MEMS設(shè)計(jì)、仿真軟件的綜合比較

1、«MEMS器件、仿真與系統(tǒng)集成期中測驗(yàn)（三）（占考試成績的20%,中英文答題均可，5月30日交電子版。任課教師：陳劍鳴）研究生：（簽字）學(xué)號：MEMS設(shè)計(jì)、仿真軟件的綜合比較。（占本課程的20%）。具體要求：1） 用表格形式對MEMS常用的軟件進(jìn)行比較。比較的軟件四大類：TannerPro（主要是L-edit）,HFSS,CoventorWare,IntelliSense,ANSYS2） 比較的內(nèi)容：公司、廠家；軟件的總體描述；軟件的模塊關(guān)系（模塊組成）；按模塊來闡述的主要用途；按模塊來闡述的性能參數(shù)；軟件所做的實(shí)例圖（分模塊）。你對此軟件（或者是具體模塊）的看法和評價(jià)，不少于5個(gè)模

2、塊。作業(yè)作答如下:一.TannerPro（主要是L-edit）1.1 公司、廠家：TannerResearc公司1.2 軟件的總體描述Tanner集成電路設(shè)計(jì)軟件是由TannerResearch公司開發(fā)的基于Windows平臺的用于集成電路設(shè)計(jì)的工具軟件。該軟件功能十分強(qiáng)大，易學(xué)易用，包括S-Edit,T-Spice,W-Edit,L-Edit與LVS,從電路設(shè)計(jì)、分析模擬到電路布局一應(yīng)俱全。其中的L-Edit版圖編輯器在國內(nèi)應(yīng)用廣泛，具有很高知名度。L-EditPro是TannerEDA軟件公司所出品的一個(gè)IC設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的高性能軟件系統(tǒng)模塊，具有高效率，交互式等特點(diǎn)，強(qiáng)大而且完善的功能包括從

3、IC設(shè)計(jì)到輸出，以及最后的加工服務(wù)，完全可以媲美百萬美元級的IC設(shè)計(jì)軟件。L-EditPro包含IC設(shè)計(jì)編輯器（LayoutEditor）、自動布線系統(tǒng)（StandardCellPlace&Route線上設(shè)計(jì)規(guī)則檢查器（DRC）、組件特性提取器（DeviceExtractor）設(shè)計(jì)布局與電路netlist的比較器（LVS）、CMOSLibraryMarcoLibrary,這些模塊組成了一個(gè)完整的IC設(shè)計(jì)與驗(yàn)證解決方案。L-EditPro豐富完善的功能為每個(gè)IC設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)商提供了快速、易用、精確的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。TannerToolsPro一套集成電路設(shè)計(jì)軟件，包含以下幾種工具：S-Edit

4、（編輯電路圖）T-Spice（電路分析與模擬）W-Edit（顯示T-Spice模擬結(jié)果）L-Edit（編輯布局圖，自動布局布線,DRC,電路轉(zhuǎn)化）LVS（版圖和電路圖對比）1.3軟件的模塊關(guān)系Tanner數(shù)字ASIC設(shè)計(jì)流程圖:T-Spice仿真.W-Edit顯示波形*t-EdiVSPRLE(ht/EXTRACT.L-Edit/DRC11.4各模塊的的描述以及實(shí)例圖1.4.1S-Edit以及范例PrufJtrCLnBrow%rrSiIiJtjruickUlhilnTT<niDininrlL*UVL*<flES-Edit范例1.4.2 T-SpiceT-Spice是電路仿真與分析的工

5、具，文件內(nèi)容除了有元件與節(jié)點(diǎn)描述外，還必須加上其他的設(shè)定。有包含文件、端點(diǎn)電壓源設(shè)置、分析設(shè)定、輸出設(shè)置。1.4.3 LVSLVS是用來用來比較布局圖與電路圖所描述的電路是否相同的工具。也就是說比較S-Edit繪制的電路圖與L-Edit繪制的布局圖是否一致。需要spc文件和sp文件。1.5L-Edit的使用1.5.1 L-Edit畫圖布局詳細(xì)步驟-；-打開L-Edit程序，保存新文件。：，：取代設(shè)定(File-ReplaceSetup)。環(huán)境設(shè)定(Setup-Design)選取圖層選擇繪圖形狀繪制布局圖設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)定（MOSIS/OPBIT2.OU和設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC檢查錯誤，修改（移動）對象

