低温测试系统技术方案

本发明专利技术提供一种低温测试系统，所述低温测试系统包括固定平台、真空罩、制冷装置及探测装置；所述制冷装置包括制冷机、一级冷头、二级冷头、一级制冷冷平台及二级制冷冷平台；所述探测装置包括：室温端面板、一级探测冷平台、二级探测冷平台、芯片放置台及磁屏蔽罩。通过本发明专利技术解决了现有的需要液氦提供测试环境以及测试系统降温时间较长、芯片更换不方便的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
低温测试系统


[0001]本专利技术涉及低温
，特别是涉及一种低温测试系统。

技术介绍

[0002]单磁通量子(SFQ)超导集成电路技术可用于雷达、通信系统和超导计算机等领域，可为后E级超级计算提供技术方案，为规模化超导量子计算提供核心技术。对于SFQ芯片，稳定可靠的低温环境(如液氦温区＜4.2K)是保证芯片正常工作的关键。
[0003]低温测试系统主要分为两大类：一类是基于测试杆插入浸泡的液氦杜瓦系统，如图1所示，芯片固定在探测杆上，探测杆插入液氦杜瓦中获得低温环境，完成测试。然而，液氦杜瓦测试系统受液氦容量的限制，使用后需要重新灌装，不能满足长时间测试需求，而且测试温度调控难度大，此外，氦气作为一种重要的战略稀有资源，主要依赖进口，价格昂贵。另一类是基于机械制冷机系统，如图2所示，芯片直接固定在制冷机冷头上获得低温测试环境，完成测试。然而，基于所述机械制冷机系统进行测试时，系统更换测试芯片需要拆卸真空罩和屏蔽筒等装置，装拆不易，而且在进行芯片测试时，系统的降温时间和升温时间都比较长。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种低温测试系统，用于解决现有的需要液氦提供测试环境以及测试系统降温时间较长、芯片更换不方便的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种低温测试系统，所述低温测试系统包括：固定平台、真空罩、制冷装置及探测装置，
[0006]所述固定平台设有贯通其上、下端面的制冷口及探测口；
[0007]所述真空罩安装于所述固定平台的下端面；
[0008]所述制冷装置包括制冷机、一级冷头、二级冷头、一级制冷冷平台及二级制冷冷平台，所述制冷机安装于所述制冷口处且位于所述固定平台的上方，所述一级冷头固定于所述制冷机的下方且位于所述真空罩内，所述二级冷头固定于所述一级冷头的下方，所述一级制冷冷平台安装于所述一级冷头处，所述二级制冷冷平台安装于所述二级冷头处；
[0009]所述探测装置包括：温室端面板、一级探测冷平台、二级探测冷平台、芯片放置台及磁屏蔽罩，所述室温端面板安装于所述探测口处且位于所述固定平台的上方，所述一级探测冷平台固定于所述室温端面板的下方且与所述一级制冷冷平台之间具有热接触，所述二级探测冷平台固定于所述一级探测冷平台的下方且与所述二级制冷冷平台之间具有热接触，所述芯片放置台固定于所述二级探测冷平台的下方且位于所述磁屏蔽罩内，所述磁屏蔽罩安装于所述探测二级冷平台的下端面；其中，所述一级探测冷平台和所述二级探测冷平台对应设有贯通其上、下端面的引线口。
[0010]可选地，所述一级制冷冷平台与所述二级制冷冷平台之间设有气体热开关。
[0011]可选地，所述气体热开关包括具有气体空隙的密封腔室、热导连接体及吸收泵，所
述热导连接体设于所述密封腔室中且暴露出上端部和下端部，所述吸附泵通过管路连接所述密封腔室；所述上端部与所述一级冷制冷平台的下端面固定连接，所述下端部与所述二级制冷冷平台的上端面固定连接。
[0012]可选地，所述一级制冷冷平台设有贯通其上、下端面的接触口，所述探测装置穿过所述接触口，所述一级探测冷平台安装于所述接触口处且与所述一级制冷冷平台接触。
[0013]可选地，所述低温测试系统还包括第一附加接触件及第一紧固件，所述第一附加接触件包括第一头部及第一接触部，所述第一接触部固定于所述第一头部的下方，所述第一紧固件固定于所述第一接触部远离所述第一头部的一端；所述固定平台还设有贯通其上、下端面的第一附加接触口，所述一级探测冷平台设有贯通其上、下端面的第一紧固口，所述一级制冷冷平台设有第二紧固口，所述第一头部安装于所述第一附加接触口处且位于所述固定平台的上方，所述第一紧固件与所述第一紧固口和所述第二紧固口适配安装。
[0014]可选地，所述第一附加接触件包括真空磁力转轴。
[0015]可选地，所述低温测试系统还包括：冷屏筒，安装于所述一级制冷冷平台的下端面。
[0016]可选地，所述低温测试系统还包括：热桥，所述热桥包括热桥固定部及热桥接触部，所述热桥固定部设于所述二级制冷冷平台上，所述热桥接触部设于所述热桥固定部远离所述二级制冷冷平台的一端且与所述二级探测冷平台接触。
