[发明专利]一种超导量子芯片的三维封装结构及封装方法

权利要求书

1.一种超导量子芯片的三维封装结构，其特征在于包括量子芯片、控制电路芯片、第一连接部和第二连接部；

所述量子芯片的第一面面向所述控制电路芯片的第一面并且通过超导材料与所述控制电路芯片的第一面键合；

所述第一连接部支撑于所述量子芯片的第一面和所述控制电路芯片的第一面之间，在所述键合的过程中，所述第一连接部于键合压力方向上的尺寸保持不变；

以及，所述量子芯片的第一面和所述控制电路芯片的第一面中的任一者与所述第一连接部的一端固定连接，另一者与所述第二连接部的一端固定连接，并且所述第一连接部还与第二连接部配合形成嵌合结构。

2.根据权利要求1所述的超导量子芯片的三维封装结构，其特征在于，所述第一连接部一端固定于所述量子芯片的第一面，另一端与所述控制电路芯片的第一面相抵触，所述第二连接部的一端固定于所述控制电路芯片的第一面；

或者，所述第一连接部一端固定于所述控制电路芯片的第一面，另一端与所述量子芯片的第一面相抵触，所述第二连接部的一端固定于所述量子芯片的第一面。

3.根据权利要求2所述的超导量子芯片的三维封装结构，其特征在于，所述第二连接部的一端固定于所述控制电路芯片的第一面，另一端与所述量子芯片的第一面相接触；

或者，所述第二连接部的一端固定于所述量子芯片的第一面，另一端与所述控制电路芯片的第一面相接触。

4.根据权利要求1-3任一项所述的超导量子芯片的三维封装结构，其特征在于，所述第一连接部和第二连接部均为多个且围绕所述超导材料设置，每一第一连接部与相应的一个第二连接部配合。

5.根据权利要求4所述的超导量子芯片的三维封装结构，其特征在于，所述第一连接部包括设置于所述量子芯片第一面和所述控制电路芯片第一面中任一者的硬质材料凸起部，所述第二连接部包括设置于所述量子芯片第一面和所述控制电路芯片第一面中另一者的延展性材料凸起部。

6.根据权利要求5所述的超导量子芯片的三维封装结构，其特征在于，所述硬质材料包括钽、铜、铝中的任一种或多种的组合；和/或，所述延展性材料包括铟、锡中的任一种或多种的组合。

7.根据权利要求4所述的超导量子芯片的三维封装结构，其特征在于，一个第一连接部的部分或整体嵌入相应的一个第二连接部，或者，一个第二连接部的部分或整体嵌入相应的一个第一连接部。

8.根据权利要求7所述的超导量子芯片的三维封装结构，其特征在于，所述第一连接部上开设有孔或槽，所述孔或槽的口部直径小于所述孔或槽的内部直径，所述第二连接部部分或整体填充于所述孔或槽之中。

9.根据权利要求7所述的超导量子芯片的三维封装结构，其特征在于，所述第一连接部为一端开口的空心管，所述空心管部分或整体插入所述第二连接部。

10.根据权利要求1所述的超导量子芯片的三维封装结构，其特征在于，所述超导材料包括铟、铝、铌、锡、钛、锇、锌、钼、钽、钒中的任意一种或多种的组合。

11.一种超导量子芯片的三维封装方法，其特征在于包括：

在量子芯片的第一面和控制电路芯片的第一面中的任一者上制作第一连接部，另一者上制作第二连接部；

使所述量子芯片的第一面与所述控制电路芯片的第一面相对，并使每一第一连接部与相应的一个第二连接部对应设置；

在所述量子芯片与所述控制电路芯片之间施加压力，使所述量子芯片与控制电路芯片通过超导材料键合，并使所述第一连接部支撑于所述量子芯片的第一面和所述控制电路芯片的第一面之间，且使每一第一连接部还与相应的一个第二连接部配合形成嵌合结构；

在所述键合的过程中，所述第一连接部于所述压力方向上的尺寸保持不变。