Magnetic Field Test at KEK

目的

　Ni/In バンプボンディングの磁場耐性の確認

クオリティーの安定性に少し不安のあるSnAg bump-bondingの代わりとして、Ni/In bump-bondingを開発中。

Ni/Inはクオリティーが安定していて温度サイクルにも強いが、Niが強磁性体であることを考えると、ATLASの磁場中にインストールした際にバンプが剥がれることが考えらえる。

そこで、バンプの磁場耐性試験を行う。

　Pixel 検出器の磁場中での性能評価

磁場中で安定して動作するかを検出効率やローレンツ角の測定を行い評価する。

　Muon 崩壊の観測

準備 ( log)

　　マグネットについて

使用申請と低温セミナー

　　　MRIマグネット

シンチレータとMPPCを用いたトリガーシステム

磁場中での使用を考慮し、光電子増倍管を使わないMPPC+Scintillatorのトリガーシステムを作成（by 原先生）

トリガーシステムの大きさ、回路については MPPCtrigger.pptxを参照

回路部変更点

トリガー信号の幅が狭くてMulti I/O boardで信号を受け取ってくれなかったため、回路を変更(UA733 3-12→4-11　赤文字部)

この部分を変更することで、信号が大きくなり、Thresholdを設定したときに広い信号を出力できる。

Threshold設定電圧

Thresholdの設定電圧まとめ。オシロスコープで信号を見ながら、noiseを拾わないぐらいの電圧を設定した。

Scintillatorを上にしたときの左をLeft、右をRightにしている

（MPPCのところを見れる時があったら測定しなおしてアップデートお願いしますm(__)m by kazuyukis）

Trigger Logic Unit の開発

Spartan3のverilogコード→ TLU_Cosmic.v

磁場耐性試験用の架台とスキャナーステージの開発

スキャナステージの操作用ソフトとして、GUIのものとバックアップ用としてTera Term（フリーフェア）を用意。

後者のソフトの場合、ある文字列（コマンド）を送信すると、コントロラーがそれを認知しドライバがモータに信号を送る。

コントローラの仕様の詳細は　　　 コマンド例　　 EMP-400

今走らせている無限（とみなせる）ループの終了

プログラムを強制終了して、ステージがモータに近いところで、コンセントを抜いてください

ステージの基本

• 台形ねじのリード　　　1.25mm　　（1回転で進む距離）
• モータのステップ角　　0.72°　　（1パルスで回転する角度）
• モーター駆動　　　　　ハーフステップ　0.36°

ステージの使い方（GUI編）

自動制御

1. デスクトップの「自動制御.exe」のショートカットを選択しアプリケーションを開く
2. COMポートを選択　（右側のUSBポートならCOM4、左側ならCOM5）
3. 原点だしを実行
4. 各種パラメータを設定
5. RUNで実行

手動制御

1. 繰り返し回数の代わりに移動量を指定する。これ以外はすべて同じ。

トラブルと対策

• リミットセンサに触れた
  →原点だしを実行してください
  →原点（モータ側）から遠い場合は以下のとおり
  
  1、原点だしを実行
  2、センサから離脱したらコンセントを抜く
  3、手動制御プログラムを実行
  4、原点だしを行わず、「回転方向逆」、「速度5mm/sec以上」、「初速、加速度　1mm/sec (mm/sec^2)」、「移動量　150mm」でRUN
  5、原点センサに触れるまで、繰り返す
  6、原点だしを実行
  
  
  
• 変な音が出る 　　　　コンセントを抜いてください

注意事項

• 必ず原点出しを先に行う
• 必ず「初速度＜速度」とする
• 何か異常があったらコンセントを抜く
• プログラムを走らせ終わったら、プログラムの再起動とコントローラのリセット（コンセントを抜いて挿す）を行う方が良い

ステージの使い方（Tera Term編）

原点出しと繰返し駆動

1. Tera Termを起動
2. シリアル通信選択し、COMポートを選ぶ
3. ENTERを一回押すと 0>　と表示される（ここからコマンドの入力が可能になる）
4. 「RUN 1」と入力し、原点出しをする
5. 「RUN 11」でループが実行される

コマンドの編集

1. 「EDIT 番号」で変更したいプログラムが編集できる
2. 「A 列番号」で、ある列のコマンドを書き換えられる
3. 「I 列番号」で、ある列にコマンドを追加できる
4. 「D 列番号」で、ある列のコマンドを削除できる

シーケンスプログラム1の内容

1. OFS -100 原点オフセットを100パルス分とる
2. H +　　　　回転方向をモータ側に設定
3. SEN 2　　　リミットセンサの数を指定
4. ACTL 1 0 0 0 1　　センサモード（常時開or閉）を指定
5. VS 500　　初速を500パルス/secに
6. V 800　　駆動速度を800パルス/secに
7. T 30　　加速度を30パルス/sec^2に
8. MHOME　　原点出しを実行 ※GUIでの原点出しは実際のところ、RUN 1を送り、このシーケンスプログラムを実行している

Ni/In バンプのReal 4-chip-cards

2015/10/9に届いた4chip module×4のbefore-parylene & beforeTCのtuning & source scan結果→ KEK101-104.pptx

どのモジュールもバンプオープンはなかった。

before-parylene & beforeTCのtuning & source scan結果→ KEK101-104_1.pptx

KEK101にバンプオープン有り。

Run Summary

Latency Scan

データ取得用のセットアップ→SCC(KEK80)を使って、MPPC triggerの動作確認→順調に動いてそう（富士B2でのセットアップ復元）

磁場耐性試験については順調に動作中（月曜日の朝までこのままの予定）

latency checkを行った、defaultではlatencyが大きすぎたため。（Spartanでの処理の時間のためだと思われる）

SOURCE SCAN/Basic Par`s/latencyの所の値を変更→小さくすると後ろにいく

latency単位：クロック数(1クロック=25nsec)

Koji Nakamura - 2015-10-10