制造复合材料的方法及电子装置制造方法

制造复合材料的方法及电子装置制造方法
【专利摘要】公开了一种制造复合材料的方法及电子装置。外壳形成了电子装置的外观。该外壳的制造方法包括：选择至少一个用来确保刚性的纤维基底和至少一个用来确保韧性的纤维基底；确定选择的纤维基底的数量和堆叠顺序；根据确定的数量和堆叠顺序来层叠和附着纤维基底。
【专利说明】制造复合材料的方法及电子装置
【技术领域】
[0001]公开的实施例涉及一种用来形成电子装置的外观的外壳及其制造方法。
【背景技术】
[0002]基于电子通讯产业的发展，诸如移动通信终端(蜂窝电话)、电子日程表、个人复合终端、电视机(TV)、膝上计算机等的电子装置在现代社会已变得不可或缺。电子装置已发展成重要的信息传播手段，信息传播手段快速地改变。这些电子装置均允许用户通过使用触摸屏的图形用户界面(GUI)环境来方便地工作，并且提供基于网络环境的各种多媒体。
[0003]另外，这些电子装置均被设计成具有适合用户品味的形状和外观。近来，喜好每种电子装置的奢华外观的趋势上升。电子装置的制造者彼此竞争以制造某种程度上为了奢华和美观而设计的电子装置的外壳，这些外壳均形成电子装置的外观。
[0004]外壳可以是容器，该容器可以具有容纳并围绕电子装置的组件的形状。该外壳可以对从外部提供的变形具有一定程度的抵抗力，也就是，具有刚性。刚性有助于防止电子装置变形并保护其组件。另外，外壳可以既具有刚性又具有韧性。当外壳仅具有高的刚性时，电子装置可能由于外力而损坏或者裂开。韧性可以使外壳能够承受外部提供的变形。例如，具有可分离的电池盖等的外壳可以在附着或者分离时弯曲。因此，外壳需要韧性。
[0005]一般来说，另一种外壳是注塑成型产品。在表现奢华性方面受到限制。难以既确保特定水平的刚性又确保特定水平的韧性。

【发明内容】

[0006]为了解决现有技术的上述缺陷，主要目标在于提供一种具有刚性和韧性的电子装置的外壳及其制造方法。
[0007]公开的实施例的另一方面在于提供一种用于使电子装置的外观美观的电子装置的外壳及其制造方法。
[0008]公开的实施例的另一方面在于提供一种用于电子装置的外壳及其制造方法，以层叠和附着多个纤维基底并且通过纤维基底之间的相互补充改善材料的刚性、韧性等的性倉泛。
[0009]公开的实施例的另一方面在于提供一种能够可分离地附着的电子装置的外壳及其制造方法。
[0010]根据公开的实施例的一方面，提供了一种复合材料的制造方法。该方法包括:选择至少一个用来确保刚性的纤维基底和至少一个用来确保韧性的纤维基底；确定选择的纤维基底的数量和堆叠顺序；根据确定的数量和堆叠顺序来层叠和附着纤维基底。
[0011]根据公开的实施例的另一方面，提供了一种复合材料的制造方法。该方法包括:选择多个预浸溃材料；确定选择的预浸溃材料的数量和堆叠顺序；确定选择的预浸溃材料之间的纤维阵列的交叉角度；根据确定的数量、堆叠顺序和交叉角度来层叠和附着预浸溃材料。[0012]根据公开的实施例的另一方面，提供了一种电子装置。该电子装置包括:多个电子组件；至少一个外壳，用于保护电子组件和形成电子装置的外观，其中，外壳包含其中层叠和附着至少两种纤维基底的复合材料。
[0013]在进行下面的【具体实施方式】之前，对整个本专利文档中使用的某些词和短语的定义进行阐述可能是有好处的:术语“包含”和“包括”以及它们的衍生词表示包含但不
限于；术语“或”是包含的，表示和/或；短语“与......相关”和“与之相关”以及它们
的衍生词可以表示包括、包括在......中、与......互相联系、包含、包含在......内、
