CN112074945A - 量子计算信号线低温微波衰减器 - Google Patents

Abstract

一种用于量子技术的低温微波衰减器设备，包括：壳体部件和微波衰减器芯片，其中所述壳体部件在1开氏度时具有约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率。该设备还包括微波连接器，该微波连接器包括直接导线耦合至微波衰减器芯片的信号导体。

Description

量子计算信号线低温微波衰减器

背景技术

本发明总体上涉及微波衰减器，并且更具体地涉及用于量子技术的低温(cryogenic)微波衰减器设备。

量子计算机的基本单元是量子位(qubit)。量子位是量子机制系统，其中可以编码、存储和操纵信息。量子位的相干时间定义量子位中可以维持量子状态多长时间的时间。

基于超导的量子架构的性能取决于超导量子位/量子处理器的质量，这可以通过测量相干时间来表征。这些相干时间取决于许多因素，其中一个因素是微波硬件部件在低温下的性能。例如，在量子计算装置中，需要在稀释制冷机(冷冻机)中使用微波部件，并且特别是微波衰减器(用于传输和衰减噪声以及微波信号)来将干净的、低噪声的微波信号传送到这些量子位。虽然一些低温微波衰减器是可商购获得的，但这样的装置在非常低(例如，50开氏度(K)至1K)和超低毫开氏度(mK)的温度下不能很好地工作，例如，在稀释制冷机中存在五个不同的温度区域，约50K，约4K，0.7K、0.1K和基础温度，通常为约10mK。

发明内容

下面给出概述以提供对本发明的一个或多个实施例的基本理解。本概述不旨在标识关键或重要元素，或描绘特定实施例的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化形式呈现概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

根据本发明的一个方面，一种设备包括低温微波衰减器设备，该低温微波衰减器设备包括壳体部件和微波衰减器芯片。壳体部件在1开氏度时具有约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率。该设备还包括微波连接器，该微波连接器包括直接导线耦合至微波衰减器芯片的信号导体。优点包括低温微波衰减器装置提供更好和更快的热化(thermalization)，并因此提供更干净的微波信号。壳体部件可以包括铜合金壳体材料，例如，基本上无氧的高热导率铜材料或电解铜材料。该壳体部件可以镀有耐氧化的用于抵抗该壳体部件的氧化的材料，例如金。信号导体可包括连接器中心引脚，该连接器中心引脚是经由一个或多个金线耦合至微波衰减器芯片的直接线。优点包括：该微波连接器更令人希望地被热化，这改进了这些量子处理器的功能性。

根据另一方面，一种设备包括容纳微波信号衰减器芯片的壳体部件，该壳体部件包括金属，该金属在1开氏度时具有约至少1瓦特每米开尔文的热导率。该设备还包括机械地耦合至壳体部件的第一子部件，该第一子部件包括第一微波连接器，该第一微波连接器具有电耦合至微波信号衰减器芯片的输入侧的第一微波信号导体。该设备进一步包括机械地耦合至壳体部件的第二子部件，该第二子部件包括第二微波连接器，该第二微波连接器具有电耦合至微波信号衰减器芯片的输出侧的第二微波信号导体。第一微波连接器可以包括阴性(female gender)微波连接器，并且第二微波连接器可以包括阴性微波连接器。具有相同极性连接器的优点包括减少连接器的数量从而减少信号反射。

根据又一方面，一种方法包括构造用于微波信号衰减器设备的封装部件，包括：将微波信号衰减器芯片附连至外壳部件，该外壳部件在1开氏度时具有约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率。该方法进一步包括将第一微波连接器子部件耦合到壳体部件并且将第二微波连接器子部件耦合到壳体部件。该方法还包括将微波信号衰减器芯片的输入侧引线接合至第一微波连接器信号导体，以及将微波信号衰减器芯片的输出侧引线接合至第二微波连接器信号导体。优点包括微波连接器子部件更令人希望地被热化，这改进了量子处理器的功能性。

