一种立体三维离子阱芯片装配定位工装的制作方法

1.本实用新型属于定位工装领域，更具体的说涉及一种立体三维离子阱芯片装配定位工装。


背景技术：

2.离子阱量子计算机中的离子阱芯片具有囚禁离子的功能，四个刀片式的芯片的相对位置精度直接影响了芯片的整体电磁场的分布，从而影响离子的囚禁和芯片的工作性能。装配时除了四个刀片相对位置精度要求较高外，同时不能对刀口有任何划伤；目前装配主要是借助显微镜反复调试，效率较低且装配精度难以保障。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种立体三维离子阱芯片装配定位工装，解决现有技术中离子阱芯片安装精度调节困难、效率低的问题。
4.本实用新型技术方案一种立体三维离子阱芯片装配定位工装，包括用于将四刀片式的芯片呈星型状预安装的芯片支架和用于安装所述芯片支架并对芯片支架上呈星型状预安装的四芯片的刀口位置进行精准调节的定位支架；
5.所述芯片支架包括平行且相对设置的两固定底板和连接在两固定底板之间的四芯片安装板，四芯片安装板呈星型状安装，四芯片通过紧固件分别安装在四芯片安装板上，且四芯片的刀口相对；
6.所述定位支架包括导向底板和固定在所述导向底板上的定位块，所述定位块包括与所述导向底板安装的安装部和置于四刀口之间的定位部，所述定位部包括实现芯片的刀口位置定位的四定位面，四定位面分别朝向四刀口。
7.优选地，所述固定底板呈l型，包括一体成型的导向座和连接板，所述导向座远离连接板的侧面上设置有轴线与芯片长度方向一致的导向槽；两连接板相对设置并均分别设置有观察窗，所述观察窗朝向四芯片的刀口设置，四芯片安装板两端分别与两连接板固定。
8.优选地，所述芯片安装板上设置有若干安装孔，所述安装孔沿芯片长度方向设置至少有三个，沿芯片宽度方向设置至少有两个，安装孔呈矩阵状分布设置。
9.优选地，所述芯片安装板长度大于所述芯片长度，所述安装孔位置和尺寸均与芯片上连接孔相适应。
10.优选地，所述定位支架包括有呈“一”字排列且背离设置的两组，芯片位置调节时，两定位块之间距离小于芯片的刃口长度。
11.优选地，所述导向底板包括定位底板和一体设置在所述定位底板上的导向部与连接部，所述导向部与导向槽相适应并设置在定位底板的中间段位置上，所述连接部设置在靠近另一导向底板的一端，定位底板的另一端设置有限位块。
12.优选地，所述定位面由一次性镜面切割成型，定位面与靠近的芯片的刀口垂直。
13.本实用新型技术方案一种立体三维离子阱芯片装配定位工装的有益效果是：
14.1、通过一次性精密镜面切割成型的定位面定位刀片间距和刀片的刀口位置，定位精准、快速，可以省去显微镜观察环节，实现刀片芯片两两之间间距精度及整体相对芯片中心轴的直线度得到较好的保证；省时省力。
15.2、通过导向部和导向槽的定位和运动方向的导向，实现在芯片定位中调节中，芯片支架整体固定不动，而定位支架做直线移动，使得定位块进出带调节的芯片的刀口位置，有效的避免了因各部件运动或移动中出现的晃动导致的刀口被磕碰损坏的问题。
16.3、采用定位支架具有相对且分离设置的两组，即两组导向底板和定位块，在与芯片支架的配对安装和撤离中，使定位块相对刀片接触移动距离最小化，潜在的划伤风险小。
附图说明
17.图1为本实用新型技术方案一种立体三维离子阱芯片装配定位工装的结构示意图，也即刀片式的芯片定位调节状态示意图，
18.图2为芯片支架结构示意图，
19.图3为芯片支架局部示意图，
20.图4为芯片安装定位示意图，
21.图5为定位支架结构示意图，
22.图6为图5的主视图，
23.图7为定位块结构示意图。
具体实施方式
24.为便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案，现结合说明书附图对本实用新型技术方案做进一步的说明。
25.如图1所说，本实用新型技术方案一种立体三维离子阱芯片装配定位工装，包括用于将四刀片式的芯片100呈星型状预安装的芯片支架2和用于安装所述芯片支架2并对芯片支架2上呈星型状预安装的四芯片100的刀口101位置进行精准调节的定位支架1。
26.所述芯片支架2包括平行且相对设置的两固定底板21和连接在两固定底板21之间的四芯片安装板22。四芯片安装板22呈星型状安装，四芯片100通过紧固件分别安装在四芯片安装板22上，且四芯片100的刀口101相对。
27.如图和图7所示，所述定位支架1包括导向底板11和固定在所述导向底板11上的定位块12。所述定位块12包括与所述导向底板11安装的安装部122和置于四刀口之间的定位部123。所述定位部123包括实现芯片100的刀口101位置定位的四定位面121，四定位面121分别朝向四刀口101。
28.基于上述技术方案，在利用本实用新型技术方案一种立体三维离子阱芯片装配定位工装对离子阱芯片进行安装和定位时，首先，选择一平整、光滑且平面度好的好表面作为操作平面，如图6中所述的操作平面01，一般的选用平面玻璃为操作平面。然后将定位支架1置于操作平面01上，并使得导向底板11的背面置于操作平面上，此时定位块12竖直向上。
