触摸感应PCB按键设计讲解
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在目前市场上可提供的PCB(印刷电路板)基材中,FR4是最常用的一种。
FR4是一种玻璃纤维增强型环氧树脂层压板,PCB可以是单层或多层。
在触摸模块的尺寸受限的情况下,使用单层PCB不是总能行得通的,通常使用四层或两层PCB。
在本文中,我们将以最常用的两层PCB为例来介绍PCB布局,意在为S-Touch TM电容触摸感应设计所用的各种PCB (如FR4、柔性PCB或ITO面板)的结构和布局提供设计布局指导。
PCB设计与布局在结构为两层的PCB中,S-Touch TM触摸控制器和其他部件被布设在PCB的底层,传感器电极被布设在PCB的顶层。
每个传感器通道所需的调谐匹配电容器可以直接布设在该传感器电极的底层。
需要指出的是,S-Touch TM触摸控制器布设在底层,应该保证其对应的顶层没有布设有任何传感器电极。
顶层和底层的空白区域可填充网状接地铜箔。
图 2.1 两层 PCB 板的顶层图 2.2 两层 PCB 板的底层设计规则第1 层(顶层)•传感器电极位于PCB的顶层(PCB的上端与覆层板固定在一起)。
为提高灵敏度,建议使用尺寸为10 x 10 毫米的感应电极。
可以使用更小尺寸的感应电极,但会降低灵敏度。
同时,建议感应电极的尺寸不超过15 x 15 毫米。
如果感应电极超过这一尺寸,不但会降低灵敏度,而且会增加对噪声的易感性。
•空白区域可填充接地铜箔(迹线宽度为6 密耳,网格尺寸为30 密耳)。
•顶层可用来布设普通信号迹线(不包括传感器信号迹线)。
应当尽可能多地把传感器信号迹线布设在底层。
•感应电极与接地铜箔的间距至少应为0.75 毫米。
第2 层(底层)•S -Touch TM控制器和其它无源部件应该设计布局在底层。
•传感器信号迹线将被布设在底层。
不要把一个通道的传感器信号迹线布设在其他传感通道的感应电极的下面。
•空白区域可填充接地铜箔(迹线宽度为6 密耳,网格尺寸为30密耳)。
•传感器信号迹线与接地铜箔的间距应当至少是传感器信号迹线宽度的两倍。
触摸式感应按键的设计原理及指南
一、触摸式感应按键的设计原理
触摸式感应按键(Touch Sensitive Buttons)是一种控制开关,通
常用于电子设备中,它是在按压按键时会产生电子信号,从而控制电子设
备的功能或者更改其设置参数。
这种按键的原理非常简单,通常由两个金
属层组成,其中一层为电极,用于获取输入信号并将其转换为电流信号,
另一层为另一个电极,用于将电流信号转换为电压信号,从而达到控制功
能的目的。
当触摸按钮被按下时,两个电极之间会形成一个完整的电路,
从而使电路发生电动势,从而产生电子信号。
二、触摸式感应按键的指南
1、在触摸式感应按键的设计中,应该考虑到按键的体积和尺寸,以
便在电子设备中更容易操作。
2、触摸感知开关的尺寸设计应尽量紧凑,以便尽可能的节省电子元
件的空间,以节约空间,同时也提高电路的密度。
3、触摸式感应按键的设计要考虑材料选择问题,材料应选择抗静电、耐高温的高品质材料,这样才能确保触摸按键能够在高温下长期运行。
4、在触摸式感应按键的设计中,还应考虑触点的位置,防止触点太
近或太远,这样可以避免按键感应失效的情况,有利于确保触摸按键的正
常操作。
电容式触摸面板PCB Layout 指南本文旨在为S-Touch T M 电容触摸感应设计所采用的各种PcB(印刷电路板)的结构和布局提供设计布局指导,包括触摸键,滑动条和旋转条。
鉴于在多种应用中,两层PCB 板被广泛采用,本文以两层PCB 板为例,介绍PCB 板的设计布局PCB 设计与布局在结构为两层的PCB 中,S-Touch 触摸控制器和其他部件被布设在PCB 的底层,传感器电极被布设在PCB 的顶层。
