- •«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “лэти” им. В.И. Ульянова (Ленина)» (сПбГэту)
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •Аннотация дисциплины
- •Цели и задачи дисциплины
- •Требования к уровню освоения дисциплины
- •Содержание рабочей программы
- •Тема1. Сапр как метод проектирования.
- •Тема2. Виды обеспечения сапр.
- •Тема 3. Математическое моделирование при автоматизированном проектировании.
- •Тема 4. Общая постановка и виды задач принятия решений.
- •Тема 5. Методики автоматизированного проектирования.
- •Тема 6. Программные пакеты сапр
- •Перечень лабораторных работ
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Введение в сапр.
- •Состав, структура и виды обеспечения сапр.
- •Классификация проектных процедур
- •Стратегии проектирования технологических процессов
- •Лекция №2
- •Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней
- •Математические модели на макроуровне
- •Математические модели на микроуровне
- •Основные шаги мкэ
- •Решение
- •Выбор вариационного принципа.
- •Выбор аппроксимирующих функций.
- •Сапр, основанные на мкэ.
- •Сапр для сквозного проектирования мэмс
- •Базовый программный пакет проектирования микро- и наносистем CoventorWare
- •Введение в сапр CoventorWare
- •Основные компоненты сапр CoventorWare Function Manager (Менеджер функций)
- •Material Properties Database (База данных свойств материалов)
- •Process Editor (Редактор процессов)
- •Architect (Архитектор)
- •Designer (Проектировщик)
- •Meshing (Разбиение сетки)
- •Analyzer 3-d Field Solvers (Решатель 3-d)
- •Сапр микро- инаносистем
- •Введение в сапр.
- •Классификация проектных процедур
- •Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней
- •Математические модели на макроуровне
- •Математические модели на микроуровне
- •Основные шаги мкэ
- •Решение
- •Выбор вариационного принципа.
- •Выбор аппроксимирующих функций.
- •Сапр, основанные на мкэ.
- •Сапр для сквозного проектирования мэмс
- •Базовый программный пакет проектирования микро- инаносистем CoventorWare
- •Введение в сапр CoventorWare
- •Основные компоненты сапр CoventorWare Function Manager (Менеджер функций)
- •Material Properties Database (База данных свойств материалов)
- •Process Editor (Редактор процессов)
- •Architect (Архитектор)
- •Designer (Проектировщик)
- •Meshing (Разбиение сетки)
- •Analyzer 3-d Field Solvers (Решатель 3-d)
- •3. Проектирование акселерометра
- •Проектирование эквивалентной схемы акселерометра.
- •Инструкция по созданию схемы акселерометра
- •1. Подготовка к работе.
- •Установка mpd и Process.
- •Создание схемы
- •Символ coventor
- •Соединение компонентов.
- •Установка свойств элементов схемы.
- •Установка узлов.
- •Добавление управляющей электроники.
- •Проверка фотошаблонов.
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью эквивалентных схем
- •Анализ стационарной характеристики (рабочей точки по постоянному напря- жению) (dc Operating Point Analysis)
- •Анализ в режиме малых сигналов (Small Signal ac Analysis)
- •Частотный анализ с электрическим возбуждением.
- •Параметрический анализ в первой резонансной моде. (Vary loop on the first reso- nant mode).
- •Передаточный анализ по постоянному току. (dc Transfer (Sweep) Analysis)
- •Переходный анализ. Transient Analysis
- •Добавление схемы чтения выходного сигнала датчика
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью метода конечных элементов.
- •Создание конечноэлементной сетки
- •Моделирование с помощью мкэ.
- •Литература
- •(СПбГэту)
- •Инструкция по созданию схемы акселерометра
- •1. Подготовка к работе.
- •Установка mpd и Process.
- •Создание схемы
- •Символ coventor
- •Соединение компонентов.
- •Установка свойств элементов схемы.
- •Установка узлов.
- •Добавление управляющей электроники.
- •Проверка фотошаблонов.
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью эквивалентных схем
- •Анализ стационарной характеристики (рабочей точки по постоянному напряжению) (dc Operating Point Analysis)
- •Анализ в режиме малых сигналов (Small Signal ac Analysis)
- •Частотный анализ с электрическим возбуждением.
