CN209199886U - 一种量子芯片立体封装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种量子芯片立体封装装置，涉及芯片封装技术领域，本实用新型包括导向柱和可依次穿设在所述导向柱上呈下中上水平放置的基准板、支撑调整板和对准板；所述支撑调整板朝向所述对准板的表面中间设置有第一凹槽，所述第一凹槽内固定有量子芯片，所述量子芯片朝向所述对准板的表面上设置有对准图形；所述对准板上设置有与所述对准图形相匹配的对准轮廓孔；所述导向柱至少有两根，各所述导向柱在所述基准板上、所述支撑调整板上、所述对准板上均匀分布，所述基准板和所述支撑调整板可通过螺栓与所述固定孔固定连接，本实用新型能够实现量子芯片封装过程中的精准定位、安全固定。

Description

一种量子芯片立体封装装置

技术领域

本实用新型属于芯片封装技术领域，特别是一种量子芯片立体封装装置。

背景技术

量子芯片的正常工作需要极其稳定的工作环境，以避免来源于外界的干扰，裸露的芯片极易受到周围环境中杂波的影响，导致芯片上信号的传输以及使能受到影响，从而产生芯片性能较差甚至不能工作的状态，通常情况下，需要将裸露的量子芯片先封装起来再使用，以降低环境的干扰。

现有技术中，用于量子芯片的封装通常包括支撑板、调整板、固定板和电路板。封装的时候，将量子芯片放置在位于支撑板和固定板之间的调整板内，在调整板位置校准之后，通过螺栓同时固定支撑板、调整板和固定板，通过支撑板和固定板对调整板的挤压固定实现量子芯片的固定，然后再把电路板固定在固定板上。

现有通过支撑板和固定板和调整板的挤压固定实现量子芯片的固定，具有以下缺陷和不足：

借助螺栓实现支撑板和固定板挤压固定调整板时，拧紧螺栓的作用力大小难易控制，而调整板的厚度和量子芯片的厚度几乎相等，在螺栓的提供的作用力不均匀或者作用力控制不好时，支撑板和固定板两者对量子芯片及调整板的挤压容易造成量子芯片的损伤甚至损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种量子芯片立体封装装置，以解决现有技术中的不足，它能够实现量子芯片封装过程中的精准定位、安全固定。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种量子芯片立体封装装置，包括导向柱和可依次穿设在所述导向柱上呈下中上水平放置的基准板、支撑调整板和对准板；

所述支撑调整板朝向所述对准板的表面中间设置有第一凹槽，所述第一凹槽内固定有量子芯片，所述量子芯片朝向所述对准板的表面上设置有对准图形；

所述对准板上设置有与所述对准图形相匹配的对准轮廓孔；

所述导向柱至少有两根，各所述导向柱在所述基准板上、所述支撑调整板上、所述对准板上均匀分布；

所述基准板上分别设有与各所述导向柱位置对应、截面大小相等的第一导向孔，所述支撑调整板上分别设有与各所述导向柱位置对应的第二导向孔，所述第二导向孔比所述导向柱的截面大，所述对准板上分别设有与各所述导向柱位置对应、截面大小相等的第五导向孔，所述支撑调整板可相对各所述导向柱水平移动；

所述基准板上和所述支撑调整板上设置有位置相对应的固定孔，所述对准板上设置有与所述固定孔位置相对应的镂空，当所述对准图形与所述对准轮廓孔对准时，所述基准板和所述支撑调整板可通过螺栓与所述固定孔固定连接。

