Prevendo o real a partir do virtual

Plataformas de software avançadas para MEMS

A Coventor é líder de mercado em soluções automatizadas para o desenvolvimento de tecnologia de processos de semicondutores, bem como sistemas microeletromecânicos (MEMS). Por mais de duas décadas, a Coventor fornece às empresas de MEMS e organizações de P&D líderes mundiais ferramentas de simulação que prevêem com precisão o comportamento complexo e multifísico dos dispositivos MEMS.

CoventorMP

CoventorMP combina as forças complementares das ferramentas de software líderes da indústria da Coventor para design de MEMS, CoventorWare e MEMS+, em um único ambiente poderoso para automação de design de MEMS.

MEMS+ e CoventorWare funcionam perfeitamente juntos na estrutura do CoventorMP. Eles fornecem uma plataforma de design que permite aos designers de MEMS simular especificações críticas de desempenho do produto final, como sensibilidade, linearidade, resposta de frequência, relação sinal-ruído, estabilidade de temperatura ou tempo de atuação. Ambos os produtos são úteis em todas as fases de um programa de desenvolvimento de MEMS típico. Essas ferramentas de software são ideais para dispositivos MEMS que empregam efeitos mecânicos, eletrostáticos, piezoelétricos, piezo-resistivos ou térmicos para detecção ou atuação.

MEMS+

MEMS+ fornece um ambiente integrado para engenheiros que projetam dispositivos MEMS e integram MEMS com sistemas e circuitos. É ideal para projetar e otimizar dispositivos MEMS que dependem de eletrostática para detecção e atuação.

CoventorWare

CoventorWare é um conjunto de solucionadores de campo integrados com ferramentas de pré e pós-processamento. O conjunto tem muitos recursos específicos de MEMS que o tornam a escolha preferida em relação às ferramentas de elementos finitos de uso geral para simular MEMS e outros dispositivos micro-fabricados.

MEMS+

MEMS+ é uma plataforma de software para engenheiros que projetam dispositivos MEMS e integram dispositivos MEMS com circuitos CMOS e embalagens. É ideal para projetar e otimizar componentes baseados em MEMS, como sensores de movimento (acelerômetros e giroscópios), microfones, micro-espelhos, microinterruptores, dispositivos de cronometragem e coletores de energia.

Os usuários de MEMS + controem elementos finitos avançados (blocos de construção) em um projeto concluído, que pode ser simulado até 100 vezes mais rápido do que o uso de ferramentas convencionais de análise de elementos finitos. A melhoria dramática no tempo de simulação torna viável analisar o comportamento multifísico complexo e melhorar o desempenho e a confiabilidade dos projetos de produtos. Projetos de MEMS + podem ser incluídos diretamente em modelos de sistema MathWorks® e projetos de circuitos Cadence®

A entrada do projeto no MEMS+ começa com uma definição paramétrica da tecnologia de fabricação, incluindo o stack do processo e as propriedades do material. MEMS+ inclui uma interface de usuário 3D intuitiva que torna a entrada do projeto fácil e rápida.

MEMS+ inclui uma biblioteca de componentes MEMS paramétricos ou blocos de construção, como formas rígidas, formas mecânicas flexíveis, eletrodos e pentes eletrostáticos. Os designers montam componentes selecionados em modelos de dispositivos MEMS totalmente paramétricos que suportam a exploração rápida do espaço de design.

A integração com o ambiente MathWorks® torna fácil automatizar simulações usando scripts MATLAB® e inclui blocos MEMS+ em modelos de sistema Simulink®. Os projetistas podem realizar simulações de DC, AC e transientes do dispositivo MEMS multifísico sozinho ou conectado com sinais de unidade e leitura. Recursos adicionais incluem análise de pull-in e lift-off eletrostática e resposta de frequência não linear.

A integração com Cadence Virtuoso® torna mais fácil importar modelos MEMS + precisos e conectá-los a circuitos de leitura e drive. Os projetistas podem executar análises DC, AC, transientes e de ruído para avaliar o comportamento nominal e casos de canto. Além disso, os projetos MEMS + podem ser exportados como células de layout paramétrico de cadência (PCells) para uso em layout de matriz completa e verificação física.

A visualização de resultados MEMS + constitui uma ponte importante na comunicação dos resultados da simulação ao especialista em MEMS. Ao transformar dados de simulação em animações 3D, a Visualização de resultados fornece a um designer feedback detalhado sobre a resposta do dispositivo MEMS quando o dispositivo é submetido a estímulos elétricos ou mecânicos.

CoventorWare

CoventorWare é um conjunto integrado de software de design e simulação que tem precisão, capacidade e velocidade para lidar com projetos de MEMS do mundo real. A suíte tem muitos recursos específicos de MEMS para modelar e simular uma ampla gama de dispositivos MEMS, incluindo sensores inerciais (acelerômetros e giroscópios), microfones, ressonadores e atuadores. Os solucionadores de campo do software podem modelar uma ampla gama de multifísica específica de MEMS, como eletrostática, eletromecânica acoplada, piezoelétrica, piezoresistiva e efeitos de amortecimento.

O CoventorWare é amplamente reconhecido na indústria de MEMS como a melhor solução da classe para simulação de MEMS multifísica e define o padrão para precisão, capacidade e velocidade de simulação de MEMS.

Para criar uma malha eficiente nas estruturas de alta proporção de aspecto típicas de MEMS, é imperativo usar elementos hexagonais (hex) em vez de elementos tetraédricos. CoventorWare inclui uma seleção de algoritmos de malha para gerar malhas hexadecimais que são ideais para estruturas MEMS.

O CoventorWare é amplamente conhecido por simular com precisão a capacitância eletrostática e a força, junto com efeitos eletromecânicos não lineares acoplados, como pull-in, lift-off e amolecimento da mola eletrostática. O CoventorWare usa uma abordagem híbrida de elemento finito / elemento de limite (FEM / BEM) que evita compromissos com a precisão e a eficiência.

Seja simulando a resposta transitória de um acelerômetro ou estimando o fator Q de um ressonador, modelar o amortecimento corretamente é crucial. Com o CoventorWare, é possível simular mecanismos de perda de energia e prever com precisão os coeficientes de amortecimento.

O CoventorWare oferece uma abordagem exclusiva para simular sensores piezo-resistivos (PZR), aproveitando a predominância do efeito piezoresistivo sobre a mudança de forma na saída do sensor. O campo de tensão é pré-calculado usando o solucionador mecânico do CoventorWare e mapeado na geometria do sensor piezoelétrico.

CoventorWare é um ambiente ideal para projetar microbolômetros, para os quais a simulação da operação completa do sensor requer a análise de vários domínios físicos acoplados, incluindo domínios térmicos, mecânicos e elétricos. Ele fornece um procedimento termoelétrico totalmente acoplado para analisar esse tipo de problema e emprega elementos finitos que são adequados para modelar os filmes finos comuns a esse tipo de dispositivo.

Durante a fabricação de MEMS, o ciclo térmico durante a deposição e corrosão pode gerar tensão nas camadas depositadas. O CoventorWare permite que os projetistas de MEMS prevejam o impacto 3D da tensão residual modelando gradientes isotrópicos, anisotrópicos e de tensão em geometria complexa, incluindo deposições conformes.

O CoventorWare acopla física piezoelétrica e mecânica para prever com precisão a resposta de frequência de dispositivos como ressonadores acústicos ou dispositivos que empregam física piezoelétrica para detecção e atuação, como coletores de energia.

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