[實用新型]一種超導量子計算芯片用封裝結構

有效

• 申請號: 202022923053.4
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN213782007U
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 秦智晗;汪冰;芮金成;朱雨生;李劍;劉松
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十三研究所
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L25/07;H01L23/60
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

本實用新型公開了量子計算芯片領域的一種超導量子計算芯片用封裝結構，從上到下依次包括屏蔽蓋帽、高頻線路板與導熱底板，高頻線路板上表面固定有多組多芯集成高頻連接組件，高頻線路板及屏蔽蓋帽均與導熱底板固定連接；高頻線路板上表面開設有槽孔，量子計算芯片穿過槽孔并設置在導熱底板的上表面、高頻線路板與屏蔽蓋帽的底面構成的閉合腔體中，量子計算芯片還與高頻線路板鍵合互連。本實用新型中的量子計算芯片處于封閉腔體中，能夠屏蔽任何外來磁場噪聲以及紅外輻射噪聲等，還能夠通過導熱底板與制冷源保持良好的熱接觸，本實用新型能夠有效地減小封裝尺寸，特別適用于低溫超導量子芯片工作環境中。

技術領域

本實用新型涉及量子計算芯片領域，具體是一種超導量子計算芯片用封裝結構。

背景技術

半導體產業已經逐漸進入“后摩爾時代”，通過減小晶體管尺寸維持摩爾定律已經幾乎不再可能。量子計算被認為是“后摩爾時代”的一種可能解決方案，近年來備受關注。超導量子計算以超導量子比特為核心物理器件，為了實現量子糾錯算法，需要物理量子比特的退相干時間足夠長，也需要足夠多的比特數目。超導量子比特的數目提升導致量子芯片尺寸、架構、引出方式等發生較大變化，對傳統的封裝方法帶來挑戰。

國內現有量子芯片的輸入輸出端口較少，一般僅十幾個左右，對應與大型號的連接器連接，無法支持多比特量子芯片所需的通道數量的需求。另外，由于量子態是“脆弱的”，對于量子芯片來說，其工作環境至關重要。如果環境過于嘈雜，則量子態極易被破壞，保存其中的信息隨即丟失，量子芯片就失去了作用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種超導量子計算芯片用封裝結構，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種超導量子計算芯片用封裝結構，從上到下依次包括屏蔽蓋帽、高頻線路板與導熱底板，所述高頻線路板上表面固定有多組多芯集成高頻連接組件，高頻線路板及屏蔽蓋帽均與導熱底板固定連接；所述高頻線路板上表面開設有槽孔，所述量子計算芯片穿過槽孔并設置在導熱底板的上表面、高頻線路板與屏蔽蓋帽的底面構成的閉合腔體中，所述量子計算芯片還與所述高頻線路板鍵合互連。

作為本實用新型的改進方案，為了提高比特退相干時間，所述導熱底板與量子計算芯片的接觸區域開設有第一盲槽，并形成諧振腔結構。

作為本實用新型的改進方案，為了提高比特退相干時間，所述屏蔽蓋帽的底部開設有第二盲槽，形成矩形諧振腔結構。

作為本實用新型的改進方案，為了提高多芯集成高頻連接組件與高頻線路板連接的質量，所述多芯集成高頻連接組件的引針與高頻線路板采用回流焊的方式固定。

作為本實用新型的改進方案，所述導熱底板上表面針對所述多芯集成高頻連接組件的引針開設有避讓孔。

作為本實用新型的改進方案，所述高頻線路板為多層布線PCB板，并形成“地-信號-地”結構。

作為本實用新型的改進方案，所述高頻線路板通過槽孔中裸露的中間信號焊盤與量子計算芯片鍵合。

作為本實用新型的改進方案，為了保護高頻線路板中的覆銅層，所述高頻線路板表面及內部過孔鍍金。

有益效果：本實用新型中的量子計算芯片處于導熱底板、高頻線路板與屏蔽蓋帽構成的封閉腔體中，能夠屏蔽任何外來磁場噪聲以及紅外輻射噪聲等，量子計算芯片與高頻線路板均固定在導熱底板上，能夠通過導熱底板與制冷源保持良好的熱接觸，同時，采用多芯集成高頻連接組件，替代常規單芯高頻連接器組合，能夠有效地減小封裝尺寸，特別適用于低溫超導量子芯片工作環境中。

附圖說明

圖1為本實用新型的封裝結構分解示意圖；

圖2為本實用新型的高頻線路板某一俯視角度的結構示意圖；