进一步的，所述第一凹槽的深度大于所述量子芯片的厚度。

进一步的，所述第一凹槽为台阶型凹槽；

所述台阶型凹槽的底部固定所述量子芯片；

所述台阶型凹槽平行于所述量子芯片表面的台阶面上设置有键合线。

进一步的，所述量子芯片立体封装装置还包括辅助封装件、电路板和连接件；

所述辅助封装件用于固定所述电路板并辅助实现所述电路板通过所述连接件与所述量子芯片电连接；

所述辅助封装件上分别设有与各所述导向柱位置对应、截面大小相等的第三导向孔；

所述电路板上分别设有与各所述导向柱位置对应、截面大小相等的第四导向孔；

所述辅助封装件可通过第三导向孔穿设在所述导向柱上并位于所述支撑调整板背离所述基准板的一侧；

所述电路板可通过第四导向孔穿设在所述导向柱上并位于所述辅助封装件背离所述支撑调整板的一侧。

进一步的，所述辅助封装件上对应的所述量子芯片的位置处具有第一厚度，所述辅助封装件上对应所述支撑调整板的位置处具有第二厚度，所述第一厚度小于所述第二厚度；

所述辅助封装件可通过穿设在所述第二厚度位置处的螺栓与所述基准板、所述支撑调整板固定连接。

进一步的，所述辅助封装件远离所述支撑调整板的表面中间设置有第二凹槽；

所述第二凹槽内固定设置有所述电路板。

进一步的，所述第二凹槽内还固定设有盖板；

所述盖板盖设在所述电路板上，且所述盖板与所述第二凹槽间隙配合。

进一步的，所述辅助封装件上对应所述量子芯片的位置处设置有第一过孔；

所述第一过孔用于间隙装配所述连接件。

进一步的，所述连接件包括弹簧针和针套；

所述弹簧针设置在所述针套内，且所述弹簧针一端可电连接所述量子芯片，所述弹簧针一端可电连接所述电路板。

进一步的，所述量子芯片立体封装装置还包括连接器；

所述连接器固定在所述辅助封装件上，且电连接所述电路板。

进一步的，所述辅助封装件平行所述导向柱的轴向表面上设置有至少一对第一固定槽；

一个所述第一固定槽用于固定一个所述连接器。

一种量子芯片立体封装方法，利用上述任一项所述的量子芯片立体封装装置，包括以下步骤：

提供导向柱、基准板、支撑调整板和对准板，将所述基准板、所述支撑调整板和所述对准板分别通过所述第一导向孔、所述第二导向孔、所述第五导向孔依次穿设在所述导向柱上使得所述基准板、所述支撑调整板和所述对准板三者呈下中上水平放置；

水平调整所述支撑调整板相对所述导向柱的位置使得所述对准图形对准所述对准轮廓孔，然后通过螺栓和所述固定孔将所述支撑调整板固定在所述基准板上。

进一步的，所述水平调整所述支撑调整板相对所述导向柱的位置使得所述对准图形对准所述轮廓孔，然后通过螺栓和所述固定孔将所述支撑调整板固定在所述基准板上之后，还包括：

将所述对准板移除。

进一步的，所述将所述对准板移除之后，还包括：

提供辅助封装件，将所述辅助封装件通过第三导向孔穿设在所述导向柱上，使所述辅助封装件位于所述支撑调整板背离基准板得一侧，将辅助封装件通过螺栓固定在基准板上。

进一步的，在所述提供辅助封装件，将所述辅助封装件通过第三导向孔穿设在所述导向柱上，使所述辅助封装位于所述支撑调整板背离基准板得一侧之后，还包括：

提供连接件，将连接件设置于第一过孔内，使连接件得底部电连接在量子芯片的表面；

提供电路板，将所述电路板通过第四导向孔穿设在导向柱上后固定在所述辅助连接件得第二凹槽内底部，其中，电路板的底面与所述连接件的上端电连接。

进一步的，所述量子芯片立体封装方法还包括：

提供连接器，将所述连接器固定在所述辅助封装件的第一固定槽上，并将所述连接器电连接所述电路板。

进一步的，所述量子芯片立体封装方法还包括：

提供盖板，将所述盖板盖设在所述第二凹槽内，所述盖板与所述第二凹槽的顶部开口间隙配合。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种量子芯片立体封装装置，包括导向柱、基准板、支撑调整板和对准板，支撑调整板内设有固定量子芯片的第一凹槽，通过导向柱依次将基准板、支撑调整板和对准板穿设起来，通过移动调整支撑调整板的位置，直至量子芯片上的对准图形与对准板上的对准轮廓孔对齐后，从而可以实现量子芯片的精准定位，然后再通过螺栓将支撑调整板固定在基准板上，该过程中无需对量子芯片施加压紧力，从而实现量子芯片的安全固定。

