Q3D提取封装寄生参数
三维互连线寄生电容提取算法的设计和实现
三维互连线寄生电容提取算法的设计和实现
三维互连线寄生电容提取算法的设计和实现可以分为以下几个步骤：
1. 网格划分：首先将三维互连线网格进行划分，将电路板等设备转换为三维网格，每个网格都表示一个物理单元。
划分可以根据物理板的几何形状和布局进行，可以使用立方体网格或其他形状的网格。
2. 寄生电容模型：为每个网格单元引入寄生电容模型。
寄生电容是由于物理结构造成的电容效应，对电路的性能和信号传输有重要影响。
常用的寄生电容模型包括等电势-电容模型和栅
极-模块电容模型。
3. 电容提取：根据寄生电容模型，计算每个网格单元之间的电容值。
可以使用有限元法、有限差分法等数值方法进行计算。
计算的结果可以存储在矩阵或数组中，作为后续电路仿真和优化的输入。
4. 算法优化：根据具体的需求，算法可以进行优化。
例如，可以采用并行计算或并行化算法，以加快计算速度；可以使用近似算法或快速算法，以减少计算复杂度。
5. 算法实现：根据设计的算法，使用具体的编程语言实现算法。
常用的编程语言包括C++、Python等。
实现中需要注意算法
的数据结构和算法的复杂度，以提高效率。
6. 算法验证：对实现的算法进行验证，验证方法可以包括对比仿真结果和实际测量结果，以及与其他算法的对比等。
以上是三维互连线寄生电容提取算法的设计和实现的一般步骤。
具体的实现过程和优化策略可以根据具体的需求和实际情况进行调整和改进。
基于Q3D的宽带电力线通信信道建模
基于Q3D的宽带电力线通信信道建模曹旺斌;梁晓林【摘要】提出了一种基于Q3D的宽带电力线信道建模方法.首先利用Q3D软件提取电力线信道的单位长度参数RLGC,然后根据提取的RLGC参数计算电力线信道的ABCD传输矩阵,最后根据ABCD矩阵求出电力线通信信道传输函数和输入阻抗的幅频响应和相频响应.利用所提方法,建立基于3 mm×4 mm三芯对称电缆的宽带电力线通信信道模型,并在30 kHz～100 MHz频带范围内与实测数据进行对比.结果表明,仿真结果能够很好地符合测量结果,本文所提方法能够快速、准确地建立电力线宽带信道模型,对于电力线通信信道特性的研究以及工程实践具有重要意义.【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2019(035)001【总页数】7页(P30-36)【关键词】电力线通信;宽带;信道模型;Q3D;三芯对称电缆【作者】曹旺斌;梁晓林【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;河北大学电子信息工程学院,河北保定071002【正文语种】中文【中图分类】TN911随着信息技术的发展，电力线通信（power line communication，PLC）技术在楼宇自动化、自动抄表、智能控制、物联网以及微网等方面的应用日益广泛，电力线通信业务变得更加多样化，宽带电力线通信（BPLC）在国内外受到了越来越广泛的关注[1-9]。
电力线信道模型对于特定线路信道特性的掌握、电力线通信相关产品的性能指标确定以及初期研制具有重要意义。
电力线通信信道的建模一般需要确定单位长度的电阻、电感、电导和电容参数（RLGC），计算传输方程，结合终端条件建立信道模型3个步骤[10]。
对于给定的传输线，由于单位长度的电阻、电感、电导和电容参数需要包含导体的横截面、半径、导体间的空间间隔以及绝缘材料的电气特性等信息，对于宽带PLC的通信信道建模计算复杂且准确度难以保证。
在以往针对电力线信道的建模中，单位长度参数主要通过解析法获得，此方法需要利用电路原理进行分析、设计实验、测量电路的一次参数。
基于ANSYS的电磁场分析
内蒙古科技与经济Inner Mongolia Science Technology & EconomyMay2020No. * Total No. 4512020 5第*期总第451期ansys 8 apqmn戈1，胡晓迪2(1.陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南714000,.中国铁路西安局集团有限公司，陕西宝鸡721000$摘 要:ANSYS EM Suit 是一款集成度很高的有限元仿真分析软件，本文对其电磁场仿真过程进行了介绍，并以同心式CRT 为例，对其电磁场仿真分析进行说明，希望能为电磁设备的电磁场仿真提 供一定的指导。
