CN112611950A - 一种量子芯片检测治具及检测系统 - Google Patents
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Abstract
一种量子芯片检测治具，包括用于接触量子芯片引脚的第一面，用于输出和输入信号的第二面，以及位于所述第一面和第二面之间的第一再分布连接结构，其中，所述第一面上设有图形化的第一电极，所述第二面上设有图形化的第二电极，所述第一电极和所述第二电极之间由所述第一再分布连接结构相连，使得每个所述第一电极片都有一个对应的第二电极片电连接。通过本发明的检测治具，不仅减少了现有的检测治具的体积，并且由于在测试过程中，检测治具整体可以压覆在待测量子芯片上，因此可以让芯片更有效的固定，以此提高测试过程中的稳定性。同时本发明还提出了一种检测系统。
Description
技术领域
本发明涉及量子芯片的检测领域，尤其涉及一种量子芯片检测治具及装置。
背景技术
量子芯片作为芯片的一种，是量子计算机的基本构成单元，是以量子态的叠加效应为原理，以量子比特为信息处理的载体的处理器。现有的量子芯片检测装置，通常包括量子芯片放置台、探针装置和检测装置；检测装置与电探针连接，通过移动装置使探针直接与量子芯片的极板接触从而进行检测。不同量子芯片表面设计检测口位置不同，通常探针与量子芯表面的接触位置无法改变，这样就会影响检测效率，用多个探针以及探针可移动的方式去解决以上问题可以克服对应的问题，多个探针具有较大的适应性，可移动性进一步增加了其检测效率，但是由于具有较多的内部结构，该装置的体积会对应的增大，探针所需要的移动装置也会使得检测装置整体需要更好的稳定性，增大了调试投入。此外，使用探针的方案时，对应的芯片放置盒需要设置测试电极，因为量子芯片上的输入/输出引脚往往比较小，直接用探针很难对位，因此一般都会通过测试电极转接，这样就会使得芯片放置盒上的结构复杂、体积庞大。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种新的治具，能够避免使用探针，减少检测治具的体积，并且可以有利于测量的稳定性，使得量子芯片在检测的时候可以较好的与检测治具接触。
根据本发明的目的提出的一种量子芯片检测治具，包括用于接触量子芯片引脚的第一面，用于输出和输入信号的第二面，以及位于所述第一面和第二面之间的第一再分布连接结构，其中，所述第一面上设有图形化的第一电极，所述第二面上设有图形化的第二电极，所述第一电极包括至少两个第一电极片，所述至少两个电极片之间绝缘，所述第二电极包括至少两个第二电极片，所述至少两个第二电极片之间绝缘，所述第一电极和所述第二电极之间由所述第一再分布连接结构相连，使得每个所述第一电极片都有一个对应的第二电极片电连接。
优选的，所述第一电极的图形化使得该第一电极中的每个第一电极片与一待测的量子芯片上的引脚对应，所述第二电极的图形化使得所述每个第二电极片相比对应的第一电极片具有更大的面积。
优选的，每个所述第一电极片之间设有凹槽，所述凹槽内填充绝缘介质，使得每个所述第一电极之间两两绝缘，每个所述第二电极片之间设有凹槽，所述凹槽内填充绝缘介质，使得每个所述第二电极之间两两绝缘。
优选的，所述第一面上还设有转接贴片，所述转接贴片具有测试面和粘贴面，所述测试面上设有图形化的第三电极，该第三电极用于接触待测量子芯片的引脚，所述粘贴面上设有图形化的第四电极，该第四电极用于接触所述第一电极，所述转贴贴片内还设有连接所述第三电极和第四电极的第二再分布连接结构，该转接贴片可拆卸的粘贴在所述第一面上。
优选的，所示第三电极包括至少两个第三电极片，所述第三电极的图形化使得该第三电极中的每个第一电极片与一待测的量子芯片上的引脚对应，所示第四电极包括至少两个第四电极片，所述第四电极的图形化使得所述每个第四电极片都有一个第一电极片对应，当所示转接贴片粘贴在所述第一面时，每个所述第四电极片与对应的第一电极片电接触。
优选的，每个所述第三电极片之间设有凹槽，所述凹槽内填充绝缘介质，使得每个所述第三电极之间两两绝缘，每个所述第四电极片之间设有凹槽，所述凹槽内填充绝缘介质，使得每个所述第四电极之间两两绝缘。