附图说明

图1是本实用新型实施例1一种量子芯片立体封装装置示意图；

图2是图1中基准板的示意图；

图3是图1中支撑调整板的示意图；

图4是图1中对准板的示意图；

图5是图1中导向柱的示意图；

图6是本实用新型实施例4一种量子芯片立体封装装置爆炸示意图；

图7是图6中辅助封装件的示意图；

图8是图6中电路板的示意图；

图9是图6中连接件的示意图；

图10是本实用新型实施例4一种量子芯片立体封装装置示意图；

图11是本实用新型实施例6一种量子芯片立体封装装置示意图；

图12是图11中的盖板结构示意图；

图13是本实用新型实施例8中连接器的结构示意图。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

实施例1

本实用新型实施例1提供了一种量子芯片立体封装装置，如图1-5所示，包括导向柱6和可依次穿设在所述导向柱6上呈下中上水平放置的基准板1、支撑调整板2和对准板5；

所述支撑调整板2朝向所述对准板5的表面中间设置有第一凹槽22，所述第一凹槽22内固定有量子芯片7，所述量子芯片7朝向所述对准板5 的表面上设置有对准图形；

所述对准板5上设置有与所述对准图形相匹配的对准轮廓孔52；

所述导向柱6至少有两根，各所述导向柱6在所述基准板1上、所述支撑调整板2上、所述对准板5上均匀分布；

所述基准板1上分别设有与各所述导向柱6位置对应、截面大小相等的第一导向孔11，所述支撑调整板2上分别设有与各所述导向柱6位置对应的第二导向孔21，所述第二导向孔21比所述导向柱6的截面大，所述对准板5上分别设有与各所述导向柱6位置对应、截面大小相等的第五导向孔51，所述支撑调整板2可相对各所述导向柱6水平移动；

所述基准板1上和所述支撑调整板2上设置有位置相对应的固定孔，所述对准板5上设置有与所述固定孔位置相对应的镂空，当所述对准图形与所述对准轮廓孔52对准时，所述基准板1和所述支撑调整板2可通过螺栓与所述固定孔固定连接。

通过量子芯片立体封装装置，包括导向柱6、基准板1、支撑调整板2 和对准板5，支撑调整板2内设有固定量子芯片7的第一凹槽22，通过导向柱6依次将基准板1、支撑调整板2和对准板5穿设起来，通过移动调整支撑调整板2的位置，直至量子芯片7上的对准图形与对准板5上的对准轮廓孔52对齐后，从而可以实现量子芯片7的精准定位，然后再通过螺栓将支撑调整板2固定在基准板1上，该过程中无需对量子芯片7施加压紧力，从而实现量子芯片7的安全固定。

其中，所述第一导向孔11可以设置为方孔，此时所述导向柱6为长方体，至少需要设置一个；所述第一导向孔11也可以设置为圆孔，为了避免转动效应，此时所述第一导向孔11以及第二导向孔21和所述第五导向孔 51均应当至少设置两个，此时所述导向柱6的数量也应当与所述第一导向孔11的数量相同，且为圆柱形结构，附图1示出的即为第一导向孔为圆形且为一对时的情形，其中，所述导向柱6优选为定位销。

本实施例1具体的封装过程如下：

步骤1：提供导向柱6、基准板1、支撑调整板2和对准板5，将所述基准板1、所述支撑调整板2和所述对准板5分别通过所述第一导向孔11、所述第二导向孔21、所述第五导向孔51依次穿设在所述导向柱6上使得所述基准板1、所述支撑调整板2和所述对准板5三者呈下中上水平放置；