关键词：ANSYS ；电磁场；有限元中图分类号:TM15 文献标识码:A 文章编号1007—6*21(2020)0*—0079—02限元法是基于电子计算机#杂问题简单化，进而求解复杂工程的数值算法，其基本思为#的几何结构离散成有限个，并且在每个都设限个节点，将 的结构体看仅 点处相连的 集合体，从而将一个 :域中的无限自由度问题，转换成为离散域中的有限 自由度问题(1)&目前，常用的有限元软件有 ANSYS 、COM -SOL 、ABAQUS 等&笔者以有限元软件 ANSYS E lectromagnetics Suite 为例，介绍析方法&1有限元软件介绍ANSYS EM Suit 是一款集 ANSYS HFSS 、ANSYS Maxwell.ANSYS Simploer 、ANSYS Q3D Extractor 、ANSYS Icepa 、ANSYS SIwave 等多个模块于一体的集成有限元仿真软件&如图1 为 ANSYS EM Suit 界面截图&图1 ANSYS EM Suit 界面截图ANSYS HFSS 模块为三 波仿真软件，用频和高速电子元件设计，求解多种微波、射频和高速数 用&ANSYS Maxwell 模块作为业界顶级的 电磁场仿真分析软件，用 设与 设备的三限元仿真，可以完成静态和瞬态、频域和时域的 与仿真分析&ANSYS Simplorer 模块是 ANSYS 的多物理域系统集成软件，它可以将复杂的 析与 Max well限元仿真分析集成在一起，最终 1高性能的电磁、机电以及电力电子系统仿真分析&ANSYS Q3D Extractor 模块是一种寄生参数提取工具，主要供工程人员用 子封装、触摸屏和子变 器的设计，针对仿真 的、电感、电容等参数进行 &ANSYS9cepak 模块主 用 集成 封 、刷、电子装配体和完整产品的快速传递和流体流析&ANSYSS9wave 模块用子封 与 刷的信号、电源完及 干 析&如图2所示为 ANSYS EM Suit 的分布模块&ANSYS MaxwellANSYS HFSSANSYS SimplorerAN Electromag zSYSnetics SuiteANSYS Q3DANSYS SIwaveANSYS Icepak图2 ANSYS EM Suit 的分布模块2 ANSYS 电磁场分析过程限元分析包含了前处理、计算求解、后处理三大 ⑵&前处理主要是进行模型的建立与的划分，计算求解主要是对基本未知量的计算过程#理主要是对计算结果的与处理&在进行ANSYS 的有限 析之前，要根据分析对象与求解问题的特点#个集成模块中，选的模块&，基于ANSYS 的析总共分为8步，其流如图3 &，求解器分为析求解器和析求解器& 析求解器包含了静 求解器、涡流场求解器、求解器# 析求解器包含了静 求解器、直流传导 求解器、交流 求解器&边界条件有自 界条件、对 界条件、气球收稿日期！020 —01 —10陕西铁路工程职业技术学院科研基金项目(KY2018 — 80)；陕西铁路工程职业技术学院科研创新团队(KJTD201901&・7*・总第451期内蒙古科技与经济界条件、主 界条件% 界条件& 主要包 、电流 以及外3种型&据求解问题的特点#的求解器、界条件与激屁图3 ANSYS 电磁分析程流程此外# 也是基于有限元法的电磁场分析的 环节，其密度 决定计算结果的精度&ANSYS EM Suit跟模型特点进行自适用划分，但若对计算结果的精度 求# 用手3分析笔者以同心式结构的变压器式可控电抗器(Controllable Reactor of Transformer type, CRT)基 限元软件的对其进行 析&设同心式CRT 有1个 绕组和3个控制绕组，且各控制绕组电流分别为5A.2. 5A 、2”5A &据同心式CRT 的特点，选择ANSYS Maxwell 模块%求解器进行 析&根据图3 的ANSYS 有限析步骤，对CRT 进行 -算,4 绕 同 心 CRT 的(如图4) &夕卜，还可以在计算结果中，查看各绕组电流波形(如图5所示)，同时，也可以通过后处理得出绕组电流仿真值图5同心式CRT 各绕组电流波形截图图4同心式CRT 的磁场分布云图截图XYPIot4—Current(WindingT) >—Currer )t(Winding2) —Current(Winding3) —CurrentfWindina41jA flA i\[JU A u J J o L L Q JI w W W W WWfmno a AM a AA m J\ M 八\ VVUVVVUV v 4结束语ANSYS EM Suit 是一款集成度很高的有限元仿真分析软件，笔者对仿真 进行介绍,并以同心式CRT 为例，对仿真分析进行，希望能为 设备的仿真提供一定的指导&［参考文献］「1" 凌桂龙，李战芬.ANSYS 14. 