本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种影像传感芯片的封装结构。
背景技术：
影像传感芯片是一种能够感测外部光线并将其转换成电信号的电子器件。影像传感芯片通常采用半导体制造工艺进行芯片制作。在影像传感芯片制作完成后，再通过对影像传感芯片进行一系列封装工艺从而形成封装好的封装结构，以用于诸如数码相机、数码摄像机等等的各种电子设备。
现有技术公开一种影像传感芯片的扇出封装方案，影像传感芯片倒装在有机基板或者玻璃基板上，有机基板或者玻璃基板上具有导电电路，影像传感芯片上的焊垫与导电电路电性连接，并于影像传感芯片的周围充填胶材(underfill)，以提升影像传感芯片与有机基板或者玻璃基板结合的可靠度，并阻隔外界的污染。但是，胶材容易溢入影像传感芯片的感光区，造成感光区污染，影响影像传感芯片的成像质量。
现有技术中通过网印、点胶、沉积方式在有机基板或者玻璃基板的预定位置，或者在影像传感芯片的感光区外围预定位置形成围墙式的挡胶结构。然而这些制作围墙的方式均需额外增加封装制程步骤，增加生产成本。
技术实现要素：
基于上述原因，本实用新型的主要目的是提供一种新型结构的影像传感芯片以及封装方法，防止溢胶污染影像传感芯片的感光区。本实用新型通过在有机基板上形成线路的同时形成围墙，不额外增加工艺制程，降低生产成本。
本实用新型提供一种影像传感芯片封装结构，包括：影像传感芯片，包括彼此相对的第一表面以及第二表面，所述第一表面具有感光区以及设置于感光区周围的多个焊垫；pcb基板，包括彼此相对的第三表面以及第四表面，所述pcb基板上具有开窗以及位于开窗周围的多个连接垫，所述多个连接垫位于所述pcb基板的第三表面，所述pcb基板的第三表面上具有再布线层，所述再布线层与所述连接垫电性连接；所述焊垫与所述连接垫电性连接，所述开窗暴露所述感光区；金属环，位于所述连接垫与所述开窗之间，所述金属环设置于pcb基板的第三表面上，所述金属环围绕所述开窗。
优选的，所述pcb基板的第四表面上对应开窗的位置覆盖有透光盖板，所述透光盖板与所述开窗密封连接。
优选的，所述影像传感芯片的多个焊垫中具有至少两个接地焊垫，所述多个连接垫中具有至少两个接地连接垫，所述接地焊垫与所述接地连接垫一一对应，所述金属环与所述接地连接垫电性连接。
优选的，所述pcb基板的第三表面上具有金属垫，所述金属垫用于与外部电路电性连接，所述金属垫与所述连接垫通过所述再布线层一一对应电性连接。
优选的，所述pcb基板的第三表面上具有焊接凸起，所述焊接凸起用于与外部电路电性连接，所述焊接凸起与所述连接垫通过所述再布线层一一对应电性连接。
优选的，所述焊垫或者所述连接垫上具有金属凸起，所述焊垫与所述连接垫通过各向异性导电胶电性连接，所述各向异性导电胶围绕所述窗口形成密封。
优选的，所述金属环的材质与所述再布线层的材质相同。
优选的，所述金属环沿垂直于所述第三表面方向的厚度为5-30微米。
本实用新型的有益效果是：通过在有机基板上形成再布线层的同时形成用于挡胶的金属环，不额外增加工艺制程，降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型优选实施例的影像传感芯片封装结构示意图；
图2为本实用新型优选实施例的影像传感芯片封装结构的部分俯视图；
图3为本实用新型优选实施例的影像传感芯片封装pcb基板结构示意图；
图4为本实用新型优选实施例的影像传感芯片封装pcb基板上覆盖透光盖板的结构示意图；
图5为本实用新型优选实施例的影像传感芯片封装pcb基板上形成各向异性导电胶的结构示意图；
图6为本实用新型优选实施例的影像传感芯片封装pcb基板上倒装影像传感芯片的结构示意图；
图7为本实用新型优选实施例的影像传感芯片封装pcb基板上形成焊接凸起的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1，为本实用新型一优选实施例提供的影像传感芯片封装结构。
影像传感芯片封装结构1，包括：影像传感芯片10以及pcb基板20。
影像传感芯片10具有彼此相对的第一表面11以及第二表面12，第一表面11具有感光区110以及设置于感光区110周围的多个焊垫111。
pcb基板20包括彼此相对的第三表面21以及第四表面22，pcb基板20上具有开窗23以及位于开窗23周围的多个连接垫24，多个连接垫24位于所述pcb基板的第三表面21，pcb基板20的第三表面21上具有再布线层25，再布线层25与连接垫24电性连接。
焊垫111与连接垫24电性连接，开窗23暴露感光区110。
pcb基板20的第三表面21上设置有金属环26，位于连接垫24与开窗23之间，金属环26围绕开窗23。
