本发明涉及一种熔融沉积制造(fuseddepositionmodeling、fdm)3d打印技术封装非接触式ic芯片和感应天线的方法。
背景技术：
3d打印是新型快速成型制造技术(rp)。它是以累加方法实现模型的快速成型技术，是制造技术领域的一项重大突破。它能克服传统加工无法实现的特殊结构障碍，可以实现任意复杂结构部件的简单化生产，可以自动、直接、精确地将设计思想从cad模型，转化为具有一定功能的实物模型或器件。熔融沉积制造(fdm)技术是3d打印技术的突出代表，通过加热喷头将热塑性的丝材以分层制造、逐层叠加的原理成形出三维物体，尤其适用于原型的开发和文化、消费品领域的定制化制造。
非接触式射频ic卡，就是我们日常生活中经常用到的公交卡、校园的饭卡、小区的门禁卡等等。其由ic芯片、感应天线组成，封装在一个标准的pvc卡片内，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功的将射频识别技术和ic卡技术结合起来，结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。卡片在一定距离范围(通常小于5cm)靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。非接触式射频ic技术的诞生给人们的生产生活带来了极大的便利，核心零部件ic芯片和感应天线封装在标准的pvc卡片内这种封装形式虽然简单和便于携带，但是在使用过程中容易造成卡面磨损和卡片丢失。随着经济的发展，人们的收入不断增长，对个性化定制化商品的需求不断增加，标准的pvc卡片以及出现的异形卡片等封装形式都无法满足消费者个性化定制化的需求。
技术实现要素：
针对以上内容，有必要提出一种使用熔融沉积制造(fdm)技术打印出的个性化、定制化的三维物体作为外壳封装非接触式ic芯片和感应天线，来满足消费者个性化的需求。
一种熔融沉积制造(fuseddepositionmodeling、fdm)3d打印技术封装非接触式ic芯片和感应天线的方法，应有如下装置，该装置包括计算机、fdm打印机、热塑性丝材、正常工作的ic芯片和感应天线。
该封装方法包括如下步骤：
(1)根据用户提供的个性化、定制化的要求在计算机三维制图软件中制作三维模型；
(2)将定制化的三维模型保存成.stl格式的文件；
(3)将.stl格式的文件导入fdm打印机配置的切片软件中进行模型填充，填充度设为100％，然后进行位置摆放操作，当摆放的位置适合打印过程中放入ic芯片和感应天线时进行切片操作并保存成fdm打印机识别的文件格式；
(4)将切片后的文件导入fdm打印机，安装热塑性丝材后开始打印个性化的三维实体；
(5)当fdm打印机打印到适当横截面时暂停打印过程，将ic芯片和感应天线通过高温双面胶带固定在该横截面上，然后恢复打印，完成打印工作，实现ic芯片和感应天线的封装。
(6)当个性化的三维模型打印完成后，从成形板上取下打印好的实体，去除多余的支撑部分，靠近读卡器表面完成数据的读写操作。
所述的三维建模软件可以是：3dmax、pro/e、solidworks、autocad等。
所述的.stl格式文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角形网格的一种文件格式。
所述的切片操作是指切片软件将.stl格式的模型切分成许多连续的横截面，横截面上包含fdm打印机喷头移动轨迹的信息。
所述的设置填充度为100％是指只有填充度为100％时模型内部才为实体，既可以为ic芯片和感应天线提供固定的横截面又可以保证封装后模型的强度。
所述的适当横截面是指该横截面距离三维模型的最顶端或最底端的距离小于2cm，只有在这个距离范围内，非接触式ic芯片和感应天线构成的回路才能被读卡器识别。该横截面的直径必须大于感应天线和ic芯片所构成封闭回路的直径。
所述的热塑性丝材是指适用于fdm打印成形的聚乳酸(pla)丝材、abs塑料丝材、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)丝材等。
所述的ic芯片和感应天线是指感应天线选用直径是0.13mm、总长度是77-78cm的铜制漆包线，绕成直径是20-21mm的圆形其匝数共12圈，并通过焊接将感应天线和ic芯片连接，构成的封闭回路谐振频率为13.56mhz，可以被读卡器识别。只有感应天线绕成圆形直径越小，三维模型尺寸的调节范围就越大。
所述的支撑是指有助于三维模型中悬垂结构的成形但不属于三维模型的结构部分。
本发明的特点是：
与传统封装方法得到的卡片式ic卡相比，使用fdm三维打印技术作为封装ic芯片和感应天线的方法，可以得到“立体ic卡”，拥有多样化个性化立体外形的同时并具有刷卡识别、消费功能。摆脱了单调死板的外观样式，可根据每个消费者不同的外形需求设计并通过fdm打印机封装ic芯片和感应天线，满足不同用户个性化的要求，并不会增加制造成本。传统的卡片式ic卡易丢失，丢失后难以找回，而该封装技术得到“立体ic卡”在模型设计阶段不但可以添加防丢失设计解决使用过程中易丢失的问题，并可在模型上添加用户的身份信息，丢失后易于找回。这两种功能使用该fdm3d打印封装技术都易于实现并不会增加制造成本。
附图说明
图1是熔融沉积制造(fdm)3d打印技术工艺原理图，其中1是放大的喷头，2是线材，3是喷头，4是成形工件。
图2是实例中设计的三维模型。
图3是需固定非接触式ic芯片和感应天线的横截面，其中5是连接完好的ic芯片和感应天线，6是所成形出的横截面。
具体实施方式
本发明采用fdm三维打印技术作为封装非接触式射频ic芯片和感应天线的方法；fdm打印机打印工艺的原理图如图1所示，利用分层制造，逐层叠加的方法进行三维实体的成形，选用直径为1.75mm的聚乳酸白色丝材作为成形材料。选用如图2所示的个性化模型作为封装ic芯片和感应天线的实体。首先将.stl格式的模型导入切片软件，然后在切片软件中设置100％填充度和调整模型摆放角度，将切片后的模型保存成fdm打印机识别的格式并导入fdm打印机后开始打印。当成形到如图3所示的距离底面5mm的横截面时，暂停打印过程，将连接完好的谐振频率为13.56mhz的ic芯片和感应天线通过耐热温度200度以上的高温双面胶带固定在该横截面上，固定完成后，开始后续的打印过程，直到模型打印完成。将该成形件的底面靠近读写器，即可完成数据的读写工作。通过该封装方法可将日常生活中的公交一卡通芯片、校园一卡通芯片以及门禁卡中芯片等类似的非接触式射频ic芯片和感应天线通过此封装方法进行封装，得到三维形状各异的“立体卡”既满足了使用者个性化的需求，降低了定制化的成本，并且降低了丢失的风险。