微机电系统(MEMS)

设计微机电系统的企业正面临着一系列挑战:在微观尺度下,设备的运行过程中往往伴随着多种物理效应,而且机械部件和电子电路通常是相互影响的。

以半导体为例,它必须能够承受住大范围的结构载荷,以及环境温度的波动所产生的能量聚集等不利影响。在同一个硅芯片中的机械部件,如,膜片、膜、梁和其它微观结构,在冲击和振动中必须完好的保存下来才能充分的履行其机械功能。在微观尺度下,机械部件通常是由静电力和压电力来驱动;它们必须克服装置运动所产生的薄膜流体效应。

对微机电系统器件的性能预测是一个很复杂的问题,因为在这些影响因素中,许多因素都是相互依存相互联系的,如果采用传统传感器设计的直观方法往往就会显得无能为力了。

工程师广泛采用了多物理场仿真来研究微机电系统器件,如射频开关、传感器和能量转换器等。为了确定压电响应、静电驱动、热电驱动和薄膜流体的阻尼效应,公司可以使用ANSYS多物理场分析工具,得到精确和快速的结果。在耦合效应中,应用多物理场仿真是至关重要的,这对微机电系统的设计至关重要。

ANSYS的多物理场仿真可用于微机电系统设计的任何过程

为了测定微机电系统器件的应力、变形和共振,如陀螺仪、加速计和微晶片等构件,公司依赖于ANSYS 的结构分析工具来表征器件的静态和动态行为。

对于微机电系统中的微流体器件的设计,如喷墨打印机或生物芯片,为了模拟其结构对流体流动的影响,ANSYS同样提供了详尽的流体动力学的解决方案。

为了确定微机电系统多领域系统级响应,包括相关的电路,工程人员可以借助于ANSYS 的系统仿真工具来进行分析。其降阶模型可以应用于电气、热工、机电、电磁和流体效应的分析及优化。

在微机电系统的设计中,ANSYS的解决方案还考虑到了工程仿真过程中的许多其它方面。利用高性能计算,将有助于减少仿真时间,并提高仿真的准确度。用ANSYS DesignXplorer软件进行优化设计;用ANSYS工程知识管理软件EKM采集、管理数据、工作流程、和最佳应用案例,从而提高生产力和效率。

最后,考虑到微机电系统对整个工程仿真的综合需求,如果企业将ANSYS作为他们的单一软件供应商,更可以降低企业对软件的购买成本和维护费用。