- •Параметрический анализ в первой резонансной моде. (Vary loop on the first resonant mode).
- •Передаточный анализ по постоянному току. (dc Transfer (Sweep) Analysis)
- •Переходный анализ. Transient Analysis
- •Добавление схемы чтения выходного сигнала датчика
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью метода конечных элементов.
- •Создание конечноэлементной сетки
- •Моделирование с помощью мкэ.
- •«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “лэти” им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •Оценка самостоятельной работы студентов
- •Темы рефератов
- •Темы курсовых проектов
Основные компоненты сапр CoventorWare Function Manager (Менеджер функций)
Сразу после запуска CoventorWare появляется окно Function Manager. Все функцио-
нальные возможности доступны из Function Manager. Верхняя часть окна Function Manager обеспечивает доступ к Properties Database and the Process Editor. Нижняя часть окна имеет вкладки для доступа к функциям Architect, Designer, и Analyzer.
Material Properties Database (База данных свойств материалов)
Первый шаг при создании устройства, независимо от того будете ли вы использовать Architect или Designer/Analyzer, это открытие и редактирование (если это необходимо) Ma- terial Properties Database (MPD). В последующем будут доступны только материалы, при- сутствующие в MPD. CoventorWare поставляется со стандартной MPD, которая служит только для демонстрационных целей. Всем пользователям необходимо вводить свойства материалов, используемых в конкретном технологическом процессе по которому будет из-
готовлено устройство. От того насколько точно будут указаны свойства материалов будет зависеть корректность расчета.
Process Editor (Редактор процессов)
Второй шаг в проектировании, независимо от того будете ли вы использовать Architect или Designer/Analyzer, это ввод технологической последовательности в Process Editor. В Process Editor создается последовательность технологических процессов путем их последо- вательного добавления из списка в правой части окна в маршрутный лист, находящийся с левой стороны окна Process Editor. Каждый технологический шаг имеет параметры, кото- рые должны быть обязательно указаны. Например, при нанесении материала необходимо указать материал и его толщину. В качестве альтернативного варианта, возможно, исполь- зовать уже завершенную технологическую цепочку, предоставленную фабрикой.
Architect (Архитектор)
Architect обеспечивает системное моделирование устройств МЭМС и внешних факто- ров. Он включает в себя редактор схем Saber Sketch, симулятор Saber Simulator, 3-D визуа- лизатор Scene3D, набор стандартных схемотехнических компонентов и параметрическую библиотеку МЭМС по электромеханике, библиотеку магнитных структур, оптических и флюидных компонентов (также возможно создание собственных компонентов при помощи Integrator). Перед тем как запустить редактор схем, необходимо определить базу данных по материалам и технологическую последовательность. Схема в Saber Sketch создается путем установки компонентов с последующим их соединением. Необходимо отметить, что при соединение компонентов надо обращать внимание на свойства соединяемых выводов т. к они могут обозначать не только электрическое соединение, но и механическое, магнитное, электростатическое и.т.д. Устройство, схема которого была создана в Saber Sketch, может быть визуализировано в Scene3D (не все элементы параметрической библиотеки в настоя- щее время могут быть построены в Scene3D см. док.) После того как схема создана, воз- можно, сделать различные виды ее анализа, например статический, переходной или гармо- нический анализ. Результаты анализа можно увидеть в Cosmos Scope или создать анимацию в Scene3D.
Designer (Проектировщик)
Designer предназначен для классического проектирования МЭМС. В его состав входит 2-D Layout editor (редактор топологий), Solid Modeler (генератор геометрии модели), 3-D viewer Preprocessor (3-D визуализатор и препроцессор). Проектирование начинается с MPD и Process Editor, затем необходимо нарисовать в 2-D Layout editor фотошаблоны соответст- вующие технологической последовательности. Фотошаблоны могут быть импортированы в формате GDSII, DXF, CIF. Когда указана база данных материалов, технологическая после- довательность и фотошаблоны, следующим шагом является создание 3-D модели для расче- та и загрузка модели в Preprocessor. Preprocessor поддерживает работу и с внешними при- ложениями такими как SolidWorks и UGS I-deas.
