一文学会Trace mapping仿真技术

  在进行PCB或封装基板变形仿真的时候，你是否也遇到过这样的情况：只能按照材料体积等效的方法计算材料参数，无法考虑开口、挖空以及走线分布对于变形的影响。无法考虑铺铜的分布，导致仿真精度降低，不能对产品设计提供较好的指导。如果你也有类似的烦恼，那本篇文章将会解决你的问题——Trace mapping技术。  

       Trace mapping是一种基于材料映射的仿真技术，能够将PCB或封装基板中的走线及铺铜映射上去，考虑铜分布对于PCB或封装基板变形的印象，从而提高仿真精度。本篇文章将会对此方法进行介绍。  

1、文件准备  

   使用Trace mapping技术，需要准备PCB或基板的ECAD文件，如.anf、.tgz或者.def格式文件，随着ANSYS版本的提高，已不再对.anf格式文件进行维护，但并不耽误使用此格式文件进行trace mapping的仿真。目前最新的trace mapping技术大多使用.def格式文件进行。在此需要提及的事，如果使用.def格式文件，就需要用到ANSYS的另一款软件：ANSYS Electronics Desktop。需要将基板设计文件导入到此软件中，并保存成.def文件。  

  本文使用ANSYS培训教程中提供的.tgz文件进行讲解，使用哪一种格式文件，对于结果来说并没有太大的区别。另外使用APD或Candance软件应该也可以导出所需格式的文件，但由于软件license限制，并没有进行尝试。  

2、文件导入  

   将准备好的.tgz文件分别导入Geometry以及External Data模块，导入Geometry模块是为了生成PCB或基板的几何结构，导入External Data模块是为了将铺铜映射到PCB或基板中。生成的几何模型如下图所示，通过此功能可以将基板各叠层全部导入：

3、前处理  

  将Geometry与External Data模块与Static Structure连接，完成输出传输，打开Mechanical后即可看到导入的几何模型。同时也会主要到在Materials的下方出现一个Imported Trace字样，这里即是进行trace 导入的部分。在进行trace mapping之前的赋予材料参数、划分网格等部分和正常的有限元仿真并无区别，在此不再赘述，只强调几点需要注意的地方：

  （1）Trace mapping是基于网格进行映射的技术，因此在进行trace导入之前必须完成网格划分，否则无法完成映射；  

  （2）在给基板各层赋予材料的时候，Metal层不再使用copper进行赋值，而是赋予介电层的材料，因为在trace映射的时候，会把Cu映射上去；  

4、Import trace  

   在此部分，软件会自动将铺铜映射到基板之中，我们需要把trace Materials全部设置成铜，并进行导入。完成导入后，走线将会以云图的形式显示在基板上，可以查看不同层的走线情况，如下图所示：

  导入完成之后，还可通过Imported Data Transfer Summary来查看导入是否正确。

5、计算及后处理  

  导入Trace之后，即完成走线的映射过程，之后即可进行PCB或基板的翘曲计算，或者也可将trace mapping技术应用到封装翘曲仿真之中。此方法可根据大家的聪明才智灵活使用，在此不再赘述。  

6、结语  

  以上介绍了Trace mapping技术，希望大家看完之后能够有所收获。