HV Detector Board

HV Detector Board

Het afgebeelde HV-Board is ontwikkeld in opdracht van Nikhef en wordt toegepast in de detector van de outer tracker van de LHCb, om het signaal van een ingevangen deeltje te versterken.
Hierbij wordt gemeten bij hoogspanning, en spelen betrouwbaarheid, levensduur en signaalruisverhouding een belangrijke rol om de deeltjes te kunnen detecteren.
Per HV-Board wordt het signaal van 32 detectoren versterkt.
Doelstellingen voor Fineline QPI:

  • Ontwikkeling van een stabiel detector board
  • Prototype leveringen HV-board
  • Levering van 2000 vrijgegeven HV-boards

Uitdagingen:

  • Hoogspanning (i.v.m. doorslag bij 3 kV)
  • Miniaturisatie (i.v.m. verbetering resolutie)
  • Betrouwbaarheid / veroudering
  • Eisen Signaal-Ruisverhouding en lekstroom
  • Aantal (2000 PCB’s met 64k condensatoren)

Assemblage en testen zijn door Nikhef Amsterdam gedaan.

Constructie

De condensatoren zijn in het inwendige van de printplaat aangebracht. Het productie proces is zodanig aangepast, dat de componenten optimaal beschermd zijn.
Dit inbedden van de componenten gaat veroudering van de componenten tegen. Dit is een zeer belangrijke eis om het detector circuit gedurende lange tijd goed te kunnen laten functioneren.
Vanwege de nauwe tolerantie eisen die aan de condensatoren zijn gesteld, is gekozen voor het inbedden van fysieke componenten en niet voor oplossingen waarin condensator materiaal wordt geëtst.

ingeperste_componentenDe gebruikelijke methode om printplaten met componenten aan de buitenzijde in te gieten kon niet worden toegepast worden in verband met de mogelijke aanwezigheid van luchtbellen. Op die plaatsen treedt vroeg of laat doorslag op, vanwege de toegepaste elektrische spanning van 3 kV.

Citaat Nikhef
“HV-Board heeft de signaal-ruisverhouding verbeterd op een manier die vergelijkbaar is met de stap van de klassieke LP naar de Audio CD “


Daarom heeft Fineline QPI een nieuw proces ontwikkeld om de fysieke componenten aan te brengen in het inwendige van de printplaat.
Hierbij worden de condensatoren verperst met het basis print materiaal.
Cruciaal hierbij dat de (keramische) condensatoren niet beschadigd mogen worden tijdens het persen.
Het uiteindelijke proces zorgt ervoor dat de condensatoren goed beschermd zijn tegen vocht, mechanische belastingen en tegen veroudering.


De CERN LHCb Collaboration heeft Fineline QPI (Q.P.I. at that time) voor deze ontwikkeling de LHCB Industry Award toegekend.

« Terug naar het overzicht

Neem direct contact op