再布线层25可以与外部电路电连接。pcb基板20的第四表面22上对应开窗23的位置覆盖有透光盖板60。
透光盖板60可以为红外滤光片或者是可见光的透光率不小于95％的光学玻璃或者是涂布有防反射涂膜(anti-reflectioncoating，arc)的光学玻璃。
pcb基板20可以是单层结构或者多层堆叠结构或者刚柔性印刷电路板等构成，在本实用新型的实施例中，对此不做特别限定。
可以根据实际需要，设置pcb基板的导通线路结构。比如在pcb基板20的第四表面22上电性连接其他电子元件，则可以通过pcb基板的导通线路设计，将电子元件电性连接到pcb基板20的第三表面21上的再布线层25上，然后通过再布线层25将电子元件与外部电路电性连接。
pcb基板20的厚度的范围可为50μm至250μm。主要考虑的是影像传感芯片10与后段模组安装的摄像头之间的光学通路而设计pcb基板的厚度。
影像传感芯片10通过各向异性导电胶30与pcb基板20粘结固定，且影像传感芯片10的焊垫111通过所述各向异性导电胶30与pcb基板20的连接垫24电性连接。
封装时，无需焊接工艺，直接通过各向异性导电胶30将影像传感芯片10与pcb基板20两者压合固定使得影像传感芯片10与pcb基板20密封连接，同时基于各向异性导电胶的导电特性使得焊垫111与连接垫24电性连接，各向异性导电胶30在垂直于pcb基板20的第三表面21的方向上具有导电性，平行于pcb基板20的第三表面21的方向上具有电绝缘性。工艺简单，生产成本低。
可以在再布线层25上设置与再布线层电性连接的金属垫或者焊接凸起250，金属垫或者焊接凸起250用于与外部电路电性连接，在本实施例中采用的是焊接凸起250，每一焊接凸起250对应一个连接垫111，通过合理的扇出布图设计，使得影像传感芯片10上密集的焊垫111能够与外部电路比较分散的连接端子电性连接，实现匹配。
焊接凸起250可为由锡、银及铜的合金(sn-ag-cu)形成的锡球，或者可为用以实现最佳间距(finepitch)及高轮廓(highprofile)的芯球(coreball)。此处，芯球是指在中心部具有熔点相对较高的金属作为球芯的焊球。此时，球芯可包含熔点高于锡、银及铜的合金的金属，例如可包含铜(copper)。
请参考图2，为本实用新型优选实施例pcb基板的结构俯视图，影像传感芯片10的多个焊垫111中具有至少两个接地焊垫，pcb基板20上与之相对应的，在多个连接垫24中具有至少两个接地连接垫，金属环26与接地连接垫通过再布线层25电性连接，相应的使得接地焊垫与金属环26电性连接，如此，消除了电位差。如图2中显示的，部分再布线层25的图案化的线路经过接地连接垫与金属环26电性连接。
金属环26的材质可含有包含铜(cu)、锡(sn)及银(ag)等的金属物质，例如，可利用溅镀或电镀等以图案化或形成图案的方式将所述金属物质层分别形成到pcb基板20的第三表面21上，同时形成了金属环26以及再布线层25。
于本实用新型的优选实施例中，金属环26沿垂直于pcb基板20的第三表面21的方向的厚度为5-30微米。且金属环26不接触影像传感芯片10的表面。既可以使各向异性导电胶30在热压时适当延展避免由于过度阻挡影响各向异性导电胶的导电性能又可以阻挡各向异性导电胶30溢到感光区域。
可以在pcb基板20的第三表面上涂布一层阻焊层251，阻焊层覆251至少覆盖再布线层25，使再布线层25与水气隔绝，于本实施例中，阻焊层251还覆盖金属环26，当然，于另外的实施例中也可以金属环26与外部空气接触，阻焊层251不接触金属环26。
本实用新型还提供一种影像传感芯片封装方法，请参考图3至图7，包含如下步骤：
提供影像传感芯片10，包括彼此相对的第一表面11以及第二表面12，第一表面11具有感光区110以及设置于感光区110周围的多个焊垫111。影像传感芯片10可以是通过对晶圆按照目标厚度进行研磨(背面研磨(backgrinding))处理然后切割分离而成，例如影像传感芯片10的厚度可研磨处理成100μm等各种厚度。
请参考图3，提供pcb基板，包括彼此相对的第三表面21以及第四表面22，根据定制化需求，在pcb基板20上设置开窗23，开窗23的尺寸根据影像传感芯片10的尺寸来设置，在pcb基板20的第三表面21上围绕开窗23的周围形成多个连接垫24，连接垫24的位置以及数目根据影像传感芯片10上焊垫111的位置以及数目来设置，在pcb基板的第三表面21上通过rdl再布线工艺形成再布线层25以及金属环26，再布线层25与连接垫24电性连接，金属环26围绕开窗23且位于连接垫24与开窗23之间。
提供的此种pcb基板可以先通过在大尺寸pcb基板上形成阵列排布的开窗23，并在每个开窗23对应的位置形成连接垫24、再布线层25、金属环26等，每个开窗对应一个单元，一个单元即是图3中所示的pcb基板20。
