壳体及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种壳体(casing)及其制造方法，并且特别地，本发明涉及以纤维强化高分子垫(fiber-reinforced polymeric mat)制成的壳体及其制造方法。
背景技术
为了降低重量，多种高分子材料已广泛地应用在电子产品的壳体上，例如，热固性树脂(thermosetting resin)、热塑性树脂(thermoplastic resin)。进而为了提升高分子材料制成的壳体的强度，纤维强化热固性高分子材料以及纤维强化热塑性高分子材料被应用的程度也日益增加。尤有甚者，随着人们开始要求电子产品外观的美感，利用纤维强化高分子材料制成的壳体的外表面具有其所使用布料的纹路及质感，呈现装饰上的效果。但是，采用纤维强化热固性高分子材料或纤维强化热塑性高分子材料来制造壳体，需要采用迥然不同的工艺。
采用纤维强化热固性高分子材料制造壳体，需要利用真空成型工艺(vacuum molding process)来执行。首先，纤维强化热固性高分子垫(fiber-reinforced thermosetting polymeric mat)先行裁剪，再被设置于模具内壁上。接着，设置有纤维强化热固性高分子垫的模具被放置于真空釜内，进行抽真空、升至适当温度。最后，将设置有纤维强化热固性高分子垫的模具从真空釜内取出，并将纤维强化热固性高分子垫所制的壳体脱模完成。若是设计上需要在纤维强化热固性高分子垫所制壳体的内壁上安置结构性部件(structural part)，结构性部件仅能以点胶或双面背胶贴合的方式接合在纤维强化热固性高分子垫所制壳体的内壁上。明显地，上述安置在纤维强化热固性高分子垫所制壳体的内壁上的结构性部件，其接合强度相当弱。
采用纤维强化热塑性高分子材料制造具有结构性部件的壳体，需要利用热压成型工艺(hot press molding process)来执行。首先，纤维强化热塑性高分子垫(fiber-reinforced thermoplastic polymeric mat)先行裁剪，再被设置于下模具内壁上。接着，结构性部件安置在上模具内。接着，上模具与下模具压合，进行热压程序。于热压程序过程中，结构性部件会插入表面熔融的纤维强化热塑性高分子垫，而产生结构性部件局部熔融，进而使其接合在纤维强化热塑性高分子垫所制壳体的内壁上。明显地，上述安置在纤维强化热塑性高分子垫所制壳体的内壁上的结构性部件，其接合强度相当强。但是，纤维强化热塑性高分子垫在热压过程中其纤维纹路会因结构件熔融物质的流动而变形，使其所制的壳体产生外观的缺失，无法提供良好的纹路及质感。
随着纤维强化高分子材料应用在壳体制造上的持续发展，至今仍未见到能结合纤维强化热固性高分子材料与纤维强化热塑性高分子材料在壳体制造上的优点并消除两种材料在壳体制造上的缺点的工艺技术。
【发明内容】
因此，本发明的目的在于提供一种壳体及其制造方法，使根据本发明的壳体结合纤维强化热固性高分子材料与纤维强化热塑性高分子材料在壳体制造上的优点，以提供外表面具有良好的纹路及质感的壳体，且所制壳体的内壁上的结构性部件其接合强度强固。
根据本发明的一观点，本发明提供一种壳体。根据本发明的壳体包含一纤维强化热固性高分子垫以及一纤维强化热塑性高分子垫。该纤维强化热固性高分子垫依需求的外观被模造进而具有一预定形状。该预定形状包含一呈曲面的内表面。该纤维强化热塑性高分子垫成型于该纤维强化热固性高分子垫的该内表面上，并符合该内表面的该曲面形状。
根据本发明的另一观点，本发明提供一种制造一壳体的方法。根据本发明的方法，首先，模造一纤维强化热固性高分子垫，致使该纤维强化热固性高分子垫具有一预定形状。该预定形状包含一呈曲面的内表面。接着，根据本发明的方法，于该纤维强化热固性高分子垫的内表面上设置一纤维强化热塑性高分子垫，致使该纤维强化热塑性高分子垫符合该内表面的该曲面。最后，根据本发明的方法使该纤维强化热塑性高分子垫成型。