连接到......或者与......连接、结合到......或者与......结合、与......通信、
与……合作、交叉、并列、近似于、接合到或者与…接合、具有、具有……特性等；术语“控制器”表示控制至少一种操作的任意装置、系统或它们的部件，这样的装置可以以硬件、固件或软件或者它们中的至少两种的一些结合来实现。应该注意的是，不管是本地的或远程的，与任何特定的控制器相关的功能性可以是集中式的或分布式的。在整个本专利文档中提供对特定词和短语的定义，本领域普通技术人员应该理解的是，即便不是在大多数的情况下，那么在许多情况下，这样的定义应用于如此定义的词和短语的在前使用以及将来的使用。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]为了更加完全地理解本公开及其优点，现在参照结合附图进行的以下描述，在附图中，相同的附图标记代表相同的部件:
[0015]图1A和图1B示出了根据一个或多个实施例的电子装置的透视图；
·[0016]图1C是示出根据一个或多个实施例的电子装置的结构的剖视图；
[0017]图1D示出了根据一个或多个实施例的电子装置的后盖的分离；
[0018]图2示出了根据一个或多个实施例的电子装置的后盖的透视图；
[0019]图3A示出了根据一个或多个实施例的复合材料片的制造工艺；
[0020]图3B至图3E示出了根据一个或多个实施例的复合材料片的构造；
[0021]图4A示出了根据一个或多个实施例的复合材料片的制造工艺；
[0022]图4B至图4D示出了根据一个或多个实施例的复合材料片的构造；
[0023]图5示出了根据一个或多个实施例的电子装置的电池盖的透视图。
【具体实施方式】
[0024]下面讨论的图1A至图5以及在本专利文件中用来描述本公开的原理的各种实施例仅仅是通过说明性的方式，并且不应该被解释为以任何方式来限制本公开的范围。下面，将在这里参照附图描述示例性实施例。在下面的描述中，由于公知的功能或结构可能因不必要的细节而使本公开难以理解，所以没有详细地描述公知的功能或结构。另外，这里使用的术语根据本公开的功能来定义。因此，术语可以根据使用者的或者操作者的意图和用法而变化。也就是，这里使用的术语必须基于这里所做的描述来理解。
[0025]图1A和图1B示出了根据一个或多个实施例的电子装置的透视图。
[0026]图1C是示出根据一个或多个实施例的电子装置的结构的剖视图。
[0027]参照图1A至图1C,由100表不的电子装置包括:扬声器装置101,用来输出声音；触摸屏装置103，位于扬声器装置101的下面以显示图像和接收触摸输入；麦克风装置105，位于触摸屏装置103的下面以接收声音；键盘装置107，具有输入按钮；前摄像头装置109 ；以及后摄像头装置113。
[0028]电子装置100具有形成电子装置100的外观的外壳200。上面描述的组件容纳在外壳200的容纳空间中。外壳200包括前外壳210、后外壳220和后盖230。
[0029]前外壳210和后外壳220结合并形成用来容纳电子装置100的内部组件的空间。后盖230覆盖后外壳220。前外壳210设置在电子装置100的前表面中。后盖230设置在电子装置100的后表面中。
[0030]前外壳210和后外壳220结合并形成朝电子装置100的前面方向开口的容器形状。触摸屏装置103设置在主板130上，并且包括窗口和显示器。触摸屏装置103和主板130安装在由前外壳210和后外壳220结合而形成的容纳空间上。电池140容纳在由后外壳220和后盖230结合而形成的空间中。
