艱巨的設計挑戰(zhàn)

MCI 在機械和電氣方面面臨著極其艱巨的設計挑戰(zhàn)。從機械上來說，我們的目標是最大限度地減小器件應力，確保器件能支持成千上萬次接觸，同時給接觸接口提供足夠的力支持，也就是最大化接觸的儲存應變能功能來提高力支持（最大化通行距離上積累的力），從而確保每次接觸都能實現(xiàn)電氣連接。從電氣角度來看，我們的目標是確保信號傳輸?shù)耐暾?。互?lián)通常要在測試進程中以極高的頻率工作，這就加大了電氣設計挑戰(zhàn)。機械和電氣設計要求通常會彼此沖突。

例如，互聯(lián)添加額外材料可改進疲勞性能，但卻會成為輻射高頻信號的天線，向鄰近引腳或ATE 中的其它電路系統(tǒng)擴散。

Rosenberger 是高頻和光纖技術領域連接器解決方案的全球領先制造商。公司工程師面臨著雙重挑戰(zhàn)，一方面要讓開發(fā)的設計方案滿足客戶的高標準性能要求，另一方面又要滿足嚴格的開發(fā)時限要求。滿足單個產(chǎn)品的目標，往往需要幾十次迭代。Rosenberger 每年都要設計好幾十款新產(chǎn)品。構建和測試原型產(chǎn)品需要兩三個月，其中大多數(shù)時間都花在了構建掩膜這一復雜昂貴的工藝上面。采用構建測試法評估數(shù)十次迭代所需的時間約為6 年，大大超出了新產(chǎn)品設計的正常時間安排（6 到8個星期）。

因此，Rosenberger 采用ANSYS Mechanical 和 ANSYS HFSS 仿真工具在ANSYS Workbench 環(huán)境中進行設計迭代，滿足客戶的機械和電氣性能要求，同時確保足夠的穩(wěn)健性，以應對制造變化的要求。由于能在統(tǒng)一環(huán)境中執(zhí)行完整的仿真進程，這就降低了許可、培訓和管理成本，同時也有望在未來針對電氣和機械屬性自動優(yōu)化設計。

機械和電氣仿真

采用AutoCad?、Ashlar Vellum ?軟件、SolidWorks? 或Pro/ENGINEER?等任意一款計算機輔助設計套件，均可將互聯(lián)作為2D 部件進行設計。

隨后可將其轉換為SolidWorks 3D 部件以設計包含多個互聯(lián)及其相關部件的裝配體，如連接器塊和印刷電路板（PCB）安裝硬件等。

接觸的幾何結構配置已發(fā)展到需要進行FEA 分析，這時工程師應導入SolidWorks 模型到ANSYS Workbench并定義靜態(tài)結構項目。執(zhí)行大多數(shù)分析時是將分析類型設置為2D。機械工程師修改幾何結構，生成剛好足夠的壓力在器件被壓縮時實現(xiàn)電接觸，從而最大限度地減少部件應力。最終配置采用3D 模型和3D 分析設置重新運行。團隊隨后可以將偏轉形狀（以上確定）轉化為偏轉形狀的3D CAD 模型。

對于非常簡單的模型來說，3D 模型可直接從Workbench 輸出。不過，對于較復雜的模型來說，偏轉幾何結構要導出為矢量圖形文件。這份文件可用來創(chuàng)建載入/偏轉部件的SolidWorks 模型。

偏轉形狀的3D 模型隨后可載入HFSS 進行電氣/ 電磁仿真。在HFSS中，根據(jù)客戶的應用要求（例如上升時間、帶寬或者串擾），工程師通常先進行從DC 到適當上頻率的掃頻。工程師重點關注S 參數(shù)，其可描述給定端口上的信號是如何散射并在其它端口退出，包括反射到相同端口、傳輸?shù)竭B接端口并耦合到其它端口。

典型的目標是S11 回波損耗為–15dB 而S21 性能為–1dB。HFSS 輸出通常導出到ANSYS Designer電路仿真器，通過讀取S 參數(shù)可生成時間域仿真，以評估數(shù)字通道的質量。