PCB科技 - 使用自動化工作流快速準確地實現剛柔電路板的電磁分析

現代電子設備對資料傳輸速度和尺寸的要求日益提高, 不斷推動柔性電路板的發展. 剛柔印刷 電路板（PCB） 由剛性主機板和柔性電路組成. The flexible circuits on some layers are directly connected to the rigid motherboard (Figure 1). 剛柔板體積較小, 重量更輕，成本更低, 廣泛應用於現代電子設備中. 極好的曲率, 適用於小空間和低製造成本, 這些特點使其成為移動通信產品的理想選擇.

剛柔PCB的電磁（EM）分析一直很困難，有必要對彎曲和將電路板安裝到小空間的複雜過程進行建模。 基於Cadence'Clarity's、3D Solver field Solver的工作流提供了必要的工具互操作性，以幫助設計師使用3D有限元分析（FEM）精確驗證剛柔導線的信號完整性。 與傳統的手工設計流程相比，該工作流可以有效地建立電磁模擬環境，减少誤差。

Cadence Allegro®PCB編輯器可以幫助設計師輕鬆創建和視覺化電路板，廣泛用於剛柔PCB設計。 該工具的具體功能包括剛柔變形（如彎曲）、支持柔性電路覆蓋的多個柔性複合材料、剛柔分區管理以及覆蓋和間隙檢查（如層間檢查）。 PCB設計師參攷指南將組件安裝在特定空間並完成電路板佈局（ECAD）後，ECAD數據將導入到Clarity 3D解算器中，以完成3D FEM EM類比。 Clarity 3D Solver用於PCB、IC封裝和片上系統（SoIC）的關鍵互連設計。 它採用Cadence分佈式多處理科技，為大規模設計提供幾乎無限的處理能力和10倍的速度。

與類比平面PCB幾何結構相比，剛柔PCB需要將剛性電路板與3維柔性板結合起來，可以在任何方向彎曲和扭曲（圖2），工作流程更加複雜。 傳統的剛柔板設計方法採用機械電腦輔助設計（MCAD）過程。 首先將電路板導入到3維MCAD工具（如AutoCAD）中進行3維折彎，然後折彎的電路板是一個。 步驟/。 iges/。 sat將檔案格式匯出到3D EM工具以選取S參數。 由於通孔和層的不匹配以及彎曲過程中的長度不匹配，此過程通常會導致人為錯誤。 當EM工具在材質内容和埠創建中定義時，問題不可避免。 即使整個過程成功完成，由於設計複雜性和網格問題，EM類比也可能無法進行。 設計師將被迫陷入從MCAD工具到幾何配寘重構再到EM引擎的類比設定的惡性循環。 這個反覆運算過程需要繁瑣的用戶通信，而且非常耗時，這取決於設計的範圍，從幾個小時到幾天，甚至幾周。

自動化工作流

Cadence工作流採用了全自動且易於使用的解決方案，很好地滿足了剛柔彎曲分析的挑戰。 設計者可以在幾分鐘內輕鬆完成設定。 該過程分為5個步驟：

1、在Allegro PCB Editor軟件中定義參數。

2、將定義的參數導入Clarity 3D解算器環境，並驗證堆疊物理特性、網絡、組件和不同區域的準確性。

3、使用自動埠工具定義埠。

4、導入獲取的。 將spd檔案導入Clarity 3D Solver workbench環境。

5. 定義解決方案的頻率和頻率掃描並啟動類比.
進一步描述自動化工作流的詳細資訊, 我們使用10 GHz的Clarity 3D解算器，並將頻率掃描從10 MHz設定為10 GHz，以類比 剛撓結合板 帶3個彎板. Clarity 3D Solver的自動自我調整有限元網格加密功能可以保持 剛撓結合板. 並行化科技確保了網格劃分和頻率掃描可以在多臺電腦上進行分區和分佈, 縮短複雜剛柔結構模擬的總時間. 圖4顯示了類比 |S21| 和 |S11| 剛柔板選定網格的. 圖5描述了金屬層的嚙合和表面電流密度, 柔性PCB彎曲的建模方法.
剛柔PCB工作流通過集成設計和EM分析解決方案顯示了產品設計週期的加速. 此簡單高效的工作流 剛撓結合板 EM分析可以節省PCB和EM設計師大量的設計和分析時間. EM工程師可以在此工作流中使用Clarity 3D解算器 PCB簡化設計 步驟, 快速開發產品, 縮短上市時間.