如何在Hermes平台进行PCB+SMA联合仿真？

前言

SMA转接头 是射频微波、天线和高速高频电路中经常用到的一种连接器，将SMA 3D结构组装到PCB上进行联合仿真，优化SMA PCB封装焊盘，回流地孔的排布，找到最佳阻抗匹配值，评估3D结构器件对指标的影响变的越来越重要。

芯和半导体Hermes平台 目前包含layered和3D两个流程，其中3D流程可以方便地完成PCB与SMA 3D结构的装配，同时结合Hermes 高精度的FEM算法可快速得到精准的电磁场仿真数据，指导设计优化。

PCB+SMA联合仿真流程

1.导入PCB设计文件

打开Hermes软件在home菜单下点击，选择需要导入的工程文件，和对应网络完成版图导入，用户除了可以通过导入常见设计文件（.brd/.sip/.mcm/ODB++/.gds）的方式创建版图模型外，还可以在此区域中手动绘制PCB版图。

图 1 

创建layout

2.叠层文件编辑

点击layout模型工程树下的Stackup，进入到叠层编辑的页面，如图2所示。在此页面Layers栏中设置每层的名字和厚度以及所赋予的材料，Materials栏中编辑所用到的材料参数。在本案例中，PCB板为6层，导入数据为PCB默认数据如与加工信息不符可以进行修改，同时也可以设置背钻信息。

图2 

叠层文件设置

3.过孔信息编辑

点击layout模型工程树下的Padstack，修改过孔焊盘，反焊盘的尺寸，孔壁镀铜厚度等信息。

图 3 

焊盘信息设置

4.版图切割

在Edit选择ClipDesign可以对版图进行切割减少仿真规模，本案例选择仿真网络名称为“RF”的信号为切割保留部分。

图4  

版图切割

5.导出PCB 3D模型

选择切割出来的版图工程文件，右键选择Switch to 3D一键导出3D模型。

图5  

PCB 3D模型

6.导入SMA连接器模型

选择上面创建的3D模型树，右键选择Insert Model可通过 SAT，STP格式导入3D模型数据，导入后如下显示。

图6  

仿真结果

7.模型组装与仿真配置

导入后通过Draw 菜单栏下的移动，旋转，镜像等功能，完成PCB板和SMA结构的组装，点击Auto Identify 查看仿真网络是否和SMA物理联通，修改原来空气盒子的尺寸，设置为辐射边界，在SMA上绘制环形sheet图层选择对应的返回路径设置为port，完成仿真建模。

图7 

3D建模

8.导入SMA连接器模型

在Analysis选项右键添加一个FEM3D_Analysis流程，通过solver option配置求解频率，收敛条件，MPI以及求解Core数量，完成后右键点击Analysis开始仿真。

图8  

仿真配置

9.仿真结果显示

仿真完成后可以点击Results添加想要查看的S参数曲线，或TDR数据结果。

图9 

仿真结果

总结

本文介绍了采用芯和半导体Hermes软件中的3D流程实现PCB板与SMA连接器的模型创建和组装。Hermes内置多种常规图形创建模块，设计者通过移动，镜像，旋转等功能快速完成模型的创建和组合，满足用户对PCB与连接器联合仿真的需求。

审核编辑：刘清