根据另一方面，一种设备包括输入微波连接器部件，该输入微波连接器部件包括输入信号导体，该输入信号导体电耦合到微波信号衰减器芯片的输入。该设备还包括输出微波连接器部件，该输出微波连接器部件包括输出信号导体，该输出信号导体电耦合到微波信号衰减器芯片的输出。该设备进一步包括壳体部件，该壳体部件具有在1开氏度时约至少0.1瓦特每米开尔文的第一热导率。壳体部件用紧固材料固定到微波信号衰减器芯片，该紧固材料具有在1开氏度时约至少0.1瓦特每米开尔文的第二热导率。壳体部件机械地耦接到输入微波连接器部件和输出微波连接器部件。优点包括更好的热化，这改进了量子处理器的功能性。

根据又一方面，低温微波衰减器装置包括壳体部件，该壳体部件具有在1开氏度时约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率。壳体部件被耦合以耗散容纳在壳体部件内的微波信号衰减器芯片的热能。所述低温微波衰减器装置还包括机械地耦合至所述壳体部件的输入微波连接器部件。所述输入微波连接器部件包括输入信号导体，所述输入信号导体直接引线接合到所述微波信号衰减器芯片的输入端。输出微波连接器部件机械地耦接到壳体部件。所述输出微波连接器部件包括输出信号导体，所述输出信号导体直接引线接合到所述微波信号衰减器芯片的输出端。为了消散热能，壳体部件可经由紧固材料耦合至微波信号衰减器芯片，该紧固材料具有在1开氏度下约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率。该低温微波衰减器装置的材料和设计的至少一个优点是改进了这些量子处理器的功能。

附图说明

图1示出了根据本披露的一个或多个示例实施例的使用具有高热导率的低温微波衰减器通过稀释制冷机内的同轴控制线传输微波控制信号的示例部件的框图。

图2示出根据本发明的一个或多个示例实施例的处于拆卸状态的具有高导热子部件的低温微波衰减器装置的透视图，该高导热子部件包括相同极性的连接器。

图3示出根据本发明的一个或多个示例实施例的处于部分组装状态的具有高导热子部件的低温微波衰减器装置的顶视图，所述子部件包括相同性别的连接器。

图4示出根据本发明的一个或多个示例实施例的低温微波衰减器装置的一部分的放大视图。

图5示出根据本公开的一个或多个示例实施例的低温微波衰减器设备的俯视图，其中芯片被固定到该设备的下壳体部分并被接合到同轴连接器的中心引脚。

图6示出根据本发明的示范性实施例的低温微波衰减器装置的部件的框图(未按比例)。

图7示出根据本发明的示范性实施例的低温衰减器装置的方法的表示。

具体实施方式

以下详细描述仅是说明性的并且不旨在限制实施例和/或实施例的应用或用途。此外，没有意图被在前面的章节中或在具体实施方式章节中呈现的任何表达或暗示的信息绑定。

现在参考附图来描述一个或多个实施例，其中，贯穿全文，相同的附图标记用于指代相同的元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对一个或多个实施例的更透彻的理解。然而，显而易见的是，在不同情况下，可以在没有这些具体细节的情况下实践一个或多个实施例。

进一步，应当理解，将依据给定的说明性架构来描述本公开；然而，其他架构、结构、衬底材料和工艺特征以及步骤可以在本公开的范围内变化。

还将理解的是，当诸如层、区域或基板的元件被称为在另一元件″上″或″上方″时，其可以直接在另一元件上或者也可以存在中间元件。相比之下，只有当提到一个元件″直接在另一个元件上″或″直接在另一个元件上″时才存在中间元件。应注意，取向总体上是相对的；例如，″在......上″或″在......上方″或″上部″或″下部″可以是翻转的，并且如果是这样的话，可以被认为是未改变的，即使当表示为翻转取向时技术上看起来在下方或下方/下方。还将理解的是，当元件被称为″连接″或″耦接″至另一个元件时，其可以直接连接或耦接至另一个元件或者可以存在中间元件。相比之下，仅当一个元件被称为″直接连接″或″直接耦合″到另一个元件上时才不存在中间元件。

