Virtuoso Meets Maxwell: RFモジュールの配線とボンドワイヤのフル3D解析

'Virtuoso Meets Maxwell' はVirtuoso RFソリューションとVirtuoso MultiTechの機能及びその潜在能力の紹介を目的としたブログの連載です。ではどのようにVirtuosoがMaxwellと出会うのでしょうか。現在、VirtuosoプラットフォームはRF設計をサポートしており、RF設計者は物理的な放射の影響をマクスウェルの方程式で測ります。この連載では、有益なソフトウェアの改善点にスポットを当てて解説するだけでなく、VirtuosoのIC-パッケージ設計環境内の様々なツールの知識や経験についてRF、マイクロ波、及び高周波設計の視点から様々なブロガーや専門家の声をお届けします。月曜日に投稿されますのでチェックしてみてください。

新しいブログ記事にようこそ！今回は、Virtuoso RFソリューションでフル3D解析がいかに簡単に使えるかをご紹介します。

前回の記事ではフリップチップICについて書きましたので、今日はRFモジュールで良くあるもう一つの例として、ボンドワイヤ接続ICに焦点を当てたいと思います。Clarity 3D Solver を用いて、ワイヤボンディングされたICとRFモジュールのシミュレーションを行うことは、フリップチップ接続のダイに対して行うことと同様に簡単です。必要な作業は解析を行う配線を選ぶだけで、後はツールがポート設定も含めて面倒を見てくれます。

以下が、私たちが解析したいRFモジュールだとします。

Virtuoso Layout Suite EXL上から、自分のワークスペースを"Electromagnetic"に切り替えます。 これにより、Electromagnetic Solver Assistantがレイアウトキャンバスの右側に現れます。 このアシスタントを使用して必要なだけのモデルを作成し、Clarity 3D Solverを起動して解析を行うことが出来ます。各モデルには解析したい配線、ポート、オプションで切り出し境界が含まれます。この例では、LGAパッドからボンドワイヤを経由し、上のICへ繋がるRF入力をモデル化します。(注: 2Dビューを見やすく保つため、パッケージ最上位レイヤのみ表示しています)

このRF入力ネットはSMDを含むため、SMDパッド上にポートが自動的に挿入されます。

最後に、ICとLGAパッケージのRF入力接続に対し、PEC (完全導体)プレーン付きのポートが自動的に挿入されます。この情報は"Coax"タブ内にまとめられます。

ボンドワイヤのIC終端には2タイプのポートを設定可能です:

• 同軸ポート
• 垂直ポート

同軸ポートを用いたボンドワイヤの接続

Virtuoso RF Solutionのデフォルト設定では、同軸ポート付きのPECプレーンが生成されます。下記をご覧下さい。LGAパッドからSMDパッドの垂直ポートに続くRF入力が青色で表示されています。また別の垂直ポートからボンドワイヤに接続されるRF入力は、オレンジ色で表示されています。ダイパッドの箇所では、同軸ポートがPECリファレンスプレーンに挿入され、そのリファレンスプレーンはGNDネットのワイヤで接地されています。

下記は、1つの同軸ポート付きのワイヤと、PECプレーンに直接つながる2つのグランドワイヤを拡大表示したものです。

垂直ポートを用いたボンドワイヤの接続

Layout EXLのスイッチひとつで、同軸ポートの代わりに、ボンドワイヤに接続する垂直ポートを生成できます。このケースでは、ダイパッドの下にPECプレーンが挿入され、そして垂直ポートが挿入されます。グランドワイヤに対しては、垂直のPECシートが使用され、ICからモジュールへの帰還パスを提供します。

この拡大図では、パッドから下のPECプレーンへ繋がる垂直ポートを表示しています。この緑色のワイヤ2本は電流帰還パスで、短絡終端ポートを持ちます。

Virtuoso RF Solution上でのワイヤボンディングICの設定は以上になります。

さあ、これならポート設定は簡単だと言えますよね？必要なことは興味のある経路を選択して、ボンドワイヤに対して同軸ポートか垂直ポートかを選ぶだけ。それ以外は全て自動で処理してくれます。

Johannes Grad

Translator: Ryo Sato

関連資料

• Virtuoso RF Solution
• Virtuoso RF Solution Guide
• Virtuoso MultiTech Framework User Guide
• Virtuoso Electromagnetic Solver Assistant User Guide
• What’s New in Virtuoso

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Virtuoso Meets Maxwellについて

Virtuoso Meets Maxwellの連載では、設計者が設計者として生き抜くための設計プロセスの再構築と最適化にフォーカスする形で次世代のダイ、パッケージ、ボードの設計フローに関する投稿を行っています。ご注目ください！

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