仿真技巧 | Ansys HFSS 3D Layout 端口设置(下)

Ansys HFSS 3D Layout中,端口类型按照外形划分,主要有三种:Edge类型端口,同轴类型端口和Circuit端口。其中Edge类型端口主要用于走线和矩形焊盘位置的端口设置;同轴类型端口主要用于Solder Ball和圆形焊盘等位置的端口设置;Circuit端口主要用于集总器件或者S参数模型的连接。

同轴类型端口设置:

同轴类型的端口主要用于批量设置器件引脚的端口,如BGA器件等,也可以在过孔处设置端口。由于器件一般包含多个引脚,如果每个端口都需要单独 ,工作量较大。因此对于多引脚的器件,设置端口的基本思路是:在器件上方或者下方生成PEC平面,各引脚通过生成solder ball与PEC平面相连,然后在信号引脚的solder ball上建立同轴端口,参考为PEC平面。其它参考引脚(如GND)的solder ball保持与PEC连接,这样所有的参考信号引脚都通过PEC面短路了起来,形成了一个良好的参考面。基于这样的思路,HFSS 3D Layout提供了能够快速设置器件引脚的同轴端口的方法。

首先查看端口的器件类型是否为IC,如果不是IC,最好修改为IC,这一步可以在Components窗口中完成。

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然后选中该器件,在属性菜单中点击Model Info,会弹出Component Model窗口。

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Component Model中可以设置要生成的solder ball的属性,形状、直径和高度等。点击确定完成solder ball设置。

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完成之后的器件如下:

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各个管脚都生成了solder ball,同时生成了PEC参考面。此时所有的solder ball都与PEC相连,为了防止非参考网络与PEC短路,需要将上面的solder ball 删除。然后在需要建立端口的solder ball上面建立同轴类型端口,该端口会将solder ball与PEC隔开。批量删除及建立基于solder ball的方法是:通过Layers和Nets窗口进行显示与隐藏的控制,使得操作界面下只剩下需要的solder ball,然后框选,执行接下来的操作:Delete删除或Port-Create建立端口。

另一种批量建立solder ball的方式是基于Component。在Components菜单中,选中需要建立端口的器件,右键选择Create Ports on Component,然后在弹出的界面中选择要建立端口的网络名,HFSS 3D Layout就会在被选中的网络上自动生成同轴端口。

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建立起来的同轴端口如下图:同轴端口为solder ball与参考面PEC之间挖出的空白圆环,端口对应的信号导体为内圆接触的solder ball,端口参考面为外圆接触的PEC。

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如果在建立同轴端口之前,solder ball或者via与同层的参考导体之间本身就有一定间隔(如反焊盘),此时建立起来的同轴端口的外圆往往无法接触的真正的参考导体。用户必须在同轴焊盘的属性中修改Extent Factor属性,改变同轴端口的半径大小,使得同轴端口外圆能够接触到真正的参考导体。

Circuit端口设置:

Circuit端口的设置很简单,主要有两种方法。第一种方法是任意选择两条Edge,右键选择Port->Create Circuit Ports,即可在这两个Edge之间建立一个Circuit端口。另外一种方法是先点击Port->Create Circuit Ports,然后点击要设置端口的地方对应的两个点,第一个点为端口的Positive端,第二个点为端口的Negative端,然后在弹出的菜单中分别选择Positive端和Negative所在的层。

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Circuit端口是通过在Positive端和Negative端家电流作为激励的,因此并不需要求解端口的电磁场。用户需要确保Circuit端口的大小满足电小尺寸要求,并考虑该电流激励的位置是否合理。对于HFSS 3D Layout软件而言,Circuit端口虽然足够灵活,但是并非第一选择,优先推荐的选择是Edge端口和同轴端口。

文章来源于南京安世亚太 ,作者朱秀珍

Ansoft.HFSSansys电磁场仿真Hfss

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