解决方案
SOLUTION
时间： 2023-04-05
浏览量： 1234
建立完全耦合的多物理模型是微机电系统（MEMS）建模的一个重要目标。如果能够自动创建MEMS模型，就可以通过蒙特卡洛分析、实验设计、设计优化甚至遗传算法等方法，对设计和工艺进行全面探索。这将为MEMS器件的开发和制造提供强大的工具和方法。
1.功能工具
在创建MEMS模型时，通常需要使用布局文件和工艺描述。接下来，需要一个能够提供完全耦合多物理模型的工具。CoventorMP正是这样一种工具。本文将介绍如何利用CoventorMP的MEMS+®部分中的“自动添加组件”功能，借助其组件库方法自动构建3D和紧凑型模型，实现模型创建的自动化。这将为MEMS设备的设计和制造提供更强大的工具和方法。
2.制作3D模型-从布局到几何形状
假设您拥有一个包含您最喜爱的MEMS器件的GDS文件。为了说明，图1展示了从TechInsights逆向工程分解得到的STMicroelectronics陀螺仪的布局。如图所示，使用MEMS+软件的一个功能，将陀螺仪的不同部分按照其功能分别显示为不同颜色的多边形。例如，根据我们的建模考虑，所有梳齿转子、静电驱动器、悬挂和其他组件均被分别放置于不同的设计层上（如图2所示）。
图 1：STMicroelectronics 陀螺仪的逆向工程图（来源：TechInsights）
图 2：MEMS+ 中的 Process Editor，显示陀螺仪不同部分的 GDS 层
图 3：组件库中的 MEMS“构建块”库，其中突出显示了单个转子型组件
为什么我们要使用一个名为“侧隙转子右”的矩形呢？这个想法是使用成对的矩形/侧隙基本组件来表示一些不规则的梳齿。由于陀螺仪的梳齿长度在设计中会变化，因此我们需要创建一个组件，使我们能够修改梳齿的长度。在这种情况下，我们做出了建模选择，假设指尖边缘场（具有不同大小的梳齿长度）对设备的功能没有显著影响。
我们现在只需要再点击两下就可以得到一个可以进行模拟的3D模型了。
3.自动添加-定义复杂可重用的子部件
在CoventorMP 2.1版本中，我们引入了“每次实例化其父级组件时创建子组件”的功能。该选项允许用户通过一次操作创建一棵组件树，同时配合“构建3D模型”的功能，设计师可以从布局文件创建一个完全功能的设备，其中甚至包括一些原始布局文件中并未涉及的非几何组件。
图 4：具有继承组件配置的组件库
从组件库的截图中可以看到，每当我们或“构建3D模型”软件创建一个“侧隙转子右”组件时，一个名为“侧隙”的子组件也会被同时创建（如图4所示）。对于这个设备，将自动创建144个“侧隙转子右”和144个“侧隙”组件，这极大地加速了我们构建模型的过程。图5显示了我们创建的3D模型在有和没有“自动添加”选项下的对比情况。
图 5：在启用和不启用自动添加功能的情况下构建 3D 模型
4.结论
“自动添加”功能为创建共享系统属性的设备提供了省时且无误的解决方案。这个功能提高了CoventorMP的可用性，使用户对他们的设计更加自信，可以让他们从GDS布局文件快速转化为可进行模拟的MEMS模型。
联系我们
MEMS自动化设计软件领导者
关注我们
COPYRIGHT © 2022版权所有武汉恩硕科技有限公司
