[实用新型]一种超导量子计算芯片用封装结构

说明书

本实用新型公开了量子计算芯片领域的一种超导量子计算芯片用封装结构，从上到下依次包括屏蔽盖帽、高频线路板与导热底板，高频线路板上表面固定有多组多芯集成高频连接组件，高频线路板及屏蔽盖帽均与导热底板固定连接；高频线路板上表面开设有槽孔，量子计算芯片穿过槽孔并设置在导热底板的上表面、高频线路板与屏蔽盖帽的底面构成的闭合腔体中，量子计算芯片还与高频线路板键合互连。本实用新型中的量子计算芯片处于封闭腔体中，能够屏蔽任何外来磁场噪声以及红外辐射噪声等，还能够通过导热底板与制冷源保持良好的热接触，本实用新型能够有效地减小封装尺寸，特别适用于低温超导量子芯片工作环境中。

技术领域

本实用新型涉及量子计算芯片领域，具体是一种超导量子计算芯片用封装结构。

背景技术

半导体产业已经逐渐进入“后摩尔时代”，通过减小晶体管尺寸维持摩尔定律已经几乎不再可能。量子计算被认为是“后摩尔时代”的一种可能解决方案，近年来备受关注。超导量子计算以超导量子比特为核心物理器件，为了实现量子纠错算法，需要物理量子比特的退相干时间足够长，也需要足够多的比特数目。超导量子比特的数目提升导致量子芯片尺寸、架构、引出方式等发生较大变化，对传统的封装方法带来挑战。

国内现有量子芯片的输入输出端口较少，一般仅十几个左右，对应与大型号的连接器连接，无法支持多比特量子芯片所需的通道数量的需求。另外，由于量子态是“脆弱的”，对于量子芯片来说，其工作环境至关重要。如果环境过于嘈杂，则量子态极易被破坏，保存其中的信息随即丢失，量子芯片就失去了作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超导量子计算芯片用封装结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种超导量子计算芯片用封装结构，从上到下依次包括屏蔽盖帽、高频线路板与导热底板，所述高频线路板上表面固定有多组多芯集成高频连接组件，高频线路板及屏蔽盖帽均与导热底板固定连接；所述高频线路板上表面开设有槽孔，所述量子计算芯片穿过槽孔并设置在导热底板的上表面、高频线路板与屏蔽盖帽的底面构成的闭合腔体中，所述量子计算芯片还与所述高频线路板键合互连。

作为本实用新型的改进方案，为了提高比特退相干时间，所述导热底板与量子计算芯片的接触区域开设有第一盲槽，并形成谐振腔结构。

作为本实用新型的改进方案，为了提高比特退相干时间，所述屏蔽盖帽的底部开设有第二盲槽，形成矩形谐振腔结构。

作为本实用新型的改进方案，为了提高多芯集成高频连接组件与高频线路板连接的质量，所述多芯集成高频连接组件的引针与高频线路板采用回流焊的方式固定。

作为本实用新型的改进方案，所述导热底板上表面针对所述多芯集成高频连接组件的引针开设有避让孔。

作为本实用新型的改进方案，所述高频线路板为多层布线PCB板，并形成“地-信号-地”结构。

作为本实用新型的改进方案，所述高频线路板通过槽孔中裸露的中间信号焊盘与量子计算芯片键合。

作为本实用新型的改进方案，为了保护高频线路板中的覆铜层，所述高频线路板表面及内部过孔镀金。

有益效果：本实用新型中的量子计算芯片处于导热底板、高频线路板与屏蔽盖帽构成的封闭腔体中，能够屏蔽任何外来磁场噪声以及红外辐射噪声等，量子计算芯片与高频线路板均固定在导热底板上，能够通过导热底板与制冷源保持良好的热接触，同时，采用多芯集成高频连接组件，替代常规单芯高频连接器组合，能够有效地减小封装尺寸，特别适用于低温超导量子芯片工作环境中。

附图说明

图1为本实用新型的封装结构分解示意图；

图2为本实用新型的高频线路板某一俯视角度的结构示意图；