一种超导量子计算芯片用封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了量子计算芯片领域的一种超导量子计算芯片用封装结构，从上到下依次包括屏蔽盖帽、高频线路板与导热底板，高频线路板上表面固定有多组多芯集成高频连接组件，高频线路板及屏蔽盖帽均与导热底板固定连接；高频线路板上表面开设有槽孔，量子计算芯片穿过槽孔并设置在导热底板的上表面、高频线路板与屏蔽盖帽的底面构成的闭合腔体中，量子计算芯片还与高频线路板键合互连。本实用新型专利技术中的量子计算芯片处于封闭腔体中，能够屏蔽任何外来磁场噪声以及红外辐射噪声等，还能够通过导热底板与制冷源保持良好的热接触，本实用新型专利技术能够有效地减小封装尺寸，特别适用于低温超导量子芯片工作环境中。

【技术实现步骤摘要】
一种超导量子计算芯片用封装结构
本技术涉及量子计算芯片领域，具体是一种超导量子计算芯片用封装结构。
技术介绍
半导体产业已经逐渐进入“后摩尔时代”，通过减小晶体管尺寸维持摩尔定律已经几乎不再可能。量子计算被认为是“后摩尔时代”的一种可能解决方案，近年来备受关注。超导量子计算以超导量子比特为核心物理器件，为了实现量子纠错算法，需要物理量子比特的退相干时间足够长，也需要足够多的比特数目。超导量子比特的数目提升导致量子芯片尺寸、架构、引出方式等发生较大变化，对传统的封装方法带来挑战。国内现有量子芯片的输入输出端口较少，一般仅十几个左右，对应与大型号的连接器连接，无法支持多比特量子芯片所需的通道数量的需求。另外，由于量子态是“脆弱的”，对于量子芯片来说，其工作环境至关重要。如果环境过于嘈杂，则量子态极易被破坏，保存其中的信息随即丢失，量子芯片就失去了作用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种超导量子计算芯片用封装结构，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种超导量子计算芯片用封装结构，从上到下依次包括屏蔽盖帽、高频线路板与导热底板，所述高频线路板上表面固定有多组多芯集成高频连接组件，高频线路板及屏蔽盖帽均与导热底板固定连接；所述高频线路板上表面开设有槽孔，所述量子计算芯片穿过槽孔并设置在导热底板的上表面、高频线路板与屏蔽盖帽的底面构成的闭合腔体中，所述量子计算芯片还与所述高频线路板键合互连。作为本技术的改进方案，为了提高比特退相干时间，所述导热底板与量子计算芯片的接触区域开设有第一盲槽，并形成谐振腔结构。作为本技术的改进方案，为了提高比特退相干时间，所述屏蔽盖帽的底部开设有第二盲槽，形成矩形谐振腔结构。作为本技术的改进方案，为了提高多芯集成高频连接组件与高频线路板连接的质量，所述多芯集成高频连接组件的引针与高频线路板采用回流焊的方式固定。作为本技术的改进方案，所述导热底板上表面针对所述多芯集成高频连接组件的引针开设有避让孔。作为本技术的改进方案，所述高频线路板为多层布线PCB板，并形成“地-信号-地”结构。作为本技术的改进方案，所述高频线路板通过槽孔中裸露的中间信号焊盘与量子计算芯片键合。作为本技术的改进方案，为了保护高频线路板中的覆铜层，所述高频线路板表面及内部过孔镀金。有益效果：本技术中的量子计算芯片处于导热底板、高频线路板与屏蔽盖帽构成的封闭腔体中，能够屏蔽任何外来磁场噪声以及红外辐射噪声等，量子计算芯片与高频线路板均固定在导热底板上，能够通过导热底板与制冷源保持良好的热接触，同时，采用多芯集成高频连接组件，替代常规单芯高频连接器组合，能够有效地减小封装尺寸，特别适用于低温超导量子芯片工作环境中。附图说明图1为本技术的封装结构分解示意图；图2为本技术的高频线路板某一俯视角度的结构示意图；图3为本技术的导热底板某一俯视角度的结构示意图；图4为本技术的多芯集成高频连接组件某一仰视角度结构示意图；图5为本技术的屏蔽盖帽某一仰视角度结构示意图；图6为本技术的封装结构示意图。图中：1-量子计算芯片；2-高频线路板；3-导热底板；4-多芯集成高频连接组件；5-屏蔽盖帽；6-槽孔；7-第一盲槽；8-第二盲槽；9-引针；10-避让孔；11-通槽。