[0031]窗口是透明的，并且在电子装置100的前表面上暴露。通过窗口显示图像。主板130是安装有基本电路和多个电子组件的板。主板130设置电子装置100的执行环境并且保存设置信息。主板130稳定地驱动电子装置100的所有装置，并且平稳地输入、输出以及交换电子装置100的所有装置的数据。
[0032]前外壳210具有套筒211，套筒211被形成为与后外壳220螺丝固定到一起。套筒211具有螺纹部件，在螺纹部件中形成有与螺丝结合的螺纹孔。该螺纹部件由金属制成并且在注射成型中形成在套筒211中。后外壳220具有套筒结合孔221，套筒结合孔221被形成为与前外壳210的套筒211螺丝固定到一起。螺丝150穿过后外壳220的套筒结合孔221并随后与前外壳210的套筒211结合。因此，前外壳210和后外壳220结合。
[0033]图1D示出了根据一个或多个实施例的电子装置的后盖的分离。
[0034]参照图1C和图1D，后盖230可以与后外壳220结合或者从后外壳220分离。后盖230具有可以设置在后盖230边缘上的卡扣2321。后外壳220具有形成在后外壳220的边缘的特定位置的结合槽222，以与卡扣2321相对应。当后外壳220和后盖230结合时，卡扣2321与结合槽222相结合。当后盖230与后外壳220结合或者从后外壳220分离时，如图1D所示，后盖230弹性弯曲并变形。另外，后盖230具有用来暴露容纳在前外壳210和后外壳220中的摄像头装置113的孔2322。
[0035]图2示出了根据一个或多个实施例的电子装置的后盖的透视图。
[0036]参照图1D和图2，后盖230包括复合材料装置231和塑料注射成型产品232，塑料注射成型产品232在复合材料装置231的内侧通过嵌件成型而成型。塑料注射成型产品232可以被嵌件成型以延展至复合材料装置231的端部。该塑料注射成型产品232可以阻止当后盖230仅由复合材料装置231组成时可能出现的损坏和破损。
[0037]塑料注射成型产品232具有能与后外壳220的结合槽222结合的卡扣2321。另夕卜，塑料注射成型产品232嵌件成型在复合材料装置231的内侧2311，使得与诸如天线和扬声器的电子组件叠置的部分2323被省略。在塑料注射成型产品232中形成有能够确保这些电子组件的性能的空间。
[0038]此外，为了解决由与复合材料装置231的收缩率不同而引起的诸如弯曲或者扭曲的问题，塑料注射成型产品232可以嵌件成型在位于复合材料装置231的边缘附近的部分处，或者可以嵌件成型为在省略了注射成型产品的部分2323的边缘(具体地说，角落)处具有狭缝2324。例如，塑料注射成型产品232可以包括沿复合材料装置231的边缘附着的边缘，以及沿从塑料注射成型产品232的边缘向内侧的方向形成的至少一个狭缝。因此，可以防止由于塑料注射成型产品232的收缩而导致后盖230的变形并且可以确保尺寸稳定。
[0039]复合材料装置231可以确保刚性和韧性的特性。复合材料装置231可以通过诸如数控(NC)机械加工、变形等成型工艺由通过将后面描述的两种方法制造的复合材料片来制造。
[0040]复合材料通过将两个或者多个基底结合组成，并且复合材料是具有不能通过单一材料获得的优良特性的人造材料。复合材料利用预浸溃材料(下文称为预浸溃材料)成型。例如，预浸溃材料是其中利用基体来浸溃增强纤维的可以具有片状的产品。设计者可以利用预浸溃材料使复合材料的产品具有期望的特性。预浸溃材料的增强纤维可以包括例如碳纤维、玻璃纤维和芳族聚酰胺纤维中的任一种。基体可以包括例如环氧树脂、聚酯树脂和热塑性树脂中的任一种。预浸溃材料根据纤维的种类、纤维的阵列类型和使用的基体种类而形成各种产品组。