0「M "北京：清 华大学出版社#013：95〜193.!" 龚岩.变压 抗器损耗与温升研究:D ".兰州：兰州交通大学#016.(上接第78页)牌识别、场景识别％断等&基 度学习技术的 厂高温栓金相织智能识别方法，①提升发电厂金相检验的速度与 ，并 栓组织 的变 律来测螺栓寿命，提升 厂的经济性与运行的 ：，具的实用价值&②深度学用一种热的人工智能技术，金相组织识 了 的应用领域,对大人智能技术的应用的 &③ 了相组织智能识别的新方法,对相研究与应用领域具的学术意义与应用价值&［参考文献$「1" LECUN Y,BENGIO Y, HINTON G. Deeplearning !". Nature,2015 #21(7 553% ：436 〜444.!" 郭丽丽，丁世飞.深度学习研究进展！丄计算机科学 #015 #2(5% ： 28〜33.!" 侯宇 ，全吉成，王宏伟.深度学习发展综述!".舰船电子工程#017 #7(4% ： 5〜10.［4" Zhang Lixin , Xu Zhengguang # Wei Shuailinget al. Grain Size Automatic Determinationfor 7050 Al Alloy Based on a Fuzzy Logic Method!". Rare Metal Materials and Engi- n;;ring #2016#45(3%：548〜554.!"葵，傅一迪.基于人工 非金属夹杂物的检测与研究！" 2014,24(11% ： 14〜18.!" 何维娜，张丽丽.人工神经网络在金相图像分割中的应用研究!".电子设计工程#013,21(3%：143〜147.・80・。
ANSYS电源系统设计仿真平台
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May 31, 2013
开关电源器件建模(IGBT、MOSFET)
基本电性能和热性能
Average IGBT model
驱动电路优化、EMI/EMC
Advanced dynamic model
根据仿真需求确定合适的IGBT建模类型
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ANSYS电源系统设计仿真平台
ANSYS 中国
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内容提要
典型电源系统及其挑战
ANSYS电源系统设计平台实现
总结
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电源系统应用领域
电源& 驱动器 交通运输
电源变换/电网质量改善 驱动器 板上电源 铁路运输
考虑绕组损耗、铁芯损耗、R,L,C参数和温升
Maxwell
可以与MAXWELL无缝集成进行更细致电磁 场分析 可以集成到Simplorer中进行系统仿真 SIMPLORER
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PExprt 设计流程-->指定性能指标
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PExprt – 变压器和电感专家设计工具；
Maxwell – 部件电磁特性有限元分析工具；
Q3D Extractor – 提取PCB走线、接头及 线缆的寄生参数，是进行EMI EMC仿真 的重要工具；
Simplorer
Simplorer – IGBT、MOSFET参数化建模、 电源系统整体仿真分析 ANSYS 其它物理域软件 – 如ICEPAK、 MECHANICAL、FLUENT, 分析电源系统热、应力等特性
Ansoft全线产品
Ansoft全线产品Ansoft全线产品 (1)高频系统仿真 (2)HFSS (2)Designer (3)Nexxim (5)低频系统仿真 (6)Simplorer (6)Maxwell 2D (6)Maxwell 3D (6)线路板及封装 (7)Q3D Extractor (7)Slwave (8)TPA (9)Ansoft公司的软件产品，是通过高性能的设计和仿真评估电子产品及系统来帮助我们的客户提升竞争优势。
