ECAD 导入模块

将 ECAD 文件轻松导入 COMSOL Multiphysics®

“ECAD 导入模块”为 COMSOL Multiphysics® 提供了强大的扩展功能,支持导入微机电系统(MEMS)器件、集成电路(IC 或芯片)和印刷电路板(PCB)的常用布局格式,包括 GDS-II、IPC-2581 和 ODB++ 格式,软件会自动将其转换为适用于分析的三维几何模型。通过与 COMSOL 产品库中的其他模块结合使用,可以实现各种应用领域的仿真模拟,包括低频和高频电磁学、传热、结构力学和微流体等。借助本模块,您可以快速导入大量数据,从而提高工作效率。

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平面变压器模型,其中以 Rainbow 颜色表显示电位。

处理导入的 ECAD 文件

导入功能根据文件格式的不同提供了各种不同的选项,用于配置可导入 ECAD 文件的层中包含的几何形状在几何构造中的应用方式。用户可以决定导入哪些层,编辑层的厚度和高度,并微调参数以简化几何形状。为了更便捷地设置导入过程,还可以从文本文件加载层配置信息。为了进一步缩短仿真设置时间,可以将导入配置成自动为每个层创建选择,随后在将物理场设置指派给域和边界时,可以使用这些选择。

根据 ECAD 布局构建的三维几何对象在软件中的表示就像任何其他三维模型一样,可以通过 COMSOL Multiphysics® 中的几何建模特征进一步进行编辑。

将“ECAD 导入模块”与 CAD 导入模块、“设计模块”或 LiveLink™ 产品之一结合使用时,可以将三维几何导出为 IGES、STEP、ACIS® 或 Parasolid® 文件格式,以便在其他软件中使用。

PCB 布局

IPC-2581 和 OBD++ 文件格式能够处理制造 PCB 所需的大部分信息,包括铜和介电层以及元件封装。

为了生成用于仿真的几何,导入功能可以读取其中的一些信息,包括铜、电介质和通孔层的布局;电路板的轮廓以及层堆叠信息。此外,PCB 的 ECAD 文件还可能包含有关铜线和通孔所属的电网的信息,用户可以通过配置导入选项,利用这些信息生成在为仿真准备几何或设置物理场和网格时非常有用的选择。

创建电路板三维模型

为了获得三维几何图形,PCB 导入器首先通过组合在文件中的布局掩模中定义的形状,将每一层表示为二维几何图形。为了避免在为铜线生成几何图形时可能出现大量超短的边,可以对导入进行配置,消除短边并忽略具有连续切线的顶点。

用户可以选择将铜层保留为几何中的表面,以便将走线近似表示为壳;此外,还可以根据层堆叠来自动拉伸层。用户可以从 IPC-2581 和 OBD++ 文件中读取这些信息,也可以直接输入或从单独的文本文件中导入。通孔层会被拉伸成单独的几何对象,您可以选择将这些对象从电路板几何中移除,或与电路板几何进行合并,具体取决于它们是封闭还是开放通孔。

IC 和 MEMS 布局

在 IC 和 MEMS 器件的制造过程中传输层掩模时,常常会用到 GDS 文件格式(GDS-II)。此类文件采用二进制格式,层上的形状由多边形组成,用户可以将这些形状组织到称为单元 的库中,并将其实例化为其他单元和层。不同的层通常代表制造过程中的不同步骤,可以将导入操作配置为根据选定的单元和层生成几何图形。此外,导入还可以识别一些 GDS 文件中采用的数据类型,以进一步区分层上的多边形。

为了实现高效的工作流程,我们提供了一项选择,使用户能够根据已导入形状所属的层、单元和数据类型,自动将 GDS 导入器生成的几何实体和对象指派给命名的选择。

随后,这些选择可以在下游几何操作以及设置物理场和网格时用作输入,为您提供便捷的数据处理功能。

基于 GDS 文件创建三维几何

为了生成适合仿真的几何对象,GDS 导入器会自动识别弧线和直线,消除短边段,以避免产生不必要的细化网格。除弧线和直线识别功能外,导入 PCB 布局时也可以使用从生成的几何中移除短边的选项。

GDS 格式没有指定层应该如何用于制造过程;这些信息通常以其他方式提供。在导入 GDS 文件时,您可以配置每一层的厚度和高度,以通过拉伸创建三维结构。这种方法适用于在平坦表面上沉积和图案化某个层,并且层中包含正性光刻胶掩模的情况。

模拟复杂三维结构设备的先进功能

为了创建更复杂的三维结构,可以通过布尔几何操作将 GDS 导入功能生成的几何对象与其他几何对象进行组合。举例来说,在导入负性光刻胶掩模时,可以通过使用布尔差集操作,在导入后从其他对象中移除拉伸的层。

将“ECAD 导入模块”与设计模块结合使用时,还可以有效地模拟半导体制造工艺,在此过程中,层在非平面上进行沉积和图案化。您可以通过在几何中的法向上偏移要沉积层的面来实现这一点。然后,将生成的对象与 GDS 文件中的拉伸层掩模相交,即可创建图案层的几何形状。

Parasolid 是 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. 或其子公司在美国和其他国家/地区的注册商标。ACIS 是 Spatial Corporation 的注册商标。

Mentor Graphics Corporation 根据 ODB++ Solutions Development Partnership General Terms and Conditions 对 ODB++ 格式的实现提供支持。

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