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ＦＬＥＸの開発

ＦＬＥＸの開発. SVD2 でＦＬＥＸを使用した。 一応成功でしょう もっとよいものを作りたい。 Strip だけでなく、将来の Pixel にも有用。（ Digital bus として） 開発の観点 もっとファインピッチ 物質量を減らす（もっと薄くする） 製作の歩留まりを良くする。（とくに長いものの場合） 抵抗値・容量も減らしたい（とくに長いものの場合）. FLEX for SVD2. 直交したストリップからの信号の読み出し 　　　　同じ方向にする必要がある SVD2 ではこの問題に対し、 FLEX が採用されている FLEX の構造

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ＦＬＥＸの開発

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Presentation Transcript

  1. ＦＬＥＸの開発 • SVD2でＦＬＥＸを使用した。 • 一応成功でしょう • もっとよいものを作りたい。 • Stripだけでなく、将来のPixelにも有用。（Digital busとして） • 開発の観点 • もっとファインピッチ • 物質量を減らす（もっと薄くする） • 製作の歩留まりを良くする。（とくに長いものの場合） • 抵抗値・容量も減らしたい（とくに長いものの場合）

  2. FLEX for SVD2 直交したストリップからの信号の読み出し 　　　　同じ方向にする必要がある SVD2ではこの問題に対し、FLEXが採用されている FLEXの構造 　自在に曲げることのできる絶縁性の 　物質（カプトン）の上に銅線を張ったもの 　　　　　　メリット：　・ノイズが少ない 　　　　　　　　　　　　・拡張が容易である　 信号方向 　読み出し方向　

  3. Prototype design in production

  4. FLEX design for striplet prototype 74 mm 10.5 mm Readout chip 256 pads 2 layer FLEX for each side ⇒10.5mm/256 = 40um pitch possible!!

  5. 試作品のデザイン SVD2 ZS Flex Pitch～36mm W=10mm, 15mm, 20mm

  6. 試作品 • プリント電子研究所で製作 • ストリップ幅が10,15,20 μｍの３つを用意 • 2um厚みのものが最も出来が良かった。 • 電気抵抗を測定することで銅線の厚みを計算してみた。 　　　サンプル　 2.0μm SVD2 5.6μｍ　　　 8cm

  7. 物質量、抵抗 • 抵抗値 • Cu: 1.67mWcm • Striplet用 • Cu 2mm厚、長さ5cm= 40W 測定とconsistent • Al :2.65mWcmなのでelectrodeと似たようなもの • 物質量 • X0: Cu =1.43cm, Al = 8.9cm,Kapton=28.6cm , Si =9.36cm • Cu 2um(0.013%)×(0.5)+Kapton25um(0.009%) =0.016%X0 ⇒ Al 15um equivalent (+Ni 3um+Au 0.1um?)

  8. ＶＡ側のパッド部分 W=20μm W=15μm 　　　隣り合う銅線同士が繋がってしまっている

  9. 細すぎるため、銅線が 途切れてしまっている 15μmのサンプルを 測定に使用　 サンプルの説明 W=10μm

  10. 測定 • FLEXは非常に近い間隔で　銅線が張られているため、　銅線自体が静電容量を持つ • ノイズによる信号への影響　　を知るために静電容量を　　測定した • 測定にはプローブステーション及びLCZメーター　HP4284A　などを用いた

  11. デザインの比較 Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ 50μm ＳＶＤ２ 1cm 50μm 8cm 3.5cm 37μm 37μm 1cm 50μm 50μm • 銅線が短くなった　　　8cm　→ 5.5cm

  12. 測定結果と評価 静電容量[pF] Ci Ci 実際の容量は2Ci ストリップ間隔[本] 5本目までの合計（片側）　　 SVD2 5.29pF プロトタイプ　 　　2.22pF 計算値(片側)LEPSI SVD2 5.17pF プロトタイプ　 　　　　2.14pF

  13. これまで • H15年度～これまで • 業者とコンタクトを取った。試作を依頼した。 • 実は、ＫＬＭやＳＶＤモニターのＦＬＥＸを作ったところだった。 • Cu厚み12um, 9um, 2um： w=0um, 15um, 20um：エッチング時間などを変えて試作を行った。クリーンルームでの露光、光源の種類なども試した。 • 12um, 9umではうまくいかなかった。 • 2umの材料が最も良かった。しかし、ボンディングに失敗した。強度不足らしい。4umの材料ではボンディングできた。 • 2umにNiをひいてAuメッキしたものを作成。ボンディングはできた。 • 隣り合ったパッド部分がくっついてしまう。 • パッド部分はマスクの段階でくっついていた。ＣＡＤの精度やマスクの製作時に問題あり＝＞改善を依頼 • 配線の良品率というのは真剣に見ていない。これからは数字にしてくれと依頼した。

  14. 今後 • ガラスマスクで、試作 • 明日打ち合わせ。その後１ヶ月程度で納品 • 製作前に、マスクを確認する • 材料厚み • 昨年の経験から、厚みとピッチを決定 • Cu 4um+カプトン 25umを使用予定 (Ｃ=2um,4um,6um,8um,12um,18um:Kapton=25um,38um,50um) • 100mのロールで購入？ • 配線パターンの検討 • 外層用の長いもの（ピッチは150um)も製作予定

  15. 次回試作設計図

  16. Readout pitch is 71 mm. Number of channels per DSSD (512 signals in 8mm width) is 4-5 times denser than SVD2. Multi-layer kapton flex circuit solves the readout density issues. R&D items Alignment between layers. Production yield and quality. Method of assembly Installation issue Number of front end chip is 4-5 times than the present SVD. Can hybrids be installed? Readout with kapton flex circuits

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