为了确定满足您设计需求的最佳解决方案, 请浏览我们的产品介绍。
SimplorerDesigner SIwaveMaxwell 2D高频系统仿真HFSS经过二十多年的发展，HFSS 以其无以伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准，已经广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域，帮助工程师们高效地设计各种高频结构，包括：射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩，高速互连结构、电真空器件，研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性，从而降低设计成本，减少设计周期，增强竞争力。
射频和微波器件设计HFSS 能够快速精确地计算各种射频/微波部件的电磁特性，得到S 参数、传播特性、高功率击穿特性，优化部件的性能指标，并进行荣差分析，帮助工程师们快速完成设计并把握各类器件的电磁特性，包括：波导器件、滤波器、转换器、耦合器、功率分配/和成器，铁氧体环行器和隔离器、腔体等。
电真空器件设计在电真空器件如行波管、速调管、回旋管设计中，HFSS 本征模式求解器结合周期性边界条件，能够准确地方针器件的色散特性，得到归一化相速与频率关系，以及结构中的电磁场分布，包括H 场和E 场，为这类器件的设计提供了强有力的设计手段。
天线天线、、天线罩及天线阵设计仿真HFSS 可为天线及其系统设计提供全面的仿真功能，精确方针计算天线的各种性能，包括二维、三维远场/近场辐射方向图、天线增益、轴比、半功率波瓣宽度、内部电磁场分布、天线阻抗、电压驻波比、S 参数等。
完整3D IC寄生参数提取
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Ｉ Ｌ
一
封装
【 ｌ 】 国 集 成 电 路
Ｃ ｈｉ ｎａ Ｉ ｎｔ ｅｇ ｒ ａｔ ｅｄ Ｃｉ ｒ ｃｕｉ ｔ
４ 结 论
参考文献
白光 Ｌ Ｅ Ｄ封装 制程 中 ，荧光粉 的沉 降现象 显著
地 引起 产 品 Ｃ Ｉ Ｅ — Ｘ Ｙ坐标 漂 移 ．并导 致 光 色参 数变 化 因此 ， 住 闩光 Ｌ Ｅ Ｄ封装制 程 中 ， 利用沉 降理 论和 实验 总结 的 不同规 格 产品在 不同沉 降时 间下 Ｃ Ｉ Ｅ — Ｘ Ｙ 坐标漂移 、色温和显指等光 色参数 变化 的规 律 ， 应 用 于湿 测： ｌ 艺， 可 以提 前 预判 成晶 的 光色参 数 ， 对产
括硅过孑 Ｌ（ Ｔ Ｓ Ｖ） ， 即提取 Ｔ Ｓ Ｖ时 ， 芯片可作为用于 仿真建模 的器件或寄生模型。 但是我们真的可 以将芯片到芯片和芯片到焊球 的互连视为理想状况吗？有很多耦合交互可能会产
生影 响 ， 例 如微 凸块 ／ 柱形 寄 生效 应 、 微 凸块 到微 凸 块 的耦 合 寄生效 应 、凸块 与 芯 片顶端 布 线层 之 间 的 耦 合 ，甚 至是两 个 堆叠 芯 片 的顶 端 布线 层之 间 的耦
以单独提取接 口，然后将这些组件级的寄生效应与
子 电路 的芯 片级 寄生 效应 整合 在 一起 。 第 二种 ， 我 们 可 以提 取 “ ｉ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｘ ｔ ”的所 有 芯片 贴 装 ， 即在 了解 它
芯 片 。这 些 理 论 上 都 可 以实 现 ，但 需 要 大 量 关 于 Ｌ Ｖ Ｓ 规 则 编码 的专 业知识 。 对 于较 简 单 的 ３ Ｄ设 计 ，我 们 可 以避 免 这 种 费 力 的方法 。我们假 定 ， 在 理想 情况 下 ， 最重 要 的寄 生 效应 来 自单 个芯 片 寄生效 应 本身 ，并 且芯 片 之间 的 寄生 效应 是 可 以忽 略不计 的。在 这种 情况 下 ，假 设
ANSYS软件用于大功率脉冲电源仿真设计
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May 31, 2013
用ANSYS软件解决关键技术问题
PCB板和元器件布局
