仿真案例：芯片近场扫描模拟仿真与结果分析

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“ 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

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；

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

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

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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