CN212303640U - 一种量子芯片封装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于芯片封装领域，公开了一种量子芯片封装装置，包括基座，所述基座上设置有用于放置量子芯片的芯片槽、用于置放焊盘的焊盘槽以及用于放置信号传输线的容线槽，所述焊盘槽围绕所述芯片槽外周分布，所述容线槽连通所述芯片槽和所述焊盘槽；盖板，可拆卸连接于所述基座，所述盖板上设有用于固定连接器的安装孔，且所述安装孔的位置与所述焊盘槽相对应。此种量子芯片封装装置，易于实现可用连接器的扩展。

Description

一种量子芯片封装装置

技术领域

本实用新型涉及芯片封装领域，尤其是涉及一种量子芯片封装装置。

背景技术

量子芯片是一种较为脆弱的元器件，极易受到环境的影响，量子芯片的正常工作需要极其稳定的工作环境，而裸露的芯片极易受到周围环境中杂波的影响，导致量子芯片上信号的传输以及性能受到影响，因此在实际使用时需将量子芯片进行封装后再使用。

随着量子芯片的比特数目的增加，现有量子芯片封装装置中对应连接器的设置难以扩展，因此需要使用新的封装装置来实现易于扩展的量子芯片连接。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种量子芯片封装装置，解决了现有技术中量子芯片封装装置中对应连接器的设置难以扩展这一技术问题，实现了量子芯片封装装置中可设置的连接器扩展。

为解决上述问题，本实用新型提供一种量子芯片封装装置，包括：

基座，所述基座上设置有用于放置量子芯片的芯片槽、用于置放焊盘的焊盘槽以及用于放置信号传输线的容线槽，所述焊盘槽围绕所述芯片槽外周分布，所述容线槽连通所述芯片槽和所述焊盘槽；

盖板，可拆卸连接于所述基座，所述盖板上设有用于固定连接器的安装孔，且所述安装孔的位置与所述焊盘槽相对应。

如上所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述基座包括：

底座，所述底座上设有用于放置所述量子芯片的第一区域；

固定层，设置在所述底座上，所述固定层上开设有第一窗口、对接口以及容线口；

所述第一窗口与所述第一区域位置相对应以相互配合形成所述芯片槽；所述对接口沿所述第一窗口外周分布以与所述底座的表面配合形成所述焊盘槽；所述容线口连通所述第一窗口和所述对接口，且所述容线口与所述底座的表面配合形成所述焊盘槽。

如上所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述固定层的厚度大于所述信号传输线的厚度。

如上所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述连接器包括同轴设置且固定连接的管体以及内接端，所述内接端远离所述管体的一端用于连接所述焊盘。

如上所述的量子芯片封装装置，其特征在于，

所述内接端的截面尺寸与所述焊盘槽的尺寸相匹配；

所述管体的截面尺寸与所述安装孔的尺寸相匹配。

如上所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述内接端的厚度与所述焊盘的厚度之和等于所述固定层的厚度。

如上所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述固定层可拆卸连接于所述底座。

如上所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述盖板可拆卸连接于所述底座。

如上所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述盖板包括：

所述封盖层，所述封盖层盖设在所述基座，且所述封盖层上设置有与所述芯片槽位置相对应的第二窗口。

如上所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述盖板还包括：

顶盖，所述顶盖盖设在所述第二窗口上，且所述顶盖与所述封盖层可拆卸的连接。

如上所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述顶盖上且靠近所述底座的表面设有凸出部；

所述凸出部与所述第二窗口间隙配合，且所述凸出部远离所述顶盖一端可延伸至所述量子芯片。

与现有技术相比，上述技术方案所提供的量子芯片封装装置中，通过在基座上设置用于置放焊盘的焊盘槽以及用于放置信号传输线的容线槽，焊盘槽围绕用于置放量子芯片的芯片槽外周分布，容线槽连通芯片槽和焊盘槽，如此，容线槽在连通芯片槽一端可实现高密度的分布，焊盘用于与连接器电连接，相较于现有技术封装装置中焊盘与连接器对应设置，未设置围绕某一区域分布，现有技术方案未能实现较好的扩展，相较于此，本方案中通过设置焊盘槽围绕芯片槽分布，容线槽连通芯片槽以及焊盘槽，容线槽靠近芯片槽一端实现高密度的布线同时另一端间距相对较宽，实现可安装的连接器接头的增多且防止各信号传输线之间产生串扰。

