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Réunion IN2P3– 10 octobre 2012 1 ATLAS HL-LHC LAPP Partie tracker Groupe LAPP Jacky Ballansat, Patrick Baudin, Pierre-Yves David, Pierre Delebecque, Sabine.

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1 Réunion IN2P3– 10 octobre ATLAS HL-LHC LAPP Partie tracker Groupe LAPP Jacky Ballansat, Patrick Baudin, Pierre-Yves David, Pierre Delebecque, Sabine Elles, Renaud Gaglione, Nicolas Geffroi, Nicolas Massol, Thibaut Rambure, Jean Tassin, Theodore Todorov, Tamer Yildizkaya

2 Réunion IN2P3– 10 octobre Cooling line 1 –Programme développement lignes de refroidissement PP1PP0Stave Isolateur FittingSleeve

3 Réunion IN2P3– 10 octobre Contexte 1 –Programme développement lignes de refroidissement

4 Réunion IN2P3– 10 octobre Brasage Liaison démontable entre deux tubes Raccord LAPP Soudure faisceau délectrons Ti Liaison Tube Ti /raccord Isolateur Programme de développement cooling lines au LAPP 1 –Programme développement lignes de refroidissement Liaison bout détecteur Transition Céramique/Titane

5 Réunion IN2P3– 10 octobre Raccord 1 –Programme développement lignes de refroidissement 2011 : R&D 2012 / S1 : audit du CETIM pour préparer qualification et production 2012 / S / S1: qualification + production 100% Ta6V Liaison tube soudure faisceau délectrons Réduction diamètre 10 mm à 8 mm

6 Réunion IN2P3– 10 octobre –Programme développement lignes de refroidissement Isolateur Objectif : isoler électriquement les tubes internes de tubes externes 2 solutions : Liaison indépendante des raccords brasage céramique / deux solutions en concurrence Isolation intégrée aux raccords pas encore concluant 2012 : R&D 2013 : valider les solutions + qualification et production

7 Réunion IN2P3– 10 octobre –Programme développement lignes de refroidissement Intégration - outillages Outillages de serrage des raccords (LPNHE-LAPP)

8 Réunion IN2P3– 10 octobre –Programme développement lignes de refroidissement Intégration - outillages Outillage découpe tubes titane

9 Réunion IN2P3– 10 octobre –Programme développement insertion IBL Intégration - outillages Maquette dintégration IBL

10 Réunion IN2P3– 10 octobre 2012 Conception de lintégration/installation des services internes IBL 10 Scénario dorganisation des services Conception doutillages en CAO pour : –organiser les services dans le volume dédié –maintenir les services durant lintégration Maquette de la zone de connexion: –Outillage en prototypage rapide –Faux harnais Test et validation outils et concepts Suivi fabrication harnais électrique interne

11 Réunion IN2P3– 10 octobre 2012 Conception des harnais électriques externes IBL De la sortie du tracker boitiers électroniques (PP2) Scénario dinstallation non prévu au départ Environnement hostile (rad, magn.) Contraintes très fortes –Mécaniques : faible rayon de courbure et diam. externe –Connecteur : compact, grand nombre de voies, facilité de connexion –Harnais : pas de montage ou de tests in situ, improvisation impossible Solution technique retenue par ATLAS responsabilité LAPP 11 Harnais prototype Maquette de la zone de connexion

12 Réunion IN2P3– 10 octobre 2012 Harnais interne pour lupgrade Connecteur hybride : –Robuste, fiable, miniature –Regroupe les 3 familles de signaux Conception faite avec AXON Tests electriques complets Développement dun banc de tests automatisé Nouveau design optimisé à létude 12 Routage de lensemble des couches 35mm 4mm HVLVDCS

13 Réunion IN2P3– 10 octobre 2012 Panneau de connexion du tracker (carte MAPP) Connexion des services internes/externes Basé sur un PCB : –Routage dans le PCB pour éviter les croisements –Regroupement des signaux par famille Système amovible pour passage détecteur Barrière environnementale (système étanche) 2 circuits prototypes produits + jeu de faux harnais 13 Routage de lensemble des couches

14 Réunion IN2P3– 10 octobre –Programme développement lignes de refroidissement Terminer les actions de R&D Maîtrise de la spécification des pièces (tolérancement) et du contrôle dimensionnel raccords en cours Mise à niveau des appareillages de test et qualification 1ère phase terminée / 2 nd phase adaptation pour les qualification et la production Analyse de risques pas formalisée Etudier lintégration (maquette) en cours / novembre 2012 Finir étude serrage -> en cours / octobre – novembre 2012 Etudier et valider les solutions céramiques en cours / juin 2013 Organisation du développement R&D/études

15 Réunion IN2P3– 10 octobre –Programme développement lignes de refroidissement Rédaction des procédures de qualification et de production Plan de validation du design raccords + qualification process production + contrôle de production / procédures de test 90 % fini (revue à faire pour lancer la prod) Production lignes de refroidissement Lignes type1 (entre échelle et raccords) mars 2013 Lignes type 2 (entre raccords et tube inox, y compris isolateur) fin 2013 Lignes de test en surface mars 2013 Organisation du développement Qualification + Production

