EZMod3D est une division d’EASii IC, qui développe une solution logicielle de simulation physique multi-domaines 3D (également appelé solveur de champ 3D) principalement développé pour traiter la conception de circuits intégrés (ASIC), de cartes de circuits imprimés (PCB) et les deux à la fois.
EZMod3D a été développé sur la base d’un solveur innovant permettant une simulation rapide. Cette technologie a permis une utilisation intensive en interne chez EASii IC répondant aux exigences de notre projet : réduire les itérations entre la conception et la fabrication.
De nos jours, l’importance du prédimensionnement devient primordiale.
- Réduire les coûts de développement en se basant sur des simulations 3D précises et rapides
- Optimiser le temps d’accès au marché, en utilisant EZMod3D de la phase du prédimensionnement à la fabrication
- Permettre et renforcer le travail collaboratif de vos concepteurs
- Approche pédagogique, simuler la physique facilement et évaluer vous-même l’impact sur vos designs
- Faible investissement, prix attractif
Pour toutes personnes qui travaillent sur :
- des circuits Intégrés (designer et layouter analogique, ...)
- du Packaging (interface boitier/PCB, ...)
- des cartes électroniques (concepteur et routeur PCB, ...)
- des systèmes complexes (système pour la transmission de données, système de refroidissement, ...)
Dans votre ASIC :
- Avez-vous des fréquences ou plus largement avec un produit gain bande élevé ?
- Avez-vous des courants élevés ou plus largement une puissance élevée ?
- Avez-vous des convertisseurs à plus de 10 bits de résolution ?
- Avez-vous des circuits mixtes (analogique/digital) avec des problèmes d’alimentation (IR DROP) ou de partitionnement ?
- Avez-vous des couplages substrat, parasite au travers du diélectrique, sensibilité à la température,…) ?
Sur votre carte :
- Rencontrez-vous des problèmes de stabilité (oscillations sur des signaux) ?
- Etes-vous inquiet des échauffements ou avez vous simplement une contrainte thermique ?
- Votre carte est-elle complexe avec une taille relativement grande, un nombre de layers et de vias très importants ?
- L’alimentation des composants est -elle à analyser et protéger ?
- Quelle est l’interaction ASIC/PCB d’un point de vue capacitif ou thermique ?
Considérant votre boitier :
- Quelle stratégie de dissipation thermique choisir ?
- Des environnements contraints ou le packaging est problématique ?
- Quels types de boitier, dimensions et matériaux ?
- Quelle est l’interaction ASIC/boitier et boitier/PCB d’un point de vue capacitif ou thermique ?
C’est très simple, pour vos données d’entrée, vous avez juste à récupérer :
- Le Fichier GDS2, database OASIS, LEF/DEF (ASIC) ou Gerber (PCB) ou DXF (Packaging)
- Le Fichier technologique ou description des matériaux
- La position des potentiels ou flux à appliquer
Si vous partez de rien, vous dessiner votre système grâce à l’interface graphique intégrée et la librairie de matériaux
Selon le type de simulation physique que vous voulez appréhender, vous obtiendrez pour:
- Simulation thermique
Une cartographie de température incluant également la visualisation du gradient, flux de puissance, conductivité thermique
- Simulation électrique
Une cartographie de potentiel, densité de courant, Gradient, .. et Netlist SPICE
- Simulation magnétique
Une cartographie de force magnétomotrice, Champs H-B, …
- Simulation électrostatique :
Une cartographie de tension, champ électrique.. et Netlist SPICE
Nous allons vous montrer quelques exemples d’utilisation d’EZMod3D selon les problématiques sur lesquelles vous travaillez : ASIC, PCB, Packaging ou Systèmes complexes.
Sélectionnez votre exemple :
Dans une conception IC récente, nous avons dû utiliser des masses séparées entre les blocs de niveau supérieur et séparer le substrat des masses.
Chaque fois qu’un substrat IC n’est pas connecté à la terre, un problème peut exister avec la protection ESD.
Afin de répondre à ce problème, nous avons choisi d’utiliser une paire de diodes de protection dos à dos entre chaque masse et entre le substrat et chaque masse.
Avec une résistance et une inductance extrêmement faibles au PCB, cela assurera à la fois une protection contre les décharges électrostatiques et une isolation acceptable.
L’exemple est un amplificateur basé sur un ampli op à quatre étages avec un gain significatif (> 80 dB) et une bande passante modérée (10 MHz).
L’ajout des caps parasites (105 capacités…) provoque un fort pic de la réponse en fréquence qui n’existe pas sans caps parasites
Il n’est pas si facile de trouver la résistance thermique de ce transistor attaché au bas de la puce, mais il est encore plus difficile de savoir à quelle vitesse l’appareil se réchauffe lorsque l’énergie est dissipée à l’intérieur.
EZMod3D peut non seulement extraire la résistance thermique, mais également le comportement thermique de l’appareil sur la fréquence qui est lié à son comportement dynamique.