[0017]可选地，所述低温测试系统还包括第二附加接触件及第二紧固件，所述第二附加接触件包括第二头部及第二接触部，所述第二接触部固定于所述第二头部的下方，所述第二紧固件固定于所述第二接触部远离所述第二头部的一端；所述热桥还包括具有第三紧固口的热桥附加部，所述热桥附加部设于所述热桥固定部和所述热桥接触部的连接处，所述固定平台还设有贯通其上、下端面的第二附加接触口，所述二级探测冷平台设有贯通其上、下端面的第四紧固口，所述第二头部安装于所述第二附加接触口处且位于所述固定平台的上方，所述第二紧固件与所述第三紧固口和所述第四紧固口适配安装。
[0018]可选地，所述第二附加接触件包括真空磁力转轴。
[0019]可选地，所述固定平台还设有贯通其上、下端面的气体冲灌口。
[0020]如上所述，本专利技术的一种低温测试系统，具有以下有益效果：本专利技术涉及的低温测试系统将探测装置与制冷装置相结合，使得所述探测装置及所述制冷装置实现热接触，且通过真空旋转磁力转轴使得探测装置与制冷装置进行更加紧密的接触，从而能够使得探测装置实现更好地降温，实现无液氦的测试环境；通过利用设置于所述一级制冷冷平台与所述二级制冷冷平台之间的气体热开关，可减少所述低温测试系统的降温时间；而且，所述低温测试系统在升温过程中可通过灌入氦气或氮气的方式，实现快速插拔探测装置，进行芯片的更换，减少升温时间，使得芯片测试周期大大减小。
附图说明
[0021]图1显示为现有的液氦杜瓦系统的结构示意图。
[0022]图2显示为现有的制冷机系统的结构示意图。
[0023]图3显示为本专利技术低温测试系统的整体结构示意图。
[0024]图4显示为本专利技术低温测试系统中探测装置的结构示意图。
[0025]图5显示为本专利技术低温测试系统中制冷装置的结构示意图。
[0026]图6显示为本专利技术中气体热开关结构示意图。
[0027]元件标号说明
[0028]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
探测杆
[0029]2、8、20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
真空罩
[0030]3、9、90
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
冷屏筒
[0031]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
液氦筒
[0032]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
液氦
[0033]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
芯片
[0034]7、31
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
制冷机
[0035]10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温测试系统，其特征在于，所述低温测试系统包括：固定平台、真空罩、制冷装置及探测装置，所述固定平台设有贯通其上、下端面的制冷口及探测口；所述真空罩安装于所述固定平台的下端面；所述制冷装置包括制冷机、一级冷头、二级冷头、一级制冷冷平台及二级制冷冷平台，所述制冷机安装于所述制冷口处且位于所述固定平台的上方，所述一级冷头固定于所述制冷机的下方且位于所述真空罩内，所述二级冷头固定于所述一级冷头的下方，所述一级制冷冷平台安装于所述一级冷头处，所述二级制冷冷平台安装于所述二级冷头处；所述探测装置包括：室温端面板、一级探测冷平台、二级探测冷平台、芯片放置台及磁屏蔽罩，所述室温端面板安装于所述探测口处且位于所述固定平台的上方，所述一级探测冷平台固定于所述室温端面板的下方且与所述一级制冷冷平台之间具有热接触，所述二级探测冷平台固定于所述一级探测冷平台的下方且与所述二级制冷冷平台之间具有热接触，所述芯片放置台固定于所述二级探测冷平台的下方且位于所述磁屏蔽罩内，所述磁屏蔽罩安装于所述二级探测平台的下端面；其中，所述一级探测冷平台和所述二级探测冷平台对应设有贯通其上、下端面的引线口。2.根据权利要求1所述的低温测试系统，其特征在于，所述一级制冷冷平台与所述二级制冷冷平台之间设有气体热开关。3.根据权利要求2所述的低温测试系统，其特征在于，所述气体热开关包括具有气体空隙的密封腔室、热导连接体及吸附泵，所述热导连接体设于所述密封腔室中且暴露出上端部和下端部，所述吸附泵通过管路连接所述密封腔室；所述上端部与所述一级制冷冷平台的下端面固定连接，所述下端部与所述二级制冷冷平台的上端面固定连接。4.根据权利要求1所述的低温测试系统，其特征在于，所述一级制冷冷平台设有贯通其上、下端面的接触口，所述探测装置穿过所述接触口，所述一级探测冷平台安装于所述接触口处且与所述一级制冷冷平台接触。5.根据权利要求4所述的低温测试系统，其特征在于，所述低温测试系统还包括第一附加...

【专利技术属性】
技术研发人员：余慧勤，李凌云，汪书娜，原蒲升，尤立星，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：