步骤2：水平调整所述支撑调整板2相对所述导向柱6的位置使得所述对准图形对准所述对准轮廓孔，然后通过螺栓和所述固定孔将所述支撑调整板2固定在所述基准板1上。

实施例2

如图1-5所示，在实施例1的基础上，进一步的，所述第一凹槽22的深度大于所述量子芯片7的厚度。

所述第一凹槽22的深度大于所述量子芯片7的厚度，可使得所述量子芯片7固定在第一凹槽22内之后，所述量子芯片7的上表面位于支撑调整板2的表面下方，从而可以使得后续位于支撑调整板2上方的其他部件的下表面都不无法接触到量子芯片7的上表面，从而进一步保护了量子芯片 7不受外力影响甚至损坏。

实施例3

如图1-5所示，在实施例2的基础上，进一步的，所述第一凹槽22为台阶型凹槽；

所述台阶型凹槽的底部固定所述量子芯片7；

所述台阶型凹槽平行于所述量子芯片7表面的台阶面上设置有键合线。

通过键合连接，使得所述量子芯片7与所述支撑调整板2实现良好的接地。

实施例4

如图1-10所示，在实施例1的基础上，进一步的，所述量子芯片立体封装装置还包括辅助封装件3、电路板4和连接件10；

所述辅助封装件3用于固定所述电路板4并辅助实现所述电路板4通过所述连接件10与所述量子芯片7电连接；

所述辅助封装件3上分别设有与各所述导向柱6位置对应、截面大小相等的第三导向孔31；

所述电路板4上分别设有与各所述导向柱6位置对应、截面大小相等的第四导向孔41；

所述辅助封装件3可通过第三导向孔31穿设在所述导向柱6上并位于所述支撑调整板2背离所述基准板1的一侧；

所述电路板4可通过第四导向孔41穿设在所述导向柱6上并位于所述辅助封装件41背离所述支撑调整板2的一侧。

通过加入辅助封装件3、电路板4和连接件10可使得封装后的封装装置，使得所述量子芯片7与所述电路板4之间通过所述连接件10电连接，从而形成一个完整的封装盒体。

实施例5

如图1-10所示，在实施例4的基础上，进一步的，所述辅助封装件3 上对应的所述量子芯片7的位置处具有第一厚度，所述辅助封装件3上对应所述支撑调整板2的位置处具有第二厚度，所述第一厚度小于所述第二厚度；

所述辅助封装件3可通过穿设在所述第二厚度位置处的螺栓与所述基准板1、所述支撑调整板2固定连接，实现辅助封装件3与基准板1、支撑调整板2的固定。

更进一步的，所述辅助封装件3远离所述支撑调整板2的表面中间设置有第二凹槽33；

所述第二凹槽33内固定设置有所述电路板4，将电路板4设置在第二凹槽33中，可以使得电路板4位于一个相对安全的腔内，避免损坏。

实施例6

如图1-12所示，在实施例5的基础上，进一步的，所述第二凹槽33 内还固定设有盖板9；

所述盖板9盖设在所述电路板4上，且所述盖板9与所述第二凹槽33 间隙配合。

通过设置盖板9，可以将所述电路板4与外界环境进行隔离，这里的电路板具体指PCB板，若PCB板暴露在周围环境中，当周围信号环境存在杂波信号时，杂波信号会通过PCB板耦合到PCB板上的传输线中，从而影响量子芯片7性能的实现，本实用新型中量子芯片7、以及PCB板所有的传输线均位于封闭的封装装置内部，避免了外界环境的影响，具体的，可以通过螺栓将盖板9可拆卸固定连接在辅助封装件3上。

实施例7

如图1-12所示，在实施例4的基础上，进一步的，所述辅助封装件3 上对应所述量子芯片7的位置处设置有第一过孔32；

所述第一过孔32用于间隙装配所述连接件10，从而保证连接件10的安全。

更进一步的，所述连接件10包括弹簧针101和针套100；

所述弹簧针101设置在所述针套100内，且所述弹簧针101一端可电连接所述量子芯片7，所述弹簧针101一端可电连接所述电路板4。

由于采用的所述弹簧针101作为电连接结构安装在所述第一过孔32 中，起到连接所述量子芯片7和所述电路板4的作用，所述弹簧针101对于连接接触点的压力较小，可以避免对所述量子芯片7和所述电路板4的接触部位造成压力损伤。