6、。再次進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查。1.5.2 使用L-Edit畫PMOSU局圖1） .用到和圖層包括NWell,Active,NSelect,PSelect,Poly,Metal1,Metal2,ActiveContact,Via.2） .繪制NWell圖層：L-Edit編輯環(huán)境是預(yù)設(shè)在P型基板上，不需定義P型基板范圍，要制作PMOS首先要作出NWell區(qū)域。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則Well區(qū)電最小寬度的要求（10九），可畫出NWell區(qū)。3） .繪制Active圖層：定義MOSff的范圍。PMOS勺Active圖層要繪制在NWell圖層之內(nèi)。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則要求，Active的最小寬度為3人?？稍贜Well中畫出Ac

7、tive圖層。4） .繪制PSelect圖層：定義要布置P型雜質(zhì)的范圍。繪制前進(jìn)行DRCT發(fā)現(xiàn)相應(yīng)錯誤。繪制時(shí)注意遵守4.2b規(guī)則：NotSelectedActive）。繪制時(shí)注意遵守4.2b規(guī)則：ActivetoP-SelectEdge最小2人。同時(shí)還要注意pdiff層與NWell層要遵守2.3a（5馥）。5） .繪制Poly圖層：定義成長多晶硅，最小寬度2九。6） .繪制ActiveContact圖層：源極、漏極接電極需要。標(biāo)準(zhǔn)寬度2人。7）繪制Metal1圖層：最底層的金屬線。1.5.3使用L-Edit編輯標(biāo)準(zhǔn)邏輯元件1) .標(biāo)準(zhǔn)元件庫中的標(biāo)準(zhǔn)元件的建立符合某些限制，包括高度、形狀與連接

8、端口的位置。標(biāo)準(zhǔn)元件分為邏輯元件與焊墊元件。2) .操作流程：進(jìn)入L-Edit-建立新文件-環(huán)境設(shè)定-繪制接合端口-繪制多種圖層形狀-設(shè)計(jì)規(guī)則檢查-修改對象-設(shè)計(jì)規(guī)則檢查3) .繪制接合端口：每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件一個(gè)特殊的端口叫做接合端口，它的范圍定交出元件的尺寸及位置即元件的邊界。4)繪制電源與電源接口：典型標(biāo)準(zhǔn)元件的電源線分布在元件的上端和下端。注意標(biāo)準(zhǔn)單元庫中的每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件其電源端口必須有相同的真對高度，且電源端口的寬度必須設(shè)定為0,位置必須貼齊Abut范圍的兩邊。5) .繪制NWell層:在P型基板上制作PMOS勺第一步流程。橫向24格，縱向38格。6) .編輯NWell節(jié)點(diǎn)：因?yàn)镻MO基

9、板也需要電源，故需要在NWell上建立一個(gè)歐姆節(jié)點(diǎn)。在Abut端口的上方，繪制出Active,NSelect、ActiveContact這3種圖層。7) .編輯P型基板節(jié)點(diǎn)：NMO基板也需要接地，故此需要在Pbase上建立一個(gè)歐姆節(jié)點(diǎn)。在Abut端口的下方，繪制出Active、PSelect、ActiveContact這3種圖層。8) .繪制PSelect圖層。植入P型雜質(zhì)需要。兩部分：一是在NSelect右邊加上一塊橫向11格、縱向10格；一是在下方再加上橫向18格，縱向22格。9) .繪制NMOSActive圖層：定義MOS勺范圍，Active以外的地方是厚氧化層區(qū)(或稱場氧化層)。一是在

