نرم افزار CoventorWare 2020 طراحی سیستم‌های میکروالکترومکانیکی MEMS

نرم افزار CoventorWare مجموعه‌ای از نرم افزارها و حلگرهای قوی جهت تحلیل مسائل میکروالکترومکانیکی (MEMS) ارائه می‌دهد. نسخه جدید این نرم افزار با نام CoventorMP ارائه شده است. نرم افزار CoventorMP نقاط قوت مکمل ابزارهای نرم افزاری پیشرو در صنعت برای طراحی ادوات MEMS می‌باشد. پلتفرم نرم‌افزار CoventorWare برای تسهیل مدل‌سازی دقیق طراحی شده است و همزمان امکان مدل‌سازی فشرده یا کاهش‌یافته بهبود عملکرد را فراهم می‌کند. طرح‌های وارد شده در CoventorMP می‌توانند به‌عنوان یک طرح اصلی برای همه انواع مدل‌سازی عمل کنند و نیاز به زمان‌بر و انتقال دستی بین محیط‌های مدل‌سازی مختلف را از بین ببرد.

نرم افزار CoventorWare کانتور تنش فون میس در بسته سطح قالب ژیروسکوپی را بصورت گرافیکی نمایش می‌دهد. همچنین حالت شتاب سنج نیز در این نرم افزار قابل پیاده سازی است. علاوه بر این، تغییر شکل سوئیچ IHP RF در اثر تنش پسماند و ولتاژ تحریک اعمال شده نیز امکان پذیر است.

طراحی فرآیند محور

نرم افزار CoventorWare دارای بسیاری از ویژگی‌های خاص MEMS است که تهیه مدل‌های شبیه سازی کارآمد را آسان می‌کند. مدل‌های سه بعدی را می‌توان مستقیماً از طرح‌بندی ساخت یا از ابزارهای دیگر از جمله MEMS+ وارد کرد.

مش هگز (مش بندی خودکار)

 برای مش بندی مؤثر ساختارهای با نسبت ابعادی بالا معمولی MEMS، استفاده از عناصر شش ضلعی (HEX) به جای عناصر چهار وجهی ضروری است. CoventorWare شامل مجموعه‌ای از الگوریتم‌های مش بندی برای تولید مش‌های هگزا غالب است که برای ساختارهای MEMS بهینه هستند.

الکترومکانیک ترکیبی BEM/FEM

oventorWare به طور گسترده برای شبیه سازی دقیق ظرفیت و نیروی الکترواستاتیک، همراه با اثرات الکترومکانیکی غیرخطی جفت شده مانند کشش، بلند کردن و نرم شدن فنر الکترواستاتیکی شناخته شده است. CoventorWare از رویکرد ترکیبی عناصر محدود/عنصر مرزی (FEM/BEM) استفاده می‌کند که از کاهش دقت و کارایی جلوگیری می‌کند.

مکانیسم‌های میرایی

چه شبیه سازی پاسخ گذرا یک شتاب سنج، چه تخمین ضریب Q یک تشدید کننده، مدل سازی میرایی به درستی بسیار مهم است. با CoventorWare شبیه سازی مکانیسم‌های اتلاف انرژی و پیش بینی دقیق ضرایب میرایی امکان پذیر است.

مقاومت پیزو برای سنسورهای PZR

CoventorWare یک رویکرد منحصر به فرد برای شبیه سازی سنسورهای پیزو مقاومتی (PZR) ارائه می‌دهد که از برتری اثر پیزومقاومتی بر تغییر شکل در خروجی سنسور بهره می‌برد. میدان تنش با استفاده از حل کننده مکانیکی CoventorWare از پیش محاسبه شده و بر روی هندسه سنسور پیزو ترسیم شده است.

فیزیک کوپل الکتروگرمایی و مکانیکی برای محرک‌ها و بلومترها

CoventorWare یک محیط ایده‌آل برای طراحی میکروبولومترها است که برای شبیه‌سازی عملکرد کامل حسگر نیاز به تجزیه و تحلیل حوزه‌های فیزیکی چندگانه از جمله حوزه‌های حرارتی، مکانیکی و الکتریکی دارد. این یک روش حرارتی-الکتریکی کاملاً جفت شده برای تجزیه و تحلیل این نوع مشکل ارائه می‌کند و از عناصر محدودی استفاده می‌کند که برای مدل‌سازی لایه‌های نازک رایج در این نوع دستگاه‌ها مناسب هستند.

