本发明实施例涉及防护器件技术，尤其涉及一种防护器件及其制作方法、电子设备。
背景技术
电子设备在汽车电子、通讯、新能源、安防、消费电子、工业电子、医疗电子等行业得到了广泛的应用。为了保证电子设备能够安全可靠的工作，多采用防护器件对电子设备的电路进行防护。
在现有技术中，防护器件多对电子设备进行雷击保护，然而，当雷击电压或电流超出防护器件本身性能极限时，会呈现击穿短路现象，从而导致电路的工作电流突增，烧毁电路中其他元器件。随着电子设备中元器件集成度的提高以及使用的频率提升，其电路的工作电压和电流也相应增大，更易遭受雷击，因此，现有电子设备中的防护器件出现击穿短路现象加剧，严重影响了电子设备的安全可靠工作。
技术实现要素：
本发明提供一种防护器件及其制作方法、电子设备，以避免防护器件出现击穿短路现象，提升电子设备工作的安全可靠性。
第一方面，本发明实施例提供了一种防护器件，所述防护器件包括：
半导体芯片，所述半导体芯片包括相对设置的第一表面和第二表面；
引线框架，所述引线框架包括第一引脚结构和第二引脚结构，所述第一引脚结构包括第一芯片连接部，所述第一芯片连接部与所述半导体芯片的第一表面电连接，所述第二引脚结构包括第二芯片连接部；
保护部件，所述保护部件包括第一端和第二端，所述保护部件的第一端与所述半导体芯片的第二表面电连接，第二端与所述第二引脚结构的第二芯片连接部电连接，所述保护部件用于在其上流过的电流超出其通流能力而断开。
可选地，所述防护器件还包括：塑封结构，所述塑封结构封装所述半导体芯片、所述第一芯片连接部、所述第二芯片连接部和所述保护部件。
可选地，所述防护器件还包括：第一连接结构和第二连接结构；
所述保护部件的第一端通过所述第一连接结构电连接所述半导体芯片，所述第一连接结构与所述半导体芯片的第二表面的接触面积大于所述保护部件与所述第一连接结构的接触面积；
所述保护部件的第二端通过所述第二连接结构电连接所述第二芯片连接部，所述第二连接结构与所述第二芯片连接部的接触面积大于所述保护部件与所述第二连接结构的接触面积。
可选地，所述第一连接结构和所述第二连接结构均为锡膏片或铜片。
可选地，所述保护部件为导线。
可选地，所述防护器件还包括第三连接结构；所述第三连接结构位于所述半导体芯片的第一表面和所述第一芯片连接部之间，并与所述半导体芯片的第一表面以及所述第一芯片连接部接触。
可选地，所述第三连接结构的材料为锡膏。
可选地，所述第一引脚结构还包括第一外接部和第一弯折部，所述第一外接部由所述塑封结构的内部向所述塑封结构的外部延伸，且与所述第一芯片连接部异面；所述第一弯折部连接于所述第一芯片连接部和所述第一外接部之间，所述第一弯折部由所述第一芯片连接部向第一外接部弯折；
所述第二引脚结构还包括第二外接部和第二弯折部，所述第二外接部由所述塑封结构的内部向所述塑封结构的外部延伸，且与所述第二芯片连接部异面；所述第二弯折部连接于所述第二芯片连接部和所述第二外接部之间，所述第二弯折部由所述第二芯片连接部向第二外接部弯折。
可选地，所述第一外接部远离所述半导体芯片的一面与所述第二外接部远离所述半导体芯片的一面共面。
可选地，所述半导体芯片为瞬变电压抑制二极管芯片或固体放电管芯片。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：本发明任意实施例所述的防护器件。
第三方面，本发明实施例还提供了一种如本发明任意实施例所述的防护器件的制作方法，所述防护器件的制作方法包括：
提供所述半导体芯片和所述引线框架；
将所述半导体芯片粘接于所述引线框架的所述第一引脚结构的第一芯片连接部；
将所述保护部件的第一端焊接于所述半导体芯片的第二表面，将所述保护部件的第二端焊接于所述第二引脚结构的第二芯片连接部。
可选地，在将所述保护部件的第二端焊接于所述第二引脚结构的第二芯片连接部之后，还包括：
塑封所述半导体芯片、所述第一引脚结构的第一芯片连接部、所述第二引脚结构的第二芯片连接部和所述保护部件。
可选地，所述将所述保护部件的第一端焊接于所述半导体芯片的第二表面，将所述保护部件的第二端焊接于所述第二引脚结构的第二芯片连接部包括：
将所述保护部件的第一端通过第一连接结构焊接于所述第一连接结构上，所述第一连接结构与所述半导体芯片的第二表面的接触面积大于所述保护部件与所述第一连接结构的接触面积；
将所述保护部件的第二端通过第二连接结构焊接于所述第二连接结构上，所述第二连接结构与所述第二芯片连接部的接触面积大于所述保护部件与所述第二连接结构的接触面积。