10、原上部Active下接一塊橫向12格，縱向4格的方形Active,一是在其下方再畫橫向14格、縱向18格的方形Active。10) .繪制NSelect圖層：植入N型雜質(zhì)需要。一是在Abut下部PSelect右邊加橫向11格，縱向10格；一是在剛上方加橫向18格，縱向22格。11) .繪制PMOActive圖層：一是在原下部Active上接一塊橫向12格，縱向4格的方形Active,一是在其上方再畫橫向14格、縱向18格的方形Active。12) .繪制Poly層：Poly與Active相交集為柵極所在位置。橫向2格，縱向70格。繪制完此步，請先進(jìn)行DRCE誤后再繼續(xù)。13) .繪制輸入信號端

11、口(A):標(biāo)準(zhǔn)元件信號端口(除電源和地)的繞線會通過標(biāo)準(zhǔn)元件的頂端或底部。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件信號端口要求高度為0,且寬度最好為整數(shù)值。自動繞線時(shí)用Metal2,故需先將輸入端口由Metal2通過Via與Metal1相連，在通過Metal1通過PolyContact與Poly相連。DRQ!認(rèn)無誤。14) .繪制PMOSM極接線：需要將PMOSE端P型擴(kuò)散區(qū)與Vdd相連。利用Metal1與Vdd相連，Metal1與Active間通過ActiveContact相接。(15)繪制NMO鯨極接線：需要將NMOSE邊N型擴(kuò)散區(qū)與Gnd相連。利用Metal1與Gnd相連，Metal1與Active間通過Activ

12、eContact相接。16) .連接PMOSfNMOS勺基極：將NMO的右邊擴(kuò)散區(qū)和PMOS的右邊擴(kuò)散區(qū)利用Metall相連，并在Metall與Active重疊區(qū)打上節(jié)點(diǎn)。17) .繪制輸出信號端口(OUT.18) .更改元件名稱為INV,轉(zhuǎn)化為spice文件(TOOLS-Extract)。用L-Edit繪制的反相器標(biāo)準(zhǔn)單元布局圖二.HFSS2.1 公司、廠家：美國Ansoft公司2.2 軟件的總體描述AnsoftHFSS(全稱HighFrequencyStructureSimulator,高頻結(jié)構(gòu)仿真器)是Ansoft公司推出的基于電磁場有限元方法(FEM的分析微波工程問題的三維電磁仿真軟件

13、，可以對任意的三維模型進(jìn)行全波分析求解，先進(jìn)的材料類型，邊界條件及求解技術(shù)，使其以無以倫比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，穩(wěn)定成熟的自適應(yīng)網(wǎng)格剖分技術(shù)使其成為高頻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首選工具和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于航空、航天、電子、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、通信等多個(gè)領(lǐng)域，幫助工程師們高效地設(shè)計(jì)各種高頻結(jié)構(gòu)，包括：射頻和微波部件、天線和天線陣及天線罩，高速互連結(jié)構(gòu)、電真空器件，研究目標(biāo)特性和系統(tǒng)/部件的電磁兼容/電磁干擾特性，從而降低設(shè)計(jì)成本，減少設(shè)計(jì)周期，增強(qiáng)競爭力。2.3 軟件的模塊組成及其主要用途DESIGNER1:在DESIGNERTM結(jié)合二維版圖，工藝流程，和材料特性，Cov

14、entorWareTM可以生成三維模型，進(jìn)行網(wǎng)格的自動劃分。ANALYZER真塊：針對客戶所關(guān)心的問題，分析人員可以調(diào)用ANALYZERTM里專門針對MEMSS件分析開發(fā)的多個(gè)求解器，對MEMSS件的三維模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)、靜電學(xué)、阻尼、電磁學(xué)、多物理場耦合(含壓電,及壓阻問題)、微流體(主要涉及Biochip和Inkjet)等物理問題的詳細(xì)分析。ANALYZERTM可對邊界條件、材料特性、三維模型幾何形狀等進(jìn)行參數(shù)分析，研究這些參數(shù)對器件性能的影響。INTEGRATOR塊：禾I用INTEGRATORTM計(jì)人員可以從三維分析結(jié)果提取MEMSS件宏模型，反饋回ARCHITECT!-M進(jìn)行系統(tǒng)性能的

