如何使用GDS布局文件快速创建一个准备好的MEMS模型？

创造一个完全耦合的多物理模型是微电子机械系统（MEMS）建模的终极目标之一。如果您可以自动化创建MEMS模型，这将为通过蒙特卡洛分析、实验设计（DOEs）、设计优化甚至遗传算法进行设计和工艺探索打开大门。

最近的章中，我们描述了如何仅使用布局文件和过程描述来创建用于有限元分析（FEA）的三维实体模型。刚刚发布的 CoventorMP® 2.1 更进一步打开了在模型创建过程中实现更多自动化的大门。

当创建一个MEMS模型时，故事总是从一个布局文件和一个工艺描述开始。接下来，我们需要一个能够提供完全耦合的多物理模型的工具。CoventorMP正是这样的一个工具。在这篇文章中，我们将展示如何利用CoventorMP的MEMS+®部分中的新的“自动添加组件”功能，使用其组件库方法来自动构建3D和紧凑模型。

构建3D模型 - 从布局到几何:

想象一下，你有一个你最喜欢的微机电系统设备的GDS文件。为了说明，图1展示了从TechInsights拆解中获得的STMicroelectronics陀螺仪的布局。正如您所看到的，陀螺仪的不同部分以不同的颜色展示出来，这是使用MEMS+中的一个功能来根据功能重新组合多边形实现的。例如，所有梳状转子、定子、悬浮系统和其他组件都基于我们的建模考虑而放置在不同的设计层上（图2）。

为了创建这个陀螺仪的紧凑模型，我们将使用MEMS+中的构建3D模型功能。我们需要将不同的GDS层与设计中的特定组件连接起来。在下面的示例中，我们将告诉软件将在特定GDS层（L5D61）上找到的每个矩形都转化为“侧间隙转子右侧”类型的矩形（图3）。这使我们能够简化和高效地构建一个完整的设计，而不必在整个设计中机械地复制相似的组件。

为什么我们要一个名为“Side Gap Rotor Right”的矩形？这里的想法是用一对矩形边缘间隙基本组件来表示一些不规则的梳子。由于陀螺仪梳齿在设计中长度会变化，我们将创建一个组件，允许我们修改梳齿的长度。在这种情况下，我们做出了一个建模选择，即我们假设指尖的毛刺场（具有不同大小的梳齿长度在设备的功能中没有起到重要作用。

我们现在只需点击两下，就可以得到一个准备好进行模拟的3D模型。

自动添加 - 定义复杂可重用的子部件

在 CoventorMP 2.1 中，我们引入了每次实例化父组件时创建子组件的功能。这个选项允许用户通过一次操作创建一个组件树。与3D模型构建能力结合使用，它允许设计师根据布局文件创建一个完全功能的设备，包括原始布局文件本身不包含的非几何组件。

从构件库的截图中，我们可以看到每次我们 - 或者 Construct 3D Model 软件 - 创建一个 Side Gap Rotor Right 时，也会创建一个 Side Gap 的子组件（图4）。对于这个设备，将自动创建 144 侧隙转子右和 144 侧隙组件。这大大加快了我们建模的过程。图5展示了我们创建的三维模型，有和没有 AutoAdd 选项的比较。

自动添加功能为您创建共享系统属性设备时提供了一个节省时间和无错误的解决方案。该功能增加 CoventorMP 的可用性，并使用户对其设计更有信心，使他们能够快速从 GDS 布局文件转换为仿真就绪的 MEMS 模型。