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参见图1，一种超导量子计算芯片用封装结构，从上到下依次包括屏蔽盖帽5、高频线路板2与导热底板3，高频线路板2上表面固定有多组多芯集成高频连接组件4，优选地，多芯集成高频连接组件4采用螺栓穿过高频线路板2与导热底板3紧固连接，其引针9与高频线路板2采用回流焊的方式固定，导热底板3的上表面针对多芯集成高频连接组件4的引针9开设有避让孔10，避让孔10为通孔或盲孔。优选地，多芯集成高频连接组件4设有四组，并呈矩形分布在量子计算芯片1的四周。多芯集成高频连接组件4通过高频连接组件中的金属结构与多个无磁高频连接器过盈配合的组装方式，实现多芯集成。高频线路板2及屏蔽盖帽5均与导热底板3固定连接，优选地，高频线路板2与屏蔽盖帽3均通过螺栓与导热底板3紧固，保证接地性能。其中高频线路板2与导热底板3的外形尺寸可以相同也可以不同，视实际使用情况决定。高频线路板2上表面开设有槽孔6，优选地，高频线路板2为多层布线PCB板，并形成“地-信号-地”结构，高频线路板2的表面及过孔镀金，用于保护PCB板的覆铜层。优选地，槽孔6为阶梯孔，暴露出高频线路板2的中间信号焊盘，量子计算芯片1的引出端在顶面，沿四边均布，采用金属引线键合的方式与中间信号焊盘连接。量子计算芯片1穿过槽孔6并设置在导热底板3的上表面、高频线路板2与屏蔽盖帽5的底面构成的闭合腔体中，优选地，量子计算芯片1通过粘接固定在导热底板3的上表面。由于量子计算芯片1处于封闭的腔体中，可以屏蔽任何外来磁场噪声以及红外辐射噪声等，量子计算芯片1与高频线路板2均固定在导热底板3上，能够通过导热底板3与制冷源保持良好的热接触，同时，采用多芯集成高频连接组件4，替代常规单芯高频连接器组合，能够有效地减小封装尺寸，特别适用于低温超导量子芯片工作环境中。优选地，导热底板3与量子计算芯片1的接触区域开设有第一盲槽7，并形成谐振腔结构，屏蔽盖帽5的底部开设有第二盲槽8，形成矩形谐振腔结构，可以提高比特退相干时间。优选地，导热底板3与屏蔽盖帽5可选铝合金(6061)等材料，保证超导性能。本技术的加工工艺及流程简单，可靠性高，适合批量生产。虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导量子计算芯片用封装结构，其特征在于，从上到下依次包括屏蔽盖帽(5)、高频线路板(2)与导热底板(3)，所述高频线路板(2)上表面固定有多组多芯集成高频连接组件(4)，高频线路板(2)及屏蔽盖帽(5)均与导热底板(3)固定连接；所述高频线路板(2)上表面开设有槽孔(6)，所述量子计算芯片(1)穿过槽孔(6)并设置在导热底板(3)的上表面、高频线路板(2)与屏蔽盖帽(5)的底面构成的闭合腔体中，所述量子计算芯片(1)还与所述高频线路板(2)键合互连。/n

【技术特征摘要】
1.一种超导量子计算芯片用封装结构，其特征在于，从上到下依次包括屏蔽盖帽(5)、高频线路板(2)与导热底板(3)，所述高频线路板(2)上表面固定有多组多芯集成高频连接组件(4)，高频线路板(2)及屏蔽盖帽(5)均与导热底板(3)固定连接；所述高频线路板(2)上表面开设有槽孔(6)，所述量子计算芯片(1)穿过槽孔(6)并设置在导热底板(3)的上表面、高频线路板(2)与屏蔽盖帽(5)的底面构成的闭合腔体中，所述量子计算芯片(1)还与所述高频线路板(2)键合互连。


2.根据权利要求1所述的一种超导量子计算芯片用封装结构，其特征在于，所述导热底板(3)与量子计算芯片(1)的接触区域开设有第一盲槽(7)，并形成谐振腔结构。


3.根据权利要求1所述的一种超导量子计算芯片用封装结构，其特征在于，所述屏蔽盖帽(5)的底部开设有第二盲槽(8)，形成矩形谐振腔结构。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦智晗，汪冰，芮金成，朱雨生，李剑，刘松，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十三研究所，
类型：新型
国别省市：安徽;34