15、驗(yàn)證，從而完成MEMS的設(shè)計(jì)。支持的格式包括：Verilog-A(Cadence),MAST(Architect),andMATLAB同時(shí)，用戶也可以利用INTEGRATORTM立自己MEM審品涉及到的宏模型庫，為新產(chǎn)品的開發(fā)提供技術(shù)儲備。2.4 AnsoftHFSS的應(yīng)用領(lǐng)域：2.4.1 天線(1)面天線：貼片天線、喇叭天線、螺旋天線(2)波導(dǎo)：圓形/矩形波導(dǎo)、喇叭、波導(dǎo)縫隙天線(3)線天線：偶極子天線、螺旋線天線(4)天線陣列：有限陣列天線陣、頻率選擇表面(FSS)、(5)雷達(dá)散射截面(RCS)2.4.2 微波(1)濾波器：腔體濾波器、微帶濾波器、介質(zhì)濾波器(2)EMC(Electroma

16、gneticCompatibility)/EMI(ElectromagneticIntergerence):屏蔽罩、近場一遠(yuǎn)場輻射(3)連接器：同軸連接器底板、過渡(4)波導(dǎo)：波導(dǎo)濾波器、波導(dǎo)諧振器、波導(dǎo)連接器(5)Silicon/GaAs:螺旋電感器、變壓器2.5HFSS的操作界面和菜單功能介紹:AnsoftHFSS的界面主要包括：菜單欄(Menubar)、工具欄(Toolbars)、工程管理(ProjectManage)窗口、狀態(tài)欄(Statusbar)、屬性窗口(Propertieswindow)、進(jìn)度窗口(Progresswindow)、信息管理(MessageManage)窗口和3D

17、模型窗口(3DModelerWindow)。iiueElBFSf-IHO>,Uilelu.ECTCIf911羌里攔一1州”匕91fauIh於1hiI.iJh即5比二_CtfQ、明士嚙)%去t.'A，上力二年1“口h*3.，EHAT具樣F牙辰Uzi.tt口+a=r.E.*守圖3AnsoftHFSS的操作界面菜單欄(Menubar):繪圖、3D模型、HFSS工具和幫助等下拉式菜單組成。工具欄(Toolbar):對應(yīng)菜單中常用的各種命令，可以快速方便的執(zhí)行各種命工程管理(ProjectManage:窗口顯示所以打開的HFSST程的詳細(xì)信息，包括邊界、激勵、剖分操作、分析、參數(shù)優(yōu)化、結(jié)果

18、、端口場顯示、場覆蓋圖和輻射狀態(tài)欄(Statusbar):位于HFS鼾面底部，顯示當(dāng)前執(zhí)行命令的信息。屬性窗口(Propertieswindow):顯示在工程樹、歷史樹和3D模型窗口中所選條目的特性或?qū)傩浴＿M(jìn)度窗口(Progresswindow):監(jiān)視運(yùn)行進(jìn)度，以圖像方式表示進(jìn)度完成比例。信息管理(MessageManage:窗口顯示工程設(shè)置的錯誤信息和分析進(jìn)度信息。3D模型窗口(3DModelerWindow):是創(chuàng)建幾何模型的區(qū)域，包括模型視圖區(qū)域和歷史樹(記錄創(chuàng)建模型的過程)。我的看法：本次課我們介紹了Ansoft公司的HFSS高頻仿真軟件的基本特性和基本操作，并結(jié)合實(shí)際例子對一個(gè)縫隙耦

19、合貼片天線進(jìn)行了建模和仿真。作為一個(gè)軟件，學(xué)習(xí)它最好的辦法就是經(jīng)常使用它，由于課堂上的時(shí)間十分有限，這里介紹的都是基本的操作，對于其他的許多功能和定義，我們可以查找HFSS的幫助文件和用戶手冊。在下一節(jié)課我們將進(jìn)一步學(xué)習(xí)HFSS的一些高級應(yīng)用及實(shí)用技巧。三CoventorWare3.1 公司、廠家:美國Coventor公司3.2 軟件的總體描述CoventorWare是在著名的MEMCAD件上發(fā)展起來的，目前業(yè)界公認(rèn)的功能最強(qiáng)、規(guī)模最大的MEM%用軟件。擁有幾十個(gè)專業(yè)模塊，功能包含MEM系統(tǒng)/器件級的設(shè)計(jì)與仿真，工藝仿真/仿效。其主要用于四大領(lǐng)域：Sensors/Actuators,RFMEM