本发明的有益技术效果在于，根据本发明的壳体结合了纤维强化热固性高分子材料与纤维强化热塑性高分子材料在壳体制造上的优点，提供外表面具有良好的纹路及质感的壳体，且所制壳体的内壁上的结构性部件其接合强度强固。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
【附图说明】
图1A为根据本发明地一较佳实施例的一种壳体及其一剖面的示意图。
图1B为根据本发明的另一较佳实施例的一种壳体及其一剖面的示意图。
图2A至图2D示意的截面视图用以示意根据本发明的一较佳具体实施例的一种制造一壳体的方法。
【具体实施方式】
本发明提供一种壳体及其制造方法。根据本发明的壳体其结合了壳体制造应用纤维强化热固性高分子材料与纤维强化热塑性高分子材料的优点，但是并没有现有技术分别应用上述两种材料在壳体制造上的缺点。以下将详述本发明的较佳具体实施例，用以充分解说本发明的特征、精神、优点以及产品量产上的可行性。
请参阅图1A，图1A为根据本发明一较佳实施例的一种壳体1及其一剖面的示意图。根据本发明的较佳具体实施例的壳体1包含一纤维强化热固性高分子垫12以及一纤维强化热塑性高分子垫16。
该纤维强化热固性高分子垫12先被模造，进而具有一预定形状。该预定形状包含一呈曲面的内表面124。而且，呈曲面的内表面124的相对另一面即为一装饰的外表面122，也就是说，该纤维强化热固性高分子垫12的外表面具有布料的纹路及质感，呈现外观视觉上的效果。
于一具体实施例中，该纤维强化热固性高分子垫12利用一真空成型工艺来模造成型。
该纤维强化热塑性高分子垫16成型于该纤维强化热固性高分子垫12的内表面124上，并符合该内表面124的该曲面形状。于一具体实施例中，该纤维强化热塑性高分子垫16利用一热压成型工艺成型，且使之与该纤维强化热固性高分子垫12接合在一起。
同样示于图1A，于另一较佳具体实施例中，该壳体1还包含结构性部件18。特别地，该结构性部件18利用一热压成型工艺接合在该纤维强化热塑性高分子垫16上。并且，于该热压成型工艺过程中，该纤维强化热塑性高分子垫16以及该纤维强化热固性高分子垫12接合在一起。
为了避免在热压成型工艺过程中该纤维强化热塑性高分子垫16中的高分子材料渗入该纤维强化热固性高分子垫12，而破坏该已成型的纤维强化热固性高分子垫12的外观，同样示于图1A，于另一较佳具体实施例中，该壳体还包含一缓冲层(buffer layer)14。该缓冲层14设置于该纤维强化热塑性高分子垫16与该纤维强化热固性高分子垫12之间，也就是说，该纤维强化热塑性高分子垫16设置于该缓冲层14上。于该热压成型工艺过程中，该纤维强化热塑性高分子垫16、该缓冲层14以及该纤维强化热固性高分子垫12接合在一起。
然而，上述缓冲层14的设置仅为一较佳实施例，本发明并不欲以此为限。由于纤维强化热固性高分子垫12先经由真空成型工艺成型，因此，在后续设置纤维强化热塑性高分子垫及其与结构性部件结合的过程中，经适当的温度或压力的控制，原则上在该工艺不会破坏到已经成型的纤维强化热固性高分子垫12时，可省略缓冲层14。
于一具体实施例中，该缓冲层14由一金属材料或一高分子材料所制成。该缓冲层14可以使该壳体1具有其它物理特性，例如，电磁干扰的防护效能。
为了强化该纤维强化热塑性高分子垫16、该缓冲层14与该纤维强化热固性高分子垫12之间的接合强度，请参阅图1B，于另一较佳具体实施例中，该缓冲层14具有多个通孔142。于该热压成型工艺过程中，该纤维强化热塑性高分子垫16的部分材料通过所述多个通孔142，进而与该缓冲层14，或与该纤维强化热固性高分子垫12接合在一起。由此，该纤维强化热塑性高分子垫16、该缓冲层14与该纤维强化热固性高分子垫12之间的接合强度被强化。
图1B中的附图标记与图1A中的附图标记相同的即为先前已详述的各个材料层，在此不多做赘述。
