前言

SMA轉接頭是射頻微波、天線和高速高頻電路中經常用到的一種連接器，將SMA 3D結構組裝到PCB上進行聯合仿真，優化SMA PCB封裝焊盤，回流地孔的排布，找到最佳阻抗匹配值，評估3D結構器件對指標的影響變的越來越重要。

芯和半導體Hermes平臺 目前包含layered和3D兩個流程，其中3D流程可以方便地完成PCB與SMA 3D結構的裝配，同時結合Hermes 高精度的FEM算法可快速得到精準的電磁場仿真數據，指導設計優化。

PCB+SMA聯合仿真流程

1.導入PCB設計文件

打開Hermes軟件在home菜單下點擊，選擇需要導入的工程文件，和對應網絡完成版圖導入，用戶除了可以通過導入常見設計文件（.brd/.sip/.mcm/ODB++/.gds）的方式創建版圖模型外，還可以在此區域中手動繪制PCB版圖。

圖 1

創建layout

2.疊層文件編輯

點擊layout模型工程樹下的Stackup，進入到疊層編輯的頁面，如圖2所示。在此頁面Layers欄中設置每層的名字和厚度以及所賦予的材料，Materials欄中編輯所用到的材料參數。在本案例中，PCB板為6層，導入數據為PCB默認數據如與加工信息不符可以進行修改，同時也可以設置背鉆信息。

圖2

疊層文件設置

3.過孔信息編輯

點擊layout模型工程樹下的Padstack，修改過孔焊盤，反焊盤的尺寸，孔壁鍍銅厚度等信息。

圖 3

焊盤信息設置

4.版圖切割

在Edit選擇ClipDesign可以對版圖進行切割減少仿真規模，本案例選擇仿真網絡名稱為“RF”的信號為切割保留部分。

圖4

版圖切割

5.導出PCB 3D模型

選擇切割出來的版圖工程文件，右鍵選擇Switch to 3D一鍵導出3D模型。

圖5

PCB 3D模型

6.導入SMA連接器模型

選擇上面創建的3D模型樹，右鍵選擇Insert Model可通過 SAT，STP格式導入3D模型數據，導入后如下顯示。

圖6

仿真結果

7.模型組裝與仿真配置

導入后通過Draw 菜單欄下的移動，旋轉，鏡像等功能，完成PCB板和SMA結構的組裝，點擊Auto Identify 查看仿真網絡是否和SMA物理聯通，修改原來空氣盒子的尺寸，設置為輻射邊界，在SMA上繪制環形sheet圖層選擇對應的返回路徑設置為port，完成仿真建模。

圖7

3D建模

8.導入SMA連接器模型

在Analysis選項右鍵添加一個FEM3D_Analysis流程，通過solver option配置求解頻率，收斂條件，MPI以及求解Core數量，完成后右鍵點擊Analysis開始仿真。

圖8

仿真配置

9.仿真結果顯示

仿真完成后可以點擊Results添加想要查看的S參數曲線，或TDR數據結果。

圖9

仿真結果

總結

本文介紹了采用芯和半導體Hermes軟件中的3D流程實現PCB板與SMA連接器的模型創建和組裝。Hermes內置多種常規圖形創建模塊，設計者通過移動，鏡像，旋轉等功能快速完成模型的創建和組合，滿足用戶對PCB與連接器聯合仿真的需求。

審核編輯：劉清