优选的，所述第二面上还设有信号传输线，所述信号传输线耦合在所述第二电极的每个第二电极片上，用于传输输入/输出测试用的信号。
根据本发明的目的还提出了一种量子芯片检测系统，包括用于放置待测量子芯片的卡槽盒，用于信号处理的检测装置，以及如权利要求1-7任意一项所述的检测治具，其中所述检测装置用于向所述检测治具输入检测用的检测信号，并对所述检测治具反馈的反馈信号进行处理，以生成所述待测量子芯片的检测结果。
优选的，所述卡槽盒包括底座和设置在底座中央的芯片槽，待测量子芯片放入芯片槽后，其引脚向上暴露，所述检测治具上第一电极下压接触到该待测量子芯片上的引脚时，每一个所述第一电极片与对应的引脚电性接触。
优选的，所述卡槽盒包括底座和设置在底座中央的芯片槽，待测量子芯片放入芯片槽后，其引脚向上暴露，且所述芯片槽的深度使得待测量子芯片放入后与所述底座表面之间仍有一间距，所述检测治具第一表面上的转接贴片下压至所述芯片槽内，使得所述第三电极与所述待测量子芯片的引脚接触，且每一个所述第三电极片与对应的引脚电性接触。
与现有技术相比，本发明具有如下的技术优势：
第一、检测治具为平板状，大大减少了体积；
第二、检测治具表面的平面电极直接与量子芯片的引脚接触，可以让接触更加稳定；
第三、利用再分布结构，可以让不同形状的测试电极进行更换，提高了治具对不同型号的量子芯片的兼容性。
附图说明
图1是本发明的量子芯片测试系统示意图。
图2是本发明第一实施方式下测试治具仰视图。
图3是本发明第一实施方式下测试治具俯视图。
图4是本发明第一实施方式下测试治具的侧面剖视图。
图5是本发明第二实施方式下测试治具的侧视图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述，但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
请参见图1，图1是本发明的量子芯片检测系统的示意图。如图所示，该量子芯片检测系统包括用于放置待测量子芯片的卡槽盒20，用于信号处理的检测装置30，以及用于将信号加载到待测量子芯片和从待测量子芯片上采集反馈信号的检测治具10。
请参见图2至图4，图2至图4所示是本发明第一实施方式下的检测治具示意图。其中检测治具10包括用于接触量子芯片引脚的第一面11，用于输出和输入信号的第二面12，以及位于所述第一面11和第二面12之间的第一再分布连接结构15。该检测治具10主体为电介质平板或半导体材料制作而成的平板。如图中所示，在其第一面11上设有图形化的第一电极13，在其第二面12上设有图形化的第二电极14，第一电极13包括至少两个第一电极片131，这些电极片131之间两两绝缘。第二电极14包括至少两个第二电极片141，这些第二电极片131之间同样也两两绝缘。如图4所示，该第一电极13和第二电极14之间由第一再分布连接结构15相连，使得每个第一电极片131都有一个对应的第二电极片141电连接。该再分布连接结构15比如是贯穿电介质平板主体的金属柱体，或者在电介质平板主体内部设置一层再分布层，通过再分布层的图形化设计，将上下两个不同位置和大小的电极片进行互联。
请再参见图2、图3，第一电极13的图形化是指将第一电极13分成至少两个第一电极片131，与之对应的是第二电极14同样分成至少两个第二电极141。其中每一个第一电极片131被设计成能够与待测的量子芯片上的引脚的排布位置相对应，这样当检测治具10下压到待量子芯片上去时，能够使得对应的第一电极片131和量子芯片上的引脚接触。而第二电极片141相比对应的第一电极片131具有更大的面积，这样可以方便外部的测量装置连接到这些电极片上进行信号的输入和采集。
在一种实施方式中，每个第一电极片131和/或每个第二电极片141之间设有凹槽，同时在凹槽内填充绝缘介质，以此来实现每个第一电极片131和/或每个第二电极片141之间两两绝缘。在其它实施方式中，也可以直接在对电极片图形化时形成隔断。
