CN213150767U - 用于量子芯片测试的封装盒 - Google Patents

Abstract

一种用于量子芯片测试的封装盒，该封装盒包括：芯片承载模组，用于承载待封装的量子芯片；信号引出模组，包括：信号传输线，所述信号传输线用于将所述量子芯片的信号引出；以及可伸缩连接件阵列模组，设置于所述芯片承载模组与所述信号引出模组之间，所述可伸缩连接件阵列模组包括：支撑板和可伸缩连接件；其中，所述支撑板上设置有阵列化排布的孔结构，所述可伸缩连接件安装于所述孔结构中，所述可伸缩连接件用于连接于所述量子芯片和所述信号传输线之间。该封装盒的封装可靠且装配方便。

Description

用于量子芯片测试的封装盒

技术领域

本公开属于量子计算技术领域，涉及一种用于量子芯片测试的封装盒。

背景技术

随着量子计算技术的发展，量子芯片比特数目的提升，对芯片的封装技术提出了更高的要求，例如要求信号扇出密度高、信号带宽高、信号间隔离度高以及封装可靠性高等。

有些情况下，因为量子芯片自身的稀有特点以及温度敏感等特点，要求量子芯片与封装盒体采用非永久连接，非焊接连接等形式。而且量子芯片在封装过程有洁净度要求，一般在超净间中安装，而封装后需要移动到制冷机的环境下安装，如何高效快速地安装也是需要考量的。这对传统依靠绑线、甚至焊接形式的封装产生了很大冲击，无法满足量子芯片的封装需求。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种用于量子芯片测试的封装盒，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

本公开的一个方面提供了一种用于量子芯片测试的封装盒。该封装盒包括：芯片承载模组，用于承载待封装的量子芯片；信号引出模组，包括：信号传输线，所述信号传输线用于将所述量子芯片的信号引出；以及可伸缩连接件阵列模组，设置于所述芯片承载模组与所述信号引出模组之间，所述可伸缩连接件阵列模组包括：支撑板和可伸缩连接件；其中，所述支撑板上设置有阵列化排布的孔结构，所述可伸缩连接件安装于所述孔结构中，所述可伸缩连接件用于连接于所述量子芯片和所述信号传输线之间。

在本公开的一实施例中，所述可伸缩连接件包括信号连接件和接地连接件，所述孔结构包括第一孔结构和第二孔结构；其中，所述第一孔结构贯穿所述支撑板，用于安装所述信号连接件；所述第二孔结构贯穿所述支撑板或者嵌入至所述支撑板内，用于安装所述接地连接件，所述信号连接件与所述接地连接件之间绝缘。

在本公开的一实施例中，所述可伸缩连接件为以下情形的一种：所述可伸缩连接件的一端固定，另一端能伸缩活动；或者，所述可伸缩连接件的两端均能伸缩活动。

在本公开的一实施例中，所述可伸缩连接件呈包括至少两个基本单元的阵列形式，其中每个基本单元以信号连接件为中心，接地连接件设置于中心的信号连接件的外围，所述基本单元的形状包括以下形状的一种：三角形、正方形或六边形。

在本公开的一实施例中，所述芯片承载模组包括：基座和设置于所述基座上的芯片适配件；其中，所述基座上设置有用于固定所述芯片适配件外缘的框架，所述芯片适配件位于所述框架内，所述芯片适配件设置有用于容纳所述待封装的量子芯片的凹槽。

在本公开的一实施例中，所述芯片适配件有N个，N≥2，N个芯片适配件的外缘尺寸相同，均与所述框架匹配，N个芯片适配件的凹槽尺寸不同，以适应于不同尺寸的待封装的量子芯片；或者，同一个芯片适配件上设置有M个凹槽，M≥1，用于将M个待封装的量子芯片固定于所述基座上，所述M个凹槽分别与所述M个待封装的量子芯片的尺寸匹配。

在本公开的一实施例中，所述信号引出模组还包括：对接盖合结构，用于与所述芯片承载模组盖合；所述对接盖合结构上设置有通孔，所述通孔用于供所述信号传输线贯穿。

在本公开的一实施例中，所述芯片承载模组包括：基座，所述基座上设置有第一台阶结构，所述对接盖合结构设置有与所述第一台阶结构相匹配的第二台阶结构，在所述基座与所述对接盖合结构之间基于所述第一台阶结构与所述第二台阶结构的匹配形成非直线型接触面，以使光路沿非直线路径传输。