信号传输线分别置放在容线槽中，信号传输线置放在各个分隔的容线槽，防止信号产生串扰，以保证信号的稳定传输，相较于现有技术中信号传输线设置为一整个，本方案信号传输线分别置放在容线槽内，这种结构设置，实际需要量子比特数目增加时，对应增加信号传输线以及连接器数量即可，防止影响到其它信号传输线的信号传输。

附图说明

图1是本实用新型量子芯片封装装置的结构示意图；

图2是本实用新型量子芯片封装装置的结构爆炸示意图；

图3是本实用新型信号传输线与连接器电连接的示意图；

图4是本实用新型量子芯片封装装置另一角度的结构示意图；

图5是本实用新型量子芯片与信号传输线引线键合示意图。

其中：100、封装装置；200、量子芯片；300、信号传输线；400、连接器；500、焊盘；

1、基座；2、盖板；11、芯片槽；12、焊盘槽；13、容线槽；14、底座；15、固定层；21、安装孔；22、顶盖；23、封盖层；

141、第一区域；151、第一窗口；152、对接口；153、容线口；221、凸出部；231、第二窗口；401、管体；402、内接端。

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。

量子芯片是一种对环境因素要求非常高的一种元器件，实际使用时，为了保障量子芯片的正常工作，需先对其进行封装。随着量子芯片的比特数目的增加，需求的连接器也需增加，但目前的封装装置无法实现有效的扩展或是扩展可连接的连接器后，会造成各信号传输线的串扰，从而无法保障量子芯片的正常工作。

基于此，为了解决上述问题，发明人提供一种量子芯片封装装置，可实现连接器的有效扩展且保障信号的稳定传输，不会产生串扰，具体结构参阅图1，本方案中封装装置100包括拆卸连接的基座1和盖板2。

所述基座1上设置有用于放置量子芯片200的芯片槽11、用于置放焊盘500的焊盘槽12以及用于放置信号传输线300的容线槽13，在一实施方式中，所述信号传输线300可以是微带线，具体实施时不限于此，可以根据信号传输要求选择其他类型的信号传输线，所述焊盘槽12围绕所述芯片槽11外周分布，所述容线槽13连通所述芯片槽11和所述焊盘槽12。

所述盖板2上设有用于固定连接器400的安装孔21，且所述安装孔21的位置与所述焊盘槽12相对应，以确保所述安装孔21所固定的所述连接器400的一端能够与对应位置的所述焊盘槽12中置放的所述焊盘500连接，所述安装孔21用于固定所述连接器400,防止产生晃动影响到信号传输。所述焊盘槽12围绕所述芯片槽11外周分布，所述芯片槽11外周指的是所述芯片槽11槽口靠近所述盖板2的边沿，具体的，所述芯片槽11周向的所述基座1上设置有多个用于放置信号传输线300的容线槽13，各所述容线槽13的一端连通所述芯片槽11，各所述容线槽13的另一端朝向远离所述芯片槽11的方向延伸，且各所述容线槽13另一端的所述基座1上均设置有用于置放焊盘500的焊盘槽12；各所述焊盘槽12在所述基座1上距离所述基座1边缘的不同位置处错落设置。具体的，各所述焊盘槽12距离所述基座1边缘的位置不统一，使得基座1上距离所述基座1边缘的不同位置处均设置有焊盘槽12，进而实现了基座1表面空间的充分利用，提高可设置焊盘槽12的数量，进而提高集成的连接器400数量，可用于多量子比特位的量子芯片的封装。

所述容线槽13连通所述芯片槽11和所述焊盘槽12，由此，所述容线槽13一端延伸至所述芯片槽11，一端延伸至所述焊盘槽12，所以所述容线槽13围绕所述芯片槽11槽口分布，此种结构设置可实现靠近所述芯片槽11一端能够较高密度设置且远离所述芯片槽11一端相对分布距离较大，进而使得可与所述量子芯片200连接的所述信号传输线300增多，由此可与所述信号传输线300连接的所述连接器400也增多，因而在量子比特数目增多时，可同步扩展所述连接器400的数目，实现所述连接器400的有效扩展，且同时靠近所述焊盘500端相对分散，有效防止产生串扰，影响到信号传输。

需要说明的是，所述芯片槽11的大小和形状与所述量子芯片200相匹配，具体的，所述芯片槽11大小刚好置放所述量子芯片200，更优选的实施方式，所述芯片槽11形状与所述量子芯片200保持一致，以保证所述量子芯片200安装的稳定性，保证信号传输的稳定。

