一种分体式KIDs探测器样品封装装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种一种分体式KIDs探测器样品封装装置，包含盒体、盖板、CPW电路板、玻璃绝缘子、SMA和芯片载体，芯片载体的上侧面上开有与芯片匹配的槽道，芯片卡设在芯片载体的槽道内，盒体下侧面设置有与芯片载体匹配的凹口，设置有芯片的芯片载体固定设置在盒体下侧的凹口内，盖板可拆卸设置在盒体上侧，两片CPW电路板分别固定在盒体内并且两片CPW电路板分别与芯片两侧位置对应，两组SMA和玻璃绝缘子分别固定在盒体两端并且与两片CPW电路板连接。本发明专利技术便于KIDs芯片安装拆卸。

A Sample Packaging Device for Separate KIDs Detector

The invention discloses a sample encapsulation device for split KIDs detector, which comprises a box body, a cover board, a CPW circuit board, a glass insulator, a SMA and a chip carrier. The upper side of the chip carrier is provided with a slot matching the chip, the chip is embedded in the slot of the chip carrier, the lower side of the box is provided with a slot matching the chip carrier, and the chip carrier is fixed with the chip carrier. Two CPW boards are fixed in the box body and two CPW boards correspond to the positions on both sides of the chip. Two groups of SMA and glass insulators are fixed at both ends of the box body and connected with two CPW boards. The invention is convenient for installation and disassembly of KIDs chip.

【技术实现步骤摘要】
一种分体式KIDs探测器样品封装装置
本专利技术涉及一种样品封装装置，特别是一种分体式KIDs探测器样品封装装置。
技术介绍
超导动态电感探测器（KineticInductanceDetectors,KIDs）是一种新型低温高灵敏度探测器，可用于从毫米波到太赫兹、光学/紫外、X射线、γ频段的目标成像观测。KIDs探测器核心电路主要由光子信号接收器和微波谐振器两个部分组成，根据KIDs工作原理，当外部射频信号辐照KIDs探测器，接收器接受光子能量后发生超导库珀对破裂的现象，将导致微波谐振器的动态电阻和动态电感的变化，从而引起了微波谐振器特性（Q因子、幅度、相位等）变化。通过读出电路获取微波谐振器的（幅度或相位）变化信息，即可间接探测到入射光子信号的信息特征。由于KIDs探测器微波谐振器可实现超过104以上的高Q值设计，使得在一根单一的传输线上有可能耦合多个(>1000)具有不同谐振频率的KIDs探测器成为可能。若采用梳状信号发生器在传输线上外加与KIDs探测器阵列单元的谐振频率一一对应的激励信号，通过频分复用FDM（FrequencyDivisionMultiplexing）技术，即可同时读取KIDs探测器阵列所有输出信号。在超导KIDs探测器电路系统中，安装超导KIDs探测器芯片的样品封装装置无疑是其中关键和必需的部件之一。