上述多孔洞的缓冲层设计为非必需的。热固性高分子垫已经成型，且在热压工艺中，纤维强化热塑性高分子垫所含热塑性塑料与局部的热塑性结构件会被熔融，然后固化。在固化时，结构性部件熔融部分会融入纤维强化热塑性高分子垫，与其熔融的热塑性塑料结合在一起。在此同时，纤维强化热塑性高分子垫所熔融的热塑性塑料会结合/固化至已成型的纤维热固性高分子垫内层。另外，纤维热固性高分子垫成型后，其内层本身因工艺差异，可呈现一纤维自然粗造面，其粗造面本身亦可增加与热塑性高分子垫结合强度。
请参阅图2A至图2D，其为截面视图，用以示意根据本发明的一较佳具体实施例的一种制造一壳体的方法。以下将对该方法作一详细阐述。
根据本发明的方法，首先，模造一纤维强化热固性高分子垫12，致使该纤维强化热固性高分子垫12具有一预定形状。于一具体实施例中，如图2A所示，该纤维强化热固性高分子垫12先进行裁剪，再被设置于一下模具22内壁上。接着，设置有该纤维强化热固性高分子垫12的下模具22被放置于一真空釜(未示于图2A中)内，进行抽真空、升至适当温度。特别地，设置有该纤维强化热固性高分子垫12的下模具22从真空釜内取出后并不进行脱模，而直接进行下一工艺。该预定形状包含一呈曲面的内表面124。另外，呈曲面的内表面124的相对另一面即为一装饰的外表面122。
接着，根据本发明的方法设置一缓冲层14于该纤维强化热固性高分子垫12的内表面124上，致使该缓冲层14符合该内表面124的该曲面形状，如图2B所示。
随后，如图2C所示，根据本发明的方法，于该缓冲层14上设置一纤维强化热塑性高分子垫16，致使该纤维强化热塑性高分子垫16符合该曲面形状。若材料合适、射出参数控制得适宜，根据本发明的方法也可以无需设置该缓冲层14，而直接将该纤维强化热塑性高分子垫16设置在该纤维强化热固性高分子垫12的内表面124上。
最后，根据本发明的方法利用一热压成型工艺，将该纤维强化热塑性高分子垫16成型。特别地，于该热压成型工艺过程中，该纤维强化热固性高分子垫12、该缓冲层14以及该纤维强化热塑性高分子垫16接合在一起。紧接着脱模后即完成壳体。若是设计上需要在壳体的内壁上安置结构性部件，根据本发明的方法则同样利用该热压成型工艺，将该结构性部件18接合在该纤维强化热塑性高分子垫16上。于一具体实施例中，如图2D所示，先制备一配合该下模具22的上模具24。该上模具24上有插孔，该结构性部件18置入该上模具24的插孔内。接着，该上模具24与该下模具22压合，进行热压程序，如图2D所示。于热压程序过程中，该结构性部件18的熔融部分物质会融入纤维强化热塑性高分子垫16并与该分子垫所含的熔融状态的热塑性塑料物质结合，进而使其成型在该纤维强化热塑性高分子垫16上。特别地，于该热压成型工艺过程中，该纤维强化热塑性高分子垫16、该缓冲层14以及该纤维强化热固性高分子垫12接合在一起。紧接着脱模后即完成如图1A所示的壳体1。
于另一较佳具体实施例中，该缓冲层14其上事先可以形成如图1B所示的多个通孔142。于该热压成型工艺过程中，该纤维强化热塑性高分子垫16的部分材料会通过所述多个通孔142与该缓冲层14，或与该纤维强化热固性高分子垫12接合在一起。由此，该纤维强化热塑性高分子垫16、该缓冲层14与该纤维强化热固性高分子垫12之间的接合强度被强化。
由以上关于本发明的较佳具体实施例详细说明，可以清楚了解根据本发明的壳体其结合了壳体制造应用纤维强化热固性高分子材料与纤维强化热塑性高分子材料的优点，但是并没有现有技术分别应用上述两种材料在壳体制造上的缺点。并且在工艺的设计上，同一下模具可通用在真空成型工艺以及热压成型工艺中，明显地，大幅提升产品量产上的可行性。
虽然本发明已以具体实施例披露如上，然而其仅为了说明本发明的技术内容，而并非将本发明狭义地限定于该实施例，任何所属技术领域中具有通常知识的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的范围为准。