本发明通过设置引线框架包括第一引脚结构和第二引脚结构，第一引脚结构的第一芯片连接部与半导体芯片的第一表面电连接，保护部件的第一端与半导体芯片的第二表面电连接，保护部件的第二端与第二引脚结构的第二芯片连接部电连接，保护部件用于在其上流过的电流超出其通流能力而断开，与现有技术采用层叠结构相比，本发明实施例采用单条框架的结构，且在半导体芯片与第二引脚结构之间设置保护部件，解决了现有的防护器件无法实现开路保护功能，以及制造效率低的问题，达到了提高器件的制造效率、降低器件的制造成本的基础上，使得防护器件能够在电流突然拉升的条件下开路失效，有效避免了电路中元器件烧毁，提升了电子设备工作的安全可靠性。
附图说明
图1为现有的一种的防护器件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种防护器件的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为沿图3中a-a′的剖面结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种防护器件的结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为沿图6中b-b′的剖面结构示意图；
图8为本发明实施例提供的又一种防护器件的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种防护器件的制作方法的流程图；
图11为本发明实施例提供的另一种防护器件的制作方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为现有的一种的防护器件的结构示意图。参见图1，现有的防护器件的结构为三层层叠结构，半导体芯片10设置于第一框架结构91和第二框架结构92之间。第一框架结构91和第二框架结构92分别形成防护器件的两个引脚。由于半导体芯片10相对设置的第一表面和第二表面分别与第一框架结构91和第二框架结构92贴合，无法实现开路保护功能，容易发生击穿短路而影响电子设备的安全可靠工作。以及，该防护器件的结构在制造过程中需要采用2片框架结构(即第一框架结构91和第二框架结构92)，采用共晶烧结工艺，工艺复杂、制造效率低且成本高。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种防护器件。图2为本发明实施例提供的一种防护器件的结构示意图，图3为图2的俯视图，图4为沿图3中a-a′的剖面结构示意图。参见图2-图4，该防护器件包括：半导体芯片10、引线框架20和保护部件30。半导体芯片10包括相对设置的第一表面11和第二表面12，引线框架20包括第一引脚结构21和第二引脚结构22，第一引脚结构21包括第一芯片连接部211，第一芯片连接部211与半导体芯片10的第一表面11电连接，第二引脚结构22包括第二芯片连接部221，保护部件30包括第一端31和第二端32，保护部件30的第一端31与半导体芯片10的第二表面12电连接，第二端32与第二引脚结构22的第二芯片连接部221电连接，保护部件30用于在其上流过的电流超出其通流能力而断开。
其中，引线框架20包括第一引脚结构21和第二引脚结构22，即该防护器件可以采用单条框架的结构和制造工艺，工艺简单，便于加工控制，提高了制造效率，降低了制造成本。在此基础上，本发明提供的防护器件在半导体芯片10和第二引脚结构22之间设置保护部件30，该保护部件30可以在电路中电流突然拉升的条件下(例如，浪涌过压过流)，超出其通流能力而断开，实现防护器件内部开路功能，从而保护整体电路不被烧毁。
本发明实施例通过设置引线框架20包括第一引脚结构21和第二引脚结构22，第一引脚结构21的第一芯片连接部211与半导体芯片10的第一表面11电连接，设置保护部件30的第一端31与半导体芯片10的第二表面12电连接，保护部件30的第二端32与第二引脚结构22的第二芯片连接部221电连接，保护部件30用于在其上流过的电流超出其通流能力而断开，与现有技术采用层叠结构相比，本发明实施例采用单条框架的结构，且在半导体芯片10与第二引脚结构22之间设置保护部件30，解决了现有的防护器件无法实现开路保护功能，以及制造效率低的问题，达到了提高器件的制造效率、降低器件的制造成本的基础上，使得防护器件能够在电流突然拉升的条件下开路失效，有效避免了电路中元器件烧毁，提升了电子设备工作的安全可靠性。
