Работа с пакетом прикладных программ CoventorWare
Цель работы: знакомство с приемами работы, возможностями и областями применения САПР Coventor Ware.
Приборы и принадлежности: программное обеспечение Matlab/SUGAR.
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ
Введение в САПР CoventorWare
CoventorWare является объединенным комплексом программных средств для проектирования и моделирования МикроЭлектроМеханических Систем (МЭМС) и микрофлюидных устройств. CoventorWare поддерживает два различных метода проектирования см, рис, 2.1., которые могут быть использованы раздельно или в комбинации. Модуль ARCHITECT предоставляет уникальное системное проектирование МЭМС, а модули DESIGNER и ANALYZER при совместном использовании обеспечивают классический физический подход к проектированию. Оба подхода требуют информацию о технологии производства в качестве начального пункта проектирования. Информация о технологии обеспечивается Process Editor (редактор процессов) и Material Properties Database (База данных свойств материалов для конкретного технологического процесса).
Рис.2.1 Схема проектирования в CoventorWare
ARCHITECT
В ARCHITECT пользователь собирает схему МЭМС устройства посредством выбора и соединения компонентов из библиотеки МЭМС элементов. Данная схема напоминает электрическую схему, но символы в схеме представляют собой электромеханические компоненты, например подвижная пластина с электродом на ее поверхности, гибкая балка и.т.д. После составления схемы пользователь может промоделировать различные аспекты ее физического поведения. А так же в модуле Scene3D можно визуализировать полученную конструкцию и увидеть анимированный результат расчета в 3-D. Достоинство данного системного подхода включает в себя почти полное описание физических свойств модели устройства и быстрый расчет параметров модели в сравнении с методом конечных элементов. Скорость, с которой будет спроектировано устройство, варьируется в зависимости от рассматриваемых конструкций, оптимизационных параметров и изучения влияния допусков технологического процесса.
DESIGNER и ANALYZER
Поддерживают проектирование на технологическом уровне. Пользователь начинает работу в DESIGNER с создания 2-D фотошаблонов (здесь и далее следует особо отметить, что это не в точности те фотошаблоны, которые будут использованы в реальном технологическом процессе) в Layout Editor (редактор топологии).
Далее Solid Modeler (построитель модели) использует фотошаблоны в соответствии с технологической информацией, которая берется из Process Editor, для автоматического построения 3-D модели. Так же 3-D модель может быть импортирована из сторонних приложений. После того как модель построена пользователь продолжает работу в Preprocessor 3-D подготавливает модель для автоматического или ручного разбиения расчетной сетки. После того как сетка разбита пользователь может перейти к моделированию МЭМС и Микрофлюидных устройств, используя метод конечных элементов, метод граничных элементов или их совместно в зависимости от задачи.
Системный подход, который предлагает ARCHITECT, и проектирование на физическом уровне в DESIGNER/ANALYZER взаимно дополняют друг друга. В любой момент проектирования в ARCHITECT пользователь может создать 2-D фотошаблоны или 3-D модель и перейти в DESIGNER/ANALYZER для расчета физических полей в устройстве. Соответственно INTEGRATOR обеспечивает связь 3-D модели из ANALYZER с системным моделированием в ARCHITECT. Причем, INTEGRATOR может автоматически генерировать макромодель из 3-D моделирования. Данная макромодель будет полностью совместима с другими MEMS элементами ARCHITECT.
Основные компоненты САПР
Function Manager (Менеджер функций)
Сразу после запуска CoventorWare появляется окно Function Manager. Все функциональные 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) Material Properties Database (MPD). В последующем будут доступны только материалы, присутствующие в MPD. CoventorWare поставляется со стандартной MPD, которая служит только для демонстрационных целей.