在本公开的一实施例中，所述信号传输线包括用于传导信号的信号线和用于接地的接地线，所述信号线与所述接地线之间绝缘。所述信号传输线用于与所述可伸缩连接件连接的一侧为固定型接触件或弹簧针式接触件。所述支撑板与所述量子芯片之间具有间隙且所述信号连接件与所述接地连接件抵触于所述量子芯片表面，以实现电性连接；在所述第二孔结构嵌入所述支撑板内的情况下，所述信号线与所述信号连接件接触，所述对接盖合结构与所述支撑板接触以实现所述接地线与所述接地连接件的连接。

在本公开的一实施例中，所述信号引出模组和所述可伸缩连接件阵列模组之间为可拆卸式连接或固定式连接。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开提供的用于量子芯片测试的封装盒，具有以下有益效果：

(1)基于可伸缩连接件阵列模组作为中间夹层，将芯片承载模组上待封装的量子芯片和信号引出模组中的信号传输线整体隔离开，基于可伸缩连接件实现信号传输线与量子芯片的电性连接，封装可靠且装配方便。

(2)可以预先将信号传输线连接至需要引出的目标位置，形成预装件，同时在低温环境中将可伸缩连接件阵列模组与芯片承载模组进行安装，可伸缩连接件阵列模组可以对芯片承载模组形成初步封装的效果，然后将预装件与安装好的可伸缩连接件阵列模组与芯片承载模组进行组装即可，拆装简单易行，封装盒易于移动，大大提升量子芯片安装时的效率和灵活性；对于可伸缩连接件阵列模组与信号引出模组之间为非拆卸式的方式，实现结构相对简单，装配少，对于固定的芯片设计，大量使用比较有优势。

附图说明

图1为根据本公开一实施例所示的用于量子芯片测试的封装盒的爆炸图。

图2为根据本公开一实施例所示的芯片承载模组的结构示意图。

图3为根据本公开一实施例所示的芯片适配件的结构示意图。

图4为根据本公开一实施例所示的可伸缩连接件阵列模组的结构示意图。

图5为根据本公开一实施例所示的可伸缩连接件的阵列形式示意。

图6为根据本公开一实施例所示的信号引出模组的结构示意图。

图7为根据本公开一实施例所示的封装盒进行电性连接的示意图。

【符号说明】

1-封装盒；

11-芯片承载模组；

110-基座；

1101-框架；

111-芯片适配件；

1111-凹槽；

12-可伸缩连接件阵列模组；

120-支撑板；

1201-孔结构；

1201a-第一孔结构；

1201b-第二孔结构；

121-可伸缩连接件；

121a-信号连接件；

121b-接地连接件；

13-信号引出模组；

130-对接盖合结构；

1301-通孔；

131-信号传输线；

131a-信号线；

131b-接地线；

2-量子芯片。

具体实施方式

本公开提供了一种用于量子芯片测试的封装盒，基于可伸缩连接件阵列模组作为中间夹层，将芯片承载模组上待封装的量子芯片和信号引出模组中的信号传输线整体隔离开，基于可伸缩连接件实现信号传输线与量子芯片的电性连接，封装可靠且装配方便。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开的第一个示例性实施例提供了一种用于量子芯片测试的封装盒。

图1为根据本公开一实施例所示的用于量子芯片测试的封装盒的爆炸图。

参照图1所示，本实施例的封装盒1包括：芯片承载模组11，用于承载待封装的量子芯片2；信号引出模组13，包括：信号传输线131，所述信号传输线131用于将所述量子芯片2的信号引出；以及可伸缩连接件阵列模组12，设置于所述芯片承载模组11与所述信号引出模组13之间，所述可伸缩连接件阵列模组12包括：支撑板120和可伸缩连接件121；其中，所述支撑板120上设置有阵列化排布的孔结构1201，所述可伸缩连接件121安装于所述孔结构1201中，所述可伸缩连接件121用于连接于所述量子芯片2和所述信号传输线131之间。

图2为根据本公开一实施例所示的芯片承载模组的结构示意图。

在本公开的一实施例中，参照图2所示，所述芯片承载模组11包括：基座110和设置于所述基座110上的芯片适配件111。其中，所述基座110上设置有用于固定所述芯片适配件111外缘的框架1101，所述芯片适配件111位于所述框架1101内，所述芯片适配件111设置有用于容纳所述待封装的量子芯片2的凹槽1111。