在上述各实施例的基础上，可选地，该半导体芯片为瞬变电压抑制二极管芯片、固体放电管芯片或其他具有电路防护功能的半导体芯片，本发明不做限定。若半导体芯片为瞬变电压抑制二极管芯片，形成的防护器件为瞬变电压抑制二极管(transientvoltagesuppressor，tvs)，本发明实施例提供的tvs不仅能以较高的速度把其两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把两端电压箝制在一个预定的数值上，还能够在电流突然拉升的条件下开路失效，从而保护后级电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击，安全可靠性更高。若半导体芯片为固体放电管芯片，形成的防护器件为固体放电管(thyristorsurgesuppresser，tss)，本发明实施例提供的tss是一种过压保护器件，其利用晶闸管原理制成，不仅可以依靠半导体芯片的pn结的击穿电流触发器件导通放电，可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流，还能够在电流突然拉升的条件下开路失效，从而保护后级电路元件，安全可靠性更高。
继续参见图2-图4，在上述各实施例的基础上，可选地，保护部件30为导线。该导线可以在电路中电流突然拉升的条件下(例如，浪涌过压过流)，超出其通流能力而熔断，实现防护器件内部开路功能，从而保护整体电路不被烧毁。以及，防护器件的制造可以采用单条框架焊线(导线)工艺、导线的两端采用锡膏涂布焊接，制造工艺进一步简化且成本进一步降低。
其中，可以通过计算导线线材的长度、直径和材质以选择合适的线材来达到设计通流能力需求，从而在超出线材耐受电流时线材熔断，实现开路失效功能，起到切断电路保护其他元器件不被烧毁目的。
图5为本发明实施例提供的另一种防护器件的结构示意图，图6为图5的俯视图，图7为沿图6中b-b′的剖面结构示意图。参见图5-图7，在上述各实施例的基础上，可选地，防护器件还包括第一连接结构51和第二连接结构52。保护部件30的第一端31通过第一连接结构51电连接半导体芯片10，第一连接结构51与半导体芯片10的第二表面12的接触面积大于保护部件30与第一连接结构51的接触面积。保护部件30的第二端32通过第二连接结构52电连接第二芯片连接部221，第二连接结构52与第二芯片连接部221的接触面积大于保护部件30与第二连接结构52的接触面积。本发明实施例设置防护器件包括第一连接结构51和第二连接结构52分别增大了保护部件30与半导体芯片10和保护部件30与第二引脚结构22的第二芯片连接部221的接触面积，即增大了保护部件30两端的散热面积，避免了防护器件在流过大电流时，保护部件30与半导体芯片10的连接处或保护部件30与第二芯片连接部221的连接处过热而发生熔断的现象，因此，该防护器件不仅能够适用于小电流保护电路，还能够适用于大电流保护电路，提升了防护器件的品质，扩大了防护器件的应用范围。
继续参见图5-图7，在上述各实施例的基础上，可选地，第一连接结构51和第二连接结构52均为锡膏片或铜片，锡膏片和铜片均具有良好的散热性能，采用锡膏片或铜片提升了第一连接结构51和第二连接结构52的散热性能，起到稳固的连接作用，提升了防护器件的品质。另外，锡膏片还具有焊接的功能，采用锡膏片作为第一连接结构51和第二连接结构52，仅需要两次焊接工艺就可以将保护部件30的两端分别焊接在半导体芯片10和第二芯片连接部221上，简化了防护器件的结构和制作工艺。
需要说明的是，图5-图7中示例性地示出了第一连接结构51和第二连接结构52的形状为截面为圆形的柱体，并非对本发明的限定，在其他实施例中，第一连接结构51和第二连接结构52的形状为还可以根据需要设置为截面为椭圆形或多边形的柱体，或者设置为截面为多种圆形、椭圆形或多边形组合的柱体。
继续参见图5和图7，在上述各实施例的基础上，可选地，防护器件还包括第三连接结构53，第三连接结构53位于半导体芯片10的第一表面11和第一芯片连接部211之间，并与半导体芯片10的第一表面11以及第一芯片连接部211接触，以实现半导体芯片10与第一引脚结构21的电连接。
在上述各实施例的基础上，可选地，第三连接结构53的材料为锡膏，以实现半导体芯片10与第一引脚结构21的电连接。
图8为本发明实施例提供的又一种防护器件的结构示意图。参见图8，在上述各实施例的基础上，可选地，防护器件还包括塑封结构40，塑封结构40封装半导体芯片10、第一芯片连接部211、第二芯片连接部221和保护部件30，形成防护器件的外壳，塑封结构40起到了固定、密封、保护半导体芯片10及增强电热性能等方面的作用，以及便于安装和运输。本发明实施例采用塑封封装，与现有的防护器件采用陶瓷封装相比，塑封封装批量制造的成本低、且有利于减小防护器件的体积和尺寸。
