圖1是電容式感應(yīng)技術(shù)原理示意圖,。

圖1 技術(shù)原理示意圖

　　電容式感應(yīng)技術(shù)由于具有耐用,、較易于低成本實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，而逐漸成為觸摸控制的首選技術(shù),。此外,，由于具有可擴(kuò)展性，該技術(shù)還可以提供其它技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的用戶功能,。在顯示屏上以軟按鍵方式提供用戶界面,，這通常被稱為觸摸屏。

　　觸摸輸入滾動(dòng)/指示功能器件，例如iPod音樂(lè)播放器上的點(diǎn)擊式轉(zhuǎn)盤,，這類器件在消費(fèi)市場(chǎng)已經(jīng)獲得廣泛的認(rèn)可,，正在逐漸出現(xiàn)在更多的消費(fèi)設(shè)備市場(chǎng)。有兩種基本類型的滾動(dòng)器件：第一種是絕對(duì)報(bào)告類型,，提供直接位置輸出報(bào)告;另外一種是相對(duì)類型,，這類器件提供用來(lái)增加或減少某個(gè)值的直接報(bào)告。

　　使用電容式感應(yīng)的IC設(shè)計(jì)感應(yīng)開關(guān)電路板與其它電路的開發(fā)流程略有不同,，因?yàn)殡娙菔介_關(guān)的設(shè)計(jì)上會(huì)受到機(jī)構(gòu)與其它電路設(shè)計(jì)上的影響,，會(huì)有比較多的調(diào)整程序，所以需要一個(gè)比較復(fù)雜的開發(fā)流程,，現(xiàn)就以出道較早且具有代表性的“Quantum ”產(chǎn)品的開發(fā)流程及要點(diǎn)介紹給大家,，希望對(duì)需要的朋友有所幫助。下圖是開發(fā)流程圖：

　　1.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　a.面板的材質(zhì)必須是塑膠,，玻璃,，等非導(dǎo)電物質(zhì)。

　　b. 在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)階段同時(shí)也必需設(shè)計(jì)操作流程,，以選擇合適的產(chǎn)品,，如果是按鍵的產(chǎn)品，要考慮是否有復(fù)合按鍵的設(shè)計(jì),，或是綜合滑動(dòng)操作及按鍵操作等,，如果是以滑動(dòng)操作的產(chǎn)品，就必須考慮是否需要切割出按鍵,。

　　c.由於感應(yīng)電極與面板接觸點(diǎn)之間不能有空隙,，所以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上必須考慮將感應(yīng)驗(yàn)路板直接黏貼在外殼面板的內(nèi)側(cè)，以及考慮面板的組裝方式,。

　　d.同樣的,，感應(yīng)電極與手指之間不能有金屬層夾在中間，所以面板上不可以有金屬電鍍及含金屬超過(guò)15%的噴漆等會(huì)形成導(dǎo)電層的設(shè)計(jì),。

　　e.如果必須電鍍或高金屬含量漆,，請(qǐng)?jiān)诎存I區(qū)域的邊緣保留一圈不要電鍍或噴漆，用以隔絕其他感應(yīng)開關(guān),。

　　g.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的外殼厚度會(huì)影響感應(yīng)電極的大小，所以必須先完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能接續(xù)開發(fā)流程,。

　　h.如果感應(yīng)電路板後面有大片金屬或電路板,，必須保留若干空隙，以避免靈敏度降低或干擾感應(yīng)電極,，如果是金屬板,，金屬板必須接地，空隙保留至少0.3mm以上,，如果是電路板,，盡量減少高頻電路經(jīng)過(guò)，并保留至少1.0mm的空隙,。

　　i.有上述狀況的感應(yīng)電路板,，雖然保留了足夠的間距，最好能將感應(yīng)電極再加大,，以利後續(xù)調(diào)整靈敏度的步驟,。

　　j.感應(yīng)電極可以用電路板銅箔來(lái)做，亦可以采用FPC軟性電路板,，ITO蝕ORGACON(CARBON)印刷等導(dǎo)電物質(zhì),。