29.然后，对四芯片100进行安装在芯片支架2上，即将四芯片100分别安装在四芯片安装板22上，通过螺栓将四芯片100分别安装在四芯片安装板22，这里需要保证四芯片100上的连接孔102直径略大于螺栓外径，在四芯片100预安装后，在螺栓未完全锁紧时，芯片能够
在小范围内移动，便于对芯片的安装和调节。在四芯片100预安装时，四芯片100均需要向后方移动，确保刀口在远离四定位面121的位置，避免刀口超过四定位面121。
30.再后，将预安装的芯片和芯片支架2缓慢的放置在定位支架1上，且确保在芯片支架2放置在定位支架1上时，定位块12的四定位面121位于四芯片100的刀口101端外部。再后，轻轻推动定位支架1，使得导向底板11带动定位块12向四刀口101内移动，在定位面121移动至进入刀口内位置即可。一般的在定位面完全进入刀口内1mm位置即可。
31.再然后，依次对每一个芯片进行位置调节。调节过程为，双手扶住一片刀片式的芯片，缓慢的向前推动芯片，使得刀片式的芯片的刀口位置缓慢向朝向其的定位面移动，在刀口移动至定位面表面接触时，即可紧定本芯片上的螺钉，锁紧本芯片即可，直至四芯片全部定位调节完成。
32.最后，轻移定位支架1，使得定位面移出刀口位置，再将芯片与定位支架1抬起，撤离定位支架1，即完成了这个芯片定位安装和调节的过程。
33.在上述芯片的安装和定位调节中：
34.1、通过导向部和导向槽的定位和运动方向的导向，实现在芯片定位中调节中，芯片支架整体固定不动，而定位支架做直线移动，使得定位块进出带调节的芯片的刀口位置，有效的避免了因各部件运动或移动中出现的晃动导致的刀口被磕碰损坏的问题。
35.2、通过一次性精密镜面切割成型的定位面定位刀片间距和刀片的刀口位置，定位精准、快速，可以省去显微镜观察环节，实现刀片芯片两两之间间距精度及整体相对芯片中心轴的直线度得到较好的保证；省时省力。
36.如图2和图3所示，所述固定底板21呈l型，包括一体成型的导向座213和连接板214。所述导向座213远离连接板214的侧面上设置有轴线与芯片100长度方向一致的导向槽211。两连接板214相对设置并均分别设置有观察窗212，所述观察窗212朝向四芯片100的刀口101设置。四芯片安装板22两端分别与两连接板214固定。固定底板21和四芯片安装板22根据离子阱量子计算机中的离子阱芯片需要设计。本技术方案中，导向座213的背面和导向槽211内底面与内侧面均作为芯片安装与定位中的基准面，加工精度高，平面度好，提高芯片的安装和定位精度。
37.本技术方案中，所述芯片安装板22上设置有若干安装孔221，所述安装孔221沿芯片100长度方向设置至少有三个，沿芯片宽度方向设置至少有两个，安装孔221呈矩阵状分布设置。安装孔221是实现芯片的安装，呈矩阵片排列的安装孔的设置，便于不同信号的芯片的安装。
38.本技术方案中，所述芯片安装板22长度大于所述芯片100长度，所述安装孔221位置和尺寸均与芯片上连接孔102相适应。连接孔102直径应略大于安装孔221直径，便于在安装和定位调节中，芯片能够具有调节量，避免连接孔102过小，芯片被穿过安装孔221上的螺栓固定，不能进行安装定位调节。在芯片的预安装中，螺钉锁紧锁松的松紧程度要能保证芯片在手指推动情况下可以在螺钉孔间隙范围内自由移动。
39.如图5和图6所示，所述定位支架1包括有呈“一”字排列且背离设置的两组，芯片位置调节时，两定位块12之间距离小于芯片100的刃口长度。定位块12固定在导向底板11上，组成一定位支架1，在芯片安装定位调节前，两定位块12分别位于芯片100的刀口101两端的外部，在芯片位置调节中，首先将两定位支架1向内移动，使得两定位块12均由芯片的刀口
端部进入芯片刀口范围内，一般的进入1mm即可，避免过大的运动距离造成芯片划伤。本技术方案中，采用定位支架具有相对且分离设置的两组，即两组导向底板和定位块，在与芯片支架的配对安装和撤离中，使定位块相对刀片接触移动距离最小化，潜在的划伤风险小。
40.本技术方案中，导向底板11包括定位底板111和一体设置在所述定位底板111上的导向部112与连接部113。所述导向部112与导向槽211相适应并设置在定位底板111的中间段位置上。所述连接部113设置在靠近另一导向底板的一端，定位底板111的另一端设置有限位块114。在导向底板11带动定位块12移动时，导向部112与导向槽211始终接触，导向部112与导向槽211配合，避免在定位支架1移动中，定位块12晃动或摆动。同时也便于定位支架1的移动。
41.本技术方案中，所述定位面由121一次性镜面切割成型，定位面与靠近的芯片的刀口垂直。通过一次性精密镜面切割成型的定位面定位刀片间距和刀片的刀口位置，定位精准、快速，可以省去显微镜观察环节，实现刀片芯片两两之间间距精度及整体相对芯片中心轴的直线度得到较好的保证；省时省力。
42.本实用新型技术方案在上面结合附图对实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。