请参见图5，图5是本发明第二实施方式下的检测治具示意图。如图所示，在该实施方式中，该第一面11上还设有转接贴片16。转接贴片16的作用是代替第一电极13与待测量子芯片的引脚进行接触。由于不同型号的量子芯片往往具有不同数量或不同排布的引脚，而在治具的主体上一单制作完成电极之后，由于无法再对电极进行调整，因此第一方式下的检测治具只能测试单一型号的量子芯片。为了扩大测试量子芯片的型号，在第二实施方式中引入转接贴片16。该转接贴片16具有测试面和粘贴面，其中测试面上设有图形化的第三电极，该第三电极用于接触待测量子芯片的引脚，而粘贴面上设有图形化的第四电极，该第四电极用于接触治具本体上的第一电极。同样的在该转贴贴片16内还设有连接所述第三电极和第四电极的第二再分布连接结构，该转接贴片可拆卸的粘贴在所述第一面上。
这样一来，针对不同型号的量子芯片时，可以选择具有对应图形化第三电极的转接贴片。而另一面上的第四电极，以及治具本体上的第一电极可以设计成一对标准对接的电极图样，两者之间可以通过接插或者粘贴的方式进行电极和电极之间的直连，切换测试量子芯片时，只需要更换该转接贴片即可。
同样的，该第三电极包括至少两个第三电极片，所述第三电极的图形化使得该第三电极中的每个第一电极片与一待测的量子芯片上的引脚对应，所示第四电极包括至少两个第四电极片，所述第四电极的图形化使得所述每个第四电极片都有一个第一电极片对应，当所示转接贴片粘贴在所述第一面时，每个所述第四电极片与对应的第一电极片电接触。
在一种实施方式中，每个所述第三电极片之间设有凹槽，所述凹槽内填充绝缘介质，使得每个所述第三电极之间两两绝缘，每个所述第四电极片之间设有凹槽，所述凹槽内填充绝缘介质，使得每个所述第四电极之间两两绝缘。
请再参见图1，检测治具10的第二面12上还设有信号传输线17，该信号传输线17耦合在第二电极14的每个第二电极片141上，用于传输输入/输出测试用的信号。该信号传输线17相当于一个物理信号传输线，其上被加载数据信号，需要注意的是，如果加载的信号为电信号，则该信号传输线17优选为电线或电缆类数据线，如果加载的信号为光信号，则该信号传输线17优选为光缆类数据线。信号传输线17与各个第二电极片141之间的耦合可以是电接触式耦合，比如每一个第二电极片141上焊接一根电引线，每个电引线会聚成一股总的传输线。也可以是非直接接触式耦合，比如设置一个类似信号调制/解调处理的芯片，该芯片可以电接在各个第二电极片141上，然后其输入/输出口接在信号传输线17上，以此实现信号的传输。
请再参见图1，卡槽盒20包括底座21和设置在底座21中央的芯片槽22，待测量子芯片40放入芯片槽22后，其引脚向上暴露，所述检测治具10上第一电极13下压接触到该待测量子芯片40上的引脚时，每一个所述第一电极片与对应的引脚电性接触。由于在本发明中，使用平板式检测治具，同时检测治具上的测试电极也都是平面式电极垫片，因此对应的卡槽盒20不需要额外的中转电极探针，这样卡槽盒20就可以设计成简单的用于放置量子芯片40的盒子，大大简化了整个测试系统的结构复杂度。另外，量子芯片的引脚封装方式，优选为表面贴装式元件(SMD)，这样在芯片放入芯片槽22之后，其引脚可以向上暴露出来。
进一步的，当检测治具10呈现第二实施方式下的状态时，即在第一面11上还设有转接贴片16时，由于转接贴片16本身具有一定的厚度，此时芯片槽22的深度可以做的深一点，使得待测量子芯片放入后与所述底座表面之间仍有一间距，这个间距可以在检测治具第一面11上的转接贴片16下压至芯片槽内，使得该转接贴片16上的第三电极能与待测量子芯片的引脚接触，且每一个所述第三电极片与对应的引脚电性接触。
不管上述任何一种实施方式，由于待测量子芯片40被限位在芯片槽22内，同时，检测治具10压覆在待测量子芯片40上，因此在做检测时，待测量子芯片40能被较好的固定，且不容易产生与现有技术中探针易跳脱或滑落等同样的问题，确保测试过程稳定可靠。
检测装置30用于向检测治具10输入检测用的检测信号，并将检测治具10反馈的反馈信号进行处理，以生成待测量子芯片的检测结果。