每个传感器通道所需的调谐匹配电容器可以直接布设在该传感器电极的底层。
需要指出的是,S-Touch 触摸控制器布设在底层,应该保证其对应的顶层没有布任何传感器电极。
顶层和底层的空白区域可填充网状接地铜箔,铜箔距离感应电极需在3mm 以上PCB 设计规则第1层(顶层)•传感器电极位于PCB 的顶层(PCB 的上端与覆层板固定在一起),感应电极一般布置为一个焊盘,所有感应电极面积尽量保持一致大小,有效面积不得小于25mm ²,但也不能超过15mm ²×15mm ²,若超过这一尺寸,不但会降低灵敏度,而且会增加对噪声的易感性。
感应电极大小应根据覆层板(外壳)的材料和厚度来适当布置,对应关系为(仅供参考):空白区域可填充网状接地铜箔(迹线宽度为6密耳,网格尺寸为30密耳)。
•顶层可用来布设普通信号迹线(不包括传感器信号迹线)。
应当尽可能多地把传感器信号迹线布设在底层。
传感器信号迹线宽度请选用0.15mm~0.2mm ,建议不要超过0.2mm 。
•感应电极与接地铜箔的距离至少应为2mm ,我公司建议在3mm 以上感应电极面积亚克力普通玻璃ABS 6mm ×6mm 1.0mm 2.0mm 1.0mm 7mm ×7mm 2.0mm 3.0mm 2.0mm 8mm ×8mm 3.5mm 4.0mm 3.5mm 10mm ×10mm 4.5mm 6.0mm 4.5mm 12mm ×12mm 6.0mm 8.0mm 6.0mm 15mm ×15mm8.0mm12mm8.0mm第2层(底层)•传S-Touch控制器和其他无源部件应该设计布局在底层。
Touch应用笔记_PCB设计1、按键根据不同需求,触摸按键的材料通常为 PCB 铜箔、金属片、平顶弹簧等,不同按键均需按照相应规则去设计使用。
1.1 形状和尺寸按键一般被用于检测一次单独的按键操作,按键的形状有多种,可以被设计为圆形、方形、三角形等。
当设计触摸按键时,焊盘的形状并不很重要。
焊盘的大小是要考虑的设计参数,焊盘大,则便于检测,且灵敏度更高;而焊盘小,则不易检测。
基本的规则是:焊盘的大小应和人手指的平均尺寸差不多,以适合手指按压按键;例如 12.7mm*12.7mm 的正方形就是一个很好的触摸按键。
同时焊盘上应敷阻焊油、不露铜。
除单独的按键外,触摸还可以设计为滑条、滑轮、矩阵等。
根据 ADI 公司的推荐,按键大小尺寸如下表:通常在按键的中间挖空,使PCB下方的光线可以通过挖空部分导到PCB上方,照亮覆盖物上的字符。
按键的挖空尺寸和按键大小相关,如下表另外,外形并不是一个关键参数。
具有相似大小的圆形与推荐的正方形外形具有相同的功能。
若是弹簧式按键,应尽量保证各弹簧按键到面板的距离一致、弹簧顶端与触摸面板之间尽量不要有缝隙。
1.2 按键间距另外一个需要考虑的是一个按键与相邻按键间的间距。
当一个人触摸按键,或它的覆盖层(塑料或玻璃等),人的手指不仅对当前的触摸按键,也对其相邻的触摸按键产生额外的电容,只是对相邻的触摸按键影响稍小。
在相邻焊盘间保持一定的空隙将为手指的电容提供绝缘。
通常4.7mm的空隙就足够了。
图1显示了推荐的布板,黑色的正方形为覆铜焊盘,相当于按键。
1.3 覆盖层通常很少将裸露的PCB直接开放给终端用户,而是在PCB的表面加上覆盖材料,以免用户直接接触电路板或电路板直接与外界环境相接触。
1.3.1 材料覆盖材料包括窗户玻璃和Plexiglas®等。
这些常用的材料具有不同的厚度,其厚度和焊盘与接触表面间的材料成分影响到灵敏度。
由公式1可知,介电常数高的材料更适用于感应式应用。
介绍本应用指南旨在为,电容触摸感应设计所用的各种PCB(印刷电路板) (如FR4、柔性PCB 或ITO面板)的结构和布局提供设计布局指导。
