您是否曾经想过如何将印刷电路板（PCB）的几何形状导入到ComsolMultiphysics®软件中并为网格划分和分析做准备？Comsol®软件的5.3版具有从ECAD文件的2D布局生成几何对象，将其分组为易于使用的选择，以进行仿真设置，并自动照顾在网络介绍之前固有的几何复杂性。我们还拥有一个新的教程模型来证明此功能。
印刷电路板制造数据的文件格式
在PCB设计的早期，我们不得不通过在透明纸上铺设形状和垫子来手动为铜层创建光掩膜，例如，使用自粘性胶带或摩擦形状。如今，在ECAD设计软件中创建了光掩膜的布局，并将制造数据以数字方式传输到制造商。
在ECAD设计软件之前，必须手动创建光罩才能设计PCB。Peellden的图像 - 自己的作品。获得许可CC BY-SA 3.0， 通过Wikimedia Commons。
为此目的有几种文件格式，ECAD导入模块支持使用最广泛的选项之一：ODB ++®格式。ODB ++®格式是包含PCB制造数据的各种文件的压缩档案。该行业中另一种广泛使用的格式是Gerber格式，该格式支持通过转换软件NetEx-G导入comsol多物理软件，可从艺术品转换软件公司
街区上的新孩子：IPC-2581
PCB制造数据可用文件格式的最新添加是IPC-2581格式，该格式于2004年介绍。IPC-2581财团，该格式是一个开放标准，它定义了一个基于XML的文件，以包含PCB制造的所有必要信息。该信息包括铜布局，层堆叠和钻孔信息，电气连接性和组件数据，材料清单和其他数据。与其他主要格式相比，IPC-2581仍然很年轻（1980年引入了原始的Gerber格式和1995年的原始ODB ++®格式），但我们已经看到它从ECAD设计软件和PCB制造商那里获得了接受和支持。
虽然尚无法通过ECAD导入模块导入IPC-2581文件（如发表此博客文章时），但最近可以在未来版本中加入IPC-2581财团并支持IPC-2581格式的IPC-2581联盟和支持comsol软件。
编辑注：8/17/18：ECAD Import Module（如下）支持IPC-2581 PCB格式的导入ComsolMultiphysics®软件的5.3a版本。
从布局数据生成PCB几何形状
无论制造数据的文件格式如何，数据文件中的2D铜布局都让人联想到清晰的纸张，并使用早期设计方法中使用的附加形状。不同之处在于，设计师不是真正的“拼贴”，而是创建了形状的数字拼贴，从而构建了图层上的痕迹和垫子。
在导入期间，生成用于使用COMSOL多物理的几何形状的第一步是从布局数据中导入各个形状，然后将它们组合到连接的几何对象中。在此过程中，内部边缘会自动消除以降低复杂性。
左侧的图显示了代表代表ODB ++®文件中铜迹线的圆形矩形的圆形形状。在右侧，在没有内部边缘的几何形状后显示了布局的同一区域。该文件由美国新罕布什尔州汉诺威的Hypertherm，Inc。提供。
结果对象仍然可以包含短边，例如，如果导入的数据包含分段的圆形边缘，则可以包含短边。我们可以使用删除详细信息操作，可以自动找到短边，如果满足了相切的要求，则可以自动找到短边和合并它们。
涂抹后，图像中铜层中一个铜层的孔的分段边缘在图像中的右侧连接在一起删除详细信息操作，可以自动检测并合并这些细分。该文件由美国新罕布什尔州汉诺威的Hypertherm，Inc。提供。
通过摆脱这些短边段，我们可以更好地控制网格划分过程。网格元素不再需要尊重边缘之间的点。取而代之的是，我们可以自由调整网格元素大小，以使网格元素解决选择的孔边界。
在选择导入的ODB ++®文件时，从文件中读取图层厚度和高程信息，并显示在设置窗口中以进行导入。我们可以编辑此数据，甚至可以从先前保存的文本文件中导入它。在进口期间，根据此信息挤出了选定的2D铜，介电和钻层。可以通过更改来关闭铜层的挤压很容易导入类型设置为金属外壳从默认值完整的3D。对于可以将铜层建模为外壳几何形状的模拟，这可能会派上用场。您将不必花时间将单个厚度值更改为零。
两层PCB几何形状的部分视图。该文件由美国新罕布什尔州汉诺威的Hypertherm，Inc。提供。
将选择用于更快的模型设置
PCB通常由许多铜和介电层建立。如果我们必须在设置仿真时必须手动选择几何实体，例如，设置物理学是非常乏味的，例如，将某些面部的铜层分配给一个由许多面孔组成的铜层。为了使此过程更有效，该过程定义了不同层的选择。这些选择既可以用于下游几何操作，也可以用于定义材料，物理甚至网状设置。
选择由进口操作会自动出现在设置窗口中的尺寸网格序列中的属性。
自己尝试
ECAD导入模块包括一个新的教程模型，称为“导入和嵌入PCB几何形状”，该模型从ODB ++®档案中。该模型显示了如何从ODB ++®文件导入数据，生成PCB的几何形状并设置网格。用ECAD进口模块进口的布局可用于COMSOL多物理学中的任何类型的分析：电磁，结构，声学，热，热量，流体流动，化学或这些组合。试一试！
根据ODB ++解决方案开发伙伴关系一般条款和条件，Mentor Graphics Corporation提供了对ODB ++格式实施的支持（http://www.odb-sa.com/）。ODB ++是Mentor Graphics Corporation的注册商标。
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