20、S,Microfluidics,OpticalMEMS。具有系統(tǒng)級、器件級的功能的MEM%用軟件，其功能覆蓋設(shè)計(jì)、工藝、器件級有限元及邊界元分析仿真、微流體分析、多物理場耦合分析、MEM系統(tǒng)級仿真等各個(gè)領(lǐng)域。CoventorWare因其強(qiáng)大的軟件模塊功能、豐富的材料及工藝數(shù)據(jù)庫、易于使用的軟件操作并與各著名EDA軟件均有完美數(shù)據(jù)接口等特點(diǎn)給工程設(shè)計(jì)人員帶來極大的方便。3.3 軟件的模塊組成及其主要用途CoventorWare軟件主要包括四個(gè)模塊：ARCHITECT,DESIGNER,ANALYZER,INTEGRATORARCHITEC模塊：提供了獨(dú)有的PEM機(jī)電）、OPTICAL憂學(xué)）、FL

21、UIDIC（流體）庫元件，可快速描述出MEM虢件的結(jié)構(gòu)，并結(jié)合周圍的電路進(jìn)行系統(tǒng)級的機(jī)、電、光、液、熱、磁等能量域的分析，找到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)、尺寸、材料等設(shè)計(jì)參數(shù)，從而生成器件的版圖和工藝文件。DESIGNER1塊：可進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)、生成器件三維模型、劃分網(wǎng)絡(luò)單元。ANALYZE模塊：可采用FEM（有限元法）、BEM邊界元法）、BPM光速傳播法）、FDM打限差分法）、VOF體積函數(shù)法）等分析方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、電磁場分析、壓電分析、熱分析、微流體分析、光學(xué)分析及多物理場的全耦合分析等。INTEGRATO膜塊：最后從三維分析結(jié)果中提取MEM器件的宏模型，反饋回ARCHITECT行系統(tǒng)或器件性能的驗(yàn)證，完

22、成整個(gè)設(shè)計(jì)。3.4 CoventorWare的基本內(nèi)容CoventorWare由可單獨(dú)使用以補(bǔ)充現(xiàn)有的設(shè)計(jì)流程，或者共同使用以提供一個(gè)完整的MEMS設(shè)計(jì)流程的4個(gè)主要部分組成。其中包括Architect,Designer,Analyzer和Integrator。該工具套件的完整性和模塊間高度的一體化程度提高了整體效率和易用性，使用戶擺脫了在多個(gè)獨(dú)立工具設(shè)計(jì)間手工傳遞數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)。窗悌始共享崛n工工藝盤據(jù)材司屆性腎輯器工藝要輯器Architect設(shè)計(jì)結(jié)束網(wǎng)!t理器分析器而直器MEM5數(shù)據(jù)隹一.1照理圖片輯器3D版21羽耀弼版圖編出設(shè)計(jì)迭代百定義賽墀寶結(jié)果分析器.Abfliyzer觀察器數(shù)據(jù)轅出If

23、r*+ff-jllIntegrater發(fā)現(xiàn)模夔梅琳器J圖12CoventorWare工作流程圖ARCHITECT3D快速組裝來自獨(dú)特和全面的MEMS積木庫中的MEMS器件，并在一個(gè)基于原理圖的系統(tǒng)級建模環(huán)境中仿真其與周邊電子部分的行為。DESIGNER定義制造工藝，在MEMS版圖編輯器中繪制版圖布局,并自動生成可視化3D實(shí)體模型，以輸入到解算器中.ANALYZER使用此最高級的3D場算法器的綜合套件，分析、理解和驗(yàn)證任何基于MEMS或微流體設(shè)計(jì)的物理行為，優(yōu)化MEMS特定的耦合物理?xiàng)l件。INTEGRATOR提取與ARCHITECT兼容的線性和非線性降階MEMS模型。3.5 CoventorWa

