一种量子芯片封装装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种量子芯片封装装置，属于量子芯片封装技术领域。它包括固定腔、对准腔、铜皮、量子芯片和连接部，固定腔内设置有凹槽，量子芯片位于凹槽内，量子芯片上设置有基准连接点，铜皮位于量子芯片上表面且位于凹槽内，铜皮呈环形，对准腔位于固定腔的上方，且铜皮和量子芯片位于固定腔和对准腔之间，固定腔与对准腔可拆卸的连接，对准腔上设置有对准孔，连接部贯穿对准孔，且一端与量子芯片的基准连接点连接。本实用新型专利技术能够解决量子芯片封装时对准精度低，封装过程中无法实时监测、矫正的量子芯片与对准孔相对位置的问题，实现PCB板上的焊盘孔与量子芯片上的基准连接点的精确对准。

A kind of quantum chip packaging device

The utility model discloses a quantum chip packaging device, belonging to the technical field of quantum chip packaging. It includes a fixed cavity, a cavity, a copper skin, a copper skin, a quantum chip and a connecting part. The quantum chip is located in a groove. The quantum chip is located in a groove. The copper skin is located on the surface of the quantum chip and is located in the groove, the copper skin is in a ring, the alignment cavity is above the fixed cavity, and the copper skin and the quantum is quantum. The chip is located between the fixed cavity and the alignment cavity, the fixed cavity and the alignment cavity are detachable, the alignment holes are arranged on the alignment cavity, the connection part runs through the alignment hole, and the end is connected with the reference point of the quantum chip. The utility model can solve the problem of low alignment precision in the quantum chip packaging, the relative position of the quantum chip and the alignment hole which can not be monitored and corrected in real time during the encapsulation, and realizes the accurate alignment of the welding disk hole on the PCB board and the reference point on the quantum chip.