说明书中对本原理的″一个实施例″或″实施例″及其其他变型的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构、特性等包括在本原理的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各处出现的短语″在一个实施例中″或″在实施例中″以及任何其他变体的出现不一定全部是指同一实施例。为了简洁起见，省略了对在各个实施例中采用的类似元件的重复描述。

通常，问题是已知的微波衰减器在非常低(例如，4开尔文，或4K)和超低(mK，诸如0.1K)的温度下不具有足够好的热性能和微波性能。在此描述的一个或多个解决方案提供了稀释制冷器中使用的衰减器的更优化的热化，从而提供了改进的量子位性能/相干时间，同时保留了衰减器的适合的微波响应。如将理解的，在此描述的微波衰减器技术解决了量子应用中的稀释制冷机中的微波传输线中的许多热化问题。

在此描述的技术总体上是针对一种适合在低温下与量子计算技术一起使用的微波衰减器装置，包括在稀释制冷机的混合室的超低温度(例如，0.01K)下使用。通常，该技术基于使用高导热性材料。为此，提供了不同高热导率部件，包括高热导率封装部件(例如，由金刚石、银或铜合金制成)，该高热导率封装部件包括一对微波控制信号线连接器部件和包含衰减器芯片的壳体部件。此外，衰减器芯片的电阻膜元件蒸发到其上的基板需要高导热性，以将热能消散到壳体部件接地平面中，并因此消散到稀释制冷板中；对于高于约4K的温度，蓝宝石、石英和金刚石可以用作衬底，而对于低于约4K(例如，0.7K或0.01K)的温度，砷化镓或熔硅可以用作衬底。

此外，微波控制信号线连接器部件可以被设计为相同极性，例如，每一端的阴性，与商业上可获得的衰减器不同。这避免了对一个或多个适配器将衰减器装置连接到微波控制信号线上的需要，并且因此使微波连接的量最小化，由此减少了用于量子处理器的微波控制线中的反射点的数量(这增加了量子位控制脉冲的保真度)。

现在参考附图，其中相似的数字表示相同的相似的元件，图1示出了示例电路/量子应用100，其中高热导率低温-微波衰减器设备102-104可以在稀释制冷机中实现。尽管图1示出了三个衰减器装置102-104作为实例，但应理解典型地存在五个板(50K板、4K板、0.7K板、0.1K板和混合室板在大约0.01K至0.03K(通常称为10mK)的基础温度下)，并且在稀释制冷机中，可以在任何板级存在衰减器装置，每个板具有多个衰减器装置(每个信号线一个)。注意，例示的衰减器设备102具有一对同轴连接器102a和102b，例示的衰减器设备103具有一对同轴连接器103a和103b，并且例示的衰减器设备104具有一对同轴连接器104a和104b。

总体上，量子应用需要在稀释制冷机的输入/输出控制信号线上的微波衰减器以减小信号幅度、减小热噪声并且使导体热化。进入一个量子装置的输入信号被衰减，从稀释制冷器到测量装置的输出信号也可以衰减。如已知的，衰减在大频带上基本上相等，并且因此在此描述的技术在图1的电路/量子应用100中工作良好。微波信号因此被衰减以在整个温度变化中提供相对干净的信号，而热能通过其他金属和高热导率衬底耗散。

图2示出了以分解状态示出的示例性衰减器装置200的透视图。在该举例实施例中，屏蔽的(例如，同轴或简单地同轴)微波连接器202a和202b分别耦合到同轴耦合部分220a和220b。这样的固定子部件耦接件可以作为制造的一部分通过焊接、将部件铸造在一起等来实现，以在构造/生产时通常形成单个固定子部件221a或222b。微波连接器202a和202b可以是SMA(例如，SMA-F)、SMP(例如，SMP-F)或其他已知的微波连接器设计，或者可以是定制设计。如图2所示，每个衰减器装置存在两个这样的子部件，如本文所述，其可具有相同极性(例如，两个阴性)，一个子部件221a在衰减器装置200的一端上，另一个子部件221b在相对端。分别包括(例如，同轴电缆)微波连接器202a和202b的中心引脚222a和222b的屏蔽信号线的中心导体朝向衰减器设备200的中心延伸，并且如所理解的，其与(例如，接地)同轴电缆耦合部分220a和220b电绝缘。