参阅图2，所述基座1包括底座14和固定层15。

具体的，所述底座14上设有放置所述量子芯片200的第一区域141，在一实施例中，所述第一区域141为用于放置所述量子芯片200的平面区域或凹槽，直接在该平面区域黏贴放置所述量子芯片200或所述量子芯片200置放在凹槽内，该凹槽大小与所述量子芯片200的尺寸相匹配以能够固定所述量子芯片200，更为优选的是，所述凹槽内侧壁上设有台阶，所述量子芯片200放置在该台阶上，以使避免所述量子芯片200与所述凹槽底部直接接触影响散热；

所述固定层15位于所述底座14和所述盖板2之间，且所述固定层15固定在所述底座14上，在具体实施的时候，所述固定层15可以通过不同方式固定在所述底座14上，包括但不限于：通过螺钉将所述固定层15固定在所述底座14上，为实现此固定，可在所述底座14和所述固定层15设置用于固定的螺纹孔和/或通孔；或者通过粘贴方式固定。

另外，所述固定层15上开设有第一窗口151、对接口152以及容线口153；所述第一窗口151与所述第一区域141的位置相对应以相互配合形成所述芯片槽11，更为优选的是，所述第一窗口151设置为方形，长度大于或等于所述量子芯片200的长度，以及所述第一窗口151的宽度大于或等于所述量子芯片200的宽度，便于所述量子芯片200的置放；所述对接口152沿所述第一窗口151外周分布以与所述底座14的表面配合形成所述焊盘槽12；所述容线口153连通所述第一窗口151和所述对接口152，且所述容线口153与所述底座14的表面配合形成所述焊盘槽12。

相较于现有技术中将基座设置为一个整体，本实施例中，所述基座1设置为包括所述底座14和所述固定层15的两个部分，便于分别对两部分进行加工，尤其是量子芯片比特数目增加，需更多的信号传输线300、可连接的连接器400以及焊盘500，在封装装置100上需扩展更多的放置所述量子芯片200的所述芯片槽11、用于置放所述焊盘500的所述焊盘槽12以及用于放置所述信号传输线300的所述容线槽13，本实施例中，只需扩展所述固定层15上的所述对接口152以及所述容线口153，各所述对接口152在所述固定层15上距离所述固定层15边缘的不同位置处错落设置。具体的，各所述所述对接口152距离所述固定层15边缘的位置不统一，使得固定层15上距离所述固定层15边缘的不同位置处均设置有所述对接口152，进而实现了固定层15空间的充分利用，提高可设置所述对接口152的数量，对所述固定层15进行加工增加所述对接口152以及所述容线口153，所述固定层15与所述底座14配合，即可实现可置放的所述容线槽13以及所述焊盘槽12的扩展，以实现可连接的所述连接器400接头的增多。

作为一种优选的实施方式，所述固定层15与所述底座14形状以及两者相接触的表面长宽以及面积对应一致，以使封装装置100外观齐整无凸出或凹陷。另，所述底座14厚度大于所述固定层15厚度，具体指的是，所述底座14远离所述盖板2的表面与靠近所述盖板2的表面之间的尺寸，比所述固定层15远离所述盖板2的表面与靠近所述盖板2的表面之间的尺寸要大，为了实现安装以及固定，所述底座14的厚度相对较大；便于实现扩展，便于加工，所述固定层15设置为厚度较小，此外，所述容线槽13是所述容线口153与所述底座14靠近所述盖板2的表面形成的，且所述信号传输线300需完全置放在所述容线槽13，所以，所述固定层15的厚度要大于所述信号传输线300的厚度，具体指的是，所述固定层15靠近所述底座14的表面与远离所述底座14的表面，要比所述信号传输线300靠近所述底座14的表面与远离所述底座14的表面的距离远，以使实际所述量子芯片200封装时，完全置放在所述固定层15上的所述容线口153与所述底座14表面配合形成的所述容线槽13，使得所述容线槽13能够完全容纳所述信号传输线300，进而使得所述盖板2与所述底座14盖合时，将所述信号传输线300完全分隔开，形成单独的空间，相互之间不连通，防止信号产生串扰。

参阅图3，所述连接器400包括同轴设置且固定连接的管体401和内接端402，即所述内接端402位于所述管体401的一端，所述内接端402用于与所述焊盘500连接，具体的，所述内接端402远离所述管体401的一端用于连接所述焊盘500，便于所述焊盘500与所述连接器400电连接，如图3，以使信号稳定传输。

所述内接端402的截面尺寸与所述焊盘槽12的尺寸相适应，具体的，所述内接端402置放在所述焊盘500上时，所述内接端402与所述焊盘500接触的表面形状以及面积大小小于或等于所述焊盘槽12的面积，以使所述内接端402可置放在置于所述焊盘槽12内的所述焊盘500上，便于所述内接端402与所述焊盘500的连接。

