hfss 3d layout导入3d component方法及其用处

hfss 3d layout这个软件，你越深入细节，会发现它的功能越强大，并不仅仅是导入PCB，然后裁剪下将模型导出至hfss这么简单。

信号完整性分析常规的套路是这样的：用HFSS或者Q2D、Q3D提取高频互连结构的S参数、RLGC值，然后在电路仿真软件（circuit simulator)将他们串接起来做时域分析，观察电流电压波形，观察通道的眼图，也就是你要用到两套软件，一套是3D电磁场求解软件，另外一套是电路分析软件，对于这种做法，官方给出的评价是very tedious and error prone（繁琐的一比啊！！）。

那么有没有哪种软件，既能做频域仿真，又能做时域仿真？还真有，就是hfss 3d layout。This paradigm shift in the design flow allowsusers to pick and place 3-D CAD models onto a PCB, choose the appropriatesolver technology for the extraction, and perform 3-D electromagneticextraction, transient circuit analyses and LNA frequency sweeps, all in oneinterface, without having to create a circuit schematic.

尽管功能强大，但是3d layout毕竟还是基于层叠结构的仿真软件，几乎没有3d建模能力，像连接器、芯片封装以及FPC这些只能通过动态链接的方式导入至3d layout中，当作一个3d component元件放在PCB中，那么该如何导入，以及导入有哪些注意事项呢？

如果导入的3d component在hfss中有input port和output port，那么通过pin to pin的对接就很容易实现定位，如果是SMA转接头这样，只能在同轴一端设置port，而在pin那一端不能设置port的，该怎么实现定位呢，或者像QSFP28 connector，lead pin是连接金手指的，怎么将pin精准的放置在金手指pad上？

闲话一大推，还是来看实际的例子：将简易QSFP28 connector放到光模块PCB中一起仿真。

1、直接将connector拖至对应的3d layout文件中，导致的3d component可能出现在模型窗口中的任意位置，可以直接手动在XY平面拖动它。

2、Z方向定位，选择component放置层，然后旋转模型到合适位置

3、选中component，勾选hfss mesh，它的意思是这个3d component仍然使用hfss的网格划分方法，但是PCB部分会继续沿用3d layout的phi mesh。

4、设置端口，这个就不多讲了，3d layout的一大优势就是设置port非常便捷，比hfss方便多了。

5、检查error，然后求解。为了节省时间，求解频率设置为从DC~20GHz，此时有IFFT反变换S参数得到的step信号的rise time=50ps，所以仿真出来的金手指阻抗有89ohm，如果你将fmax设置为65GHz,对应rise time=15ps，那么仿真出来的金手指阻抗就会降低到85ohm，甚至更低，跟金手指残留的stub长度有关系。

因此整个流程是可行的，结果也算正常，但是这里面还有一些需要注意的事项：

1、如果top层覆盖了绿油，软件会报模型干涉的错误，3d layout里面我还不知道怎么掏空介质层，或者设置material override；

2、定位component所在层这一步应该在勾选3d placement之前，不然该操作无效；

3、如果在旋转component后，模型不见了，勾选layer中的原理图器件符号即可。

4、模型中的PCB坑坑洼洼的，正常应该修复下的，我裁剪的比较随意，还丢了一些GND，毕竟只是例子，实际仿真不能这么做。

其实整个仿真完全可以在hfss中完成，只是需要额外再export一下。但是如果是layout后仿真，我完全不愿意再来导入PCB，然后再导出至hfss，完全重复layout前仿真工作，相对繁琐。将layout前仿真建立好的连接器、fpc直接丢到layout好的pcb模型上，然后直接丢到服务器上去跑，就可以节省很多时间了，也省掉了很多重复的工作。

频域计算结束后，然后直接在3d layout看时域的电压和眼图，省去一堆繁琐的导参数工作，岂不快哉！！