Considérons l’alimentation de 256 asics.
Les chutes de tensions pour des courants importants vont grandement influencer sur le bon fonctionnement de votre carte.
La question également est de savoir où connecter le régulateur dans le but de compenser toutes les problématiques de chute de tension.
Dans les systèmes et dispositifs électroniques, les éléments parasites deviennent de plus en plus critiques : L’intégration et la densité de la carte réduisent la distance entre les composants, augmentant les interactions inattendues / indésirables.
Les éléments parasites peuvent conduire à des conceptions non -fonctionnelles et souvent nuire aux performances de conception.
Les éléments parasites se trouvent dans la disposition des circuits intégrés, mais aussi dans le boîtier et dans les circuits imprimés autour des circuits intégrés : l’extraction des parasites doit couvrir toute la gamme de conception.
Ainsi, les applications hautes performances nécessitent une modélisation précise des éléments parasites.
Représenter un aperçu de la répartition de température d’une ampoule LED avec driver sur un PCB ?
A partir des fichiers gerbés, les données ont été importées dans EZMod3D, en mode thermique.
Ensuite, les données du substrat PCB ont été collectées auprès du fabricant.
Ce substrat est en aluminium-céramique avec des traces de cuivre sur le dessus.
Les valeurs de puissance dissipée dans le circuit intégré du pilote et dans chaque LED ont été collectées et ajoutées dans EZMod3D en tant que sources d’alimentation.
En ce qui concerne la disposition des circuits imprimés, la largeur des pistes est généralement choisie pour la résistance série et/ou pour la densité de courant.
Dans un certain nombre de cas, le courant circulant dans les pistes n’est pas un courant continu pur mais peut avoir un contenu important en haute fréquence.
C’est le cas dans la conception SMPS.
Dans quels cas, la minimisation de l’inductance de piste peut être importante ?
La question est donc : pour une largeur de piste donnée, quels facteurs peuvent influencer l’inductance ?
Que se passe-t-il lorsqu’un appareil dans un circuit intégré dissipe de la puissance ?
Quelle est la température de cet appareil ?
À quelle vitesse chauffe-t-il ?
Comment cela affecte-t-il les appareils dans le quartier ?
Si vous avez déjà été confronté à ces questions, vous savez combien il est difficile de répondre sans construire l’expérience.
EZMod3D fournit une réponse puissante et extrêmement rentable à toutes ces questions.
Non seulement il apporte la solution en régime permanent, mais il peut également fournir une analyse dans le domaine fréquentiel.
Il est alors possible de tracer une carte de température dépendante de la fréquence ou d’extraire la fonction de transfert thermique de la source d’alimentation à la température en tout point !
L’exemple ci contre montre une puce de silicium à l’intérieur d’un mini boîtier SO8.
Un device, le petit rectangle jaune, dissipe la puissance tandis que la source froide, le grand carré vert, est placée sous les plots des zones de soudure.
Lorsqu’il s’agit de conception de MEMS, tout le monde pense à des outils de conception et de modélisation mécaniques et ils sont réellement nécessaires.
Mais comme un MEMS a une interface avec un circuit électronique pour conditionner les signaux à une date utilisable, un modèle électrique est également nécessaire pour permettre à l’équipe de conception de simuler le capteur avec le circuit intégré de conditionnement.
De nombreux capteurs MEMS sont de type capacitif, c’est-à-dire qu’ils traduisent ce qu’ils mesurent en variations de capacité.
L’interface IC est essentiellement un capacimètre.
Un MEMS capacitif, présente non seulement une ou plusieurs valeurs de capacités actives, celles qui changent avec la taille physique mesurée, mais également des valeurs de capacités parasites qui peuvent réduire la sensibilité effective.
Ci contre, voici le développement d’un système avec un capteur d’image IR pour être maintenu au frais dans un environnement chaud avec des contraintes mécaniques prédéfinies.
Le but est de dimensionner correctement les modules Peltier et le matériel d’empilage pour répondre aux exigences de dissipation avant de construire un prototype.
Si vous vous êtes déjà demandé comment une perle de ferrite augmente l’inductance du fil, voici une courte analyse qui pourrait vous aider.
On utilise EZMod3D dans le domaine magnétique et on montre l’effet de la perle de ferrite sur la réluctance puis l’inductance.
Considérons un fil droit rond. Grâce à la symétrie, on ne peut simuler qu’un quart de la section du fil. Pour que le champ magnétique s’étende autour du fil, nous devons définir un espace aérien environnant. Maintenant, comme tout le monde le sait, le champ magnétique tourne autour du fil et diminue de 1 / distance comme le dit le théorème d’Ampère.
Et aux hautes fréquences où la plupart du courant circule à la surface du conducteur, le même théorème montre qu’il n’y a pas de flux magnétique à l’intérieur du conducteur.
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