在目前市场上可提供的PCB基材中,FR4是最常用的一种。
FR4是一种玻璃纤维增强型环氧树脂层压板,PCB可以是单层或多层。
在触摸模块的尺寸受限的情况下,使用单层PCB不是总能行得通的,通常使用两层或者多曾PCB。
我们将以最常用的两层PCB为例来介绍PCB布局指南。
PCB设计与布局在结构为两层的PCB中,触摸控制器和其他部件被布设在PCB的底层,传感器电极被布设在PCB的顶层。
图.1 基于两层板的电容式触摸模组的结构每个传感器通道所需的调谐匹配电容器可以直接布设在该传感器电极的底层。
需要指出的是,触摸控制器布设在底层,应该保证其对应的顶层没有布设有任何传感器电极。
顶层和底层的空白区域可填充网状接地铜箔。
图2.1两层PCB板的顶层图2.2两层PCB板的底层设计规则第1层(顶层)●传感器电极位于PCB的顶层(PCB的上端与覆层板固定在一起)。
为提高灵敏度,建议使用尺寸为10 x 10 毫米的感应电极。
可以使用更小尺寸的感应电极,但会降低灵敏度。
同时,建议感应电极的尺寸不超过15 x 15毫米。
如果感应电极超过这一尺寸,不但会降低灵敏度,而且会增加对噪声的易感性。
●空白区域可填充接地铜箔(迹线宽度为6 密耳,网格尺寸为30密耳)。
●顶层可用来布设普通信号迹线(不包括传感器信号迹线)。
应当尽可能多地把传感器信号迹线布设在底层。
●感应电极与接地铜箔的间距至少应为0.75毫米。
第2层(底层)●控制器和其它无源部件应该设计布局在底层。
●传感器信号迹线将被布设在底层。
不要把一个通道的传感器信号迹线布设在其他传感通道的感应电极的下面。
图.3 触摸极板下的传感器信号迹线走线方式●空白区域可填充接地铜箔(迹线宽度为6 密耳,网格尺寸为30密耳)。
●传感器信号迹线与接地铜箔的间距应当至少是传感器信号迹线宽度的两倍。
电容触摸式按键设计规范及注意事项电容触摸式按键设计规范及注意事项技术研发中⼼查达新所有电容式触摸传感系统的核⼼部分都是⼀组与电场相互作⽤的导体。
在⽪肤下⾯,⼈体组织中充满了传导电解质(⼀种有损电介质)。
正是⼿指的这种导电特性,使得电容式触摸式按键应⽤于电路中,替代传统的机械式按键操作。
关于电容触摸式按键设计,有下列要求:1.PCB触摸焊盘①.感应按键⾯积,即焊盘接触⾯积应不⼩于⼿指⾯积的2/3,可⼤致设计为5*6mm、6*7mm;且按键间的距离不⼩于5mm,如下图:②.连接触摸按键的⾛线,若是双⾯板尽可能⾛按键的背⾯,⾛在正⾯的画需保证离其他按键2mm以上间距;③.感应按键与覆铜的距离不⼩于2mm,减少地线的影响;2.感应按键⾯壳或外壳①.⾯壳材料只要不含有⾦属都可以,如:塑胶,玻璃,亚克⼒等。
若⾯壳喷漆,需保证油漆中不含⾦属,否则会对按键产⽣较⼤影响,可⽤万⽤表电阻档测量油漆表⾯导电程度,正常不含⾦属油漆的⾯壳电阻值应为兆欧级别或⽆穷⼤。
通常⾯壳厚度设置在0~10mm之间。
不同的材料对应着不同的典型厚度,例如亚克⼒材料⼀般设置在2mm~4mm之间,普通玻璃材料⼀般设置在3mm~6mm之间。
②.可以⽤3M胶把按键焊盘与⾯壳感应端黏连、固定,或者通过弹簧⽚⽅式焊接在PCB焊盘的过孔上与⾯壳感应端相连;如下图:③.触摸按键PCB与触摸⾯板通过双⾯胶粘接,双⾯胶的厚度取0.1~0.15mm ⽐较合适,推荐采⽤3M468MP,其厚度0.13mm。
要求PCB与⾯板之间没有空⽓,因为空⽓的介电系数为1,与⾯板的介电系数差异较⼤。
空⽓会对触摸按键的灵敏度影响很⼤。
所以双⾯胶与⾯板,双⾯胶与PCB粘接,都是触摸按键⽣产装配中的关键⼯序,必须保证质量。
PCB与双⾯板粘接,PCB带双⾯胶与⾯板装配时都要⽤定位夹具完成装配,装配完成后,要⼈⼯或⽤夹具压紧。
为了保证PCB板与⾯板之间没有空⽓,需要在双⾯板上开孔和排⽓槽,并且与PCB上开孔配合。