量子芯片的多端口封装结构的制作方法

本公开涉及量子计算芯片封装的，更具体地，涉及一种量子芯片的多端口封装结构。

背景技术：

1、量子芯片封装的功能是将芯片的控制信号引至芯片，并且将芯片的信号送出，在外界与芯片之间起到桥梁作用。量子计算芯片与印制电路板之间通常采用键合引线方式连接，如图1所示，芯片和印制电路板装配于金属基座上，芯片位于印制电路板内部。芯片与印制电路板之间采用引线连接，引线一般为细的金属丝，常用的金属丝的直径为25μm的铝丝或金丝等。

2、目前，信号通过量子芯片边沿扇出，扇出端口的数量受量子芯片周长的限制。随着技术的进步，超导量子计算芯片比特数正大幅度增加，相应的端口数也要增加。当前的芯片设计，端口数与比特数的比例一般为大约3比1左右。因此，当量子芯片比特数增加时，端口数的增加幅度更大，这就要求芯片周长大幅增加，这也就意味着芯片尺寸增加。但有两方面因素限制了芯片尺寸不能过大：一是芯片加工设备。一些加工设备不能够兼容大尺寸样品的加工，或者工艺稳定性、均匀性较差，加工出的芯片性能不满足要求；二是封装结构内的谐振模式。封装结构内有两种谐振模式，分别是空间谐振和寄生的lc谐振。这些谐振会引起不同线路间的串扰上升，而且在量子芯片的工作频带内引入一些杂散信号。这给量子芯片标定带来很大困难，甚至会导致芯片不能工作。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的所述以及其他方面的至少一种技术问题，本公开实施例提供一种量子芯片的多端口封装结构，能够实现量子芯片的端口面扇出，在保证信号传输质量的基础上，增加了端口密度。

2、本公开提供了一种量子芯片的多端口封装结构，包括：量子芯片；多个连接材料，阵列式地设置在上述量子芯片的表面上，以便于将上述量子芯片的端口面扇出；转接组件，包括相对的第一面和第二面，上述第一面与多个上述连接材料连接；过渡组件，包括：连接件，竖向设置有多个通孔；多个弹簧针，阵列式地设置在上述第二面上；介质件，套设在上述弹簧针上，上述介质件嵌设在上述通孔内，以保证信号传输的质量；其中，上述弹簧针的一端穿出上述通孔，用以与印制电路板连接。

3、根据本公开的一些实施例，上述转接组件包括：第一转接板，包括上述第一面和与上述第一面相对的第三面；第二转接板，包括上述第二面和与上述第二面相对的第四面；其中，上述量子芯片与上述第一面之间、上述第三面和上述第四面之间均通过上述连接材料连接，上述第二转接板用于将由上述第一转接板输出的信号传输至上述过渡组件。

4、根据本公开的一些实施例，上述转接组件还包括：固定件，上述固定件的中部设置有开口，上述固定件设置在上述第二转接板的边缘上，通过上述固定件对上述第二转接板施压以使多个上述弹簧针收缩。

5、根据本公开的一些实施例，上述弹簧针在上述第二面上对应的区域与上述固定件在竖直方向上对齐。

6、根据本公开的一些实施例，上述过渡组件还包括：止位子，设置在上述连接件和上述第二面之间以及上述连接件和上述印制电路板之间，用以限定上述弹簧针的变形量，从而保持信号的传输质量。

7、根据本公开的一些实施例，上述弹簧针的直径小于或等于0.5mm。

8、根据本公开的一些实施例，上述第二转接板的尺寸大于上述第一转接板的尺寸。

9、根据本公开的一些实施例，上述过渡组件和上述固定件采用无磁材料制作，上述无磁材料的磁性小于10nt。

10、根据本公开的一些实施例，上述止位子高度设置为0.1mm～0.5mm。

11、根据本公开实施例的一种量子芯片的多端口封装结构，通过多个连接材料将转接组件和量子芯片连接，实现量子芯片的端口面扇出，通过过渡组件将转接组件和印制电路板弹性连接，以使转接组件和印制电路板的装配两个过程可以独立进行，实现量子芯片和转接组件以及印制电路板的解耦，降低了相互之间的装配影响，在保证信号传输质量的基础上，增加了端口密度。

技术特征：

1.一种量子芯片的多端口封装结构，包括：

2.根据权利要求1所述的量子芯片的多端口封装结构，其中，所述转接组件包括：

3.根据权利要求2所述的量子芯片的多端口封装结构，其中，所述转接组件还包括：

4.根据权利要求3所述的量子芯片的多端口封装结构，其中，所述弹簧针在所述第二面上对应的区域与所述固定件在竖直方向上对齐。

5.根据权利要求2所述的量子芯片的多端口封装结构，其中，所述过渡组件还包括：

6.根据权利要求1所述的量子芯片的多端口封装结构，其中，所述弹簧针的直径小于或等于0.5mm。

7.根据权利要求2所述的量子芯片的多端口封装结构，其中，所述第二转接板的尺寸大于所述第一转接板的尺寸。

8.根据权利要求3所述的量子芯片的多端口封装结构，其中，所述过渡组件和所述固定件采用无磁材料制作，所述无磁材料的磁性小于10nt。

9.根据权利要求5所述的量子芯片的多端口封装结构，其中，所述止位子高度设置为0.1mm～0.5mm。

技术总结
本公开提供一种量子芯片的多端口封装结构，包括：量子芯片；多个连接材料，阵列式地设置在量子芯片的表面上，以便于将量子芯片的端口面扇出；转接组件，包括相对的第一面和第二面，第一面与多个连接材料连接；过渡组件，包括：连接件，竖向设置有多个通孔；多个弹簧针，阵列式地设置在第二面上；介质件，套设在弹簧针上，介质件嵌设在通孔内，以保证信号传输的质量；其中，弹簧针的一端穿出通孔，用以与印制电路板连接。

技术研发人员：龚明,杨威风,荣皓,梁福田,朱晓波,彭承志,潘建伟
受保护的技术使用者：合肥国家实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15