[0041]首先，可以在将异质纤维基底(例如，预浸溃材料)层叠之后，具体地说，在将能够确保刚性的纤维基底和能够确保韧性的纤维基底层叠之后，利用诸如热压和高压的附着工艺来通过纤维基底之间的附着来成型根据一个或多个实施例的复合材料片。如果有必要，则可以改变异质纤维基底的质量、堆叠顺序、数量等。
[0042]图3A示出了根据一个或多个实施例的复合材料片的制造工艺。
[0043]参照图3A，在步骤301，选择能够确保刚性的纤维基底和能够确保韧性的纤维基底。例如，能够确保刚性的纤维基底可以是玻璃纤维基底，能够确保韧性的纤维基底可以是芳纶纤维基底。
[0044]在步骤303，确定选择的纤维基底的数量和堆叠顺序。例如，可以确定将其他纤维基底设置在玻璃纤维基底下面。也可以确定将其他纤维基底设置在单向(UD)预浸溃材料下面。
[0045]在步骤305，根据确定的数量和堆叠顺序，将纤维基底层叠并且附着。
[0046]图3B至图3E示出了根据一个或多个实施例的复合材料片的构造。
[0047]参照图3B，复合材料片可以由玻璃纤维基底、设置在玻璃纤维基底下面的芳纶纤维基底、设置在芳纶纤维基底下面的玻璃纤维基底以及设置在玻璃纤维基底下面的芳纶纤维基底制造。
[0048]参照图3C，复合材料片可以由芳纶纤维基底、设置在芳纶纤维基底下面的玻璃纤维基底、设置在玻璃纤维基底下面的芳纶纤维基底以及设置在芳纶纤维基底下面的玻璃纤维基底制造。
[0049]参照图3D，复合材料片可以由玻璃纤维基底、设置在玻璃纤维基底下面的芳纶纤维基底、设置在芳纶纤维基底下面的芳纶纤维基底以及设置在芳纶纤维基底下面的玻璃纤维基底制造。
[0050]参照图3E，复合材料片可以由芳纶纤维基底、设置在芳纶纤维基底下面的玻璃纤维基底、设置在玻璃纤维基底下面的玻璃纤维基底以及设置在玻璃纤维基底下面的芳纶纤维基底制造。[0051]其次，在纤维基底(预浸溃材料)之间的纤维阵列(fiber array)被交叉并且纤维基底被层叠之后，可以通过利用诸如热压和高压的附着工艺使纤维基底之间附着来成型复合材料片。如果有必要，则可以改变预浸溃材料的质量、堆叠顺序、数量等。预浸溃材料是纤维增强复合材料的中间基底并且可以是其中利用基体树脂来浸溃增强纤维的产品。根据增强纤维的编织类型，预浸溃材料可以是UD预浸溃材料、平纹预浸溃材料、斜纹预浸溃材料以及缎纹预浸溃材料等。可以预先执行预浸溃材料的着色、染色、沉积等。因此，可以美化复合材料片。具体地讲，因为UD预浸溃材料具有美观的布置和天然的感觉，所以UD预浸溃材料可以被设置为在电子装置后表面上设置的后盖的复合材料装置的外层。
[0052]UD预浸溃材料沿垂直于纤维方向的方向具有高弹性。然而，问题可能在于，UD预浸溃材料可能具有沿纤维方向开裂和撕裂的弱点。为了解决该问题，可以在UD预浸溃材料上层叠并且附着另一 UD预浸溃材料。可以使用在UD预浸溃材料之间使纤维阵列交叉的方法。也可以使用在UD预浸溃材料上层叠并附着平纹预浸溃材料、斜纹预浸溃材料、缎纹预浸溃材料等的方法。通过这些方法，复合材料片可以通过多个预浸溃材料之间的相互补充来确保诸如刚性和韧性的材料性能。在UD预浸溃材料之间的纤维阵列的交叉角度可以在O度至90度之间变化。
[0053]与UD预浸溃材料一样，这也可以应用到平纹预浸溃材料、斜纹预浸溃材料、缎纹预浸溃材料等。例如，将平纹预浸溃材料层叠并附着在平纹预浸溃材料上，并且将平纹预浸溃材料之间的纤维阵列彼此交叉。因此，能够制造出高刚性的复合材料片。