图2中还示出了上壳体部分224U和下壳体部分224L。壳体部分224U和224L(以及子部件221a和221b)可以由电镀(例如，镀金)以抵抗氧化的无氧高导电率铜或电解铜制成。例如，可以使用各种铜合金(例如，C101、C102、C103、C110)。壳体部件可包括铜合金(或铂、银、金、黄铜、铝(仅高于1.3K温度的铝))材料，例如基本无氧的高导电率铜材料或电解铜材料，使得壳体部件的导热率耗散微波衰减器部件的热能。壳体部件可镀有抗氧化材料，例如金，以抵抗壳体部件的氧化。

一般而言，并且如本文所描述的，同轴耦合部分220a和220b可被压配合或以其他方式机械地紧固(例如，夹紧/旋拧在一起、胶合、焊接等)到下壳体部分224L，并且可能在一定程度上彼此紧固。微波信号衰减器芯片550(图5)附连(例如，焊接或以其他方式粘附)到下壳体部224L，其中从微波信号衰减器芯片550延伸的引线接合到同轴电缆微波连接器202a和202b的中心引脚222a和222b。在图2的示例中，示出了至少部分地通过朝向下壳体部分224L延伸的同轴联接部分220a和220b的臂来促进的压配合连接，下壳体部分224L具有布置成以适当的紧密配合接收臂的槽；这些臂还可以延伸以在某种程度上配合到具有接收座的相应配对臂中。

上壳体部224U固定于下壳体部224L。螺钉226和227具有相应的上螺钉座228U、228L和下螺钉座229U、229L，至少下螺钉座228L和229L是带螺纹的，被示出为提供紧固机构。尽管如此，可以使用任何适合的紧固机构。

图3示出了处于部分组装状态的示例性衰减器装置200的俯视图，即，在该实例中，子部件221a和221b和下壳体部分224L压配合在一起，但上壳体部分224U没有紧固到衰减器装置200的其余部分。标记为330的大体上居中的区域是芯片将被定位的地方，即，在中心引脚222a和222b之间。图4总体上示出了该区域330的放大视图。

图5例示了可以如何用紧固材料将微波信号衰减器芯片550固定到下壳体部分224L，例如，通过环氧树脂或焊接或以其他方式将微波信号衰减器芯片550的衬底耦接到下壳体部分224L的顶部附近的相对平坦的部分。环氧树脂或焊料块(部分地示出)表示这种紧固材料耦合/高热导率紧固材料552。注意，一个合适的芯片例如可从Analog Devices，lnc.，HMC658商购获得，其具有镀金衬底以促进热耦合以用高导热性材料(例如，经由例如银环氧树脂或高导热性焊料附接)附着到壳体部件接地平面。

导线554a和554b分别接合到输入侧芯片接合垫556a和输出侧芯片接合垫556b(例如，金接合垫)，导线的另一端分别接合到中心引脚222a和222b。铝线可在高于铝金属的超导临界温度(T_C)(约1.3K)的温度下使用，即，与稀释制冷机的较高温度板结合使用；可以在较低温度下使用其他导线材料，例如金线。由此，在一个实现方式中，接合包括金线接合到微波连接器202a和202b的中心引脚222a和222b。如所理解的并且如图5所示，在一对线中的一根线断裂、接触不良或以其他方式失效的情况下，线554a和554b可以是线对。

图6示出如本文一般描述的低温微波衰减器装置600的实施例的示例侧视图。注意，图6的示例部件不是按比例的，部分是为了强调某些部件，通常以与图1-5中相同的方式标记。还参照图6描述了组装这种装置600的实例，但应当理解，与所描述的组装顺序不同的组装顺序是可行的。

