即便您要重新設(shè)計(jì)傳動(dòng)電機(jī)的傳感器，目標(biāo)也是讓工作盡可能輕松快捷地完成。利用 Tanner L-Edit 中的 MEMS 庫(kù)，您可以從大量 MEMS 器件不同的基本單元中進(jìn)行選擇，然后迅速裝配出您的 MEMS（微機(jī)電系 統(tǒng)）版圖。采用 Tanner 設(shè)計(jì)工具，您可以運(yùn)用圖 1 所示設(shè)計(jì)流程，來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)完整的“設(shè)計(jì)即正確”的 MEMS 流程。
圖 1：MEMS 創(chuàng)建設(shè)計(jì)流程。 MEMS 創(chuàng)建領(lǐng)域存在多種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。圖 1 顯示了一個(gè)自上而下的設(shè)計(jì)流程，其連接了 MEMS 設(shè)計(jì)所需 的不同設(shè)計(jì)領(lǐng)域。此流程為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供了一種無(wú)縫解決方案，幫助其整合數(shù)字設(shè)計(jì)、模擬設(shè)計(jì)和 MEMS 器件到一個(gè) IC 芯片里。 初始步驟：創(chuàng)建并驗(yàn)證電路圖 首先，在 S-Edit 電路圖編輯器中為 MEMS 器件創(chuàng)建一個(gè)新單元，然后在測(cè)試電路中連接構(gòu)成該器件的基本 單元 symbol。接下來(lái)利用 T-Spice 分析設(shè)計(jì)，并通過(guò) W-Edit 波形查看器檢查工作情況的波形，以確定器件 是否符合預(yù)期。 指定層信息 對(duì)電路圖滿意之后，利用 L-Edit 創(chuàng)建 MEMS 器件的物理版圖。在 L-Edit 中，您可以使用 MEMS 庫(kù)中的 MEMS 基本單元器件。 您可以控制各基本單元的層信息，以及指定兩類基本 MEMS 元器件的層信息： • 表面微加工。您可以指定結(jié)構(gòu)層數(shù)并定義各層的參數(shù)。您還可以指定各層的設(shè)計(jì)規(guī)則，例如間距、 包圍和最小線寬要求。 • 流體通道。您可以指定結(jié)構(gòu)層數(shù)，以及定義 MEMS 庫(kù)中各流體基本單元對(duì)應(yīng)的參數(shù)集。 此層信息會(huì)自動(dòng)應(yīng)用于 MEMS 庫(kù)中的各相關(guān)基本單元。 利用 MEMS 庫(kù)創(chuàng)建基本單元 MEMS 庫(kù)包含 40 多種用于 MEMS 器件版圖布局的參數(shù)化基本單元。基本單元隨著工具的每次新版本發(fā)布 而持續(xù)增加。MEMS 庫(kù)提供的基本單元按類別分組，如表 1 所示。 表 1：可用基本單元 
要?jiǎng)?chuàng)建 MEMS 器件，只需利用 Library Palette 從 MEMS 庫(kù)中選擇各基本單元，如圖 2 所示。
圖 2：利用 Library Palette 裝配 MEMS 器件以獲得版圖。 例如，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)橫向梳齒驅(qū)動(dòng)諧振器，請(qǐng)將所需的基本單元實(shí)例調(diào)用，然后在版圖中進(jìn)行連接。為了說(shuō) 明該流程的簡(jiǎn)單直接性，我們可以創(chuàng)建一個(gè) MEMS 變送器；利用其諧振頻率對(duì)物理參數(shù)的高靈敏度，將它 變成一個(gè)傳感器。圖 3 描述了創(chuàng)建步驟： 1. 實(shí)例調(diào)用 Plate。 2. 實(shí)例調(diào)用一個(gè)梳齒驅(qū)動(dòng)器并復(fù)制一個(gè)。 3. 將這兩個(gè)梳齒驅(qū)動(dòng)器連接到 Plate。 4. 實(shí)例調(diào)用折疊彈簧，將其翻轉(zhuǎn)并復(fù)制一個(gè)。 5. 將這兩個(gè)折疊彈簧連接到 Plate。 6. 實(shí)例調(diào)用 Ground Plate，將其連接到適當(dāng)層上的結(jié)構(gòu)。 7. 實(shí)例化三個(gè)焊盤，將其連接到適當(dāng)?shù)膶雍驮?br /> 8. 對(duì)于每個(gè)實(shí)例化基本單元，調(diào)整其參數(shù)以滿足您的需求（參見下一節(jié)）。
圖 3：已完成的橫向驅(qū)動(dòng)諧振器。 更改參數(shù) 您可以更改任何已定義參數(shù)以影響 MEMS 結(jié)構(gòu)的各元件。例如，圖 4 顯示了更改一個(gè)諧波側(cè)驅(qū)動(dòng)型電機(jī) 基本單元的關(guān)鍵參數(shù)之后，版圖立即改變。
