玻璃纤维布220G、取向90°的单向玻璃纤维布220G、取向0°的单向玻璃纤维布220G与3K碳织布220C，且此复合材料层叠板201的厚度可例如为0.6mm～1.0mm。其中中位数的纤维布220M为取向90°的单向玻璃纤维布220G，其两相对侧的最外层的3K碳织布220C与次外层的取向0°的单向玻璃纤维布220G不只为具有相同种类的纤维布，也是具有相同取向的纤维束221。于一具体实施例中，第3顺位的纤维布220G（即中位数的纤维布）也可依选择改为取向0°的单向玻璃纤维布、第2顺位与第4顺位的纤维布220G也可依选择改为取向90°的单向玻璃纤维布，只要中位数的纤维布的两相对侧的两两对称的纤维束221的取向完相同，及种类相同即可。
请参阅图2B所示。复合材料层叠板201内的此些纤维布220依序为3K碳织布220C、取向90°的单向玻璃纤维布220G、玻璃纤维平织十字布220G、取向90°的单向玻璃纤维布220G与3K碳织布220C，且此复合材料层叠板201的厚度例如为0.8mm~1.2mm。其中中位数的纤维布220M为玻璃纤维平织十字布220G，其两相对侧的最外层的3K碳织布220C与次外层的取向90°的单向玻璃纤维布220G不只为具有相同种类的纤维布，也是具有相同取向的纤维束221。于一具体实施例，第2顺位与第4顺位的纤维布220G也可选择改为取向0°的单向玻璃纤维布。
请参阅图2C所示。复合材料层叠板201内的此些纤维布220依序为玻璃纤维平织十字布220G、取向90°的单向碳纤维布220C、取向0°的单向碳纤维布220C、取向90°的单向碳纤维布220C、玻璃纤维平织十字布220G，且此复合材料层叠板201的厚度可例如为0.6mm～1.0mm。其中中位数的纤维布220M为取向0°的单向碳纤维布220C，其两相对侧的次外层的取向90°的单向碳纤维布220G与最外层的玻璃纤维平织十字布220G不只为具有相同种类的纤维布，也是具有相同取向的纤维束221。于一具体实施例，第2顺位与第4顺位的纤维布220C也可改为取向0°的单向碳纤维布；第1顺位与第5顺位的纤维布220G也可改为取向0°的单向碳纤维布220C。
请参阅图2D所示。复合材料层叠板201内的此些纤维布220为二个3K玻璃纤维布220G与三个玻璃纤维平织十字布220G，此些玻璃纤维平织十字布220G位于此二3K玻璃纤维布220G之间，且此复合材料层叠板201的厚度可例如为0.8mm～1.5mm。其中中位数的纤维布220M为中间的玻璃纤维平织十字布220G，其两相对侧的次外层的二玻璃纤维平织十字布220G与最外层的3K玻璃纤维布220G不只为具有相同种类的纤维布，也是具有相同取向的纤维束221。
请参阅图2E所示。复合材料层叠板201内的此些纤维布220为五个玻璃纤维平织十字布220G，且此复合材料层叠板201的厚度可例如为0.8mm～1.5mm。其中中位数的纤维布220M为第三顺位的玻璃纤维平织十字布220G，其余的玻璃纤维平织十字布220G为具有相同种类的纤维布、也是具有相同取向的纤维束221。
请参阅图2F所示。复合材料层叠板201内的此些纤维布220为三个3K玻璃纤维布220G与二个玻璃纤维平织十字布220G，各玻璃纤维平织十字布220G介于任二3K玻璃纤维布220G之间，且此复合材料层叠板201的厚度可例如为0.8mm～1.5mm。其中中位数的纤维布220M为3K玻璃纤维布220G，其两相对侧的次外层的玻璃纤维平织十字布220G与最外层的3K玻璃纤维布220G不只为具有相同种类的纤维布，也是具有相同取向的纤维束221。
请参阅图2G所示。由如3个纤维布为例，图2G中，此些纤维布依序为3K玻璃纤维布220G、3K克维拉纤维布220K与3K玻璃纤维布220G，且此复合材料层叠板201的厚度可例如为0.8mm～1.5mm。其中中位数的纤维布220M为3K克维拉纤维布220K，其两相对侧的3K玻璃纤维布220G不只为具有相同种类的纤维布，也是具有相同取向的纤维束221。
请参阅图2H所示。由如图1A的4个纤维布220为例，复合材料层叠板200内的此些纤维布220依序为3K玻璃纤维布220G、克维拉纤维平织十字布220K、克维拉纤维平织十字布220K与3K玻璃纤维布220G，且此复合材料层叠板200的厚度可例如为0.8mm～1.2mm。二最外侧的纤维布220U为3K玻璃纤维布220G，不只为具有相同种类的纤维布，也是具有相同取向的纤维束221。二次外侧的纤维布220U1为克维拉纤维平织十字布220K，不只为具有相同种类的纤维布，也是具有相同取向的纤维束221。