16 Réunion IN2P3– 10 octobre 2012 Station cooling CO2 LAPP Cyclages thermiques des staves IBL 2 –Contribution production staves IBL Cycler thermiquement les staves avec CO2 Mesures thermiques Application aux staves IBL, aux raccords et à la R&D pixel Thèse étude thermo mécaniques staves alpine prévue

17 Réunion IN2P3– 10 octobre –Demandes financement extérieur AAP université 2011 : non retenue AAP université 2012 : non retenue CIBLE 2010 (région Rhône-Alpes): non retenu CIBLE 2011 : non retenue Dossier de valorisation CNRS : dossier déposé / brevet en cours de dépot

18 Réunion IN2P3– 10 octobre 2012 Equipement de toutes les liaisons démontables du détecteur Permet lutilisation de tubes très fins Solution IBL à optimiser Possibilités dutilisation sur dautres manips / solution standard CERN 4 –Perspectives upgrade

19 Réunion IN2P3– 10 octobre 2012 Les services du pixel alpin Pixel alpin : modèle CAO mécanique complet pour la LOI Scénario dintégration / installation / maintenance Routage des services électriques, fluides, optiques dans volume pixels 19

20 Réunion IN2P3– 10 octobre 2012 Carte dinterface du pixel alpin (carte VIP) Carte dinterface multi-échelles : –Connexions services type0/1 –Circuits GBTX –Transceivers –Circuits DCS –... Conception CAO mécanique –Encombrement –Intégration –Routage services Recherche de connecteurs, composants,... 20

21 Réunion IN2P3– 10 octobre 2012 Prototypage echelle Alpine Les performances thermiques et mécaniques du concept échelle Alpine doivent être démontrées par des mesures sur des prototypes Programme 2013: Env. 10 échelles avec variation des matières et des paramètres dassemblage (optimisation) Banc de test thermique existe (IBL) Nécessite achat de matière (mousse carbone, tubes…)

22 Réunion IN2P3– 10 octobre –Demandes 2013 R&D ItemMontant () Consommables-outillages Maquette intégration1000,00 Prototypes isolateur et contrôles2000,00 Prototype outillage serrage et intégration1000,00 Total6000,00

23 Réunion IN2P3– 10 octobre –Demandes 2013 Validation – Qualification - Production ItemMontant () Audit validation qualification et production Mise à niveau équipements de test pour qualification (et production)500,00 Consommables-outillages500,00 Soudage FE échantillons qualification Soudage FE lignes définitives Traitement MOS Marquage Tests externes et réalisation outillages dédiés Contrôle géométrique et dimensionnel (comprend les éléments de production) Outillage serrage et installation (LPNHE?) Total11240 Lignes type1 / Raccords – soudure FE

24 Réunion IN2P3– 10 octobre –Demandes 2013 Validation – Qualification - production ItemMontant () Céramiques pour qualification et production3000,00 Embouts titane pour qualification et production1200,00 Brasage isolateurs pour qualification et contrôles3000,00 Brasage isolateurs lignes définitives et contrôles3000,00 Interfaces isolateurs pour tests1500,00 Marquage150,00 Total11850,00 Ligne PP1 – manifold / Isolateurs

25 IBL 2013 Validation outillage pour intégration services électriques internes avec de vrais harnais électriques Fabrication outillage final : 4k Participation à lintégration : manpower Commande proto + série des harnais électriques externes IBL : Installation des harnais in situ : manpower 25

26 R&D tracker 2013 Commande nouveau harnais interne upgrade + connecteurs : 10k Test PCB (carte MAPP) + chaine complète : –Banc de tests –Carte dinterface : 2k Maquette tracker (« toy tracker») : –Montage de la maquette –Etude détanchéité avec mano/détendeur : 1k –Etude panneau amovible Pixel alpin (total 19 k) –étude et proto du flex : 5k –Mousse carbone 4k –Tubes 5k –Assemblage 5k 26

27 27 Micro-électronique en lien avec la prochaine génération de pixels (2018) Activités en 2012 : Étude et proposition d'une architecture innovante : calculer le barycentre des points touchés directement dans les chips : Identifier localement les clusters intéressants Calculer le barycentre de manière analogique Activités en 2012 reconduites en 2013 : Implication sur le circuit OMEGAPIX (LAL-LPNHE-LAPP) en technologie Tezzaron 130nm «3D»: design d'un système de « time over threshold » multibits comme solution alternative au système « hit only » (doctorat de F. Mehrez) ; participation aux tests en irradiation d'OMEGAPIX au CERN. Implication dans le développement de « building blocs » en technologie TSMC 65 nm, dans le cadre l'AIDA. Réalisation de plusieurs comparateurs (différentes optimisations) et implémentation d'un bloc JTAG. Collaboration avec le CPPM sur le design et l'implémentation du G-ADC du futur circuit FE-I5 en technologie TSMC 65 nm. Intégration du LAPP dans la collaboration. Demande : Financement de la fabrication d'un prototype d'ASIC contenant des blocs 65 nm : 15 k


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