图3为根据本公开一实施例所示的芯片适配件的结构示意图，其中(a)为一种示例性的芯片适配件的结构示意图，(b)为与(a)所示意的芯片适配件具有不同凹槽尺寸的芯片适配件的结构示意图，(c)为带有多个凹槽的芯片适配件的结构示意图。

在本公开的一实施例中，芯片适配件111有N个，N≥2，N个芯片适配件的外缘尺寸相同，均与所述框架1101匹配。N个芯片适配件111的凹槽1111尺寸不同，以适应于不同尺寸的待封装的量子芯片。例如参照图中(a)和(b)所示的情形，根据实际需要可以将带有适配于量子芯片尺寸的凹槽的芯片适配件放置于框架中。

或者在本公开的另一实施例中，一个芯片适配件上可以放置一个或两个以上(≥2个)具有相同尺寸或不同尺寸的量子芯片。参照图3中(c)所示，同一个芯片适配件111上设置有M个凹槽，M≥1，用于将M个待封装的量子芯片固定于所述基座上，所述M个凹槽分别与所述M个待封装的量子芯片的尺寸匹配。

图4为根据本公开一实施例所示的可伸缩连接件阵列模组的结构示意图。

参照图4所示，在本公开的一实施例中，参照图1所示，所述可伸缩连接件121包括信号连接件121a和接地连接件121b，所述孔结构1201包括第一孔结构1201a和第二孔结构1201b。其中，第一孔结构1201a贯穿支撑板120，用于安装信号连接件121a；第二孔结构1201b贯穿支撑板120或者嵌入至所述支撑板120内，用于安装接地连接件121b。所述信号连接件与所述接地连接件之间绝缘，例如在信号连接件的外围设置有绝缘结构。在接地连接件121b嵌入至支撑板120内的情况下，信号引出模组13与可伸缩连接件阵列模组12之间接触后，全部的接地连接件121b便实现了相互导通。

在本公开的一实施例中，所述可伸缩连接件121为以下情形的一种：所述可伸缩连接件的一端固定，另一端能伸缩活动；或者，所述可伸缩连接件的两端均能伸缩活动。上述可伸缩连接件可以是双侧动的弹簧针或者单侧可动的弹簧针，还可以是其他可以实现伸缩、导电功能的结构。

以弹簧针的形式作为示例，信号连接件121a和接地连接件121b的具体形式可以有以下组合：双动信号针(贯穿的形式)+双动地针(贯穿的形式)；双动信号针(贯穿的形式)+单动地针(嵌入的形式)；单动信号针(贯穿的形式)+双动地针(贯穿的形式)；单动信号针(贯穿的形式)+单动地针(嵌入的形式)。

图5为根据本公开一实施例所示的可伸缩连接件的阵列形式示意，其中(a)为基本单元呈三角形的示例，(b)为基本单元呈正方形的示例，(c)为基板单元呈六边形的示例。

在本公开的一实施例中，所述可伸缩连接件121呈包括至少两个基本单元的阵列形式。其中每个基本单元以信号连接件为中心，接地连接件设置于中心的信号连接件的外围。接地连接件对信号连接件形成屏蔽作用。所述基本单元的形状包括以下形状的一种：三角形、正方形或六边形，参照图5中(a)～(c)所示。通过设置上述形状，在实现较好屏蔽作用的基础上，还有利于实现基本单元的拓展，形成更大规模的阵列。

图6为根据本公开一实施例所示的信号引出模组的结构示意图。

在本公开的一实施例中，参照图6所示，所述信号引出模组13除了包括信号传输线131之外，还包括：对接盖合结构130。对接盖合结构130用于与芯片承载模组11盖合。所述对接盖合结构130上设置有通孔1301，所述通孔1301用于供所述信号传输线131贯穿。

在本公开的一实施例中，所述芯片承载模组11包括：基座110，所述基座110上设置有第一台阶结构，所述对接盖合结构设置有与所述第一台阶结构相匹配的第二台阶结构，在所述基座与所述对接盖合结构之间基于所述第一台阶结构与所述第二台阶结构的匹配形成非直线型接触面，以使光路沿非直线路径传输。

