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高玻纖輕薄強固機殼的技術發展與應用 2012-05-20

來源: 模仁網

Ultrabook使輕量薄型化機殼成必然趨勢

神基科技股份有限公司漢達精密(昆山)董事長林全成指出,當Apple輕薄的MacBook Air降到約新台幣3萬多元時,對市場帶來了極大的震撼,以往上下蓋機身厚度動輒3~4公分的笨重筆電,已不再被人們青睞。也因此英特爾推出Ultrabook產品規畫,以13.3吋螢幕尺寸筆電為例,機身總厚度要求在18mm以下,總重量限制在3.3磅(1.5公斤)以下。英特爾希望Ultrabook到2014年滲透率達到43%,而平均售價(ASP)能降到600美元,以迎合薄型化、輕量化、價格大眾化趨勢。

除了產品規格外,Ultrabook的普及化還有一個最大的關鍵,那就是成本問題。而成本問題中,機殼構件又是最關鍵的課題。當前Ultrabook機殼超過90%都使用金屬,尤其像CNC製程,光1個CNC機殼料件就超過100美元;以目前1部CNC機器1天可以產出8片,若1年要量產2,400萬部Ultrabook,其中3片料件用上CNC機台,不單現有的CNC機台不敷使用,Ultrabook的價格更將居高不下。因此,同樣能夠達到輕薄、剛性、價格大眾化的高玻纖機殼,已成為Ultrabook機殼的另一種替代方案。

玻纖輕量強固機殼的技術發展

林全成提到,以往中階筆電所使用的塑膠(PC/ABS),材料成本相當便宜,但受限於剛性問題,無法做得太薄。為了改善塑膠機殼剛性,因此加入玻璃纖維,玻纖成分越高剛性越強,但相對的量產難度也隨之增加。

因為流動性的限制,PC/ABS加到30%的玻纖已經是極限。後來找到尼龍料,在考量符合防火耐熱的規範下,目前可以加到50%的玻璃纖維,若不考量防火的要求甚至可以加到75%玻纖,其機殼可以做到更薄,強度與剛性超越既有金屬。

其他關鍵性玻纖機殼量產技術門檻,還有塑膠機殼的翹曲、表面浮纖、以及同時達成輕薄並增加韌性的特性,以強化機殼結構通過落摔測試等問題。

林全成指出,目前傳統塑膠機殼廠的射出成形技術,是將塑膠材料熔融後注入到40~50℃左右的模具中,等待其冷卻、成形後,才從模具中取出。但對尼龍這種半結晶的材料,如果不能控制在其結晶溫度以上冷卻下來的話,做出來的料件會有變形不一的問題。

漢達從2003年發展出RHCM塑膠製程(Rapid Heat Cycle Molding)技術,運用快速變溫模具成型的製程技術。當模具溫度提升到材料所需的高溫後,接著把高玻纖塑膠材料注入到模具中,待其定型之後再快速降溫到室溫附近,便可以取出完成件,大幅降低翹曲變異機率。

進逼鋁鎂合金的平整性與高剛性

傳統塑膠製程容易在表面有浮纖,造成不平滑以及組件之間結合線明顯的情況,神基高玻纖機殼採用RHCM高亮無痕製程技術,表面鍍上約50nm厚度的樹脂,沒有浮纖、表面光滑且無結合線,達到高亮無痕的要求。

在剛性、輕量、薄化特性上,以同樣是13.3吋筆電機殼A件來看, MacBook Air使用的Al alloy-6063(Unibody, CNC)製程,其彎曲模量67GPa,實際重量227公克,最低肉厚0.7~1.2mm;PC/ABS塑膠機殼其彎曲模量2.5GPa,重量218公克,肉厚1.8mm;漢達PA+50%GF玻纖機殼的彎曲模量17.5GPa,實際重量157克時最低肉厚1.0~1.1mm,已達到接近鋁鎂合金的剛性與肉厚。

林全成提到,50%高玻纖機殼表面處理上,無論是IMR模內轉印或是Coating噴漆塗裝,在模具做出咬花效果,轉印效果良好,達成時尚、環保的要求,同時達成經濟、可量產、產能充足的要求。

玻纖材料價格為金屬的1/3,相當具備成本競爭性。且具備經驗豐富塑膠成型技術,充分掌控模溫精度,模具壽命達到普通成型模具的水準,加上對玻纖材質特性的高掌握度,使得50%高玻纖機殼良率達9成以上。

林全成總結,50%高玻纖機殼具備無浮纖和結合線的高亮無痕特性,提供機體適度保護的高剛性,較塑膠機殼減少40%厚度的薄化特質,與金屬相近的輕量,並具備多樣化後加工處理製程的時尚性、環保(免噴漆、咬花轉印效果良好)、低成本(價格為金屬1/3)、可量產(良率9成以上)、產能充足(產能充足無虞)等優勢。以上種種特色,說明高玻纖成型技術是Ultrabook最佳的機殼方案。
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