在图6中，两个子部件221a和221b(同轴电缆耦接部分220a和220b，连同它们分别包括相应的中心销222a和222b的耦接的同轴电缆连接器202a和202b)被紧固至下壳体部分224L的相应(如所示的左侧和右侧)侧。如上所述，可以使用任何合适的紧固技术，然而，压配合紧固是本文所述的一种合适的技术。

包括其基板S的微波信号衰减器芯片550经由高热导率紧固材料552(例如，经由银环氧树脂或高热导率焊料)粘附到下壳体部分224L。导线(对)554a和554b分别接合到输入侧芯片焊盘556a和输出侧芯片焊盘556b，并且分别接合到中心引脚222a和222b，例如至少在接触部分处镀金。

上壳体部分224U例如经由螺钉226和227紧固至下壳体部分224L；当紧固在一起时，这两个壳体部分224U和224L可以统称为壳体部件224。虽然未示出，但是任何部件，特别是由铜合金制成的那些部件，可以镀有抗氧化材料，特别是金，尽管可以另外使用可以在适当长度的有用器件寿命中抵抗氧化的任何合适的材料，例如银。整个部件完全嵌入镀金、高导电性铜盘等中是可行的。

可以看出，通过使用与衰减器芯片和微波连接器之间的直接引线接合有关的无氧高导电或电解铜壳体部件，促进了微波衰减器的有效热化。这提供了这些微波部件、并且特别是这些微波衰减器的更好且更快的热化，从而提供了更清洁的微波信号。此外，通过在每一端经由相同的性别连接器减少微波连接器，提供了具有较少反射的更清洁的微波信号。

该技术提供了微波控制线(同轴电缆)的更好的热化，并且因此提供了更长的相干时间，这最终导致量子计算机/处理器的总体更好的性能。通过消除不必要的微波连接(这些微波连接不总是阻抗匹配的，例如在50欧姆)而减少反射点的量，存在更清洁的微波控制脉冲。由于更好的热化，这与量子位的更快的恢复时间相对应，这是通过热光子的一个更有效的漏出(drain)。

此外，在此描述的技术出于经济考虑而提供，因为某些材料可以在某些温度下使用。例如，铝线可以在铝金属的超导临界温度以上使用，而其他(例如，金)线可以在较低温度下使用，不同的壳体部件和连接器材料可以在不同的温度下使用，等等。因此，可以存在对应于它们在稀释制冷机内的不同温度下的使用的在此描述的组装包装的不同模型。

图7例示了诸如示出为各种操作的方法。该方法可包括构造用于微波信号衰减器设备的封装部件(操作702)，该封装部件可包括(操作704)将微波信号衰减器芯片550附连至外壳部件224，外壳部件224具有高热导率，例如在1K下约至少0.1瓦每米开尔文。操作706表示将第一微波连接器子部件221a耦合到壳体部件224。操作708表示将第二微波连接器子部件221b耦合到壳体部件224。操作710表示将微波信号衰减器芯片550的输入侧芯片焊盘556a引线接合至第一微波连接器信号导体(例如，中心引脚222a)，并且操作712表示将微波信号衰减器芯片的输出侧引线接合至第二微波连接器信号导体(例如，中心引脚222b)。

壳体部件224可包括上壳体部分224U和下壳体部分224L，并且其中将微波信号衰减器芯片550固定到壳体部件可包括将微波信号衰减器芯片550固定到下壳体部分224L。各方面可包括通过将上壳体部分224U紧固到下壳体部分224L来将微波信号衰减器芯片550容纳在壳体部件224中。

一个或多个方面包括设备600，该设备包括低温微波衰减器部件，该低温微波衰减器部件包括壳体部件224(图2)。壳体部件224可包括微波衰减器(例如，微波信号衰减器芯片550)，并且壳体部件224可在1K下具有约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率。设备600可进一步包括微波连接器202a，微波连接器202a包括直接导线耦合至微波衰减器(例如，微波信号衰减器芯片550)的信号导体(例如，中心引脚222a)。