在本公开的一实施例中，参照图6所示，所述信号传输线131包括用于传导信号的信号线131a和用于接地的接地线131b，所述信号线131a与所述接地线131b之间绝缘。所述信号传输线131用于与所述可伸缩连接件121连接的一侧为固定型接触件或弹簧针式接触件。比如，为了实现良好的接触，在可伸缩连接件121为两端均能伸缩活动的结构时，通常设置信号传输线131为固定型接触件。在可伸缩连接件121为一端固定，另一端能伸缩活动的结构时，可以设置能伸缩活动的一面朝向量子芯片，另一端为固定的，可以对应设置信号传输线131为弹簧针式接触件，以与上述可伸缩连接件进行接触。上述另一端固定的形式可以是固定平面形式或者固定端的形式，例如该可伸缩连接件嵌入至支撑板内，朝向信号传输线的一侧为支撑板的平面，为固定平面形式；或者该可伸缩连接件贯穿支撑板，朝向信号传输线的一侧为可伸缩连接件的固定端。

信号传输线引出一端的信号线接头可以按需求采用各种连接器形式，各接头规格可以全部相同或部分相同，或全部不同。这些连接器还可以按功能，或按方位预先组装成小规模或全部的阵列型连接器，可以使二次连接集成度更高。

图7为根据本公开一实施例所示的封装盒进行电性连接的示意图。

参照图7来描述封装盒的各个模组进行电性连接的方式。

可伸缩连接件阵列模组12与量子芯片2之间的连接属于芯片平面与可伸缩连接件之间的连接。支撑板120与量子芯片2之间具有间隙且信号连接件121a与接地连接件121b抵触于量子芯片2表面，以实现电性连接。上述连接方式中，支撑板120可以压合于量子芯片上，示例性的，例如通过可伸缩的信号针(信号连接件121a)和地针(接地连接件121b)与量子芯片接触进行电气连接，支撑板120和量子芯片2平面间可以留有小缝隙，例如为0.1mm～2mm，以免有短路。

信号引出模组13与可伸缩连接件阵列模组12之间的连接需要根据可伸缩连接件的类型进行不同方式的连接。

对于双动信号针+嵌入式(非贯穿)地针而言，双动信号针与信号线之间接触，然后信号引出模组13与可伸缩连接件阵列模组12两个模组之间完全压合无缝隙，全部的接地连接件121b由于两个模具的接触而实现与接地连接线的电气连接。即，在第二孔结构嵌入支撑板内的情况下，信号线与信号连接件接触，对接盖合结构与支撑板接触以实现接地线与接地连接件的连接。

对于双动信号针+双动贯穿地针的形式，与芯片对接的形式相似。

对于单动贯穿信号针+单动嵌入式地针的形式，例如与量子芯片对接一侧是能伸缩活动的，与信号引出模组13一侧是固定平面形式或固定端形式，则设置信号引出模组13在对应单动针进行接触的位置最好是弹簧针式接触件，增加接触可靠性。否则，则需要设置信号传输线与接触的可伸缩连接件之间为过盈配合，保证能接触上。

在本公开的一实施例中，所述信号引出模组和所述可伸缩连接件阵列模组之间为可拆卸式连接或固定式连接。

对于可拆卸式连接的方式，可以做到分别在芯片承载模组11上安装量子芯片样品及采用可伸缩连接件阵列模组12对量子芯片2进行固定和信号引出，以及同时进行信号引出模组13外部的引线操作，最后将由可伸缩连接件阵列模组12预封装好量子芯片样品的芯片承载模组11再与信号引出模组13组装在一起。这种方式的优点是可以同时进行两个部分的安装，减少信号引出模组13几百条线的安装复杂度，一次性安装，可以长期使用等；同时能保证安装量子芯片后，量子芯片有可伸缩连接件阵列模组12保护，不会污染，便于移动，对频繁更换量子芯片测试有很大优势。

对于可拆卸式连接的方式，结构相对简单，装配少，对于固定的芯片设计，大量使用比较有优势。

综上所述，本公开提供了一种用于量子芯片测试的封装盒，基于可伸缩连接件阵列模组作为中间夹层，将芯片承载模组上待封装的量子芯片和信号引出模组中的信号传输线整体隔离开，基于可伸缩连接件实现信号传输线与量子芯片的电性连接，封装可靠且装配方便。可以预先将信号传输线连接至需要引出的目标位置，形成预装件，同时在低温环境中将可伸缩连接件阵列模组与芯片承载模组进行安装，可伸缩连接件阵列模组可以对芯片承载模组形成初步封装的效果，然后将预装件与安装好的可伸缩连接件阵列模组与芯片承载模组进行组装即可，拆装简单易行，封装盒易于移动，大大提升量子芯片安装时的效率和灵活性；对于可伸缩连接件阵列模组与信号引出模组之间为非拆卸式的方式，实现结构相对简单，装配少，对于固定的芯片设计，大量使用比较有优势。