24、re分析的基本步驟CoventorWare分析的基本步驟包括：定義材料屬性；生成工藝流程；生成二維版圖；通過二維版圖生成三維模型；劃分網(wǎng)格生成有限元模型；設(shè)定邊界條件、加載；求解；提取、查看結(jié)果。以下我們以實(shí)例介紹該軟件的整個(gè)仿真過程：懸臂梁與硅基底間電容的計(jì)算和懸臂梁的受力分析3.5.1 工藝過程(1)在硅基底上沉積一層氮化物(絕緣層)；(2)再在其上沉積一層硼磷硅玻璃(BPSG)作為犧牲層(用于沉積鋁)；(3)刻蝕出支座(anchor)將要沉積的位置；(4)采用等邊沉積法沉積鋁層；(5)留下支座(anchor刖懸臂梁(beam邢分，刻蝕其余的鋁層；(6)釋放BPSG犧牲層。3.5.1具體設(shè)

25、計(jì)過程(1)啟動CoventorWare2003在用戶設(shè)置中設(shè)定Directory(目錄)，包括WorkDirectory>ScratchDirectory>SharedDirectory。只需設(shè)定工作目錄，下面兩個(gè)目錄是默認(rèn)的，系統(tǒng)會自動將它設(shè)定到相應(yīng)的工作路徑下，CoventorWare所有運(yùn)行生成的文件都會寫在該目錄下(該目錄必須是已經(jīng)存在的目錄，在啟動時(shí)是無法新建工作目錄的)。許可文件的位置，包括CoventorLicenseCFDlicense、Saberlicense,在安裝時(shí)就已設(shè)定，默認(rèn)即可。(2)單擊OK后，系統(tǒng)進(jìn)入ProjectsDialogWindow(工程對

26、話窗口)，新建工程名稱為BeamDesign的文件夾，單擊Open進(jìn)入FunctionManager能管理器)界面。(3)進(jìn)入DESIGNER模塊，在Materials中定義材料屬性，選擇Aluminum(film),根據(jù)題設(shè)修改其參數(shù)；再選擇Silicon,方法相同。單擊Close,就可編輯工藝過程。(4)進(jìn)入ProcessEditor(T藝編輯器)，新建一個(gè)工藝文件c,根據(jù)上述工藝過程在工藝編輯器中設(shè)計(jì)整個(gè)流程，如圖4-13所示。設(shè)計(jì)完后，單擊Close,就可進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)。Eila£«LiI£陽H工p1-1IMlslihniLiI、湍1?<

27、;11StepArslanType|LayerNwFuWerlalThlchney等CQiQTMaskNmelPdtaftyDeptl-iOHsetSidewallAngls0Base(SLICOIMeywGND1CW-3r*cmirt-idi-0.2冷山事2DepositStackedSacrifice由20,CdlDW3Front.LastLaywyellowWTctior0.0jU4depositConfor«nsiAJLUMMJM(FI.=0.5£CFredreds-Front.Las!Layer口£m口道；口i3口為1口£bewn十.S0JD!

28、£6eicn1.BPSG妥送三不三不三至王至;造運(yùn)至三王至目回國9圖4-13工藝過程(1)進(jìn)入LayoutEditor(版圖編輯器)，新建beam.cat文件，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的形狀設(shè)計(jì)整個(gè)模型的二維版圖，如圖4-14所示。設(shè)計(jì)完后，單擊Close即可。圖4-14二維工藝版圖(2)在model/mesh下拉欄里選擇上步設(shè)計(jì)的二維版圖文件beam.cat單擊BuildaNew3DModel。通過工藝文件c設(shè)定的厚度和模型在二維版圖文件beam.cat中的形狀，就可生成三維實(shí)體模型，如圖4-15所示。(a)在犧牲層上沉積鋁層(b)釋放犧牲層，得到模型圖4-15三位實(shí)體模型(3

