HFSS-IC: Recursos e vantagens – 3DCAD.news

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Por que o HFSS-IC?

A Ansys lançou o HFSS-IC, uma nova ferramenta destinada a empresas de pequeno e médio porte. Ela permite o projeto de conjuntos complexos de matrizes montados em pacotes e integrados em placas de circuito impresso. A solução inclui três solucionadores robustos – HFSS, Q3D e RaptorX – e oferece um amplo conjunto de recursos em comparação com outras alternativas do mercado:

• Pode ler arquivos GDS e arquivos de suporte (*.map ou *.xml).
• Pode ler modelos criptografados pela fundição. Aprovado pela principal empresa de fundição.
• 3 Solvers (HFSS/Q3D/RaptorX) para recursos completos de projeto em todos os estágios de projeto.
• O HFSS é o padrão do setor para solucionar problemas eletromagnéticos
• A maioria das fundições aprova o RaptorX.
• Oferece suporte a configurações complicadas de matriz(es) sobre matriz sobre pacote.
• Ferramentas inovadoras para simplificar o modelo e a malha.
• Parametrização para os três solvers, com otimizador inteligente usando Optislang.
• Vinculado ao circuito AEDT, conexão de 2 vias.
• Preço acessível para empresas de pequeno e médio porte.

Arquivos GDS:

O formato de arquivo GDS é o formato mais comumente usado no setor de matrizes (chips). A solução HFSS-IC é capaz de ler arquivos GDS, bem como arquivos de empilhamento, como .map, .xml e *.ircx, entre outros. No menu principal, selecione File>Import>GDS files:

Após selecionar o arquivo GDS, o AEDT exibe a lista de camadas, uma lista de redes e portas. Ele também oferece ao usuário a capacidade de importar arquivos de controle:

Você pode carregar os seguintes tipos de arquivo de controle/suporte: Arquivos *.xml, *.tech, *.layermap, *.ircx, *.itf,* .vlc.tech e *.map.

O exemplo usado neste blog é um interpositor de silício:

Modo padrão do layout do HFSS/3D e modo HFSS-IC.

No modo padrão do HFSS/3D Layout, o usuário tem acesso aos solucionadores HFSS, planar e SIwave DICR/PI.

O usuário pode alternar para o modo HFSS-IC clicando com o botão direito do mouse no nome do modelo>Design Settings> Design mode.

A mudança para o modo IC dá ao usuário acesso aos três solucionadores: HFSS, Q3D e RaptorX.

A tabela a seguir resume os principais recursos de cada tipo:

Quando usar cada solucionador? Cada solucionador tem seus recursos e pontos fortes. O usuário precisa selecionar a ferramenta certa para cada estágio. Essas ferramentas são tudo o que o usuário precisa fazer para obter um projeto rápido e tranquilo.

Empilhamento do modo IC

A primeira coisa a verificar é o empilhamento no modelo. Selecione o ícone de empilhamento:

Os empilhamentos no modo IC são sempre empilhamentos sobrepostos. É possível sobrepor diferentes camadas nesse modo. O usuário só precisa especificar as dimensões inferior e superior de cada camada. Além de alterar as camadas e os materiais, o usuário também pode adicionar efeitos como gravação e rugosidade da superfície. Há também camadas VIA no modo IC. As dimensões inferior e superior das camadas VIA são especificadas usando o nome da camada Metal, por exemplo, M5, M6, etc.

Portas de modo IC

No HFSS, os usuários podem adicionar portas de várias maneiras. Os três solucionadores aceitam todos os tipos. A primeira maneira de adicionar portas é selecionar uma rede e, em seguida, clicar com o botão direito do mouse para adicionar portas em ambas as extremidades da rede.

A outra maneira é selecionar um componente e clicar com o botão direito do mouse para adicionar portas:

Essas duas formas criam uma porta do tipo lacuna coaxial.

Edição de modelos

É altamente recomendável que o RaptorX seja usado durante a fase de projeto, especialmente durante a otimização. Para obter resultados mais precisos, o usuário também deve ser capaz de utilizar o HFSS. O modo IC foi equipado com ferramentas inteligentes para fazer modificações no projeto e eliminar pequenas dimensões, evitando, assim, que o HFSS fosse executado por um período de tempo excessivamente longo.

No entanto, antes de usar qualquer um deles, o usuário precisa modificar as configurações. Clique no botão de configuração:

Para entender o significado de cada número nas configurações, voltamos às ferramentas:

• Snap vias: Essa opção alterará a seção transversal das vias para corresponder ao tamanho dos pads na camada superior ou inferior. A alteração ocorrerá se o delta for menor do que o especificado nos critérios de encaixe da via na configuração.
• Primitivas de encaixe: Essa opção altera a forma das redes nas camadas de sinal para que correspondam umas às outras. A alteração ocorrerá se o delta for menor do que o especificado nos critérios de encaixe de primitivas na configuração.
• Agrupar vias: Essa opção agrupa as vias em uma única rede se elas tiverem um espaçamento menor do que o especificado nos critérios de agrupamento de vias nas configurações.
• Envolver geometria: Esta opção agrupa redes ou vias em uma única rede/via única e fecha as lacunas se as lacunas entre os objetos forem menores do que o número especificado nos critérios de agrupamento de geometria nas configurações.
• Remover furos: Se a rede nas camadas de sinal tiver pequenos orifícios com uma seção transversal menor que o número especificado em “Remove small metal islands” (Remover pequenas ilhas de metal), ela será preenchida.
• Remove Islands (Remover ilhas): Essa opção simplesmente exclui todas as ilhas pequenas. A decisão é baseada nos critérios Remove Small Metal Islands (Remover pequenas ilhas de metal) na configuração.

Diferença entre os três solucionadores: Resultados

O gráfico a seguir mostra a diferença entre os três solucionadores. Observe que resolvemos o Q3D para até 1 GHz. Isso é tudo o que precisamos para extrair o RLCG das redes.

Tanto o HFSS quanto o RaptorX apresentaram resultados muito próximos. Isso indica que o usuário pode confiar no RaptorX durante o processo de otimização. A tabela a seguir mostra o tempo necessário para a solução de cada solucionador. O HFSS, usando a configuração padrão, levou 5 vezes mais tempo do que o RaptorX. Esse tempo pode ser melhorado se o usuário executar uma malha inteligente, controlando a malha em todos os objetos.

Resumo

O HFSS-IC é uma solução robusta e econômica projetada para empresas de pequeno e médio porte. Ele integra todos os recursos dos solucionadores HFSS e RaptorX. Essa ferramenta suporta o projeto de uma ampla gama de configurações, incluindo matrizes, matrizes empilhadas, matrizes em pacotes e até mesmo conjuntos complexos montados em PCBs – sem limitações. Os usuários podem extrair elementos parasitas, projetar indutores, otimizar transições e divisores de potência, atenuar a diafonia e muito mais.

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