还需要说明的是，虽然结合附图对本公开进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本公开优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本公开的一种限制。附图中的尺寸比例仅仅是示意性的，并不能理解为对本公开的限制。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

再者，单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

除非存在技术障碍或矛盾，本公开的上述各种实施方式可以自由组合以形成另外的实施例，这些另外的实施例均在本公开的保护范围中。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于量子芯片测试的封装盒，其特征在于，包括：

芯片承载模组，用于承载待封装的量子芯片；

信号引出模组，包括：信号传输线，所述信号传输线用于将所述量子芯片的信号引出；以及

可伸缩连接件阵列模组，设置于所述芯片承载模组与所述信号引出模组之间，所述可伸缩连接件阵列模组包括：支撑板和可伸缩连接件；其中，所述支撑板上设置有阵列化排布的孔结构，所述可伸缩连接件安装于所述孔结构中，所述可伸缩连接件用于连接于所述量子芯片和所述信号传输线之间。

2.根据权利要求1所述的封装盒，其特征在于，所述可伸缩连接件包括信号连接件和接地连接件，所述孔结构包括第一孔结构和第二孔结构；其中，所述第一孔结构贯穿所述支撑板，用于安装所述信号连接件；所述第二孔结构贯穿所述支撑板或者嵌入至所述支撑板内，用于安装所述接地连接件，所述信号连接件与所述接地连接件之间绝缘。

3.根据权利要求1所述的封装盒，其特征在于，所述可伸缩连接件为以下情形的一种：

所述可伸缩连接件的一端固定，另一端能伸缩活动；或者，

所述可伸缩连接件的两端均能伸缩活动。

4.根据权利要求2所述的封装盒，其特征在于，所述可伸缩连接件呈包括至少两个基本单元的阵列形式，其中每个基本单元以信号连接件为中心，接地连接件设置于中心的信号连接件的外围，所述基本单元的形状包括以下形状的一种：三角形、正方形或六边形。

5.根据权利要求1所述的封装盒，其特征在于，所述芯片承载模组包括：基座和设置于所述基座上的芯片适配件；

其中，所述基座上设置有用于固定所述芯片适配件外缘的框架，所述芯片适配件位于所述框架内，所述芯片适配件设置有用于容纳所述待封装的量子芯片的凹槽。

6.根据权利要求5所述的封装盒，其特征在于，

所述芯片适配件有N个，N≥2，N个芯片适配件的外缘尺寸相同，均与所述框架匹配，N个芯片适配件的凹槽尺寸不同，以适应于不同尺寸的待封装的量子芯片；或者，

同一个芯片适配件上设置有M个凹槽，M≥1，用于将M个待封装的量子芯片固定于所述基座上，所述M个凹槽分别与所述M个待封装的量子芯片的尺寸匹配。

7.根据权利要求2所述的封装盒，其特征在于，所述信号引出模组还包括：

对接盖合结构，用于与所述芯片承载模组盖合；所述对接盖合结构上设置有通孔，所述通孔用于供所述信号传输线贯穿。

8.根据权利要求7所述的封装盒，其特征在于，所述芯片承载模组包括：基座，所述基座上设置有第一台阶结构，所述对接盖合结构设置有与所述第一台阶结构相匹配的第二台阶结构，在所述基座与所述对接盖合结构之间基于所述第一台阶结构与所述第二台阶结构的匹配形成非直线型接触面，以使光路无法沿直线路径传输，达到不漏光的目的。

9.根据权利要求7所述的封装盒，其特征在于，

所述信号传输线包括用于传导信号的信号线和用于接地的接地线，所述信号线与所述接地线之间绝缘；

所述信号传输线用于与所述可伸缩连接件连接的一侧为固定型接触件或弹簧针式接触件；

所述支撑板与所述量子芯片之间具有间隙且所述信号连接件与所述接地连接件抵触于所述量子芯片表面，以实现电性连接；

在所述第二孔结构嵌入所述支撑板内的情况下，所述信号线与所述信号连接件接触，所述对接盖合结构与所述支撑板接触以实现所述接地线与所述接地连接件的连接。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的封装盒，其特征在于，所述信号引出模组和所述可伸缩连接件阵列模组之间为可拆卸式连接或固定式连接。

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