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Module ECAD Import

Importer des fichiers ECAD dans COMSOL Multiphysics®

Le module ECAD Import étend les fonctionnalités de COMSOL Multiphysics® en permettant d'importer les formats de schémas les plus courants pour les systèmes microélectromécaniques (MEMS), les circuits intégrés (CIs ou puces électroniques) et les cartes de circuits imprimés (PCBs). Les schémas aux formats GDS-II, IPC-2581 et ODB++ peuvent être importés et convertis automatiquement en modèles géométriques 3D adaptés à l'analyse par élément finis. Le module ECAD Import peut être associé à d'autres modules de la suite de produits COMSOL pour simuler divers domaines d'application, notamment l'électromagnétisme à basse et haute fréquence, la thermique, la mécanique du solide et la microfluidique. Contacter COMSOL
Un modèle de transformateur plan montrant le potentiel électrique avec la palette de couleurs Arc-en-ciel.
Un modèle d'accéléromètre montrant le niveau de déformation avec la palette de couleurs teal-grey.

Traitement des fichiers ECAD importés

Selon le format du fichier, la fonctionnalité d'import propose différentes options pour configurer la façon d'utiliser les formes géométriques contenues dans les couches des fichiers ECAD importés pour la construction de la géométrie. Les utilisateurs peuvent choisir les couches à importer, modifier les épaisseurs et les hauteurs de ces couches et affiner les paramètres pour simplifier la géométrie. Pour accélérer le processus d'importation, les informations de configuration des couches peuvent être chargées à partir d'un fichier texte. Pour réduire encore davantage le temps consacré au paramétrage des modèles de simulations, l'importation peut être configurée de manière à créer automatiquement des sélections pour chaque couche. Ces sélections sont ensuite disponibles lors de la définition des conditions physiques aux domaines et aux frontières.

Les objets géométriques 3D construits à partir des schémas ECAD sont représentés dans le logiciel comme n'importe quel autre modèle 3D et peuvent être édités à l'aide des fonctionnalités de modélisation géométrique de COMSOL Multiphysics®.

Lorsque le module ECAD Import est combiné avec le module CAD Import, le module Design ou l'un des produits LiveLink™, la géométrie 3D peut être exportée vers les formats de fichiers IGES, STEP, ACIS® ou Parasolid® pour être utilisée dans d'autres logiciels.

Circuits imprimés PCBs

Les formats de fichiers IPC-2581 et ODB++ permettent de traiter la plupart des informations nécessaires à la fabrication d'un circuit imprimé, y compris les couches de cuivre et de diélectrique ainsi que les empreintes de composants.

Pour générer une géométrie adaptée à la simulation, la fonctionnalité d'import peut lire certaines de ces informations, y compris la configuration des couches de cuivre, de diélectrique et de vias, le contour de la carte et l'empilement des couches. Un fichier ECAD pour les circuits imprimés peut également inclure des informations sur les réseaux électriques dont font partie les pistes de cuivre et les vias. Les utilisateurs peuvent configurer l'importation de manière à utiliser ces informations pour générer des sélections, celles-ci étant utiles pour la préparation de la géométrie ou lors de la configuration de la physique et du maillage.

Un modèle de carte de circuit imprimé représenté en orange et vert.
Une vue rapprochée d'un schéma de circuit avec des formes géométriques se chevauchant.
Une vue rapprochée d'un schéma de circuit avec des formes géométriques extrudées.

Création de modèles 3D pour les circuits imprimés

Pour obtenir une géométrie 3D, l'import de circuit PCB génère d'abord la géométrie 2D représentant chaque couche en combinant les formes définies dans le masque du fichier. Pour éviter les très petites arêtes souvent présentes lors de la génération de la géométrie pour les pistes de cuivre, l'import peut être réglé pour éliminer les petites arêtes et ignorer les sommets ayant des tangentes continues.

Les utilisateurs peuvent choisir de conserver les couches de cuivre comme des surfaces géométriques, cela étant utile pour modéliser les pistes avec des éléments coques, ou bien d'extruder les couches automatiquement en fonction de leur empilement. Ces informations peuvent être lues à partir du fichier IPC-2581 et du fichier ODB++, et les utilisateurs peuvent également les saisir directement ou les importer à partir d'un fichier texte séparé. Les couches de vias sont extrudées en des objets géométriques distincts qui peuvent être retirés de la géométrie de la carte ou bien assemblés à celle-ci, selon s'il s'agit de vias bouchés ou ouverts.