具体的，所述弹簧针101具体可以采用Pogo-P i n,可选双头弹性型或单端弹性型。

实施例8

如图1-13所示，进一步的，所述量子芯片立体封装装置还包括连接器 8；

所述连接器8固定在所述辅助封装件6上，且电连接所述电路板4。

加入连接器8，从而使得量子芯片封装装置具有与外界连接的功能。

更进一步的，所述辅助封装件3平行所述导向柱6的轴向表面上设置有至少一对第一固定槽34；

一个所述第一固定槽34用于固定一个所述连接器8，第一固定槽34 的作用在于可以更好地连接所述连接器8。

实施例9

一种量子芯片立体封装方法，利用上述任一项所述的量子芯片立体封装装置，包括以下步骤：

提供导向柱6、基准板1、支撑调整板2和对准板5，将所述基准板1、所述支撑调整板2和所述对准板5分别通过所述第一导向孔11、所述第二导向孔21、所述第五导向孔51依次穿设在所述导向柱6上使得所述基准板1、所述支撑调整板2和所述对准板5三者呈下中上水平放置；

水平调整所述支撑调整板2相对所述导向柱6的位置使得所述对准图形对准所述对准轮廓孔，然后通过螺栓和所述固定孔将所述支撑调整板2 固定在所述基准板1上。

在这个封装过程中，量子芯片7的位置可以通过移动调整支撑调整板 2的位置来精准移动，待到量子芯片7上的对准图形与对准板5上的对准轮廓孔52对应后，再将支撑调整板2固定在基准板1上实现了量子芯片7 的精确定位和安全固定。

进一步的，所述水平调整所述支撑调整板2相对所述导向柱6的位置使得所述对准图形对准所述轮廓孔，然后通过螺栓和所述固定孔将所述支撑调整板2固定在所述基准板1上之后，还包括：

将所述对准板5移除。

进一步的，所述将所述对准板5移除之后，还包括：

提供辅助封装件3，将所述辅助封装件3通过第三导向孔31穿设在所述导向柱6上，使所述辅助封装件3位于所述支撑调整板2背离基准板1 得一侧，将辅助封装件3通过螺栓固定在基准板1上。

进一步的，在所述提供辅助封装件3，将所述辅助封装件3通过第三导向孔31穿设在所述导向柱6上，使所述辅助封装3位于所述支撑调整板 2背离基准板1得一侧之后，还包括：

提供连接件10，将连接件10设置于第一过孔32内，使连接件10得底部电连接在量子芯片7的表面；

提供电路板4，将所述电路板4通过第四导向孔41穿设在导向柱6上后固定在所述辅助连接件3得第二凹槽33内底部，其中，电路板4的底面与所述连接件10的上端电连接。

进一步的，所述量子芯片立体封装方法还包括：

提供连接器8，将所述连接器8固定在所述辅助封装件3的第一固定槽34上，并将所述连接器8电连接所述电路板4。

进一步的，所述量子芯片立体封装方法还包括：

提供盖板9，将所述盖板9盖设在所述第二凹槽33内，所述盖板9与所述第二凹槽33的顶部开口间隙配合。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (11)

1.一种量子芯片立体封装装置，包括导向柱(6)和可依次穿设在所述导向柱(6)上呈下中上水平放置的基准板(1)、支撑调整板(2)和对准板(5)；

所述支撑调整板(2)朝向所述对准板(5)的表面中间设置有第一凹槽(22)，所述第一凹槽(22)内固定有量子芯片(7)，所述量子芯片(7)朝向所述对准板(5)的表面上设置有对准图形；

所述对准板(5)上设置有与所述对准图形相匹配的对准轮廓孔(52)；

其特征在于：

所述导向柱(6)至少有两根，各所述导向柱(6)在所述基准板(1)上、所述支撑调整板(2)上、所述对准板(5)上均匀分布；

所述基准板(1)上分别设有与各所述导向柱(6)位置对应、截面大小相等的第一导向孔(11)，所述支撑调整板(2)上分别设有与各所述导向柱(6)位置对应的第二导向孔(21)，所述第二导向孔(21)比所述导向柱(6)的截面大，所述对准板(5)上分别设有与各所述导向柱(6)位置对应、截面大小相等的第五导向孔(51)，所述支撑调整板(2)可相对各所述导向柱(6)水平移动；