　　2. 決定感應(yīng)電極的尺寸

　　a. 依照機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的面板厚度決定感應(yīng)電極的最小尺寸，面板厚度1mm時(shí)感應(yīng)電極最小3mm直徑的圓,，面板厚度7mm時(shí)感應(yīng)電極最小10mm直徑的圓,，在機(jī)構(gòu)及電路板空間的允許下盡量將感應(yīng)電極加大。

　　b.感應(yīng)電極最小不可以小於1/3個(gè)手指的面積,。

　　c.注意感應(yīng)電極附近是否有金屬螺絲或鐵板等大型金屬物,，如果有，必須將金屬物接地,，并再加大感應(yīng)電極的面積,，以避免靈敏度降低。

　　d.如果在感應(yīng)電極中開孔加裝LED,，必須加大感應(yīng)電極以彌補(bǔ)開孔所損失的面積,，所以增加的感應(yīng)電極面積至少必須相等於開孔的面積。

　　e. 感應(yīng)電極可以是任何形狀,，但是盡可能采用圓形或方形,，如果必須利用所有的空間來(lái)增加感應(yīng)電極的面積，盡量避免將感應(yīng)電極設(shè)計(jì)成狹長(zhǎng)的形狀,。

　　3. 感應(yīng)電路板電路設(shè)計(jì)及布線

　　a.電路設(shè)計(jì)以IC規(guī)格書內(nèi)的范例電路為基礎(chǔ)即可。

　　b.必須利用穩(wěn)壓IC(VOLTAGE REGULATOR)來(lái)確保QUANTUM IC的電源是乾凈沒有雜訊的,。

　　c. 感應(yīng)電極附屬的電阻與電容要盡量靠近IC,，如果是雙面板或是多層板，在電阻與電容的下方盡量避免通過(guò)高頻線路，鋪設(shè)地線,，或是比較寬的線路,。

　　d.如果是單層板，感應(yīng)電極附近不要有高頻線路,，其他線路也盡量遠(yuǎn)離感應(yīng)電極及其連線,。如果選用的IC有AKS功能，請(qǐng)盡量采用此功能以減少鄰近的感應(yīng)電極互相干擾,。

　　e.如果沒有開啟AKS功能,，在感應(yīng)電極及其連線之間加一條地線，也可以減少鄰近的感應(yīng)電極之間的互相干擾,，地線必須放置在鄰近的兩個(gè)感應(yīng)電極的中央,，線寬不要超過(guò)兩個(gè)感應(yīng)電極間距的1/5，或是用地線將感應(yīng)電極及其連線圍繞隔開,，但是原則上圍繞的地線離的越遠(yuǎn)越好,。

　　f. 從感應(yīng)電極的附屬零件到感應(yīng)電極的之間的線路以最小線寬來(lái)鋪設(shè)即可，感應(yīng)電極的連線與其他線路至少間距線寬的5倍以上,，感應(yīng)電極的連線與另一個(gè)感應(yīng)電極的連線之間的距離則是越遠(yuǎn)越好,，最近距離為線寬的2倍以上。

　　g.如果無(wú)法達(dá)到連線之間的間距,，最好在線與線之間用一條地線作隔離,，用最小的線寬來(lái)鋪設(shè)地線即可，線距采用一般安全間距,。

　　h.從感應(yīng)電極的附屬零件到感應(yīng)電極連線最長(zhǎng)不要超過(guò)30cm,，感應(yīng)電極的的線路可以經(jīng)過(guò)感應(yīng)電極的下方，避免圍繞在其他感應(yīng)電極的周邊,。

　　i. 感應(yīng)電極連線的下方盡量避免通過(guò)高頻線路,，鋪設(shè)地線，或是比較寬的線路,，如果難以避免,，盡量以交錯(cuò)通過(guò)，其他線路盡量不要與感應(yīng)電極連線平行,。

　　j.如果確實(shí)需要減少來(lái)自感應(yīng)電極下方的干擾而需要鋪設(shè)地線的話,，不要鋪設(shè)整片實(shí)體的地線，用網(wǎng)格狀鋪銅,，網(wǎng)格1.27mm以上,，格線用最小。

