前言

SMA轉(zhuǎn)接頭是射頻微波、天線和高速高頻電路中經(jīng)常用到的一種連接器，將SMA 3D結(jié)構(gòu)組裝到PCB上進(jìn)行聯(lián)合仿真，優(yōu)化SMA PCB封裝焊盤，回流地孔的排布，找到最佳阻抗匹配值，評(píng)估3D結(jié)構(gòu)器件對(duì)指標(biāo)的影響變的越來(lái)越重要。

芯和半導(dǎo)體Hermes平臺(tái) 目前包含layered和3D兩個(gè)流程，其中3D流程可以方便地完成PCB與SMA 3D結(jié)構(gòu)的裝配，同時(shí)結(jié)合Hermes 高精度的FEM算法可快速得到精準(zhǔn)的電磁場(chǎng)仿真數(shù)據(jù)，指導(dǎo)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

PCB+SMA聯(lián)合仿真流程

1.導(dǎo)入PCB設(shè)計(jì)文件

打開Hermes軟件在home菜單下點(diǎn)擊，選擇需要導(dǎo)入的工程文件，和對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)完成版圖導(dǎo)入，用戶除了可以通過(guò)導(dǎo)入常見設(shè)計(jì)文件（.brd/.sip/.mcm/ODB++/.gds）的方式創(chuàng)建版圖模型外，還可以在此區(qū)域中手動(dòng)繪制PCB版圖。

圖 1

創(chuàng)建layout

2.疊層文件編輯

點(diǎn)擊layout模型工程樹下的Stackup，進(jìn)入到疊層編輯的頁(yè)面，如圖2所示。在此頁(yè)面Layers欄中設(shè)置每層的名字和厚度以及所賦予的材料，Materials欄中編輯所用到的材料參數(shù)。在本案例中，PCB板為6層，導(dǎo)入數(shù)據(jù)為PCB默認(rèn)數(shù)據(jù)如與加工信息不符可以進(jìn)行修改，同時(shí)也可以設(shè)置背鉆信息。

圖2

疊層文件設(shè)置

3.過(guò)孔信息編輯

點(diǎn)擊layout模型工程樹下的Padstack，修改過(guò)孔焊盤，反焊盤的尺寸，孔壁鍍銅厚度等信息。

圖 3

焊盤信息設(shè)置

4.版圖切割

在Edit選擇ClipDesign可以對(duì)版圖進(jìn)行切割減少仿真規(guī)模，本案例選擇仿真網(wǎng)絡(luò)名稱為“RF”的信號(hào)為切割保留部分。

圖4

版圖切割

5.導(dǎo)出PCB 3D模型

選擇切割出來(lái)的版圖工程文件，右鍵選擇Switch to 3D一鍵導(dǎo)出3D模型。

圖5

PCB 3D模型

6.導(dǎo)入SMA連接器模型

選擇上面創(chuàng)建的3D模型樹，右鍵選擇Insert Model可通過(guò) SAT，STP格式導(dǎo)入3D模型數(shù)據(jù)，導(dǎo)入后如下顯示。

圖6

仿真結(jié)果

7.模型組裝與仿真配置

導(dǎo)入后通過(guò)Draw 菜單欄下的移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)，鏡像等功能，完成PCB板和SMA結(jié)構(gòu)的組裝，點(diǎn)擊Auto Identify 查看仿真網(wǎng)絡(luò)是否和SMA物理聯(lián)通，修改原來(lái)空氣盒子的尺寸，設(shè)置為輻射邊界，在SMA上繪制環(huán)形sheet圖層選擇對(duì)應(yīng)的返回路徑設(shè)置為port，完成仿真建模。

圖7

3D建模

8.導(dǎo)入SMA連接器模型

在Analysis選項(xiàng)右鍵添加一個(gè)FEM3D_Analysis流程，通過(guò)solver option配置求解頻率，收斂條件，MPI以及求解Core數(shù)量，完成后右鍵點(diǎn)擊Analysis開始仿真。

圖8

仿真配置

9.仿真結(jié)果顯示

仿真完成后可以點(diǎn)擊Results添加想要查看的S參數(shù)曲線，或TDR數(shù)據(jù)結(jié)果。

圖9

仿真結(jié)果

總結(jié)

本文介紹了采用芯和半導(dǎo)體Hermes軟件中的3D流程實(shí)現(xiàn)PCB板與SMA連接器的模型創(chuàng)建和組裝。Hermes內(nèi)置多種常規(guī)圖形創(chuàng)建模塊，設(shè)計(jì)者通過(guò)移動(dòng)，鏡像，旋轉(zhuǎn)等功能快速完成模型的創(chuàng)建和組合，滿足用戶對(duì)PCB與連接器聯(lián)合仿真的需求。

審核編輯：劉清