金属环26与连接垫24之间具有一定的间隔。用于容纳各向异性导电胶30在热压时的延展。
请参考图4，pcb基板20的第四表面22上对应开窗23上覆盖透光盖板60。透光盖板60密封覆盖开窗23，可以在透光盖板60的周边用密封胶进行密封。
请参考图5，将影像传感芯片10倒装在pcb基板20上，使焊垫111与连接垫24电性连接，开窗23暴露感光区110。具体的，在pcb基板20的第三表面上对应连接垫24的区域形成围墙状的各向异性导电胶30或者在影像传感芯片10对应焊垫111的区域形成围墙状的各向异性导电胶30，在影像传感芯片10的焊垫111与pcb基板20的连接垫24至少两者之一上形成金属凸块40，
请参考图6，,将影像传感芯片10放置在pcb基板的第三表面21上的预定位置，该预定位置能够使pcb基板20的窗口23与影像传感芯片10的感光区110对应且连接垫24的位置与焊垫111的位置一一对应。然后通过热压合，使得影像传感芯片10与pcb基板20粘结固定，且影像传感芯片10的焊垫111与pcb基板20的连接垫24电性连接。实现影像传感芯片10与pcb基板20密封连接，同时基于各向异性导电胶的导电特性使得焊垫111与连接垫24电性连接，各向异性导电胶30在垂直于pcb基板的方向上具有导电性，平行于pcb基板的方向上具有电绝缘性。
在进行热压合制程的时候，通过金属环26阻挡各向异性导电胶30溢到影像传感芯片10的感光区110。
请参考图7，在再布线层25上设置与再布线层电性连接的焊接凸起250，焊接凸起250用于与外部电路电性连接，每一焊接凸起250对应一个连接垫111，通过合理的扇出布图设计，使得影像传感芯片10上密集的焊垫111能够与外部电路比较分散的连接端子电性连接，实现匹配。
上面结合附图对本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技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本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。
1.一种影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述影像传感芯片封装结构包括：
影像传感芯片，包括彼此相对的第一表面以及第二表面，所述第一表面具有感光区以及设置于感光区周围的多个焊垫；
pcb基板，包括彼此相对的第三表面以及第四表面，所述pcb基板上具有开窗以及位于开窗周围的多个连接垫，所述多个连接垫位于所述pcb基板的第三表面，所述pcb基板的第三表面上具有再布线层，所述再布线层与所述连接垫电性连接；
所述焊垫与所述连接垫电性连接，所述开窗暴露所述感光区；
金属环，位于所述连接垫与所述开窗之间，所述金属环设置于pcb基板的第三表面上，所述金属环围绕所述开窗。
2.如权利要求1所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述pcb基板的第四表面上对应开窗的位置覆盖有透光盖板，所述透光盖板与所述开窗密封连接。
3.如权利要求1所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述影像传感芯片的多个焊垫中具有至少两个接地焊垫，所述多个连接垫中具有至少两个接地连接垫，所述接地焊垫与所述接地连接垫一一对应，所述金属环与所述接地连接垫电性连接。
4.如权利要求1所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述pcb基板的第三表面上具有金属垫，所述金属垫用于与外部电路电性连接，所述金属垫与所述连接垫通过所述再布线层一一对应电性连接。
5.如权利要求1所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述pcb基板的第三表面上具有焊接凸起，所述焊接凸起用于与外部电路电性连接，所述焊接凸起与所述连接垫通过所述再布线层一一对应电性连接。
6.如权利要求1所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述焊垫或者所述连接垫上具有金属凸起，所述焊垫与所述连接垫通过各向异性导电胶电性连接，所述各向异性导电胶围绕所述窗口形成密封。
7.如权利要求1所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述金属环的材质与所述再布线层的材质相同。
8.如权利要求1所述的影像传感芯片封装结构，其特征在于，所述金属环沿垂直于所述第三表面方向的厚度为5-30微米。
技术总结