Aufbau eines Teststandes zur Integration von Silizium ...

14 Kapitel 2. Silizium-Streifendetektoren
Kohlefaserrahmen
Pitch-Adapter
Kabel für
Steuersignale
und
Versorgungsspannung
Siliziumsensor
Siliziumsensor
Frontend-
Hybrid
Bonds
Hochspannungskabel
Abbildung 2.6: Bild eines auf Moduls für Ring 6.
2.3 Die CMS-Endkappen-Module
2.3.1 Aufbau eines Moduls
Ein Silizium-Streifenmodul, zu sehen in Abb. 2.6, besteht aus einem (Ring 1 bis
4) oder zwei (Ring 5 bis 7) ca. 100 cm 2 großen Siliziumsensoren, einem Pitch-
Adapter 5 und einem Frontend-Hybriden. Der Frontend-Hybrid ist der Träger verschiedener
elektronischer Bauteile für die Steuerung und Auslese eines Moduls.
Er beinhaltet vier bzw. sechs APV -Chips (Analog Pipeline Voltage Mode) zur
Datenauslese, sowie einen TPLL-Chip (Tracker Phase Locked Loop), einen APV-
MUX -Chip (APV-Multiplexer) und ein DCU -Chip (Detector Control Unit) für
die Modulsteuerung. Ein Bild eines Frontend-Hybriden ist in Abb. 2.7 zu sehen.
Die Siliziumsensoren, der Pitch-Adapter und der Frontend-Hybrid eines Moduls
werden auf einen Kohlefaserrahmen geklebt, der vier Bohrungen zur Montage
auf einem Petal besitzt. Über ein am Modulrahmen befestigtes Kaptonkabel
kann die zur Verarmung benötigte Hochspannung an die Siliziumsensoren angelegt
werden. Ein weiteres Kaptonkabel ist mit dem Frontend-Hybriden verbunden
und überträgt die Versorgungsspannungen, die Steuersignale und die ausgelesenen
Daten. Über den Pitch-Adapter sind die Siliziumsensoren an die APVs angeschlossen,
von denen jeder 128 Streifen ausliest. Die Sensoren der Ringe 3, 4, 6 und 7
besitzen 512, die der Ringe 1, 2 und 5 hingegen 768 Streifen, so dass auf den
jeweiligen Frontend-Hybriden entsprechend vier (Ringe 3, 4, 6 und 7) bzw. sechs
APVs (Ringe 1, 2 und 5) angebracht sind. Die Sensoren sind über Bonds elektrisch
mit den APVs verbunden. Da der Abstand der Siliziumstreifen je nach
Position des Moduls im Spurdetektor zwischen 80 µm und 210 µm beträgt, die
Eingänge des APVs aber nur 44 µm voneinander entfernt sind, muss dieser Abstandsunterschied
durch den Pitch-Adapter angepasst werden. Bei den Modulen
5 Das englische Wort Pitch bedeutet Abstand.