所述管体401的截面尺寸与所述安装孔21的尺寸相匹配，具体的，所述管体401直径与所述安装孔21的直径相匹配，以使所述连接器400的所述管体401穿过所述安装孔21；所述管体401的高度高于所述封盖层23的厚度，以使所述管体401延伸出所述安装孔21。

在本实施例中，所述内接端402的厚度与所述焊盘500的厚度之和等于所述固定层15的厚度，具体的，所述内接端402远离所述封盖层23的表面与靠近所述封盖层23的表面之间的尺寸，与所述焊盘500远离所述封盖层23的表面与靠近所述封盖层23的表面之间的尺寸之和，等于所述固定层15远离所述封盖层23的表面与靠近所述封盖层23的表面尺寸，实际使用时，所述焊盘500置放在所述焊盘槽12，所述内接端402放在所述焊盘500上，所述内接端402远离所述封盖层23的表面与所述焊盘500靠近所述封盖层23的表面相接触，由此，所述内接端402置放在所述焊盘500上所述内接端402的厚度与所述焊盘500的厚度之和与所述固定层15的厚度，保证内接端402以及所述焊盘500完全置放并固定在所述固定层15与所述底座14相配合形成的所述焊盘槽12内。

需要说明的是，所述盖板2可拆卸连接于所述底座14，具体实施时，所述盖板2可通过不同的方式固定在所述底座14上，包括但不限于：通过螺钉穿过所述盖板2以及所述固定层15固定在所述底座14上，为实现此种固定，可在所述底座14以及所述固定层，所述盖板2上对应设置用于固定的螺纹孔和/或通孔；或者通过粘贴方式将所述盖板2以及所述固定层15固定在所述底座14。

再次参阅图2，以及图4，所述盖板2包括：

所述封盖层23，所述封盖层23盖设在所述基座1，且所述封盖层23上设置有与所述芯片槽11位置相对应的第二窗口231，以通过所述第二窗口231即可完成所述量子芯片200的置放与拿取，而无需将所述封盖层23拆卸置放或拿取所述量子芯片200，防止影响到所述连接器400与所述信号传输线300的信号传输以及工作性能。

更为优选的实施方式，所述盖板2还包括：

顶盖22，所述顶盖22盖设在所述第二窗口231上，以实现封装，且所述顶盖22与所述封盖层23可拆卸的连接，具体的，所述顶盖22可通过不同的方式固定在所述封盖层23上，包括但不限于：通过螺钉穿过所述顶盖22固定在所述封盖层23上，为实现此种固定，可在所述顶盖22以及所述封盖层23，所述顶盖22以及所述封盖层23上对应设置用于固定的螺纹孔和/或通孔。

所述顶盖22上靠近所述底座14的表面设有凸出部221，所述凸出部221与所述第二窗口231间隙配合，便于所述凸出部221的取出，且所述凸出部221远离所述顶盖22一端可延伸至所述量子芯片200，以更稳固地固定所述量子芯片200。作为一种优选的实施方式，所述凸出部221长度、宽度、高度以及形状与所述第二窗口231保持一致，以使所述凸出部221刚好置放在所述第二窗口231，所述凸出部221由所述顶盖22上向所述底座14方向上延伸至所述量子芯片200处，以更稳固地固定所述量子芯片200。此外，所述第二窗口231的截面为圆形或方形，作为一种优选的实施方式，所述第二窗口231的截面形状与所述量子芯片200形状相同，具体的，所述量子芯片200为方形，则所述第二窗口231的截面形状设置方形；所述量子芯片200为圆形，则所述第二窗口231的截面形状设置圆形。

所述盖板2包括可拆卸连接的封盖层23以及顶盖22，相较于现有技术中，盖板设置一个整体，如需更换或检查量子芯片或观测封装装置内部的情况，需将整个盖板拆下，此种方式很有可能会影响到连接器以及信号传输线的信号传输，本实施例提供的所述盖板2，包括可拆卸的两部分：所述封盖层以及所述顶盖22，需更换或检查所述量子芯片200或观测所述封装装置100内部的情况，只需拆卸所述顶盖22，不会触碰影响到所述连接器400和/或所述信号传输线300，防止影响到信号的稳定传输以及元器件的工作性能。

此外，所述封盖层23与所述基座1可拆卸连接，在具体实施的时候，所述封盖层23可以通过不同方式固定在所述基座1上，包括但不限于：通过螺钉将所述封盖层23固定在所述基座1上，为实现此固定，可在所述封盖层23和所述基座1设置用于固定的螺纹孔和/或通孔；或者通过粘贴方式固定。所述封盖层23上设有第二窗口231和所述安装孔21，所述第二窗口231与所述芯片槽11位置相对应，也可以设置为与所述第一窗口151位置相对应，实现只拆卸所述顶盖22，通过所述第二窗口231即可拿取所述量子芯片200以及观察所述封装装置100内部的情况。