بیشتر بخوانید: نرم افزار MEMS Pro v11 طراحی و تحلیل سیستم‌های میکروالکترومکانیکی

مکانیک MEMS برای تنش جابجایی و تحلیل دینامیکی

در طول ساخت ادوات MEMS چرخه حرارتی در طول رسوب گذاری و اچینگ (Etching) می‌تواند باعث ایجاد تنش در لایه‌های رسوب شده شود. نرم افزار CoventorWare طراحان MEMS را قادر می‌سازد تا تأثیر سه بعدی تنش پسماند را با مدل‌سازی گرادیان‌های همسانگرد، ناهمسانگرد و تنش در هندسه پیچیده، از جمله رسوب‌های منسجم، پیش‌بینی کنند.

فیزیک جفت شده PZE برای تشدید کننده‌های صوتی یا سنجش و فعال سازی

CoventorWare فیزیک پیزوالکتریک و مکانیکی را برای پیش‌بینی دقیق پاسخ فرکانسی دستگاه‌هایی مانند تشدیدکننده‌های صوتی یا دستگاه‌هایی که از فیزیک پیزو برای سنجش و فعال‌سازی استفاده می‌کنند، مانند برداشت‌کننده‌های انرژی، جفت می‌کند. همچنین شبیه‌سازی حالت‌های حجیم با فرکانس بالا در تشدید کننده‌های PZE،FBAR، LVR، و غیره در این نرم افزار قابل اجرا می باشد.

Parametric Design Entry

   – Capable of accommodating most layout-based or component-based design methodologies

Rapid Design & Integration

   – Construct highly efficient compact finite element models with MEMS+ using MEMS-specific building blocks

Detailed Device Analysis

   – Utilize a suite of field solvers in CoventorWare for modeling and simulating a wide range of MEMS devices

MEMS Process Design Kits (PDK)

   – Create “first time right” designs for a proven MEMS technology with Coventor’s MEMS PDK development services

نرم افزار MEMS+

 نرم افزار MEMS+ یک محیط یکپارچه را برای مهندسانی که دستگاه‌های MEMS را طراحی می‌کنند و MEMS را با سیستم‌ها و مدارها ادغام می‌کنند، فراهم می‌کند. این برای طراحی و بهینه سازی دستگاه‌های MEMS که برای سنجش و تحریک به الکترواستاتیک وابسته هستند ایده آل است. همچنین از سنسورها و محرک‌های پیزو الکتریک پشتیبانی می‌کند.

با کمک نرم افزار MEMS+ می‌توان از ابزارهای تحلیل المان محدود معمولی تا 100 برابر سریعتر از حد ممکن طراحی کرد. همچنین مسائل پیچیده طراحی و ساخت را که با نرم افزارهای طراحی معمولی عملی نیستند، با نرم افزار MEMS+ قابل بررسی خواهد بود. می‌توان به سرعت طراحی‌های ترکیبی MEMS و IC را در محیط‌های طراحی MathWorks و Cadence بدون تلاش برای ساخت مدل‌های سفارشی با کمک نرم افزار MEMS+ تجزیه و تحلیل کرد. مدل سازی دقیق رفتار طرح‌ها بدون صرف زمان و هزینه ساخت و آزمایش دستگاه از قابلیت‌های نرم افزار MEMS+ می‌باشد.

نرم افزار SEMulator3D

نرم افزار SEMulator3D از مجموعه نرم افزارهای CoventorMP با شروع از داده‌های طراحی ورودی، یک توصیف جریان فرآیند یکپارچه را دنبال می‌کند تا معادل مجازی ساختارهای پیچیده سه‌بعدی ایجاد شده در fab را ایجاد کند.

Design (GDSII/OASIS) + Process Flows ===> SEMulator3D

ماژول‌های نرم افزار SEMulator3D

BEOL Interconnect

CMOS Devices

3D NAND Flash

MEMS/loT Devices

DRAM Arrays

More Emerging Devices

قابلیت‌های نرم افزار SEMulator3D

Predictive Process Modeling

Predicts complex interactions between designs and integrated process flows. Identify process problems prior to fabrication.

Perform Variation Experiments

Efficiently develop process flows and perform automated virtual experiments not feasible in the actual fab

Flexible and Robust

Flexible for multiple use cases & applicable to any process and any layout, regardless of complexity or technology.

Valuable at Every Stage

Leverage virtual fabrication at every stage of technology development. Decrease costly, time-consuming silicon learning cycles

برای مشاهده اطلاعات کامل نرم افزار CoventorWare به منظور تحلیل مسائل میکروالکترومکانیکی (MEMS) https://www.coventor.com مراجعه کنید.

در ادامه عکس هایی از محیط نرم افزار CoventorWare نشان خواهیم داد.