壳体部件可以包括铜合金材料。该壳体部件可以镀有一种抗氧化材料。抗氧化材料可包括金。壳体部件可以包括基本上不含氧的高导电率铜材料。壳体部件可以包括电解铜材料。

信号导体可包括连接器中心引脚，该连接器中心引脚是经由一个或多个金线耦合到微波衰减器芯片的直接线。低温微波衰减器装置可与处于高于铝金属的超导临界温度的温度的稀释制冷器结合使用，并且对于这种稀释制冷器，信号导体可包括连接器中心引脚，该连接器中心引脚是经由一根或多根铝线直接导线耦合至微波衰减器芯片的。

微波连接器可以包括耦合到微波衰减器芯片的输入信号侧的第一微波连接器，并且设备还可以包括耦合到微波衰减器芯片的输出信号侧的第二微波连接器，其中第一微波连接器可以与第二微波连接器具有相同的极性。微波连接器可包括耦合到微波衰减器芯片的输入信号侧的第一凹微波连接器，并且设备还可包括耦合到微波衰减器芯片的输出信号侧的第二凹微波连接器。

衰减器芯片可包括经由在1K下具有约至少1瓦特每米开尔文的热导率的材料固定到壳体部件的电镀衬底。导热材料可包括银环氧树脂。

一个或多个方面包括设备600，设备600包括壳体部件224，壳体部件224包含微波信号衰减器芯片550，壳体部件224包括在1K下具有约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率的金属。各方面可包括可机械地耦合至壳体部件224的第一子部件221a，并且第一子部件221a可包括第一微波连接器202a，该第一微波连接器202a具有电耦合至微波信号衰减器芯片的输入侧(例如，在输入侧芯片焊盘556a处)的第一微波信号导体(例如，中心引脚222a)。第二子部件221b可以机械地耦合到壳体部件224，并且第二子部件221b可以包括第二微波连接器202b，该第二微波连接器202b具有电耦合到微波信号衰减器芯片的输出侧(例如，在输出侧芯片焊盘556b处)的第二微波信号导体(例如，中心引脚222b)。

壳体部件可以包括镀有抗氧化材料的铜合金壳体部件。

第一信号导体可包括连接器中心引脚，该连接器中心引脚是经由一根或多根导线耦合至微波衰减器芯片的输入侧的直接导线。第一微波连接器可以包括阴性微波连接器，并且第二微波连接器可以包括阴性微波连接器。

壳体部件可经由在1K下具有约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率的材料耦合至微波信号衰减器芯片的电镀基板。壳体部件可包括下壳体部分和上壳体部分，微波信号衰减器芯片附接至下壳体部分，上壳体部分紧固至下壳体部分以容纳微波信号衰减器芯片。

设备600可包括输入微波连接器202a，该输入微波连接器202a包括输入信号导体(例如，中心引脚222a)，该输入信号导体电耦合到微波信号衰减器(例如，在输入侧芯片焊盘556a处的微波信号衰减器芯片550)的输入。该设备可进一步包括输出微波连接器202b，该输出微波连接器202b可包括输出信号导体(例如，中心引脚222b)，该输出信号导体电耦合至微波信号衰减器(例如，在输出侧芯片焊盘556b处的微波信号衰减器芯片550)的输出。该设备可进一步包括壳体部件224，壳体部件224在1K下具有约至少0.1K瓦特每米开尔文的热导率，壳体部件224用在1K下具有大约至少1瓦特每米开尔文的热导率的材料固定至微波信号衰减器芯片550，以及壳体部件224，其机械地耦合到输入微波连接器202a和输出微波连接器202b。