29、)然后選取懸臂梁和基底，劃分網(wǎng)絡(luò)單元。因?yàn)橐褂糜邢拊蠼馄?，必須將選擇的實(shí)體模型劃分網(wǎng)格使生成若干單元體，這與ANSYS的處理過程相同。(4)再次回到FunctionManager仞能管理器)界面，進(jìn)入ANALYZER模塊，選擇MemElectro求解器，點(diǎn)擊Analysis運(yùn)行后，就可以選擇提取所需的電容和電量值及電量密度的彩云圖；同樣要求解懸臂梁的應(yīng)力和變形，選才MMemMech求解器，同樣可以提取懸臂梁的變形和應(yīng)力值及彩云圖。(5)提取、查看結(jié)果。所求得的電量和電容值如圖4-16(a)、(b);所示所求得的應(yīng)力和變形值如圖4-17(a)、(b)所示。(a)電荷密度(b)電容值圖4-16

30、電荷密度及電容值SfMXlATlU,-1J8BD1-1)1-TJEffi-JHEOEgMiMsetStre&GOOEKB98E*O0WOEOI2詵刊139EKJ1圖1(a)Z向最大位移為0.16m圖2(b)懸臂梁所受最大等效應(yīng)力值為39MPa圖4.17懸臂梁變形和應(yīng)力圖四ANSYS4.1 公司、廠家：美國ANSYS司4.2 軟件的總體描述ANSYS是由美國ANSYS公司開發(fā)的、功能強(qiáng)大的有限元工程設(shè)計(jì)分析及優(yōu)化軟件包，是迄今為止唯一通過ISO9001質(zhì)量認(rèn)證的分析設(shè)計(jì)類軟件。該軟件是美國機(jī)械工程師協(xié)會(ASME)、美國核安全局(NQA)及近二十種專業(yè)技術(shù)協(xié)會認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)軟件。與當(dāng)前流行的

31、其他有限元軟件相比，ANSYS有明顯的優(yōu)勢及突破。ANSYS具有能實(shí)現(xiàn)多場及多場耦合分析的功能，是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)前后處理、分析求解及多場分析統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的大型有限元軟件，和其他有限元軟件相比，ANSYS的非線性分析功能更加強(qiáng)大，網(wǎng)格劃分更加方便，并具有更加快速的求解器。同時(shí)，ANSYS是最早采用并行計(jì)算技術(shù)的有限元軟件，它支持從微機(jī)、工作站、大型機(jī)直至巨型機(jī)等所有硬件平臺，并可與大多數(shù)的CAD軟件集成并有交換數(shù)據(jù)的接口，ANSYS模擬分析問題的最小尺寸可在微米量級，同時(shí)，國際上也公認(rèn)其適于MEMS器件的模擬分析，這是其他有限元分析軟件所無法比擬的。ANSYS有限元軟件是融結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)

32、于一體的大型通用有限元分析軟件，可廣泛用于核工業(yè)、機(jī)械制造、電子、土木工程、國防軍工、日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究領(lǐng)域。ANSYS是國際公認(rèn)的適用于MEMS模擬分析的軟件工具。其主要分析功能包括以下幾個(gè)方面。(1)結(jié)構(gòu)分析包括線性、非線性結(jié)構(gòu)靜力分析，結(jié)構(gòu)動力分析(包括模態(tài)和瞬態(tài))，斷裂力學(xué)分析，復(fù)合材料分析，疲勞及壽命估算分析，超彈性材料的分析等。(2)熱分析包括穩(wěn)態(tài)溫度場分析，瞬態(tài)溫度場分析，相變分析，輻射分析等。(3)高度非線性結(jié)構(gòu)動力分析包括接觸分析，金屬成形分析，整車碰撞分析，焊接模擬分析，多動力學(xué)分析等。(4)流體動力學(xué)分析包括層流分析，湍流分析，管流分析，牛頓流與非牛頓流分析，內(nèi)流與外流分析等。(5)電磁場分析包括電路分析，靜磁場分析，變磁場分析，高頻電磁場分析等。(6)聲學(xué)分析包括水下結(jié)構(gòu)的動力分析，聲波分析，聲波在固體介質(zhì)中的傳播分析，聲波在容器內(nèi)的流體介質(zhì)中傳播分析等。(7)多場耦合分析包括電場-結(jié)構(gòu)分析，熱-應(yīng)力分析，磁-熱分析，流體-結(jié)構(gòu)分析，流體流動-熱分析，電-磁-熱-流體-應(yīng)力分析等。(8)其他如設(shè)計(jì)靈敏度及優(yōu)化分