一般情况下，该封装装置主要由KIDs芯片、共面波导传输线（CPW）、SMA(Sub-Miniature-A的简称,一种微型连接器)接头、邦定连接线、封装装置壳体、盖板、螺丝等组成。KIDs芯片需要固定封装装置内壁的底板上，以保证良好的热接触。主要的固定方法有两种：一种是直接采用低温胶水将KIDs芯片直接粘附在样品封装装置内壁的底板上；另一种是采用磷青铜制作成具有一定弹性的触爪，并通过该触爪将芯片压在底板上。在实际使用中发现这两种方法也存在着一些不足之处，使得封装装置拆卸耗费的时间较长，成功率降低。例如，对于低温胶水固定方式，胶水的用量和涂抹方式有很多讲究：如果涂得的太少，芯片粘附可能不够牢靠，在多次制冷/回温的循环中容易出现芯片脱落现象；涂得过多，则芯片中心位置有可能会悬空，因而不能与样品封装装置底板保持良好的热接触，使得芯片中心位置的温度高于边缘位置。如果在整个芯片的背面及相对应安装盒接地面都涂满低温胶水，则粘结可靠，热接触良好。但若想更换芯片时，由于芯片中央位置很难被丙酮浸润，在极端状况下可能需要浸泡两三天时间才能将KIDs芯片从样品盒基板上取下。对于磷青铜触爪方式，则触爪压的松紧完全靠经验估计。若压得过松或者过紧，在低温下发生芯片松动开路或者碎掉的情况也都有发生。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种分体式KIDs探测器样品封装装置，便于KIDs芯片安装拆卸。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种分体式KIDs探测器样品封装装置，其特征在于：包含盒体、盖板、CPW电路板、玻璃绝缘子、SMA和芯片载体，芯片载体的上侧面上开有与芯片匹配的槽道，芯片卡设在芯片载体的槽道内，盒体下侧面设置有与芯片载体匹配的凹口，设置有芯片的芯片载体固定设置在盒体下侧的凹口内，盖板可拆卸设置在盒体上侧，两片CPW电路板分别固定在盒体内并且两片CPW电路板分别与芯片两侧位置对应，两组SMA和玻璃绝缘子分别固定在盒体两端并且与两片CPW电路板连接。进一步地，所述芯片载体的前侧面为凸字型，芯片载体在凸字型上侧沿芯片载体横向开设有一条与芯片形状匹配的槽道，芯片卡设在该槽道内并通过低温胶固定，槽道底部均匀开设有多个贯穿芯片载体纵向的通孔。进一步地，所述盒体为上下两侧敞开的空心盒体，盒体的前后两侧面的下端设置有与芯片载体匹配的凸字型凹口，盒体内设置有两个固定部，两个固定部分别固定在盒体内侧两端，芯片载体插设在盒体下侧的凹口内并通过螺栓锁紧固定在固定部上。进一步地，所述两片CPW电路板分别固定在两个固定部上侧，在芯片载体插入固定在盒体下侧凹口内状态下，芯片与两片CPW电路板在同一平面并且留有微小缝隙。进一步地，所述两个SMA固定在盒体两端外侧并且与两片CPW电路板位置对应，盒体两端端部开有与玻璃绝缘子匹配的通孔，玻璃绝缘子固定在该通孔内并且玻璃绝缘子的两端分别与SMA和CPW电路板连接。进一步地，所述盖板下侧设置有凸起部，盖板边沿和盒体上侧边沿设置有相互对应的螺纹孔，盖板盖设在盒体上侧并且通过螺栓固定，在盖板盖设固定的状态下，盖板边沿设置在盒体边沿上侧面上，盖板的凸起部的侧面与盒体内壁接触并且盖板下侧压设在CPW电路板上侧面上，盖板的凸起部对应CPW电路板位置开开设有与CPW电路板匹配的凹槽。进一步地，所述盒体的两端下侧设置有水平向盒体两端外侧延伸的耳部，耳部开设有螺孔用于固定在杜瓦冷板上进行测试。进一步地，所述芯片载体采用无氧铜材料，盒体和盖板采用紫铜、铝、铝合金或黄铜材料。进一步地，所述盒体和盖板采用采用具有静磁屏蔽作用的高磁导率材料或者超导材料加工。