高玻纖輕薄強固機殼的技術發展與應用

神基科技(股)漢達精密(昆山)董事長林全成

打造Ultrabook輕薄機身需要高強度的機構件，除了高成本的鋁鎂合金之外，機構材料商利用塑膠添加25~50%的玻璃纖維所製造的強固機殼，同樣可以打造出超薄、高強度、光滑如金屬外觀的特性，並且大幅降低Ultrabook在機構件的製造成本…

神基科技股份有限公司漢達精密(昆山)董事長林全成，首先說明神基科技與漢達精密的背景資訊。神基科技(Getac)是於1989年創立，是在台上櫃的企業體(TAIPEX：3005)，資本額新台幣58億元，2011營收新台幣158億元。

神基科技主要經營範疇為：強固型電腦事業、綜合機構零組件事業、輕金屬機構事業體、汽車機構零組件事業與航太機構零組件事業，是全球第二大強固型電腦製造供應商。旗下11個製造基地分佈於大陸廣東省順德(1個廠)、江蘇省的昆山(3個廠)、常熟(1個廠)、大陸江西省南昌(2個廠)、越南北寧工業區(2個廠)、大陸上海(1個廠)與台灣桃園(1個廠)。

而神基科技旗下的綜合機構事業體漢達精密，2003年設立於中國江蘇昆山，全體員工數4,500人，研發暨工程人員有800人。漢達精密廠內主要射出設備有注塑機330台，RHCM控制器297台，月產能逾800萬片；模具中心產能可達到每月320套，前置期(Lead time)僅15~35天。並具備RHCM射出技術、高溫模具技術、氣體輔助射出成型、IMR、IML、雙色？雙料射出Double Injection、真空濺鍍線、塗裝線等核心關鍵技術。

Ultrabook使輕量薄型化機殼成必然趨勢

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。漢達為業界RHCM製程技術翹楚，Cycle time業界最低，並以經濟環保(蒸氣加熱)的製程，提供客戶合理的價格。

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平，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。擁有330 注塑機、297 RHCM控制器，每月產能供應量可達 800萬 pcs。

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。

與NB產業協同合作 共創量產的技術能力

漢達具備堅強的工程分析能力以及豐富的數據資料庫，累積307件Tooling (模具)專利、59項RHCM研發(材質、製程、設備)相關專利。實際累計開發案例總件數超過625件，開發模具總數超過1,709套，從A、B、C、D件均提供解決方案。

林全成最後以撞球、梳子為例。早期都是用象牙、牛角、犀牛角、羊角等材質製作，造成這些產品僅能被貴族使用，當塑膠工業進步後，以化工原料(碳酸樹脂)製成的撞球、梳子品質優異且耐用，價位下降到可以普及。高玻纖機殼能源消耗低，產能無限制，可以讓Ultrabook量真正放大，達到普及化的目標。
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