综上所述，本发明提出了一种量子芯片的检测治具和检测系统，利用再部分结构技术，将检测治具设计成平板状治具，在治具主体的上下两个面上分别制作测试用的电极垫片和信号传输用的电极垫片，两个电极之间通过再分布结构实现电连接，这样就可以让测试信号从治具的一个表面传递到另一个表面。通过本发明的检测治具，不仅减少了现有的检测治具的体积，并且由于在测试过程中，检测治具整体可以压覆在待测量子芯片上，因此可以让芯片更有效的固定，以此提高测试过程中的稳定性。通过一个探针总线将测试信号传递给探针阵列，配合可以调节的测试电极，使得对应不同尺寸以及不同引脚数量的量子芯片，都可以放在本发明的测试系统进行测试，具有测试通用性强的特点，而且由于测试电极在测试时与探针之间不存在互相移动，因此测试过程的稳定性高。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。
Claims (10)
1.一种量子芯片检测治具，其特征在于：包括用于接触量子芯片引脚的第一面，用于输出和输入信号的第二面，以及位于所述第一面和第二面之间的第一再分布连接结构，其中，所述第一面上设有图形化的第一电极，所述第二面上设有图形化的第二电极，所述第一电极包括至少两个第一电极片，所述至少两个电极片之间绝缘，所述第二电极包括至少两个第二电极片，所述至少两个第二电极片之间绝缘，所述第一电极和所述第二电极之间由所述第一再分布连接结构相连，使得每个所述第一电极片都有一个对应的第二电极片电连接。
2.如权利要求1所述的量子芯片检测治具，其特征在于：所述第一电极的图形化使得该第一电极中的每个第一电极片与一待测的量子芯片上的引脚对应，所述第二电极的图形化使得所述每个第二电极片相比对应的第一电极片具有更大的面积。
3.如权利要求1所述的量子芯片检测治具，其特征在于：每个所述第一电极片之间设有凹槽，所述凹槽内填充绝缘介质，使得每个所述第一电极之间两两绝缘，每个所述第二电极片之间设有凹槽，所述凹槽内填充绝缘介质，使得每个所述第二电极之间两两绝缘。
4.如权利要求1所述的量子芯片检测治具，其特征在于：所述第一面上还设有转接贴片，所述转接贴片具有测试面和粘贴面，所述测试面上设有图形化的第三电极，该第三电极用于接触待测量子芯片的引脚，所述粘贴面上设有图形化的第四电极，该第四电极用于接触所述第一电极，所述转贴贴片内还设有连接所述第三电极和第四电极的第二再分布连接结构，该转接贴片可拆卸的粘贴在所述第一面上。
5.如权利要求4所述的量子芯片检测治具，其特征在于：所示第三电极包括至少两个第三电极片，所述第三电极的图形化使得该第三电极中的每个第一电极片与一待测的量子芯片上的引脚对应，所示第四电极包括至少两个第四电极片，所述第四电极的图形化使得所述每个第四电极片都有一个第一电极片对应，当所示转接贴片粘贴在所述第一面时，每个所述第四电极片与对应的第一电极片电接触。
6.如权利要求5所述的量子芯片检测治具，其特征在于：每个所述第三电极片之间设有凹槽，所述凹槽内填充绝缘介质，使得每个所述第三电极之间两两绝缘，每个所述第四电极片之间设有凹槽，所述凹槽内填充绝缘介质，使得每个所述第四电极之间两两绝缘。
7.如权利要求5所述的量子芯片检测治具，其特征在于：所述第二面上还设有信号传输线，所述信号传输线耦合在所述第二电极的每个第二电极片上，用于传输输入/输出测试用的信号。
8.一种量子芯片检测系统，其特征在于：包括用于放置待测量子芯片的卡槽盒，用于信号处理的检测装置，以及如权利要求1-7任意一项所述的检测治具，其中所述检测装置用于向所述检测治具输入检测用的检测信号，并对所述检测治具反馈的反馈信号进行处理，以生成所述待测量子芯片的检测结果。
9.如权利要求8所述的量子芯片检测系统，其特征在于：所述卡槽盒包括底座和设置在底座中央的芯片槽，待测量子芯片放入芯片槽后，其引脚向上暴露，所述检测治具上第一电极下压接触到该待测量子芯片上的引脚时，每一个所述第一电极片与对应的引脚电性接触。
10.如权利要求8所述的量子芯片检测系统，其特征在于：所述卡槽盒包括底座和设置在底座中央的芯片槽，待测量子芯片放入芯片槽后，其引脚向上暴露，且所述芯片槽的深度使得待测量子芯片放入后与所述底座表面之间仍有一间距，所述检测治具第一表面上的转接贴片下压至所述芯片槽内，使得所述第三电极与所述待测量子芯片的引脚接触，且每一个所述第三电极片与对应的引脚电性接触。
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