37.Ansys Q3D 寄生参数提取

37.Ansys Q3D 寄生参数提取

Ansys Q3D Extractor是一款专用于电子产品寄生参数提取的仿真工具，能够高效、精确地提取互连结构中的频率相关电阻、电感、电容和电导（RLCG）参数，并自动生成等效电路模型，广泛应用于信号完整性、功率完整性及电磁兼容分析。

原理

Q3D Extractor基于三维和二维准静态电磁场仿真，通过方法如矩量法（MoM）、有限元法（FEM）等，对电子结构进行电磁分析。它能捕捉导体的邻近效应、集肤效应、介质损耗和频率依赖特性，从而准确提取RLCG寄生参数。

流程

创建或导入电子结构几何模型，支持复杂封装、PCB、连接器、总线等。

设置材料属性，包括导体、介质等。

自动生成自适应网格，利用高效的体积网格与多线程加速仿真。

配置物理边界条件与求解器参数，选择DC/AC分析类型。

运行仿真，提取RLCG参数矩阵，生成等效SPICE电路模型。

进行参数化分析与优化，自动扫描设计变量，输出多组仿真结果。

导出仿真数据至电路仿真工具（如HSPICE、PSpice等）或系统级仿真平台。

后处理分析结果，包括信号完整性、功率完整性、EMI/EMC等性能评估。

支持多物理场集成，如与热仿真（Icepak）、力学仿真（Mechanical）联动分析。

自动生成仿真报告和参数表，便于设计优化与评审。

应用

高性能电子封装、IC芯片、PCB互连、连接器、总线条、传输线等结构的寄生参数提取。

电力电子系统（如逆变器、变换器、母线等）寄生电阻、电感、电容分析与优化。

触摸屏、薄膜导体结构RLCG参数快速提取与优化。

IBIS模型生成，用于信号与电源地寄生参数的仿真与验证。

多域系统建模，支持与Simplorer、Twin Builder等系统级仿真平台集成，实现电磁、热、机械多物理场协同分析。

EMI/EMC性能评估，支持电磁干扰、串扰、地弹、延迟、振铃等分析。

电路等效模型生成，便于后续电路级仿真与优化。

主要特性

支持3D和2D结构的RLCG寄生参数高精度提取。

自动生成等效电路模型（SPICE、IBIS、Simplorer SML等格式），便于电路仿真。

自适应网格与多线程加速，提升大规模结构仿真效率。

参数化分析与优化，自动扫描设计空间，输出多组结果。

支持频率依赖、介质损耗、集肤效应、邻近效应等复杂物理现象建模。

与Ansys其他产品（Maxwell、HFSS、Icepak、Mechanical等）无缝集成，实现多物理场协同仿真。

支持高性能计算（HPC）、云计算环境，适合大规模复杂结构分析。

自动生成仿真报告、参数表和可视化结果，便于设计评审与优化。

结果后处理

输出RLCG参数矩阵、特性阻抗、传播速度、衰减、串扰系数等关键性能指标。

自动生成等效电路模型文件，支持主流电路仿真工具直接调用。

可视化寄生参数分布、信号完整性、功率完整性分析结果。

支持参数化扫描与优化结果汇总，便于多方案对比。

生成详细仿真报告和参数表，支持设计评审与合规验证。

与系统级仿真平台联动，实现多物理场结果集成分析。