仿真案例 | 芯片近场扫描模拟仿真

 近场扫描仪是一种利用电磁场探头对集成电路板、IC芯片等器件或整机产品电磁场测绘的工具,通过逐点测试可以得到区域内的电场、磁场大小分布图,可用于分析电磁干扰问题。本文利用HFSS仿真工具,在软件中模拟芯片近场扫描。

关键词:HFSS,芯片,近场扫描



01

近场扫描仪


近场扫描仪是一种利用电磁场探头对集成电路板、IC芯片等器件或整机产品电磁场测绘的工具,通过逐点测试可以得到区域内的电场、磁场大小分布图,可用于分析电磁干扰问题;
仿真案例 | 芯片近场扫描模拟仿真的图1

02

HFSS建模


在HFSS中导入一个封装基板文件,选择其中一组差分走线添加Port;

仿真案例 | 芯片近场扫描模拟仿真的图2

在靠近基板上方一定距离的位置绘制一个sheet,用于后面Plot Fields(当然,这一步放在仿真结束后也可以)

仿真案例 | 芯片近场扫描模拟仿真的图3

设置若干个频点,并√ 3D Fields Save;

仿真案例 | 芯片近场扫描模拟仿真的图4

03

电路时域激励


新建Circuit仿真,将HFSS工程添加至电路中,给端口加上更贴近实际的时域激励波形;

仿真案例 | 芯片近场扫描模拟仿真的图5

完成Circuit+HFSS联合仿真,得到电路时域仿真结果;

仿真案例 | 芯片近场扫描模拟仿真的图6

时域波形FFT得到的频谱;

仿真案例 | 芯片近场扫描模拟仿真的图7

04

近场结果


在Circuit仿真结束后,即可将时域的仿真结果Push至HFSS工程中;

仿真案例 | 芯片近场扫描模拟仿真的图8

选中前面绘制的sheet,Create Field Plot;

仿真案例 | 芯片近场扫描模拟仿真的图9

以下,通过仿真得到基板上该组差分走线传输PRBS信号时,在芯片上方附近产生的电场分布图;

仿真案例 | 芯片近场扫描模拟仿真的图10

可以看到,由于在Circuit中的激励是由BGA向Chip传输,因此在任意频点下,最大场强始终在BGA上方 附近;

此外,激励信号在各频点上的幅度大小,最终也反映在电场分布图上,幅值越高对应产生的场强也越大


文章来源:电磁学社

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