所述基准板(1)上和所述支撑调整板(2)上设置有位置相对应的固定孔，所述对准板(5)上设置有与所述固定孔位置相对应的镂空，当所述对准图形与所述对准轮廓孔(52)对准时，所述基准板(1)和所述支撑调整板(2)可通过螺栓与所述固定孔固定连接。

2.根据权利要求1所述的量子芯片立体封装装置，其特征在于，所述第一凹槽(22)的深度大于所述量子芯片(7)的厚度。

3.根据权利要求2所述的量子芯片立体封装装置，其特征在于，所述第一凹槽(22)为台阶型凹槽；

所述台阶型凹槽的底部固定所述量子芯片(7)；

所述台阶型凹槽平行于所述量子芯片(7)表面的台阶面上设置有键合线。

4.根据权利要求1所述的量子芯片立体封装装置，其特征在于，所述量子芯片立体封装装置还包括辅助封装件(3)、电路板(4)和连接件(10)；

所述辅助封装件(3)用于固定所述电路板(4)并辅助实现所述电路板(4) 通过所述连接件(10)与所述量子芯片(7)电连接；

所述辅助封装件(3)上分别设有与各所述导向柱(6)位置对应、截面大小相等的第三导向孔(31)；

所述电路板(4)上分别设有与各所述导向柱(6)位置对应、截面大小相等的第四导向孔(41)；

所述辅助封装件(3)可通过第三导向孔(31)穿设在所述导向柱(6)上并位于所述支撑调整板(2)背离所述基准板(1)的一侧；

所述电路板(4)可通过第四导向孔(41)穿设在所述导向柱(6)上并位于所述辅助封装件(3)背离所述支撑调整板(2)的一侧。

5.根据权利要求4所述的量子芯片立体封装装置，其特征在于，所述辅助封装件(3)上对应的所述量子芯片(7)的位置处具有第一厚度，所述辅助封装件(3)上对应所述支撑调整板(2)的位置处具有第二厚度，所述第一厚度小于所述第二厚度；

所述辅助封装件(3)可通过穿设在所述第二厚度位置处的螺栓与所述基准板(1)、所述支撑调整板(2)固定连接。

6.根据权利要求5所述的量子芯片立体封装装置，其特征在于，所述辅助封装件(3)远离所述支撑调整板(2)的表面中间设置有第二凹槽(33)；

所述第二凹槽(33)内固定设置有所述电路板(4)。

7.根据权利要求6所述的量子芯片立体封装装置，其特征在于，所述第二凹槽(33)内还固定设有盖板(9)；

所述盖板(9)盖设在所述电路板(4)上方，且所述盖板(9)与所述第二凹槽(33)间隙配合。

8.根据权利要求7所述的量子芯片立体封装装置，其特征在于，所述辅助封装件(3)上对应所述量子芯片(7)的位置处设置有第一过孔(32)；

所述第一过孔(32)用于间隙装配所述连接件(10)。

9.根据权利要求8所述的量子芯片立体封装装置，其特征在于，所述连接件(10)包括弹簧针(101)和针套(100)；

所述弹簧针(101)设置在所述针套(100)内，且所述弹簧针(101)一端可电连接所述量子芯片(7)，所述弹簧针(101)一端可电连接所述电路板(4)。

10.根据权利要求4所述的量子芯片立体封装装置，其特征在于，所述量子芯片立体封装装置还包括连接器(8)；

所述连接器(8)固定在所述辅助封装件(3)上，且电连接所述电路板(4)。

11.根据权利要求10所述的量子芯片立体封装装置，其特征在于，所述辅助封装件(3)平行所述导向柱(6)的轴向表面上设置有至少一对第一固定槽(34)；

一个所述第一固定槽(34)用于固定一个所述连接器(8)。