ANSYS Q3D Extractor输入MCAD和ECAD几何模型，如PCB布局和元件布局， 并从关键器件上提取电气寄生参数，如环路电感、电容。可以在ANSYS Simplorer或者 Ansoft Designer中利用这些寄生参数来研究其对电路性能的影 响。从而优化电路设计，改善PCB布局和元件布局等。
May 31, 2013
背景介绍
工业辐照
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背景介绍
目前在国内的高能粒子加速及雷达发射领域，大多采用工频率高 压电源及“闸流管/PFN/脉冲变压器”组成的线型调制器方案，技术相 对落后。
固态调制器技术是随着电力电子技术的发展及功率开关器件高速 度大功率背景下发展的新技术，与线型调制器相比，有以下优点：
May 31, 2013
用ANSYS软件解决关键技术问题
基于前述的关键技术问题，开发固态调制器最理想的方法是有利 用性能优异的软件仿真平台，在制作物理模型前，通过仿真分析最大 限度地真实地反映物理模型的各种物理特性，通过全方位分析虚拟模 型，优化模型性能，节约开发时间和成本。
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对脉冲变压器原副边的终端阻抗建模，提高模型精度
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ANSYS固态调制器方案
利用ANSYS软件平台功能考虑的下一步优化方向：
利用Q3D进一步提取PCB寄生参数，包括背板、驱动开关板、接地线和端口连接 利用Q3D进一步提取高压电路的寄生参数，包括RC网络和阴极引线环路 提高磁控管等效模型精度：采用“反向偏置二极管负载模型”或“压敏电阻模型” 吸收电路二极管采用Spice模型 储能电容采用等效电路 ………………………………
《寄生参数》课件
寄生在电感线圈中，由于导线电阻和相邻导线间的互感电阻组成。
寄生电容
寄生在电感线圈中，由于线圈导线之间的绝缘层和相邻线圈间的互容 效应组成。
寄生电感
寄生在电容中，由于电容器极板间的电感效应和引线电感组成。
寄生参数的来源
元件制造工艺
元件制造过程中，由于 材料、工艺等因素导致
寄生参数的产生。
元件封装
频信号下，可能导致信号延迟或失真。
寄生电容对电源稳定性的影响
02
寄生电容会影响电源的稳定性，特别是在电源滤波和稳压电路
中，可能影响电源的性能和稳定性。
寄生电容对电磁干扰的影响
03
寄生电容会增强电路的电磁辐射和干扰，影响电路的稳定性和
可靠性。
寄生电阻对电路性能的影响
寄生电阻对电流传输的影响
寄生电阻会影响电路中电流的传输效率和稳定性，特别是在大电 流或高电压电路中，可能增加能量损耗和发热。
采用合适的布线宽度、间 距和层数，以减小电阻、 电感和电容等寄生参数。
避免锐角和直角
在布线时尽量避免锐角和 直角，以减少信号的反射 和串扰。
选择合适的元件和封装
元件选择
选用具有较小寄生参数的元件， 如低阻抗的电阻、低电感的电感
和低电容的电容。
封装选择
选择合适的封装形式，如薄型封 装、低高度封装等，以减小寄生
使用LCR测量仪可以测量寄生参数， 如寄生电容、寄生电感和寄生电阻等 。
使用网络分析仪测量寄生参数
网络分析仪是一种用于测量电 子元件的频率响应特性的仪器 。
通过测量元件在不同频率下的 输入输出阻抗、相位和增益等 参数，可以计算出寄生参数的 值。
网络分析仪的测量精度较高， 适用于高精度测量和校准。
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Q3D操作比较简单，只简单做个示意。
1.把QFN封装的bonding wire在ansoftlinks设置好，选中所有net，然后export转到Q3D中。
2.Q3D中，设置好封装中各个材料的属性，并给各net首尾加上source sink激励。
建模基本就算完工，先auto identify nets刷新一下，validate检查一下，没错误没警告，就可以仿真了。
3.右键Analysis建立新的仿真，分别在下图的菜单项中设置RLC各自的求解设定。
4.右键analysis，开始仿真，可以在covergence选项中看求解的收敛过程。
5.求解结束后再matix选项中看C矩阵，RL矩阵。
在Field菜单树中设置激励，可以看各种场的分布
6.export出扫描到的封装参数。
7.用IBIS编辑器打开检查.pak文件，没有问题就可以用于仿真了。