输入微波连接器部件、输出微波连接器部件和壳体部件可镀有抗氧化材料。壳体部件可以包括铜合金。

各方面可包括低温微波衰减器设备600，该低温微波衰减器设备600包括外壳部件224，该外壳部件224具有在1K下约至少1瓦特每米开尔文的热导率，该外壳部件224被耦合以耗散外壳部件224内所包含的微波信号衰减器(例如，微波信号衰减器芯片550)的热能。输入微波连接器202a可以机械地耦合到壳体部件224，并且输入微波连接器部件可以包括输入信号导体(例如，中心引脚222a)，输入信号导体直接引线接合到微波信号衰减器芯片550的输入。输出微波连接器202b可以机械地耦合到壳体部件224，并且输出微波连接器202b可以包括输出信号导体(例如，中心引脚222b)，输出信号导体直接引线接合到微波信号衰减器芯片550的输出。壳体部件224可被耦合以经由高热导率紧固材料552耗散微波信号衰减器芯片550的热能，该高热导率紧固材料552在1K下具有约至少1瓦特每米开尔文的热导率。

上述内容仅包括实例。当然，出于描述本公开的目的，不可能描述部件、材料等的每个可想到的组合，但是本领域普通技术人员可以认识到，本公开的许多进一步的组合和排列是可能的。此外，就在详细说明、权利要求、附件和附图中使用术语″包括″、″具有″、″拥有″等而言，此类术语旨在以与术语″包含″类似的方式是包括性的，正如″包含″在权利要求中用作过渡词时被解释。

已出于说明的目的呈现了不同实施例的描述，但所述描述并非意在穷举或限于所揭示的实施例。在不背离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。选择在此使用的术语以最佳地解释实施例的原理、实际应用或在市场上找到的技术上的技术改进，或使得本领域普通技术人员能够理解在此披露的实施例。

Claims (25)

1.一种装置，包括：

低温微波衰减器设备，所述低温微波衰减器设备包括壳体部件和微波衰减器芯片，所述壳体部件在1开氏度时具有约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率；并且微波连接器，所述微波连接器包括信号导体，所述信号导体是直接导线耦合到所述微波衰减器芯片。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述壳体部件包括铜合金壳体材料。

3.如权利要求2所述的装置，其中该壳体部件镀有一种抗氧化材料。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述抗氧化材料包括金。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述壳体部件包括基本上无氧的高导电率铜材料，所述高导电率铜材料在1开氏度时具有约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率。

6.如权利要求1所述的装置，其中该壳体部件包括一种电解铜材料。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号导体包括连接器中心引脚，所述连接器中心引脚是经由一个或多个金线耦合到所述微波衰减器芯片的直接线。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述低温微波衰减器设备将与处于高于铝金属的超导临界温度的温度的稀释制冷板结合使用，以及其中所述信号导体包括连接器中心引脚，所述连接器中心引脚是经由一根或多根铝线耦合到所述微波衰减器芯片的直接线。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述微波连接器包括耦合到所述微波衰减器芯片的输入信号侧的第一微波连接器，并且还包括耦合到所述微波衰减器芯片的输出信号侧的第二微波连接器，并且其中所述第一微波连接器与所述第二微波连接器具有相同的极性。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述微波连接器包括耦合到所述微波衰减器芯片的输入信号侧的第一凹微波连接器，并且还包括耦合到所述微波衰减器芯片的输出信号侧的第二凹微波连接器。

11.权利要求1的装置，其中，该微波衰减器芯片包括电镀衬底，该电镀衬底经由紧固材料附连到该壳体部件，该紧固材料具有在1开氏度时约至少1瓦特每米开尔文的紧固材料热导率。

