Yliopiston etusivulle Suomeksi På svenska In English Helsingin yliopisto

Quality of ALICE SSD modules revealed by electrical tests

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, fysikaalisten tieteiden laitos fi
dc.contributor Helsingfors universitet, matematisk-naturvetenskapliga fakulteten, institutionen för fysikaliska vetenskaper sv
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physical Sciences en
dc.contributor.author Aaltonen, Serja fi
dc.date.accessioned 2010-11-25T11:55:45Z
dc.date.available 2010-11-25T11:55:45Z
dc.date.issued 2007-10-01 fi
dc.identifier.uri URN:NBN:fi-fe20072018 fi
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/21012
dc.description.abstract ALICE (A Large Ion Collider Experiment) is an experiment at CERN (European Organization for Nuclear Research), where a heavy-ion detector is dedicated to exploit the unique physics potential of nucleus-nucleus interactions at LHC (Large Hadron Collider) energies. In a part of that project, 716 so-called type V4 modules were assembles in Detector Laboratory of Helsinki Institute of Physics during the years 2004 - 2006. Altogether over a million detector strips has made this project the most massive particle detector project in the science history of Finland. One ALICE SSD module consists of a double-sided silicon sensor, two hybrids containing 12 HAL25 front end readout chips and some passive components, such has resistors and capacitors. The components are connected together by TAB (Tape Automated Bonding) microcables. The components of the modules were tested in every assembly phase with comparable electrical tests to ensure the reliable functioning of the detectors and to plot the possible problems. The components were accepted or rejected by the limits confirmed by ALICE collaboration. This study is concentrating on the test results of framed chips, hybrids and modules. The total yield of the framed chips is 90.8%, hybrids 96.1% and modules 86.2%. The individual test results have been investigated in the light of the known error sources that appeared during the project. After solving the problems appearing during the learning-curve of the project, the material problems, such as defected chip cables and sensors, seemed to induce the most of the assembly rejections. The problems were typically seen in tests as too many individual channel failures. Instead, the bonding failures rarely caused the rejections of any component. One sensor type among three different sensor manufacturers has proven to have lower quality than the others. The sensors of this manufacturer are very noisy and their depletion voltage are usually outside of the specification given to the manufacturers. Reaching 95% assembling yield during the module production demonstrates that the assembly process has been highly successful. en
dc.description.abstract Osana CERNiin valmistuvan LHC-kiihdyttimen mittausjärjestelyjä Fysiikan tutkimuslaitoksen ilmaisinlaboratoriossa toteutettiin vuosina 2004-2006 Suomen historian suurin hiukkasilmaisinhanke ALICE-koetta varten ; yli 700 piinauhailmaisinmodulia tuotettiin yhteistyössä ukrainalaisten liitostekniikan asiantuntijoiden kanssa. Yksittäisten säteilynilmaisimien lukumäärä moduleissa ylitti miljoonan. Valmis moduli koostuu kaksipuoleista piinauhailmaisimesta, kahdesta hybridistä, joihin kumpaankin on liitetty kuusi lukuelektroniikkapiiriä ja pintaliitostekniikalla asennettuja passiivisia komponentteja. Komponenttien väliset liitokset on toteutettu ohuilla mikrokaapeleilla ja ns. TAB-menetelmällä. Luotettavan toiminnan varmistamiseksi ja mahdollisten ongelmien kartoittamiseksi sähköisiä testejä toteutettiin lukuisia: mikropiiri, hybridi ja kokonainen moduli testattiin vertailukelpoisilla tavoilla tuotannon eri vaiheissa ja komponentit hyväksyttiin käyttöön tai hylättiin eri yhteistyötahojen kesken sovittujen rajojen mukaisesti. Tässä työssä keskitytään kehystetyn mikropiirin, hybridin ja valmiin modulin testituloksien tulkintaan. Mikropiirien kokonaistuotoksi saatiin 90,8%, hybridien 96,1% ja moduleiden 86,2%. Saatuja testituloksia tarkastellaan niiden ongelmien valossa, joita asennuksen aikana tiedetään olleen. Tuotannon alkuaikojen ongelmien ratkettua materiaalin laadusta johtuneet ongelmat, erityisesti mikrokaapeleiden ja sensoreiden ajoittainen huono laatu, olivat pääsyy hylkäyksiin. Ongelmat ilmenivät testeissä yleensä liian suurena määränä yksittäisiä huonoja kanavia. Sen sijaan huolellista prosessikehitystä vaativat ultraääniliitokset eivät merkittävästi aiheuttaneet hylkäämisiä missään asennusvaiheessa. Kolmesta eri ilmaisinvalmistajasta yhden valmistajan ilmaisimet olivat selvästi heikkolaatuisempia kuin muut. Tämän valmistajan ilmaisimet olivat erittäin kohinaisia ja niiden tyhjennysjännite oli useimmiten valmistajille annettujen spesifikaatioiden yläpuolella. Tuotannon aikana modulien kokonaistuotto ylitti parhaimmillaan 95% rajan, minkä voi katsoa osoittavan modulituotantoprosessin itsessään olleen laadukasta. fi
dc.language.iso en fi
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.publisher University of Helsinki en
dc.rights Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. fi
dc.rights This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. en
dc.rights Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. sv
dc.title Quality of ALICE SSD modules revealed by electrical tests en
dc.type.ontasot Pro gradu fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Pro gradu sv
dc.ths Oinonen, Markku fi
dc.type.dcmitype Text fi

Files in this item

Files Description Size Format View/Open
qualityo.pdf 4.586Mb PDF View/Open
This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search Helda


Advanced Search

Browse

My Account