参阅图5，在所述量子芯片200置放在所述芯片槽11、所述信号传输线300置放在所述容线槽13时，所述量子芯片200的表面与所述信号传输线300的表面齐平，位于同一平面，以便于所述量子芯片200与所述信号传输线300更稳定的键合连接，以保障信号稳定传输。

需要说明的是，所述基座1以及所述盖板2材质优选为铝，具体实施时，也可以根据封装需要选择其他金属材质。

综述，本实用新型提供一种量子芯片封装装置，用于置放所述连接器400的所述焊盘槽12围绕所述芯片槽11外周分布，用于置放所述信号传输线300的所述容线槽13连通所述芯片槽11和所述焊盘槽12，所述容线槽13靠近所述芯片槽11一端可较高密度的分布，同时远离所述芯片槽11一端相对较为分散；较高密度的所述容线槽13的分布，由此可置放的所述信号传输线300增多，与所述信号传输线300电连接的可安装的所述连接器400增多，量子比特数目增多时，可同步扩展连接器400的数目。且所述容线槽13与所述封盖层23配合形成的空间均分隔开，置放在所述容线槽13内的所述信号传输线300均分隔开，有效防止当需设置高密度所述信号传输线300时，所述信号传输线300间以及所述连接器400间信号产生串扰的现象。

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)

1.一种量子芯片封装装置，其特征在于，包括：

基座(1)，所述基座(1)上设置有用于放置量子芯片(200)的芯片槽(11)、用于置放焊盘(500)的焊盘槽(12)以及用于放置信号传输线(300)的容线槽(13)，所述焊盘槽(12)围绕所述芯片槽(11)外周分布，所述容线槽(13)连通所述芯片槽(11)和所述焊盘槽(12)；

盖板(2)，可拆卸连接于所述基座(1)，所述盖板(2)上设有用于固定连接器(400)的安装孔(21)，且所述安装孔(21)的位置与所述焊盘槽(12)相对应。

2.根据权利要求1所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述基座(1)包括：

底座(14)，所述底座(14)上设有用于放置所述量子芯片(200)的第一区域(141)；

固定层(15)，设置在所述底座(14)上，所述固定层(15)上开设有第一窗口(151)、对接口(152)以及容线口(153)；

所述第一窗口(151)与所述第一区域(141)位置相对应以相互配合形成所述芯片槽(11)；所述对接口(152)沿所述第一窗口(151)外周分布以与所述底座(14)的表面配合形成所述焊盘槽(12)；所述容线口(153)连通所述第一窗口(151)和所述对接口(152)，且所述容线口(153)与所述底座(14)的表面配合形成所述焊盘槽(12)。

3.根据权利要求2所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述固定层(15)的厚度大于所述信号传输线(300)的厚度。

4.根据权利要求2所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述连接器(400)包括同轴设置且固定连接的管体(401)以及内接端(402)，所述内接端(402)远离所述管体(401)的一端用于连接所述焊盘(500)。

5.根据权利要求4所述的量子芯片封装装置，其特征在于，

所述内接端(402)的截面尺寸与所述焊盘槽(12)的尺寸相匹配；

所述管体(401)的截面尺寸与所述安装孔(21)的尺寸相匹配。

6.根据权利要求5所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述内接端(402)的厚度与所述焊盘(500)的厚度之和等于所述固定层(15)的厚度。

7.根据权利要求2所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述固定层(15)可拆卸连接于所述底座(14)。

8.根据权利要求2所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述盖板(2)可拆卸连接于所述底座(14)。

9.根据权利要求2所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述盖板(2)包括：

封盖层(23)，所述封盖层(23)盖设在所述基座(1)，且所述封盖层(23)上设置有与所述芯片槽(11)位置相对应的第二窗口(231)。

10.根据权利要求9所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述盖板(2)还包括：

顶盖(22)，所述顶盖(22)盖设在所述第二窗口(231)上，且所述顶盖(22)与所述封盖层(23)可拆卸的连接。

11.根据权利要求10所述的量子芯片封装装置，其特征在于，所述顶盖(22)上且靠近所述底座(14)的表面设有凸出部(221)；

所述凸出部(221)与所述第二窗口(231)间隙配合，且所述凸出部(221)远离所述顶盖(22)一端可延伸至所述量子芯片(200)。

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