12.如权利要求11所述的装置，其中，所述紧固材料包括银环氧树脂。

13.一种装置，包括：

包含微波信号衰减器芯片的外壳部件，所述外壳部件包括金属，所述金属在1开氏度时具有约至少1瓦特每米开尔文的热导率；

机械地耦合到所述壳体部件的第一子部件，所述第一子部件包括第一微波连接器，所述第一微波连接器具有电耦合到所述微波信号衰减器芯片的输入侧的第一微波信号导体；并且

机械地耦合到所述壳体部件的第二子部件，所述第二子部件包括第二微波连接器，所述第二微波连接器具有电耦合到所述微波信号衰减器芯片的输出侧的第二微波信号导体。

14.如权利要求13所述的装置，其中，所述壳体部件包括镀有耐氧化材料的铜合金壳体部件。

15.如权利要求13所述的设备，其中所述第一微波信号导体包括连接器中心引脚，所述连接器中心引脚是经由一根或多根导线耦合到所述微波信号衰减器芯片的所述输入侧的直接导线。

16.如权利要求13所述的装置，其中所述第一微波连接器包括阴性微波连接器，并且所述第二微波连接器包括另一阴性微波连接器。

17.如权利要求13所述的设备，其中，该壳体部件经由紧固材料耦合到该微波信号衰减器芯片的电镀衬底，该紧固材料具有在1开氏度时约至少0.1瓦每米开尔文的紧固材料热导率。

18.如权利要求13所述的设备，其中，所述壳体部件包括下壳体部分和上壳体部分，所述微波信号衰减器芯片附接至所述下壳体部分，所述上壳体部分紧固至所述下壳体部分以容纳所述微波信号衰减器芯片。

19.一种方法，包括：

构造一种微波信号衰减器设备的封装部件，其特征在于，

将微波信号衰减器芯片固定到壳体部件，所述壳体部件在1开氏度时具有约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率；

将第一微波连接器子部件耦合到所述壳体部件；

将第二微波连接器子部件耦合到所述壳体部件；

将所述微波信号衰减器芯片的输入侧引线接合至第一微波连接器信号导体；并且

将所述微波信号衰减器芯片的输出侧引线接合至第二微波连接器信号导体。

20.如权利要求19所述的方法，其中，所述壳体部件包括上壳体部分和下壳体部分，以及其中，将所述微波信号衰减器芯片附连到所述外壳部件包括将所述微波信号衰减器芯片附连到所述下外壳部分，并且进一步包括，通过将所述上壳体部分紧固到所述下壳体部分来将所述微波信号衰减器芯片容纳在所述壳体部件中。

21.一种装置，包括：

输入微波连接器部件，所述输入微波连接器部件包括输入信号导体，所述输入信号导体电耦合到微波信号衰减器芯片的输入；

输出微波连接器部件，所述输出微波连接器部件包括输出信号导体，所述输出信号导体电耦合到所述微波信号衰减器芯片的输出；并且

壳体部件，该壳体部件具有在1开氏度时约至少0.1瓦特每米开尔文的第一热导率，所述外壳部件用紧固材料固定到所述微波信号衰减器芯片，所述紧固材料具有在1开氏度时约至少0.1瓦特每米开尔文的第二热导率，以及壳体部件，所述壳体部件机械地耦合到所述输入微波连接器部件和所述输出微波连接器部件。

22.如权利要求21所述的设备，其中所述输入微波连接器部件、所述输出微波连接器部件和所述壳体部件镀有抗氧化材料。

23.如权利要求21所述的设备，其中，所述外壳部件包括铜合金。

24.一种低温微波衰减器设备，包括：

壳体部件，其具有在1开氏度时约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率，所述壳体部件被耦合成耗散容纳在所述壳体部件内的微波信号衰减器芯片的热能；

输入微波连接器部件，所述输入微波连接器部件机械地耦合至所述壳体部件，所述输入微波连接器部件包括输入信号导体，所述输入信号导体直接引线接合至所述微波信号衰减器芯片的输入端；并且

输出微波连接器部件，其机械地耦合到所述壳体部件，所述输出微波连接器部件包括输出信号导体，所述输出信号导体直接引线接合到所述微波信号衰减器芯片的输出。

25.如权利要求24所述的低温微波衰减器设备，其中所述壳体部件被耦合以经由紧固材料耗散所述微波信号衰减器芯片的热能，所述紧固材料具有在1开氏度时约至少0.1瓦特每米开尔文的热导率。

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