[0054]图4A示出了根据一个或多个实施例的复合材料片的制造工艺。
[0055]参照图4A，在步骤401，选择多个预浸溃材料。例如，可以考虑电子装置的后盖的材料性能(例如，美观、刚性和韧性)来选择预浸溃材料。
[0056]在步骤403，确定选择的预浸溃材料的数量和堆叠顺序。例如，可以确定将其他预浸溃材料设置在玻璃纤维基底的下面。另外，可以确定将其他预浸溃材料设置在UD预浸溃材料的下面。
[0057]在步骤405，可以确定在选择的预浸溃材料之间的纤维阵列的交叉角度。例如，确定在层叠时的相邻的预浸溃材料之间的纤维阵列的交叉角度。这些角度可以在O度至90度之间变化。
[0058]在步骤407，可以根据确定的数量、堆叠顺序以及交叉角度来执行预浸溃材料的层叠和附着工艺。
[0059]图4B至4D示出了根据一个或多个实施例的复合材料片的构造。
[0060]参照图4B，复合材料片通过将多个UD预浸溃材料241至243层叠和附着的工艺制造。在相邻的UD预浸溃材料241和242或者相邻的UD预浸溃材料242和243之间的纤维阵列可以彼此交叉。
[0061]参照图4C，复合材料片可以由水平纤维方向的UD预浸溃材料251和253以及插入在预浸溃材料251和253之间的平纹预浸溃材料或者斜纹预浸溃材料252制造。
[0062]参照图4D，复合材料片可以通过将多个平纹预浸溃材料261至263层叠和附着的工艺来制造。相邻的平纹预浸溃材料261和263或者相邻的平纹预浸溃材料263和265之间的纤维阵列可以彼此交叉。
[0063]通过交替地层叠刚性基底和韧性基底或者将基底层叠为使得基底的纤维阵列彼此交叉，来形成利用上面描述的基底形成的复合材料片。复合材料片的最内部的部分可以被选择性地切割以在外壳或者盖中形成台阶或者开口。
[0064]例如，图5是根据一个或多个实施例的电子装置的电池盖的透视图。
[0065]参照图5，当将上述复合材料片应用到作为电子装置的便携终端的电池盖240时，电池盖240可以被切割为使得以突出的容差在特定区域中形成槽2411。可以形成限定能够暴露摄像头镜头组件、发光二极管(LED)模块等的开口 2412的完全穿透的区域。
[0066]因此，通过其制造方法制造的外壳和复合材料可以通过在层叠并附着的纤维基底之间的相互补充来确保外壳的诸如刚性和韧性的材料性能并且实现电子装置的美观的外观。
[0067]虽然已经参照本公开的示例性实施例具体地示出并描述了本公开，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在这里进行形式和细节上的各种改变。
【权利要求】
1.一种制造复合材料的方法，所述方法包括: 选择至少一种用来确保刚性的纤维基底和至少一种用来确保韧性的纤维基底； 确定选择的纤维基底的数量和堆叠顺序； 根据确定的数量和堆叠顺序来层叠和附着纤维基底。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种用来确保刚性的纤维基底是玻璃纤维基底，其中，所述至少一种用来确保韧性的纤维基底是芳纶纤维基底。
3.如权利要求1所述的方法，其中，确定选择的纤维基底的数量和堆叠顺序的步骤包括:确定将所述至少一种用来确保刚性的纤维基底和所述至少一种用来确保韧性的纤维基底中的一种设置在玻璃纤维基底下面。
4.如权利要求1所述的方法，其中，确定选择的纤维基底的数量和堆叠顺序的步骤包括:确定将所述至少一种用来确保刚性的纤维基底和所述至少一种用来确保韧性的纤维基底中的一种设置在单向纤维基底下面。
