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公開番号2022176437
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-11-30
出願番号2021082873
出願日2021-05-17
発明の名称超伝導デバイス
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 23/32 20060101AFI20221122BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】外部へ接続する端子の断線を抑制し、外部へ接続する端子を確保することができる超伝導デバイスを提供する。
【解決手段】一実施の形態に係る超伝導デバイスは、超伝導チップ10と、超伝導チップ10が実装されたインターポーザ20と、インターポーザ20に対向して配置され、可動ピン47及び可動ピン47を支持するハウジング45を含むソケット40と、ソケット40に対向して配置され、外部への入出力となるコネクタが形成されたボード50を備え、ボード50は、ビアホール52の端子の一端が可動ピン47の端子の一端と電気的に接続すると共に、ビアホール52の穴径が、ビアホールに接続する可動ピン47の先端部分の直径より小さい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
超伝導チップと、
前記超伝導チップが実装されたインターポーザと、
前記インターポーザに対向して配置され、可動ピン及び前記可動ピンを支持するハウジングを含むソケットと、
前記ソケットに対向して配置され、外部への入出力となるコネクタが形成されたボードを備え、
前記ボードは、ビアホールが形成され、当該ビアホールの端子の一端が前記可動ピンの端子の一端と電気的に接続すると共に、前記ビアホールの穴径が、前記ビアホールに接続する前記可動ピンの先端部分の直径より小さい、
超伝導デバイス。
続きを表示(約 750 文字)【請求項2】
前記ボードは、前記ビアホールに接続された配線層を備え、前記配線層と前記コネクタが電気的に接続された、
請求項1に記載の超伝導デバイス。
【請求項3】
前記配線層は、前記ソケットに対向した面とは反対面に配置された、請求項2に記載の超伝導デバイス。
【請求項4】
前記ボードは、複数の絶縁層及び複数の導体層を含む多層構造を有し、前記ボードの内部に前記配線層が形成された、請求項2に記載の超伝導デバイス。
【請求項5】
前記超伝導チップ、前記インターポーザ、前記ソケット、及び、前記ボードのうち、少なくともいずれかの一部は、冷却機能を有する試料台に接した、
請求項1~4のいずれか1項に記載の超伝導デバイス。
【請求項6】
前記超伝導チップは、冷却機能を有する試料台に形成された凹部の内部に配置され、
前記インターポーザの一部は、前記試料台に接した、
請求項5に記載の超伝導デバイス。
【請求項7】
前記超伝導チップは、前記インターポーザに実装された第1面と、前記第1面の反対側の第2面と、を有し、
前記第2面の少なくとも一部は、前記凹部の内面に接した、
請求項6に記載の超伝導デバイス。
【請求項8】
前記ハウジングは、前記可動ピンの一端が突出した一端面と、前記可動ピンの他端が突出した他端面と、前記一端面の周縁と前記他端面の周縁とを接続する側面と、を有し、
前記一端面、前記他端面及び前記側面のうち、少なくともいずれかの一部は、冷却機能を有する試料台に接した、
請求項1~7のいずれか1項に記載の超伝導デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、超伝導デバイスに関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、超伝導状態を利用した超伝導チップをインターポーザにフリップチップ実装した量子デバイス(超伝導デバイス)が記載されている。このような超伝導デバイスを超伝導状態で用いるためには、超伝導デバイスを極低温まで冷却する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
国際公開第2018/212041号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
超伝導チップを極低温まで冷却させた場合には、外部へ接続する端子との接点が、冷却時における体積変化を起因とした応力及び歪みによって断線する恐れがある。また、上述した超伝導デバイスにおいて、インターポーザの片面を試料台による冷却に使用した場合には、外部へ接続する端子数に限界がある。
【0005】
本開示の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、外部へ接続する端子の断線を抑制し、外部へ接続する端子を確保することができる超伝導デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示にかかる超伝導デバイスは、量子ビットが構成された超伝導チップと、前記超伝導チップが実装されたインターポーザと、前記インターポーザに対向して配置され、可動ピン及び前記可動ピンを支持するハウジングを含むソケットと、ソケットに対向して配置され、外部への入出力となるコネクタが形成されたボードを備え、ボードは、ビアホールが形成され、当該ビアホールの端子の一端が可動ピンの端子の一端と電気的に接続すると共に、ビアホールの穴径が、ビアホールに接続する可動ピンの先端部分の直径よりわずかに小さい。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、外部へ接続する端子の断線を抑制し、外部へ接続する端子を確保することができる超伝導デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
実施形態1に係る超伝導デバイスを例示した断面図である。
実施形態1に係る超伝導デバイスにおいて、超伝導チップ及びインターポーザを例示した分解斜視図である。
実施形態1に係る超伝導デバイスにおいて、可動ピンとビアホールの接続部分を拡大した断面図である。
実施形態1のビアホールの変形例を示した断面図である。
実施形態2に係る超伝導デバイスを示した断面図である。
実施形態2の変形例に係る超伝導デバイスを示した断面図である。
実施形態3に係る超伝導デバイスを示した断面図である。
実施形態3の変形例に係る超伝導デバイスを示した断面図である。
実施形態3の他の変形例に係る超伝導デバイスを示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
量子コンピューティングとは量子力学的な現象(量子ビット)を用いてデータを操作する領域である。量子力学的な現象とは、複数の状態の重ね合わせ(量子変数が複数の異なる状態を同時にとる)、もつれ(複数の量子変数が空間または時間に関わらず関係する状態)などとなる。超伝導チップは、量子ビットを生成する量子回路が設けられている。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
(実施形態1)
実施形態1に係る超伝導デバイスを説明する。図1は、実施形態1に係る超伝導デバイスを例示した断面図である。図2は、実施形態1に係る超伝導デバイスにおいて、超伝導チップ及びインターポーザを例示した分解斜視図である。図1及び図2に示すように、超伝導デバイス1は、超伝導チップ10と、インターポーザ20と、ソケット40と、ボード50を備えている。
【0010】
超伝導チップ10は、チップ基板15と、配線層16とを含んでいる。チップ基板15は、例えば、シリコン(Si)を含んでいる。なお、チップ基板15は、超伝導チップ10が量子ビットを構成することができれば、シリコンを含むものに限らず、サファイアや化合物半導体材料(IV族、III-V族、II-VI族)等の他の電子材料を含んでもよい。また、単結晶である方が望ましいが、多結晶やアモルファスでも構わない。
(【0011】以降は省略されています)

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