继续参见图8，在上述实施例的基础上，可选地，第一引脚结构21还包括第一外接部213和第一弯折部212，第一外接部213由塑封结构40的内部向塑封结构40的外部延伸，且与第一芯片连接部211异面，第一弯折部212连接于第一芯片连接部211和第一外接部213之间，第一弯折部212由第一芯片连接部211向第一外接部213弯折。第二引脚结构22还包括第二外接部223和第二弯折部222，第二外接部223由塑封结构40的内部向塑封结构40的外部延伸，且与第二芯片连接部221异面；第二弯折部222连接于第二芯片连接部221和第二外接部223之间，第二弯折部222由第二芯片连接部221向第二外接部223弯折。第一引脚结构21和第二引脚结构22这样设置有利于防护器件与其它器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。
可选地，第一外接部213远离半导体芯片10的一面与第二外接部223远离半导体芯片10的一面共面，有利于防护器件更好地焊接在电路板上。
本发明实施例还提供了一种电子设备。图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，参见图9，该电子设备包括：本发明任意实施例提供的防护器件。例如该电子设备可以是汽车电子、通讯、新能源、安防、消费电子、工业电子、医疗电子等装置中的电脑、导航仪或摄像头等。
本发明实施例提供的电子设备，通过设置防护器件的引线框架包括第一引脚结构和第二引脚结构，第一引脚结构的第一芯片连接部与半导体芯片的第一表面电连接，设置保护部件的第一端与半导体芯片的第二表面电连接，保护部件的第二端与第二引脚结构的第二芯片连接部电连接，保护部件用于在其上流过的电流超出其通流能力而断开，与现有技术采用层叠结构相比，本发明实施例采用单条框架的结构，且在半导体芯片与第二引脚结构之间设置保护部件，解决了现有的防护器件无法实现开路保护功能，以及制造效率低的问题，达到了提高器件的制造效率、降低器件的制造成本的基础上，使得防护器件能够在电流突然拉升的条件下开路失效，有效避免了电路中元器件烧毁，提升了电子设备工作的安全可靠性。
本发明实施例还提供了一种本发明任意实施例提供的防护器件的制作方法。图10为本发明实施例提供的一种防护器件的制作方法的流程图。参见图10，该制作方法包括以下步骤：
s100、提供半导体芯片和引线框架。
s200、将半导体芯片粘接于引线框架的第一引脚结构的第一芯片连接部。
s300、将保护部件的第一端焊接于半导体芯片的第二表面，将保护部件的第二端焊接于第二引脚结构的第二芯片连接部。
本发明实施例提供的防护器件的制作方法通过将半导体芯片粘接于引线框架的第一引脚结构的第一芯片连接部，将保护部件的第一端焊接于半导体芯片的第二表面，将保护部件的第二端焊接于第二引脚结构的第二芯片连接部，与现有技术采用层叠结构相比，本发明实施例采用单条框架(引线框架)的结构，且在半导体芯片与第二引脚结构之间设置保护部件，解决了现有的防护器件无法实现开路保护功能，以及制造效率低的问题，达到了提高器件的制造效率、降低器件的制造成本的基础上，使得防护器件能够在电流突然拉升的条件下开路失效，有效避免了电路中元器件烧毁，提升了电子设备工作的安全可靠性。
继续参见图10，在上述实施例的基础上，可选地，在s300、将保护部件的第一端焊接于半导体芯片的第二表面，将保护部件的第二端焊接于第二引脚结构的第二芯片连接部之后，还包括步骤：
s400、塑封半导体芯片、第一引脚结构的第一芯片连接部、第二引脚结构的第二芯片连接部和保护部件，以固定、密封、保护半导体芯片及增强电热性能等方面的作用，以及便于安装和运输。本发明实施例采用塑封封装，与现有的防护器件采用陶瓷封装相比，塑封封装批量制造的成本低、且有利于减小防护器件的体积和尺寸。
图11为本发明实施例提供的另一种防护器件的制作方法的流程图。参见图11，在上述各实施例的基础上，可选地，s300、将保护部件的第一端焊接于半导体芯片的第二表面，将保护部件的第二端焊接于第二引脚结构的第二芯片连接部包括步骤：
s310、将保护部件的第一端通过第一连接结构焊接于第一连接结构上，第一连接结构与半导体芯片的第二表面的接触面积大于保护部件与第一连接结构的接触面积。
s320、将保护部件的第二端通过第二连接结构焊接于第二连接结构上，第二连接结构与第二芯片连接部的接触面积大于保护部件与第二连接结构的接触面积。
本发明实施例设置防护器件的保护部件通过第一连接结构与半导体芯片的第二表面电连接，以及保护部件通过第二连接结构与第二芯片连接部电连接，第一连接结构和第二连接结构分别增大了保护部件与半导体芯片和保护部件与第二引脚结构的第二芯片连接部的接触面积，即增大了保护部件两端的散热面积，避免了防护器件在流过大电流时，保护部件与半导体芯片的连接处或保护部件与第二芯片连接部的连接处过热而发生熔断的现象，因此，该防护器件不仅能够适用于小电流保护电路，还能够适用于大电流保护电路，提升了防护器件的品质，扩大了防护器件的应用范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。