5.如权利要求1所述的方法，其中，交替地设置所述至少一种用来确保刚性的纤维基底和所述至少一种用来确保韧性的纤维基底。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种用来确保刚性的纤维基底和所述至少一种用来保护韧性的纤维基底中的至少一种是单向预浸溃材料。
7.如权利要求6所述的方法，其中，通过使纤维阵列方向彼此交叉的方法来层叠所述至少一种用来确保刚性的纤维基底和所述至少一种用来确保韧性的纤维基底。
8.—种制造复合材料的方法，所述方法包括: 选择多个预浸溃材料； 确定选择的预浸溃材料的数量和堆叠顺序； 确定选择的预浸溃材料之间的纤维阵列的交叉角度； 根据确定的数量、堆叠顺序和交叉角度来层叠和附着预浸溃材料。
9.如权利要求8所述的方法，其中，选择的预浸溃材料包括单向预浸溃材料、平纹预浸溃材料、斜纹预浸溃材料和缎纹预浸溃材料中的至少一种。
10.如权利要求8所述的方法，其中，确定选择的预浸溃材料的数量和堆叠顺序的步骤包括:确定将所述多个预浸溃材料中的一部分预浸溃材料设置在玻璃纤维基底下面。
11.如权利要求8所述的方法，其中，确定选择的预浸溃材料的数量和堆叠顺序的步骤包括:确定将所述多个预浸溃材料中的除了单向预浸溃材料之外的其他预浸溃材料设置在单向预浸溃材料下面。
12.如权利要求8所述的方法，其中，确定选择的预浸溃材料之间的纤维阵列的交叉角度的步骤包括:确定在层叠时将相邻的预浸溃材料之间的纤维阵列的交叉角度设置在O度至90度的范围内。
13.如权利要求8所述的方法，其中，预浸溃材料包括交替地层叠的至少一种用来确保刚性的预浸溃材料和至少一种用来确保韧性的预浸溃材料。
14.如权利要求13所述的方法，其中，通过使纤维阵列方向彼此交叉的方法来层叠相邻的预浸溃材料。
15.一种电子装置，所述电子装置包括: 多个电子组件；至少一个外壳，被构造为保护电子组件并形成电子装置的外观， 其中，外壳包括其中层叠和附着至少两种纤维基底的复合材料。
16.如权利要求15所述的电子装置，其中，所述至少两种纤维基底包括至少一种用来确保刚性的纤维基底和/或至少一种用来确保韧性的纤维基底。
17.如权利要求15所述的电子装置，其中，所述至少两种纤维基底中的相邻的纤维基底是异质纤维基底。
18.如权利要求15所述的电子装置，其中，所述至少两种纤维基底中的相邻的纤维基底具有彼此交叉的纤维阵列。
19.如权利要求15所述的电子装置，其中，所述至少两种纤维基底包括单向预浸溃材料、平纹预浸溃材料、斜纹预浸溃材料和缎纹预浸溃材料中的至少一种。
20.如权利要求15所述的电子装置，其中，形成外壳的外观的复合材料包括设置在外壳的最上层的玻璃纤维基底。
21.如权利要求15所述的电子装置，其中，形成外壳的外观的复合材料包括设置在外壳的最上层的单向预浸溃材料。
22.如权利要求15所述的电子装置，所述电子装置还包括通过嵌件成型附着到复合材料的内侧的塑料注射成型产品。
23.如权利要求22所述的电子装置，其中，塑料注射成型产品包括沿复合材料的边缘附着的边缘和沿从塑料注射成型产品的所述边缘向内侧的方向形成的至少一个狭缝。
24.如权利要求15所述的电子装置，其中，复合材料的最内侧包括在外壳中的预定区域中被切割至预定深度的至少一个台阶部分以及在外壳中的预定区域中限定开口的完全穿透的部分。
【文档编号】B29C70/34GK103707520SQ201310452992
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】裴广镇, 文熙哲, 郑益守, 崔钟哲 申请人:三星电子株式会社