请参阅图2I所示。由如图1B的5个纤维布220为例，复合材料层叠板201内的此些纤维布220为3K玻璃纤维布220G、取向0°的单向克维拉纤维布220K、取向90°的单向克维拉纤维布220K、取向0°的单向克维拉纤维布220K与3K玻璃纤维布220G，且此复合材料层叠板201的厚度可例如为0.6mm～1.2mm。其中中位数的纤维布220M为取向90°的单向克维拉纤维布220K，其两相对侧的次外层的取向0°的单向克维拉纤维布220K与最外层的3K玻璃纤维布220G不只为具有相同种类的纤维布，也是具有相同取向的纤维束221。
请参阅图2J所示。由如4个纤维布220为例，复合材料层叠板201内的此些纤维布220为3K玻璃纤维布220G、取向45°的单向克维拉纤维布220K、取向135°的单向克维拉纤维布220K与3K玻璃纤维布220G，且此复合材料层叠板201的厚度可例如为0.6mm～0.8mm。
请参阅图2K所示。由如4个纤维布220为例，复合材料层叠板201内的此些纤维布220为3K克维拉纤维布220K、取向45°的玻璃纤维布220G、取向135°的玻璃纤维布220G与3K克维拉纤维布220K，且此复合材料层叠板201的厚度可例如为0.6mm～0.8mm。
请参阅图2L所示。由如图1B的5个纤维布220为例，复合材料层叠板201内的此些纤维布220为3K克维拉纤维布220K、取向0°的单向玻璃纤维布220G、取向90°的单向玻璃纤维布220G、取向0°的单向玻璃纤维布220G与3K克维拉纤维布220K。此复合材料层叠板201的厚度可例如为0.6mm～1.2mm。其中中位数的纤维布220M为取向90°的单向玻璃纤维布220G，其两相对侧的次外层的取向0°的单向玻璃纤维布220G与最外层的3K克维拉纤维布220K不只为具有相同种类的纤维布，也是具有相同取向的纤维束221。
请参阅图2M所示。由如3个纤维布220为例，复合材料层叠板201内的此些纤维布220为3K克维拉纤维布220K、玻璃纤维平织十字布220G与3K克维拉纤维布220K，且此复合材料层叠板201的厚度可例如为0.6mm～0.8mm。
请参阅图3所示。图3为本发明电子装置的壳体100的制法于一实施例下配合一设备300的流程示意图。
此设备300包含一纤维布输送装置310、二膜片输送装置320、加热装置330（如烤箱331等）、压合装置340（如二压合滚轮341等）、固化装置350（如冷却箱351或冷风机等）、除静电装置360（如热风机361等）、裁切装置370（如裁切刀371等）与集中装置380（如容器）。纤维布输送装置310包含一代表输出端的第一滚轮311。第一滚轮311上可承载一捆装的纤维布220，此纤维布220尚未浸泡液态树脂。各膜片输送装置320包含一代表输出端的第二滚轮321。第二滚轮321上可承载一捆装的树脂膜片400。树脂膜片400为热塑性，意即，常温下呈固状，受热至适当温度后边可呈液状或膏状。如此，本发明电子装置的壳体100的制法应用所述的设备300进行如下步骤。
首先，提供一纤维布220与二树脂膜片400，纤维布220不限上述分类。具体来说，通过输送轮342的带动，此纤维布220朝一移动方向D，连续地自第一滚轮311输出；通过输送轮342的带动，此二树脂膜片400朝此移动方向D，分别连续地自此二第二滚轮321输出。
接着，将此二树脂膜片400分别压合于纤维布220的二相对侧，使得纤维布220被叠合于此二树脂膜片400之间以形成一叠合结构410。具体来说，通过输送轮342的带动，此二树脂膜片400可分别地直接附着于此纤维布220的两相对侧，故，此二树脂膜片400与此纤维布220共同形成一连续带状的叠合结构410。
接着，对此叠合结构410进行加热，软化此纤维布220的两相对侧的树脂膜片400。具体来说，此叠合结构410被持续带动而经过上述的加热装置330，例如烤箱331。如此，经烤箱331烘烤下，此纤维布220的两相对侧的树脂膜片400便因此产生软化。
