將 ECAD 檔案匯入 COMSOL
Multiphysics®
ECAD Import Module 擴充了 COMSOL Multiphysics® 的功能,能匯入常用的微機電系統(MEMS,
microelectromechanical systems)、積體電路(ICs, integrated
circuits 或 chips)及印刷電路板(PCBs,
printed circuit boards)等版圖(layout)格式。支援匯入 GDS-II、IPC-2581 及
ODB++ 格式,並自動轉換為適用於分析的 3D 幾何模型。此模組可與 COMSOL 產品系列中的其他模組結合,用於模擬不同領域的應用,包括低頻與高頻電磁、熱傳(heat transfer)、結構力學(structural mechanics)及微流體(microfluidics)等。
處理匯入的 ECAD 檔案(Treating Imported ECAD Files)
依據不同的檔案格式,匯入功能會提供多種選項,用以設定如何在幾何構建過程中使用 ECAD 檔案圖層(layers)中的幾何形狀。使用者可決定要匯入哪些圖層,並編輯其厚度(thickness)與高度(elevation),也能微調參數以簡化幾何。若要更快速地設定匯入流程,可由文字檔(text file)載入圖層設定(layer configuration)。為進一步縮短建模時間,也能將匯入過程設為自動替每一圖層產生選擇集(selections),以利在為域(domain)及邊界(boundary)指派物理條件時,能直接使用。
以 ECAD 版圖生成的 3D 幾何物件在軟體中與一般 3D 模型無異,可繼續使用 COMSOL Multiphysics 的幾何建模工具進行後續編輯。
若同時具備 CAD Import Module、Design Module 或任一 LiveLink™ 產品,可將此匯入後的 3D 幾何匯出成
IGES、STEP、ACIS 或 Parasolid 格式,以便在其他軟體中使用。
PCB 版圖(PCB Layouts)
IPC-2581
及 ODB++
檔案格式可涵蓋 PCB 製造所需的大部分資訊,包括銅層(copper
layers)、介電層(dielectric layers)以及元件佈局(component footprints)。
在生成模擬用幾何時,ECAD 匯入功能能讀取部分這些資訊,如銅層、介電層與導通孔(via layers)的佈局,以及 PCB 外型(board outline)與圖層堆疊(layer stack-up)等。某些 PCB 的 ECAD 檔案也包含銅線及導通孔所在的電路網(electrical nets)資訊,使用者可在匯入設定中啟用此資訊,產生對應的選擇集,以利在幾何前處理、物理設置或網格生成時使用。
建立電路板(PCB)的 3D 模型(Creating
3D Models for Circuit Boards)
為取得 3D 幾何,PCB 匯入器會先將檔案中版圖遮罩(layout mask)定義的形狀整合,生成代表各層的 2D 幾何。考量到在生成銅線幾何時常見的極短邊(very short edges),可於匯入設定中選擇忽略這些短邊,並跳過連續切線頂點(vertices
with continuous tangents),避免產生過度精細的網格。
使用者可選擇將銅層保留為幾何中的表面(surfaces),以便在模擬中將導線近似為殼層(shells);或依照圖層堆疊資訊自動對各層進行拉伸(extrude)。若匯入的 IPC-2581 或 ODB++ 檔案包含堆疊資訊,系統可自動讀取;使用者也能自行輸入此資訊,或從其他文字檔載入。對於導通孔(via layers),匯入器會將其拉伸為獨立的幾何物件,使用者可依據孔洞是否為堵孔(plugged)或開放(open),決定要將導通孔與電路板幾何合併(unite)或移除(remove)。
IC 與 MEMS 版圖(IC and MEMS Layouts)
GDS
檔案格式(GDS-II)常用於 IC(積體電路)和 MEMS(微機電系統)製程中,傳遞各種圖層遮罩(layer masks)。此檔案以二進位方式儲存,各圖層的形狀由多邊形(polygons)構成,並可組織成稱為元件庫(cells)的集合,再實例化(instantiate)到其他 cells 與圖層中。不同圖層通常代表製造過程中的不同步驟;匯入時可選擇要生成哪些元件庫和圖層的幾何。若 GDS 檔案使用「data type」來進一步區分圖層上的多邊形,也能於匯入時加以辨識。
為提升工作效率,可選擇自動將匯入後的幾何物件,依照圖層、元件庫及 data type 分別指定到具名選擇集(named selections)。這些選擇集後續可用於幾何操作、物理設定以及網格生成。