【技术实现步骤摘要】
一种量子芯片封装装置
本技术属于量子芯片封装
，更具体地说，涉及一种量子芯片封装装置。
技术介绍
量子芯片需要极其稳定的工作环境，使其能够免除来源于振动、热辐射、电气噪声、信号串扰、磁场波动等等各方面的影响。裸露的量子芯片会受到周围环境中的无用信号的干扰，导致量子芯片上信号的传输和使能受到影响，因而性能不高。因此，通常需要将量子芯片先封装起来再使用，以降低环境对其影响，但目前的封装技术的不足之处在于：(1)量子芯片的固定方式方面，目前通常采用以下两种方式：一是将量子芯片粘贴在封装盒的底部，这种方式具有很大的随机性，比如会产生倾斜，和粘贴不牢甚至脱落的问题；二是通过设计带槽的多层夹具将其压紧，即将量子芯片放置在固定腔上，量子芯片的上覆盖有一层PCB板，PCB板上覆盖有对准腔，通过紧固装置连接固定腔和对准腔从而压紧量子芯片，这种结构下对准腔和固定腔不能连通导电，另外，由于PCB板较厚，加工平整度较低，这极易造成量子芯片受力不均或发生倾斜而无法对齐，进而造成芯片松动；(2)量子线路引出方面，由于受到量子芯片上量子线路布局的限制，现阶段主要使用wirebonding技术将量子线路从量子芯片上的焊盘连接到PCB板，再引出到封装盒外，但随着量子位的增加，量子芯片上的焊盘增多，使用的bonding线也相应的增多，并且与PCB结构连接时，bonding线交叉缠绕，这甚至会导致无法连接，此外，bonding线之间存在信号相互串扰的问题，bonding线越多，相互串扰的概率越大，这会导致量子芯片的性能恶化，甚至量子芯片的一些功能无法实现，因此，这种方法根本无法应用于大规模集成化的量子芯片上。《HighCoherencePlaneBreakingPackagingforSuperconductingQubits》(NicholasT.Bronn、VivekanandaP.Adiga、SalvatoreB.Olivadese、XianWu、JerryM.Chow、DavidP.Pappas，QuantumPhysics，7Sep2017)中提出以下方案：使用同轴结构连接量子芯片上的焊盘与PCB板上的焊盘，从而实现了量子芯片上的线路与PCB板上的线路之间的连接，以此实现量子线路引出。连接过程中，需要将量子芯片上的焊盘与PCB板上的焊盘对准，文中采用的是腔体配合定位销的方式，其不足之处在于：该方案采用定位销固定量子芯片位置，同时采用同轴结构连接量子芯片的焊盘和PCB板上的焊盘，由于定位销须设置在腔体上特定的位置或者与腔体上特定的位置相连接，一经加工成型，定位销、固定腔、对准腔三者之间的相对位置即固定不变，因而定位销和腔体组件(即固定腔和对准腔)的加工精度决定了量子芯片的基准位置以及量子芯片上的焊盘与PCB板上的焊盘对接的准确性，如若定位销和腔体组件的尺寸配合发生偏差，就会导致各组件的相对位置发生偏移，因而贯通各组件的同轴结构无法实现量子芯片焊盘与PCB板焊盘的对准连接。另外，该方案利用PCB板表面上的焊盘直接覆盖在同轴结构上以达到PCB板上的焊盘与量子芯片上的的焊盘连接的目的，这种结构在安装时易造成观察视线受阻，从外部观察不到同轴结构与PCB板的连接情况，在封装过程及封装完成后，无法检查同轴结构的定位精度，因而无法有效的检查、确认同轴结构与PCB板上的焊盘是否连接。因此，目前亟需改进现有的量子芯片封装技术，以使得量子芯片封装性能更紧密，且对准精度更高，同时封装过程中能够实时监测、矫正的量子芯片、对准孔相对位置，以提高对准精度。
技术实现思路
1、要解决的问题针对量子芯片封装时对准精度低，并且封装过程中无法实时监测、矫正的量子芯片、对准孔相对位置问题，本技术提供一种量子芯片封装装置，它具有更紧密封装性能、更高的对准精度，并且封装过程中能够实时监测矫正各组件相对位置，能够满足量子芯片对其工作环境的封装要求。2、技术方案为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。一种量子芯片封装装置，包括固定腔、对准腔、铜皮、量子芯片和连接部，所述固定腔内设置有凹槽，所述量子芯片位于所述凹槽内，所述量子芯片上设置有基准连接点，所述铜皮位于所述量子芯片上表面且位于所述凹槽内，所述铜皮呈环形，所述对准腔位于所述固定腔的上方，且所述铜皮和所述量子芯片位于所述固定腔和所述对准腔之间，所述固定腔与所述对准腔可拆卸的连接，所述对准腔上设置有对准孔，所述连接部贯穿所述对准孔，且一端与所述量子芯片的基准连接点连接。