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万博ANSYS的博客

2020年12月18日

系统级电磁仿真:触手可及

数字革命给工程团队带来了难以置信的压力,要求他们快速生产新的高性能印刷电路板(pcb)和芯片封装。然而,随着数据速率继续呈指数级增长,设计变得越来越小,输出越来越大,由于不连续和不必要的信号耦合而导致信号退化的可能性正在增加。尽管有市场压力,但设计验证不能被忽视。

生成了复杂PCB封装的三维模型
使用Ansys HFSS在34小时内解决万博

从历史上看,验证芯片到芯片的系统级性能涉及组件级的一系列电磁(EM)模拟。例如,工程师进行仿真以确认单个球栅阵列(BGA)封装从焊点凸点到焊点球的信号完整性,或确认从集成电路(IC)封装通过走线路由到连接器封装的信号完整性。

当系统的各个部分都经过模拟和验证后,它们就被组装成一个物理原型。这种串行方法的问题是什么?首先,这很耗时,通常会推迟发布日期。其次,由组件集成和其他系统级问题引起的信号不连续仅在原型阶段被识别,导致高成本和与返工相关的额外延迟。

在过去,这种顺序方法对半导体制造商来说是一个重大的产品开发障碍。旧的仿真方法、计算资源、处理速度和工程方法限制了工程师使用这种串行的、组件级的方法。

利用您现有的工具,实现快速、系统级的电磁仿真

好消息是万博Ansys基于仿真软件具有支持pcb和芯片封装的快速系统级虚拟原型的能力。与当今的弹性云计算资源、更快的处理核心、快速的数据传输速度和其他创新相匹配,HFSS正在加速电磁(EM)仿真。

虽然许多Ansys客户万博还没有意识到HFSS的系统级仿真功能,但半导体行业的领导者已经利用HFSS在复杂产品的EM仿真运行时间中实现了10到12倍的加速。万博网对于现有的Ansys 2020 R2客户来说,这些速度改进不需要额外的软件投资。万博工程团队只需要在优化的技术环境中应用最新的HFSS解决方案的全部功能,并使用30多年经验的最佳实践。

仅举一个例子,考虑一个PCB设计,该设计将八个两层倒装芯片BGA封装安装在SODIMM板上,插入安装在主板上的连接器。总共模拟了64个网,并定义了128个端口。

万博Ansys HFSS提供系统级功能,带来所有软件包
组件在一个单一的,连接的3D模型
-取代缓慢、过时的电磁模拟串行方法

验证这个复杂的产品设计,连同它所有的集成点和组件,如果采用昨天的顺序的、组件级的方法,将花费数周的时间。但是,通过以最佳实践的系统级方式应用HFSS,该大型PCB模块的完整3D模型仅在34小时内生成并求解。

这是当今电子公司需要达到的速度和性能水平——对于使用Ansys 2020 R2的工程团队来说,这是很容易达到的。万博通过利用HFSS的系统级功能,公司可以引入更复杂的设计,并支持冒险和创新,同时与以前的验证方法相比,可以节省大量的开发时间和成本。

简化PCB组装过程,在生产中没有意外

HFSS首次能够在无风险的仿真环境中对所有PCB和芯片封装组件进行虚拟组装和验证。这种易于使用的解决方案可以直接读取电子计算机辅助设计(ECAD)布局-包括电路板,封装,连接器和单个内联封装(sip) -并虚拟组装它们。HFSS还可以导入机械计算机辅助设计(MCAD)元素,包括它们的边界条件、端口激励和材料特性。

工程团队可以在虚拟设计空间中快速解决全耦合系统,包括MCAD和ECAD域,在尽可能早的阶段捕获系统级性能,此时返工成本最小。HFSS不仅简化了系统组装和物理原型制作过程,还有助于避免后来的制造问题、产品召回和保修索赔。

由于HFSS与其他Ansys解决方案紧密相连,求解模型可以无缝地传递到其他Ans万博ys求解器进行额外分析。热和结构解决方案可以帮助确保对最终产品包装进行热效应管理,并针对实际环境条件进行设计。这种紧密集成使产品开发团队能够充分利用Ansys在多个物理领域50多年的工程仿真领导地位。manbet万博

万博Ansys拥有许多可用资源来帮助客户了解和利用HFSS的系统级功能。其中包括广泛的免费、按需服务万博Ansys创新课程并进行了针对性的电磁仿真培训万博Ansys Learning Hub.学习中心提供三种不同的HFSS 3D布局课程,全天候在线提供。万博Ansys客户也可以直接联系他们的客户团队或获取在线支持随时都可以。

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