圖 4：通過(guò)僅調(diào)整一個(gè)參數(shù)快速改變電機(jī)基本單元。 利用參數(shù)化基本單元，您可以迅速構(gòu)建 MEMS 結(jié)構(gòu)。方法是，實(shí)例調(diào)用基本單元、復(fù)制粘貼、改變方向 以及更改參數(shù)，從而制作特定基本單元。各基本單元包含一組默認(rèn)參數(shù)值，您可以利用這些值來(lái)快速布 局基本單元，然后選擇各基本單元并更改其參數(shù)。 設(shè)計(jì)您自己的基本單元 MEMS 庫(kù)包含 40 多種基本單元，您可以將其運(yùn)用于 MEMS 結(jié)構(gòu)中。但是，MEMS 設(shè)計(jì)的世界非常廣袤，有 時(shí)候您可能需要定義自己的基本單元，并將其放在 Library Palette 上以供您的團(tuán)隊(duì)使用。圖 5 顯示了自行設(shè) 計(jì)基本單元的流程。
圖 5：自行設(shè)計(jì)基本單元的流程概覽 自行創(chuàng)建基本單元的步驟如下： 1. 制作一個(gè)電路圖 symbol。利用 S-Edit 定義該 symbol 實(shí)體、屬性和端口。 2. 創(chuàng)建 SPICE 模型。為了在 T-Spice 中仿真該基本單元，您需要定義 SPICE 模型。MEMS 器件可以是多域 系統(tǒng)： 電氣和非電氣。這要求定義 SPICE 電氣變量與非電氣域變量之間的映射。例如，Plate 上的壓力 可映射為電氣域中的電流。 3. 編寫版圖生成器。利用 C 編程語(yǔ)言和 L-Edit UPI 調(diào)用為自定義基本單元定義一個(gè)版圖生成器。C 程序 接受基本單元參數(shù)并生成所需的版圖信息。 結(jié)束流程 利用 L-Edit 中的 Library Palette 建構(gòu) MEMS 器件版圖之后，還有最后幾步要完成，如圖 6 所示。
圖 6：完成 MEMS 設(shè)計(jì)的步驟。 這些步驟包括： • 建立連接關(guān)系。結(jié)束流程時(shí)，一個(gè)常被忽略的步驟是建立基本單元之間的連接以便正確提取 SPICE 網(wǎng) 表。對(duì)于每個(gè)利用 Library Palette 實(shí)例化的基本單元，會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建正確的端口。L-Edit 可以在兩個(gè)或多 個(gè)基本單元端口之間建立連接。在諧振器示例中，您應(yīng)將 Plate 的一個(gè)端口連接到梳齒驅(qū)動(dòng)器之一的 一個(gè)端口。 • 版圖提取。利用 L-Edit 提取版圖會(huì)產(chǎn)生一個(gè)由 MEMS 器件和連接信息構(gòu)成的 SPICE 網(wǎng)表。采用此提取 信息來(lái)比較版圖和電路圖（即所謂“版圖與電路圖比較”或 LVS）。 • 電路圖提取。對(duì)于 LVS，利用 S-Edit 提取電路圖網(wǎng)表。此網(wǎng)表包含器件描述、連接和幾何參數(shù)。 • 執(zhí)行 LVS。利用 LVS 工具，您可以比較版圖和電路圖以確保二者描述的是同一器件。 您創(chuàng)建的每個(gè) MEMS 器件都可以根據(jù)制造工藝進(jìn)行調(diào)整，以保證結(jié)構(gòu)符合設(shè)計(jì)規(guī)則。L-Edit 允許您從一組 預(yù)定義制造工藝中進(jìn)行選擇。工藝信息包括層定義、設(shè)計(jì)和提取規(guī)則、模型參數(shù)值、宏以及工藝定義。 三維分析和系統(tǒng)級(jí)仿真 利用已完成的版圖數(shù)據(jù)，您可以自動(dòng)生成器件的三維視圖。與三維視圖互動(dòng)并添加技術(shù)信息，再將設(shè)計(jì) 發(fā)送給第三方三維分析工具以檢查多個(gè)域（例如機(jī)械、熱和靜電）之間的物理相互作用。然后，您可以 提取 MEMS 器件的行為模型，以便基于三維分析數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)仿真。 結(jié)語(yǔ) 利用 Tanner MEMS 參數(shù)化基本單元庫(kù)，您可以迅速創(chuàng)建復(fù)雜的表面微加工或流體 MEMS 器件。通過(guò)在 L-Edit 中實(shí)例化各基本單元、設(shè)置參數(shù)以及組裝版圖，您可以快速定義并分析器件。或許您是在重新設(shè)計(jì) MEMS 電機(jī)的傳感器，但運(yùn)用 Tanner 工具集，您可以盡可能快地完成任務(wù) |