在本方案中，铜皮放置在量子芯片上方，铜皮的大小与量子芯片边缘尺寸、凹槽轮廓尺寸相匹配，环形铜皮放置在量子芯片上的同时，防止铜皮与量子芯片上的图形部分相干涉，铜皮具有良好的延展性，在对准腔与固定腔连接固定时，固定了量子芯片的位置并释放应力。本方案在显微镜下通过移动对准腔，实现对准孔与量子芯片上的基准连接点精确对准，并且可以实时观察对准的精度，达到要求的精度值后，将固定腔与对准腔连接固定，如此量子芯片的位置则被固定，同时对准腔上的对准孔与量子芯片上的基准连接点对准。现有技术中，采用固定腔和对准腔配合定位销的方式，由于加工成型后的固定腔、对准腔和定位销的连接位置均已确定，量子芯片安装的位置也是确定的，因而在定位销和固定腔、对准腔尺寸配合发生偏差时，就会导致各组件的相对位置发生偏移，对准孔无法与量子芯片焊盘上的基准连接点对准。进一步地，所述凹槽内设置有凸起，所述凸起支撑所述量子芯片。凸起保证了量子芯片不完全与固定腔接触，预留的空间有助于缓冲变形。进一步地，还包括PCB板，所述PCB板设置有焊盘孔，所述连接部的另一端与所述焊盘孔连接。进一步地，所述连接部包括聚四氟乙烯套和针，所述聚四氟乙烯套贯穿所述对准孔且所述聚四氟乙烯套的外径与所述对准孔的直径相配合，所述针沿着所述聚四氟乙烯套的轴线贯穿所述聚四氟乙烯套，且一端与基准连接点连接，另一端穿过所述焊盘孔向外延伸。进一步地，为了使得针较容易的穿过所述焊盘孔，所述焊盘孔采用过孔结构。进一步地，所述量子芯片上设置有基准焊盘，所述基准连接点位于所述基准焊盘上，所述聚四氟乙烯套的一端与所述基准焊盘连接，另一端与所述对准腔的上表面齐平。进一步地，为保证针与量子芯片和PCB板紧密接触，所述针采用弹簧针，例如，授权公告号为CN205790540U专利文本中的弹簧针。3、有益效果相比于现有技术，本技术的有益效果为：(1)本技术提供的量子芯片封装装置，通过预先设置的凹槽固定了量子芯片的横向位置，同时设置的铜皮在对准腔与固定腔紧固连接时起到压紧量子芯片的作用，在以上两种作用的结合下对量子芯片的位置进行了固定；(2)本技术提供的量子芯片封装装置，铜皮具有一定的延展性，因而能够释放对准腔与固定腔紧固连接时所产生的应力；(3)本技术提供的量子芯片封装装置，通过在凹槽内设置有凸起保证了量子芯片与固定腔底部预留一部分空间，有助于保证封装装置的谐振频率和量子芯片使用的频率不一致，以此保证量子芯片所用频率信号传输时不受影响；(4)相对于现有技术中直接采用焊盘覆盖在连接部上的连接方式，本技术通过在PCB板上设置焊盘孔，连接部的另一端插进焊盘孔，因而在封装过程中易于检查、确认连接部与焊盘孔是否对准连接；(5)本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量子芯片封装装置，其特征在于：包括固定腔(1)、对准腔(2)、铜皮(4)、量子芯片(7)和连接部，所述固定腔(1)内设置有凹槽，所述量子芯片(7)位于所述凹槽内，所述量子芯片(7)上设置有基准连接点(8)，所述铜皮(4)位于所述量子芯片(7)上表面且位于所述凹槽内，所述铜皮(4)呈环形，所述对准腔(2)位于所述固定腔(1)的上方，且所述铜皮(4)和所述量子芯片(7)位于所述固定腔(1)和所述对准腔(2)之间，所述固定腔(1)与所述对准腔(2)可拆卸的连接，所述对准腔(2)上设置有对准孔(9)，所述连接部贯穿所述对准孔(9)，且一端与所述量子芯片(7)的基准连接点(8)连接。

【技术特征摘要】
1.一种量子芯片封装装置，其特征在于：包括固定腔(1)、对准腔(2)、铜皮(4)、量子芯片(7)和连接部，所述固定腔(1)内设置有凹槽，所述量子芯片(7)位于所述凹槽内，所述量子芯片(7)上设置有基准连接点(8)，所述铜皮(4)位于所述量子芯片(7)上表面且位于所述凹槽内，所述铜皮(4)呈环形，所述对准腔(2)位于所述固定腔(1)的上方，且所述铜皮(4)和所述量子芯片(7)位于所述固定腔(1)和所述对准腔(2)之间，所述固定腔(1)与所述对准腔(2)可拆卸的连接，所述对准腔(2)上设置有对准孔(9)，所述连接部贯穿所述对准孔(9)，且一端与所述量子芯片(7)的基准连接点(8)连接。2.根据权利要求1所述的量子芯片封装装置，其特征在于：所述凹槽内设置有凸起，所述凸起支撑所述量子芯片(7)。3.根据权利要求1所述的量子芯片封装装置，其特征在于：还包括PCB板(3)，所述PCB板...

【专利技术属性】
技术研发人员：李松，孔伟成，
申请(专利权)人：合肥本源量子计算科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34