Schémas de circuits intégrés et MEMS

Le format de fichier GDS (GDS-II) est couramment utilisé pour transférer les couches de masque au procédé de fabrication des circuits intégrés et des dispositifs MEMS. Le fichier est binaire, les couches étant formées de polygones - ceux-ci peuvent être organisés en librairies appelées cellules, qui peuvent être instanciés dans d'autres cellules et couches. Les différentes couches représentent généralement différentes étapes du processus de fabrication, et l'importation peut être configurée pour générer la géométrie uniquement pour certaines cellules et couches sélectionnées. L'importation peut également reconnaître le type de données parfois utilisé dans les fichiers GDS pour différencier davantage les formes de polygones sur les couches.

Pour procéder efficacement, les utilisateurs ont l'option d'affecter automatiquement les entités géométriques et les objets générés par l'import GDS à des sélections nommées en fonction des couches, des cellules et des types de données auxquelles les formes importées appartiennent.

Ces sélections sont alors disponibles en tant que données d'entrée pour des opérations géométriques ultérieures et lors de la configuration de la physique et du maillage.

Une vue rapprochée d'un modèle de résonateur affiché dans une couleur métallique.
Une vue rapprochée d'un modèle de résonateur dans la palette de couleurs Arc-en-ciel.
Une vue rapprochée d'un modèle d'accéléromètre avec des électrodes.
Une vue rapprochée d'un modèle d'accéléromètre avec des points d'ancrages.

Création de géométrie 3D à partir de fichiers GDS

Pour générer des objets géométriques adaptés à la simulation, l'import GDS reconnaît automatiquement les arcs et les segments, et élimine ainsi les très petites arêtes qui pourraient générer un maillage inutilement fin. Outre la reconnaissance des arcs et des segments, les mêmes options de suppression d'arêtes géométriques résultantes peuvent être utilisées pour l'importation de schémas de circuits imprimés.

Le format GDS ne précise pas comment les couches doivent être utilisées pour le procédé de fabrication, cette information est généralement fournie d'une autre manière. Lors de l'importation d'un fichier GDS, il est possible de configurer une épaisseur et une hauteur pour chaque couche afin de créer une structure 3D par extrusion. Cette méthode convient lorsqu'une couche est déposée et calquée sur une surface plane et qu'elle contient le masque pour une photorésine positive.

Modéliser des dispositifs avec des structures 3D complexes

Pour créer des structures 3D plus complexes, les objets géométriques générés par l'importation GDS peuvent être combinés avec d'autres objets géométriques par le biais d'opérations géométriques booléennes. Par exemple, lors de l'importation du masque pour une photorésine négative, la couche extrudée peut être, après l'import, retirée d'autres objets à l'aide d'une opération booléenne de différence.

Lorsque le module ECAD Import est associé au module Design, les utilisateurs peuvent également reproduire efficacement des processus de fabrication de semi-conducteurs dans lesquels les couches sont déposées et calquées sur des surfaces non planes. Cette opération est réalisée sur la géométrie en décalant, dans la direction normale, les faces sur lesquelles la couche doit être déposée. L'objet résultant est ensuite intersecté avec la couche de masque extrudée du fichier GDS pour créer la géométrie de la couche calquée.

Parasolid is a registered trademarks of Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. or its subsidiaries in the United States and in other countries. ACIS is a registered trademark of Spatial Corporation.

Support for implementation of the ODB++ Format was provided by Mentor Graphics Corporation pursuant to the ODB++ Solutions Development Partnership General Terms and Conditions.

Chaque activité et chaque besoin en matière de simulation sont différents. Afin d'évaluer pleinement si le logiciel COMSOL Multiphysics® répond ou non à vos exigences, nous vous invitons à nous contacter. En parlant à l'un de nos représentants, vous obtiendrez des recommandations personnalisées et des exemples détaillés qui vous aideront à tirer le meilleur parti de votre évaluation et vous guideront pour choisir les options de licence les mieux adaptées à vos besoins.

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