L’SVD di Belle II `e composto da 4 strati equipaggiati con DSSD e copre un angolo azimuta- le compreso tra 17◦ (regione denominata forward ) e 150◦ (regione denominata backward ). La denominazione dei vari strati va da layer 3 (strato pi`u interno e vicino all’IP) a layer 6 (strato pi`u esterno). I layer 4-6 presentano una geometria inclinata nella regione forward in modo da aumentare l’accettanza angolare ed ottimizzare l’angolo di incidenza delle particelle.
Ciascun layer `e composto da pi`u ladder. Un ladder `e composto da un numero variabile di sensori montati su una struttura di supporto costruita con costole di fibra di carbonio, dette rib. I sensori posizionati nelle regioni forward e backward di un ladder sono connessi,
flessibile, il quale viene avvolto lungo il lato lungo del rivelatore (Figura 3.5). Ciascun chip APV25 dissipa 0.35 W e, grazie all’allineamento permesso dal metodo Origami, ven- gono raffreddati con unico sistema di raffreddamente a CO2. L’utilizzo di un’unica linea
di raffreddamento per i chip all’interno dell’accettanza del rivelatore (assottigliati fino a 100µm) contribuisce a mantenere bassa la quantit`a media di materiale attraversato dalle particelle (circa 0.6 X0).
I ladder del layer 34 hanno una struttura pi`u semplice rispetto a quelli dei layer 4, 5 e 6, poich´e non presentano moduli assemblati col metodo Origami e non hanno una geometria inclinata nella regione in avanti. Inoltre, le caratteristiche dei sensori impiegati per il layer 3 sono differenti rispetto a quelle dei sensori utilizzati negli altri layer (vedi Tabella 3.3).
In Figura 4.3 `e raffigurata la struttura e le varie componenti di un ladder del layer 5 del SVD.
Figura 4.3: Struttura di un ladder del layer 5 del SVD.
In Tabella 4.1 sono riportate alcune caratteristiche dei ladder dei vari layer : distanza
4
I ladder per il layer 3 sono interamente assemblati da un gruppo della School of Physics, University of Melbourne, Melbourne, Australia.
del ladder dall’IP, lunghezza del ladder, angolo di inclinazione del ladder nella regione forward ϑf wd, numero di ladder per layer, numero di sensori impiegati in ciascun ladder,
numero di circuiti Origami per ladder e numero di chip APV25 connessi a ciascun sensore del ladder.
layer Distanza Lunghezza Angolo # ladder # DSSD # Origami # chip
dall’IP ladder ϑf wd per layer per ladder per ladder per DSSD
3 3.8 cm 26.2 cm 0◦ 7 2 0 12
4 8.0 cm 29.0 cm 11.9◦ 10 3 1 10
5 10.5 cm 51.5 cm 17.2◦ 12 4 2 10
6 13.5 cm 64.5 cm 21.1◦ 16 5 3 10
Tabella 4.1: Caratteristiche dei ladder dei vari layer del SVD.
Poich´e la struttura dei moduli forward e backward `e identica per i ladder dei layer 4, 5 e 6, questi vengono prodotti presso la Sezione di Pisa dell’INFN e successivamente vengono spediti ai siti di produzione per l’assemblaggio dei ladder. L’assemblaggio ed il test elettrico dei moduli forward e backward saranno discussi in dettagli nelle Sezioni successive.
I circuiti Origami e gli Hybrid Sandwich vengono equipaggiati con i chip APV25, con i componenti passivi e con i connettori di collegamento prima del’assemblaggio sui ladder. In questa fase `e fondamentale un corretto allineamento dei chip, su cui sar`a applicato, una volta assemblato l’intero SVD, il tubo del sistema di raffreddamento.
Successivamente, sul lato p dei sensori che verranno posti nella zona centrale del ladder viene incollato il circuito flessibile che sar`a poi avvolto attorno al bordo lungo del sensore e si effettuano le microsaldature. Quindi si utilizza un apposito jig meccanico su cui vengono posti i sensori nella zona centrale del ladder ed i moduli forward e backward, i quali vengono allineati tra di loro. I moduli forward e backward vengono incollati sulle ribs di supporto del ladder.
Sui sensori centrali, sul lato n, vengono incollati il foglio in AIREX ed i circuiti flessi- bili Origami, quindi si procede ad effettuare le microsaldature tra le strip del lato n ed il circuito Origami. In seguito viene avvolto, lungo il bordo del sensore, il circuito preceden- temente incollato sul lato p e viene incollato sul circuito Origami in corrispondenza dei chip. Vengono effettuate le microsaldature per collegare le strip del lato p all’elettronica di lettura.
Infine si incollano i sensori su cui `e stato applicato il circuito Origami alla struttura di supporto, mantenendo sotto controllo la planarit`a del sensore rispetto al piano delle ribs. L’intero ladder viene quindi testato elettricamente per verificare la presenza di difetti eventualmente introdotti durante la fase di assemblaggio. Durante i test elettrici dei ladder viene utilizzata una sorgente radioattiva di 90Sr per verificare la risposta dei sensori alle radiazioni.
Lo spostamento massimo tollerato dei punti di riferimento dei sensori assemblati su un ladder rispetto alla posizione di riferimento `e di ±150 µm nelle direzioni x e y e di
prima assemblata la prima met`a del SVD e, successivamente, la seconda met`a. Le due met`a sono denominate “half-SVD ”. Sui due half-SVD gi`a assemblati sar`a installato il tubo del sistema di raffreddamento dell’elettronica di lettura.
Successivamente i due half-SVD verranno installati attorno a PXD (il quale sar`a, al momento dell’integrazione con l’SVD, gi`a installato attorno alla beam-pipe). Con il sistema di raffreddamento in funzione saranno effettuati i test elettrici di SVD e di PXD; saranno effettuati anche dei test con i raggi cosmici (utilizzando un apposito sistema di trigger ) per verificare l’allineamento interno dei due sottorivelatori. Il sistema complessivo costituito da PXD e SVD `e denominato Vertex Detector (VXD).
L’intero VXD sar`a infine installato all’interno della CDC e quindi integrato in Belle II. Prima di iniziare la presa dati con le collisioni prodotte da SuperKEKB, sar`a effettuata una fase di presa dati con i raggi cosmici, per verificare, tra le altre cose, l’allineamento di VXD all’interno di Belle II e le prestazioni di tracciatura assieme alla CDC.
In Figura 4.4 `e mostrato un rendering tridimensionale in cui si pu`o osservare l’integra- zione del SVD attorno al PXD.
Figura 4.4: Sezione del VXD, formato dall’integrazione del SVD attorno al PXD.