Pétales et...

bouchons

“Comment passer de 50cm2 de détecteur

de silicium à 100m2?”

Des modules aux pétales

Modules (détection)

Optohybrides – AOH (transfert des données)

Mécanique de support

x17-28

x17-28

Des pétales aux bouchons

x144

x 2

Un peu de logistique...

Prod. Modules :

03/04  06/05

Intégr. petales :

09/04  08/05

Intégr. bouchons :

11/04  11/05

Production des optohybrides (Cern – Vienne) et des mécaniques des pétales (Aachen – Louvain) en cours.

Eclatement de la production permet de gérer des plannings serrés mais nécessite une bonne coordination (compétences à transférer).

Production

Problématique:

Assemblage des pétales assez complexe (10 types de modules, 13 types d'optohybrides, des dizaines de types de pièces de petite mécanique...).

Tests quantitatifs nécessitent obscurité, refroidissement, temps, expertise du système...

Procédure en 2 etapes :

Assemblage : modules/optohybrides assemblés et connectés. Tests de fonctionnement basiques (oui / non) au cours de l'assemblage.

Test en profondeur de l'intégralité du pétale : mesures quantitatives avec cycles thermiques validées (ou non) par expert.

Objectif : 1 pétale / semaine / centre.

Assemblage

Programme spécifique développé pour:

Diriger pas à pas le montage.

Réaliser les tests de fonctionnalités.

Assemblage (2)

Assemblage : tests de fonctionnalités

Optohybride - AOH:

Utilisé pour extraire le signal à l'aide de 2/3 lasers.

Tests:

intégrité du connecteur du PCB, chip, lasers.

intégrité des fibres transmettant le signal vers le connecteur principal du pétale.

positionnement de la fibre dans le connecteur principal.

Fibres optiques

Assemblage : tests de fonctionnalités (2)

Module de détection au silicium :

Testé avant montage.

Tests :

intégrité des connecteurs du PCB, de l'hybride, des lignes d'alimentation (haute tension et basse tension).

NB : on ne teste pas la qualité du substrat de silicium, des bondings...

Alimentation HT

Alimentation BT

Tests en profondeur

Rappels :

t tracker ~ -20oC

Pour détecter des problemes de substrat / bonding, il faut se placer dans le noir.

Envoi vers second banc de test pour mesures approfondies et au froid pendant 2-3 jours (nuits).

Tests en profondeur (2)

Système complet comprenant :

Acquisition de données avec taches complexes (mesures de bruit, piedestaux, calibration, optimisation des paramètres des optohybrides, alignement en temps...).

Contrôle strict de température et d'humidité.

Système de coupure d'urgence en cas de problèmes.

Qualification du pétale après plusieurs cycles thermiques (-15o  20o).

Des pétales aux bouchons

Une fois testés en profondeur, les pétales des 7 centres sont envoyés vers Lyon et Aachen pour être insérés dans un bouchon.

Une maquette pour commencer

Bouchons seront composés de pétales mais aussi de services:

Tuyaux de refroidissement (64).

Fibres optiques pour extraire les données(~700).

Cables d'alimentation (~500).

Réalisation d'une maquette d'un demi-bouchon (échelle 1:1) pour étudier la compatibilité des différents éléments.

Préparation de la structure mécanique

18 disques en fibres de carbone déjà produits. Assemblage en bouchon prévu pour l'été avec intégration des :

Tuyaux de refroidissement / cables d'alimentation.

Fibres optiques.

Préparation de la structure mécanique (2)

Fibres optiques.

Tuyaux – Cables d'alimentation

Goulotte rigidifiant le bouchon et abritant les fibres (ici tronquée)

Alimentation HT/BT des pétales

Tubes de refroidissement

Préparation de la structure mécanique (3)

Vue du “bulkhead”, où tout est regroupé.

Fibres optiques

Alimentation HT/BT des pétales

Cables alim. vers salle de contrôle

Insertion des pétales

Une fois terminée, la structure mécanique est envoyée à Lyon, où seront insérés les 144 pétales.

Chambre froide propre (200m3).

Racks DAQ/ contrôle

Salle contrôle

Insertion des pétales (2)

Réalisée en position horizontale.

Opération délicate.

Possibilité d' échanger un pétale mais il vaudrait mieux éviter.

Test de réception des pétales avant insertion.

Durant production : 3½ pétales à tester et intégrer par semaine!

Tests en cosmiques

Lecture simultanée d'une tour de pétales:

Test en conditions réelles avec système d'acquisition finale.

Etudes de reconstruction de traces, alignement...

Petales, bouchon et db...

Database maintenant prête à enregistrer tous les types d'objets (pétales, bouchons, boucles de refroidissement...).

Pas de problèmes majeurs attendus:

Modèle validé par le début de la production des modules.

Au quotidien, développement réduit (principalement maintenance).

Db maintenant utilisée extensivement par tous les labos de la collaboration: 1600 insertions/jour dans la base de données, et 1200 questionnements/jour par application relais.

Conclusion

Laboratoires francais fortement impliqués dans la production des pétales et l'intégration d'un bouchon:

Pétale :

définition de la procédure de montage (IPNL)

contribution aux tests en profondeur (IRES: enceinte a froid)

production de 2/7 de l'ensemble(IRES – IPNL).

procédures maintenant bien définies et validées. Démarrage de la production à l'automne.

Conclusion

Bouchon (IPNL):

design des tubes de refroidissement.

préparation de la structure mécanique (tubes + cables alim.).

intégration des pétales dans la structure.

test de la structure en cosmique dans conditions finales de fonctionnement.

2003-07-09T10:33:35