接着，分别加压软化后的此二树脂膜片400。具体来说，通过压合装置340（如二压合滚轮341）分别朝纤维布220的二相对侧滚压软化后的此二树脂膜片400，使得软化后的此二树脂膜片400渗入纤维布220的纤维束221(见图2A-图2M)之间以形成一整体带状的纤维布片层420。所述压合装置340（如二压合滚轮341）于压合此叠合结构410的同时，也可持续带动此纤维布片层420移动。
接着，固化纤维布片层420。具体来说，通过输送轮342的带动，将所述的纤维布片层420浸泡至固化装置350中，例如冷却箱351。冷却箱351使得所述的纤维布片层420内的树脂401的温度降至常温，以致纤维布220被包（埋）覆于固态树脂401中。
接着，通过输送轮342的带动，将冷却后的纤维布片层420移出冷却箱351，并移至除静电装置360处。
接着，切断后的纤维布片层420。具体来说，通过输送轮342的带动，将干燥后的纤维布片层420移至裁切装置370。举例来说，裁切刀371将连续的纤维布片层420裁切为非连续的纤维布片层420。集中装置380再将此些非连续的纤维布片层420加以收集。
简单来说，此非连续的纤维布片层420可被理解为上述的树脂层中具有单一纤维布。
最后，形成一所述的复合材料层叠板200、201。具体来说，请参阅图4A所述，图4A为本发明电子装置的壳体100的制法于此实施例的一变化下的操作示意图。
将多个上述经裁切后的纤维布片层420相互叠合，并通过一高温压合工具500对此些纤维布片层420进行热压，使得所有的树脂401皆融合为一体，以形成所述的复合材料层叠板200、201。
或者，请参阅图4B所述，图4B为本发明电子装置的壳体100的制法于此实施例的另一变化下的操作示意图。可将至少一未经上述步骤的纤维布600与一或多个上述的纤维布片层420相互叠合，并通过一高温压合工具500进行热压，使得所有的树脂401皆融合为一体，以形成所述的复合材料层叠板201。
需了解到，由于所述树脂膜片400的厚度可依需求而更改，如此，此二最外层的纤维布220U的表面至树脂层210表面的最小距离T（如图1B）便可被精准地控制，甚至皆相同一致。
故，当所述树脂膜片400的厚度足够时，所制出的复合材料层叠板201的树脂层210的表面便无法立体地浮现最外层的纤维布220U的纹路，反之，当所述树脂膜片400的厚度不足时，所制出的复合材料层叠板的树脂层的表面便可立体地浮现出最外层的纤维布的纹路。
本发明所揭露如上的各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (9)

1.一种电子装置的壳体的制法，包含：
提供一纤维布与二树脂膜片；
将该二树脂膜片分别压合于该纤维布的二相对侧以形成一叠合结构；
对该叠合结构进行加热，软化该二树脂膜片；
分别加压软化后的该二树脂膜片，使得软化后的该二树脂膜片渗入该纤维布的多个纤维束之间以形成一纤维布片层；
固化该纤维布片层；以及
叠合并热压多个该纤维布片层以形成一复合材料层叠板。
2.一种电子装置的壳体，由权利要求1的制作方法所制成，包括一复合材料层叠板，该复合材料层叠板包含一树脂层及多个纤维布，该些纤维布相互层叠且彼此间隔地被包覆于该树脂层内，且每一该些纤维布包含多个纤维束，
其中层叠的该些纤维布中，任二对称的纤维布的该些纤维束的取向相同。
3.如权利要求2所述的电子装置的壳体，其中该些纤维布的种类选自于由碳纤维布、玻璃纤维布与克维拉（Kevlar）纤维布所组成的群组；且该任二对称的纤维布的种类相同。
4.如权利要求2所述的电子装置的壳体，其中该纤维布为平织纤维十字布、针织纤维布或缎纹编织纤维布。
5.如权利要求2所述的电子装置的壳体，其中该纤维布的每一该些纤维束内的纤维数量为1、3、6或12千根。
6.如权利要求2所述的电子装置的壳体，其中该些纤维束为取向0°、45°、90°或135°的单向纤维布。
7.如权利要求2所述的电子装置的壳体，其中该二相对最外层的纤维布表面至该树脂层表面的最小距离皆一致。
8.如权利要求2所述的电子装置的壳体，其中最外层的该任二对称的纤维布的取向浮现于该树脂层的表面。
9.一种电子装置的壳体，包含一复合材料层叠板，该复合材料层叠板包含一树脂层及多个纤维布，该些纤维布相互层叠且彼此间隔地被包覆于该树脂层内，且每一该些纤维布包含多个纤维束，
其中层叠的该些纤维布中，任二对称的纤维布的该些纤维束的取向相同。
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