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、本专利技术使得芯片和芯片载体固定成一个整体，一般情况下不需要单独将芯片从芯片载体上取下来，因此能够快速、方便地的更换芯片（含载体）或者盒体，提高了盒体的复用率；2、本专利技术在芯片载体背板上均匀分布的孔隙，在安装芯片时便于将低温胶均匀涂覆在芯片背面，而过剩的低温胶可通过轻压过程从缝隙处挤出，而当必须需把芯片从载体上取下时，可以将整个芯片和载体浸泡在丙酮溶液中，多个孔隙的存在使得丙酮更易渗入芯片背面，使得低温胶溶解过程大大加快；3、本专利技术除芯片载体采用无氧铜以保证良好的低温导热以外，盒体其他部分可以采用相对于无氧铜价格更为低廉的紫铜、铝/铝合金材料或更易加工黄铜材料来制作，有效的降低了样品装置的成本；4、本专利技术盖板采用沉入式共形设计，可以抑制CPW电路板表面的高次模以及空间耦合等电磁兼容问题；5、本专利技术除芯片载体以外的盒体及其他部分亦可以采用磁屏蔽材料加工制作，因而可以减少外界静磁场和地磁场的干扰，提高KIDs探测器的灵敏度。附图说明图1是本专利技术的一种分体式KIDs探测器样品封装装置的示意图。图2是本专利技术的一种分体式KIDs探测器样品封装装置的分拆图。图3是本专利技术的芯片载体的示意图。图4是本专利技术的盖板的示意图。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。如图1和2所示，本专利技术的一种分体式KIDs探测器样品封装装置，包含盒体1、盖板2、CPW电路板3、玻璃绝缘子4、SMA5和芯片载体6，芯片载体6的上侧面上开有与芯片7匹配的槽道，芯片7卡设在芯片载体6的槽道内，盒体1下侧面设置有与芯片载体6匹配的凹口8，设置有芯片7的芯片载体6固定设置在盒体1下侧的凹口8内，盖板2可拆卸设置在盒体1上侧，两片CPW电路板3分别固定在盒体1内并且两片CPW电路板3分别与芯片7两侧位置对应，两组SMA5和玻璃绝缘子4分别固定在盒体1两端并且与两片CPW电路板3连接。分体式载体使得芯片和载体固定成一个整体，一般情况下不需要将单独将芯片从载体上取下来，因此快速、方便地的更换芯片（含载体）或者盒体，提高了盒体的复用率。SMA连接器是一种微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分体式KIDs探测器样品封装装置，其特征在于：包含盒体、盖板、CPW电路板、玻璃绝缘子、SMA和芯片载体，芯片载体的上侧面上开有与芯片匹配的槽道，芯片卡设在芯片载体的槽道内，盒体下侧面设置有与芯片载体匹配的凹口，设置有芯片的芯片载体固定设置在盒体下侧的凹口内，盖板可拆卸设置在盒体上侧，两片CPW电路板分别固定在盒体内并且两片CPW电路板分别与芯片两侧位置对应，两组SMA和玻璃绝缘子分别固定在盒体两端并且与两片CPW电路板连接。

【技术特征摘要】
1.一种分体式KIDs探测器样品封装装置，其特征在于：包含盒体、盖板、CPW电路板、玻璃绝缘子、SMA和芯片载体，芯片载体的上侧面上开有与芯片匹配的槽道，芯片卡设在芯片载体的槽道内，盒体下侧面设置有与芯片载体匹配的凹口，设置有芯片的芯片载体固定设置在盒体下侧的凹口内，盖板可拆卸设置在盒体上侧，两片CPW电路板分别固定在盒体内并且两片CPW电路板分别与芯片两侧位置对应，两组SMA和玻璃绝缘子分别固定在盒体两端并且与两片CPW电路板连接。2.按照权利要求1所述的一种分体式KIDs探测器样品封装装置，其特征在于：所述芯片载体的前侧面为凸字型，芯片载体在凸字型上侧沿芯片载体横向开设有一条与芯片形状匹配的槽道，芯片卡设在该槽道内并通过低温胶固定，槽道底部均匀开设有多个贯穿芯片载体纵向的通孔。3.按照权利要求2所述的一种分体式KIDs探测器样品封装装置，其特征在于：所述盒体为上下两侧敞开的空心盒体，盒体的前后两侧面的下端设置有与芯片载体匹配的凸字型凹口，盒体内设置有两个固定部，两个固定部分别固定在盒体内侧两端，芯片载体插设在盒体下侧的凹口内并通过螺栓锁紧固定在固定部上。4.按照权利要求3所述的一种分体式KIDs探测器样品封装装置，其特征在于：所述两片CPW电路板分别固定在两个固定部上侧，在芯片载体插入固定在盒体下侧凹口内状态下，芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑾屏，史生才，刘冬，李升，姚骑均，
申请(专利权)人：中国科学院紫金山天文台，
类型：发明
国别省市：江苏,32