HFSS-IC: caratteristiche e vantaggi

Perché HFSS-IC?

Ansys ha rilasciato HFSS-IC, un nuovo strumento rivolto alle piccole e medie imprese. Consente di progettare complessi assemblaggi di matrici montate su pacchetti e integrate su circuiti stampati. La soluzione comprende tre solutori robusti, HFSS, Q3D e RaptorX, e offre un’ampia gamma di funzionalità rispetto alle altre alternative del mercato:

• Può leggere file GDS e file di supporto (*.map o *.xml).
• Può leggere modelli criptati dalla fonderia. Approvato dalla fonderia principale.
• 3 solutori (HFSS/Q3D/RaptorX) per funzionalità di progettazione complete in tutte le fasi di progettazione.
• HFSS è lo standard industriale per la risoluzione di problemi elettromagnetici.
• La maggior parte delle fonderie approva RaptorX.
• Supporta configurazioni complicate di die-on-die-on-package.
• Strumenti innovativi per semplificare il modello e la mesh.
• Parametrizzazione per i tre solutori, con ottimizzatore intelligente che utilizza Optislang.
• Collegato al circuito AEDT, connessione a 2 vie.
• Prezzo accessibile per le piccole e medie imprese.

File GDS:

Il formato di file GDS è il formato più comunemente utilizzato nell’industria delle matrici (chip). La soluzione HFSS-IC è in grado di leggere i file GDS e i file di stackup come .map, .xml e *.ircx, tra gli altri. Dal menu principale, File>Importa>File GDS:

Dopo aver selezionato il file GDS, AEDT visualizza l’elenco dei layer, l’elenco delle reti e delle porte. Inoltre, consente all’utente di importare i file di controllo:

È possibile caricare i seguenti tipi di file di controllo/supporto: *.xml, *.tech, *.layermap, *.ircx, *.itf,* .vlc.tech e *.map.

L’esempio utilizzato per questo blog è un Interposer al silicio:

Modalità predefinita di HFSS/3D Layout e modalità HFSS-IC.

Nella modalità predefinita HFSS/3D Layout, l’utente ha accesso ai solutori HFSS, planare e SIwave DICR/PI.

L’utente può passare alla modalità HFSS-IC facendo clic con il pulsante destro del mouse sul nome del modello>Impostazioni di progettazione> Modalità di progettazione.

Passando alla modalità IC, l’utente ha accesso ai tre solutori: HFSS, Q3D e RaptorX.

La tabella seguente riassume le caratteristiche principali di ciascun tipo:

Quando utilizzare ciascun risolutore? Ogni solutore ha le sue capacità e i suoi punti di forza. L’utente deve selezionare lo strumento giusto per ogni fase. Questi strumenti sono tutto ciò che l’utente deve fare per una progettazione veloce e senza intoppi.

Impilamento in modalità IC

La prima cosa da controllare è lo stackup nel modello. Selezionare l’icona dello stackup:

Gli stackup in modalità IC sono sempre stackup sovrapposti. In questa modalità è possibile sovrapporre diversi strati. L’utente deve semplicemente specificare le dimensioni inferiori e superiori di ogni strato. Oltre a modificare gli strati e i materiali, l’utente può anche aggiungere effetti come l’incisione e la rugosità della superficie. Nella modalità IC sono presenti anche strati VIA. Le dimensioni inferiori e superiori dei layer Via vengono specificate utilizzando il nome del layer Metal, ad esempio M5, M6, ecc.

Modalità IC Porte

In HFSS, gli utenti possono aggiungere porte in vari modi. I tre solutori accettano tutti i tipi. Il primo modo per aggiungere le porte è selezionare una rete e poi fare clic con il pulsante destro del mouse per aggiungere le porte a entrambe le estremità della rete.

L’altro modo è selezionare un componente e poi fare clic con il pulsante destro del mouse per aggiungere le porte:

Questi due modi creano una porta di tipo coassiale.

Modifica del modello

Si consiglia vivamente di utilizzare RaptorX durante la fase di progettazione, soprattutto durante l’ottimizzazione. Per ottenere risultati più accurati, l’utente deve essere in grado di utilizzare anche HFSS. La modalità IC è stata dotata di strumenti intelligenti per apportare modifiche al progetto ed eliminare le dimensioni ridotte, evitando così che HFSS si avvii per un periodo di tempo eccessivamente lungo.

Tuttavia, prima di utilizzare uno di essi, l’utente deve modificare le impostazioni. Fare clic sul pulsante di impostazione:

Per capire il significato di ogni numero delle impostazioni, torniamo agli strumenti:

• Snap vias: Questa opzione modifica la sezione trasversale delle vias in modo che corrisponda alle dimensioni delle piazzole nel layer superiore o inferiore. La modifica avviene se il delta è inferiore a quello specificato nei criteri di snap via dell’impostazione.
• Primitive di snap: Questa opzione modifica la forma delle reti nei livelli di segnale in modo che corrispondano tra loro. La modifica avviene se il delta è inferiore a quello specificato nei criteri di snap delle primitive nell’impostazione.
• Raggruppa vias: Questa opzione raggruppa i vias in un’unica rete se sono distanziati meno di quanto specificato nei criteri di raggruppamento dei vias nelle impostazioni.
• Avvolgi geometria: Questa opzione raggruppa le reti o le vie in un’unica rete/un’unica via e chiude gli spazi se gli spazi tra gli oggetti sono inferiori al numero specificato nei criteri di avvolgimento della geometria nelle impostazioni.
• Rimuovi fori: Se la rete negli strati di segnale presenta piccoli fori con una sezione trasversale inferiore al numero specificato in “Rimuovi piccole isole metalliche”, questi verranno riempiti.
• Rimuovi isole: Questa opzione elimina semplicemente tutte le piccole isole. La decisione si basa sul criterio Rimuovi piccole isole metalliche dell’ambientazione.

Differenza tra i tre risolutori: Risultati

Il grafico seguente mostra la differenza tra i tre solutori. Si noti che abbiamo risolto Q3D fino a 1 GHz. Questo è tutto ciò di cui abbiamo bisogno per estrarre l’RLCG delle reti.

Sia HFSS che RaptorX hanno fornito risultati molto simili. Ciò indica che l’utente può fidarsi di RaptorX durante il processo di ottimizzazione. La tabella seguente mostra il tempo necessario per la risoluzione di ciascun solutore. HFSS, utilizzando la configurazione predefinita, ha impiegato 5 volte di più rispetto a RaptorX. Questo tempo può essere migliorato se l’utente esegue una mesh intelligente controllando la mesh in tutti gli oggetti.

Riepilogo

HFSS-IC è una soluzione robusta ed economica progettata per le piccole e medie imprese. Integra tutte le funzionalità dei solutori HFSS e RaptorX. Questo strumento supporta la progettazione di un’ampia gamma di configurazioni, tra cui matrici, matrici impilate, matrici su package e persino assiemi complessi montati su PCB, senza alcuna limitazione. Gli utenti possono estrarre elementi parassiti, progettare induttori, ottimizzare transizioni e divisori di potenza, mitigare la diafonia e molto altro ancora.

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