单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,天津大学,材料科学与工程学院,郝柏森,2016208105,ANSYS Q3D Extractor,学习进度,该模型由一个中心柱和三个薄圆柱铜片组成，其通过一个接地的大铜片通孔，整个结构是嵌入在一个,FR-4,电介质材料。使用,Q3D,软件提取该通路的寄生电感，电阻和电容。通孔半径和焊盘半径作为变量，以便对其影响进行参数研究。,一、模型介绍,二、建模,1,、设置绘图单位,单击,ModelerUnits,，在,Select units,下拉列表中选择,mm,，点击确定。,2,、绘制圆柱体,单击图标,Cylinder,，设置其参数为半径,0.2mm,，高度为,0.8mm,。将圆柱体名字改为,Via,。选择材料类型为,copper,。,3,、绘制,Via Pad,单击图标,Cylinder,，设置半径为,0.7mm,，高度为,0.025mm,，将圆片名字改为,Pad1,，选择材料类型为,copper,。点击,Pad1,，点击,EditDuplicateAlong Line,，点击原点，然后设置,X,，,Y,，,Z,分别为,0,0,0.4,。在出现的对话框中,Total number,选择,3,，将其名字分别改为,Pad2,，,Pad3,。,4,、创建几何变量,单击,Q3D ExtractorDesign Properties,，点击,Add,，在,Name,栏中手打,viarad,，在,Value,栏中打,0.2mm,，点击,OK,。再点击,Add,，在,Name,栏中手打,padrad,，在,Value,栏中打,0.7mm,，点击,OK,。,二、建模,5,、绘制,Trace Stubs,单击图标,Box,，输入坐标,(-0.25,0.4,0),回车，输入坐标,(0.5,1.2,0.025),；再单击图标,Box,，输入坐标,(-0.25,-0.4,0.8),回车，输入坐标,(0.5,-1.2,0.025),；选择材料类型均为,copper,。,6,、合并,Via,以上所绘结构材质相同，所以进行合并。将所有图形选中，点击,ModelerBooleanUnite,，将其命名为,Via,，设置材料为,copper,。,7,、绘制,Ground Plane,单击图标,Box,，输入坐标,(-5,-5,0.4),回车，输入坐标,(10,10,0.025),回车；将其命名为,Ground,，在,Properties,中将其,Transparency,设置为,0.5,。,8,、创建,Antipad,（避免,via,与接地板短路）,单击图标,Cylinder,，输入坐标,(0,0,0.4),回车，输入坐标,(1.25,0,0.025),回车；将其命名为,Hole,；选择,Ground,和,Hole,，点击,3D ModelerBooleanSubtract,，点击,OK,。,Antipad,创建完毕。,9,、定义背景材料,单击,Q3D ExtractorSet Background Material,，从材料列表中选择,FR4_epoxy,，点击,OK,。,三、仿真设置,1,、定义电流输入端和输出端,右键点击,Select Faces,，点击上部,Trace Stub,端面，右键,Nets,点击,Assign ExcitationSource,，命名为,Source1,，点击,OK,。再点击下部,Trace Stub,端面，右键,Nets,点击,Assign ExcitationSink,，命名为,Sink1,，点击,OK,。,2,、自动创建网格,右键点击,Nets,选择,Auto Identify Nets,，即在,Nets,中出现,Ground,和,Via,，,Via,中包含,Sink1,和,Source1,。,3,、添加,Solution Setup,开始模拟,Via,的电气寄生效应。右键,Analysis,，点击,Add Solution Setup,，在,General,标签中，可以验证电容,/,电导，直流电阻,/,电感，直流电阻，交流电阻,/,电感，点击,OK,。,Setup1,出现在,Analysis,下面。,三、仿真设置,4,、验证,Setup,单击,Q3D ExtractorValidation Check.,若出现一下对话框，即,Setup,没有问题,.,5,、解决问题,右击,Setup1,，点击,Analyze,，,Q3D,开始划分网格求解，可以右键,Setup1,，点击,Convergence,查看求解情况。该窗口显示了网格是如何从一个自适应解传递到下一个，以及每次,pass,之间解变化的多少（增量,%,）。单击,Matrix,标签查看实际的电容解数据。点击,Profile,标签，可以看到,CPU,运算时间以及解所占的内存。,三、仿真设置,6,、生成电场分布图,电场表征了表面或物体的电场基础以及派生量，现在建立一个,Via,的电场。选定,Via,，点击,Q3D ExtractorFieldsC FieldsSmoothQ,，不改变参数，电场分布图如图所示,7,、导出电路模型,右键,Setup1,，点击,Export Circuit,，将其导出为,via_gsg.cir,格式，点击确定。,四、建立参数分析,1,、加入,Parametric Sweep,单击,Q3D ExtractorOptimetrics AnalysisAdd Parametric,，出现对话框，在,Sweep Definitions,标签下，点击,Add,。单击下拉列表中的,viarad,，选择,Linear Step,，分别在,Start,，,Stop,和,Step,中输入,0.2,0.5,0.05,，点击,Add,，点击,OK,。点击,Table,标签显示,viarad,模拟值，点击确定。,2,、运行参数分析,右键点击,ParametricSetup1,，再点击,Analysis,，出现进度条。右键,ParametricSetup1,，点击,View Analysis Result,可以看到已经分析完毕的,padrad,值，点击,Profile,标签可以查看求解时间。,五、结果比较,1,、将求解制成图表,右键,Results,，点击,Create Matrix ReportRectangular Plot,，出现对话框点击,New Report,，在,Primary Sweep,中选择,viarad,，在,Quantity,下选择,C,（,via,，,via,），点击,Add Trace.,该图显示，,Via,电容随着中心圆柱半径的变化略有波动，从,584fF,到,594fF,变化。,2,、,padrad,对电容的影响,单击,Q3D ExtractorOptimetrics AnalysisAdd Parametric,，出现对话框，在,Sweep Definitions,标签下，点击,Add,。单击下拉列表中的,padrad,，选择,Linear Step,，分别在,Start,，,Stop,和,Step,中输入,0.5,1.1,0.1,，点击,Add,，点击,OK,。点击,Table,标签显示,padrad,模拟值，点击确定。,五、结果比较,右键点击,ParametricSetup2,，再点击,Analysis,。右键,Results,，点击,Create Matrix ReportRectangular Plot,，出现对话框点击,New Report,，在,Primary Sweep,中选择,padrad,，在,Quantity,下选择,C,（,via,，,via,），点击,Add Trace,。该图显示，,Via,电容随着,pad,半径的变化较大，从,0.45pF,到,1.15pF,变化。,谢谢老师的耐心倾听！,