　　k. 人體的自然電容量約5pF～30pF之間,，布線的最終原則就是不要超過(guò)人體自然電容量的最小值5pF,。

　　4.測(cè)試電路板

　　a. 這個(gè)階段主要是測(cè)試電路板的布線是否正確,，感應(yīng)動(dòng)作是否正常。

　　b.在此階段只需要大概的調(diào)整靈敏度,，不需要精確調(diào)整,，因?yàn)楫?dāng)電路板裝入機(jī)殼之後會(huì)再變化。

　　c.測(cè)試時(shí)必須特別注意電路板的放置,，測(cè)試電路板不可以直接放在桌面上,，也不可以在測(cè)試按壓時(shí)有晃動(dòng)的現(xiàn)象，理想的測(cè)試環(huán)境是黏貼上面板或與面板相同厚度及材料的替代面板,，再加上橡膠腳墊架高電路板,，同時(shí)可以穩(wěn)固電路板。

　　d.測(cè)試的電路板必須沒有跳線,，如果有跳線,，必須是與感應(yīng)開關(guān)電路無(wú)關(guān)的，而且不可以經(jīng)過(guò)感應(yīng)IC及其附屬電路,，也不可以在感應(yīng)電極附近,。

　　e. 如果測(cè)試不良，進(jìn)入Step 4-1確定不良原因,，如果用手直接觸摸感應(yīng)電極可以正常動(dòng)作,，可以確定為靈敏度不良。

　　f.如果感應(yīng)開關(guān)會(huì)自動(dòng)觸發(fā),，或觸發(fā)後很久才釋放,，先檢查電源是否穩(wěn)定，如果電源是穩(wěn)定的則可能是過(guò)度靈敏,，將Cs電容數(shù)值減少降低靈敏度再測(cè)試,。

　　g. 如果是屬於布線不良或布線錯(cuò)誤，回到步驟3重新布線,。

　　h.只要將靈敏度調(diào)整到不會(huì)有不穩(wěn)定或不動(dòng)作的現(xiàn)象就可以進(jìn)入下一階段再調(diào)整靈敏度,。

　　5.裝入機(jī)殼內(nèi)

　　a. 感應(yīng)電路板裝入機(jī)殼內(nèi)測(cè)試是必須的步驟，可以是手工機(jī)殼,，試模機(jī)殼最好是量產(chǎn)機(jī)殼,，機(jī)殼外部的印刷及噴漆必須與量產(chǎn)時(shí)的漆料相同。

　　b.機(jī)殼內(nèi)的組件必須齊全,，最好其他電路板都已經(jīng)安裝妥當(dāng),，且可以接上電源工作，其他電路板工作正常與否無(wú)關(guān)緊要,，只要可以測(cè)試按鍵動(dòng)作即可,。

　　c.測(cè)試階段可以用一般無(wú)基材雙面膠黏貼，但是正式量產(chǎn)建議采用3M 468MP或NITTO 818無(wú)基材雙面膠,。

　　6.測(cè)試靈敏度

　　a.適當(dāng)?shù)撵`敏度是手指輕輕接觸到面板,，感應(yīng)開關(guān)有動(dòng)作發(fā)生,，如果需要用很大的力氣按壓面板感應(yīng)開關(guān)才有動(dòng)作,，或是手指還未接觸到面板感應(yīng)開關(guān)就有動(dòng)作,，是屬於靈敏度不良的狀況。

　　b. Cs電容數(shù)值加大可以提高靈敏度,，數(shù)值減少是降低靈敏度,，必須注意，不同的IC會(huì)有不同的數(shù)值范圍限制,，請(qǐng)參考IC規(guī)格文件,。

　　c. 提高靈敏度并不等於增加感應(yīng)距離，在設(shè)計(jì)初期一定要確定面板的厚度,，感應(yīng)電極的面積一定要足夠,。

　　d. 個(gè)別的感應(yīng)開關(guān)會(huì)因?yàn)槲恢玫牟煌軝C(jī)構(gòu)或其他元件的影響不同,，所以靈敏度的調(diào)整是每一個(gè)感應(yīng)開關(guān)個(gè)別進(jìn)行的,。

　　e.理想的靈敏度可以根絕感應(yīng)開關(guān)的誤動(dòng)作，增加ESD測(cè)試的耐受性,。(已經(jīng)測(cè)試通過(guò)25KV)

　　7.確定BOM

　　a. 到這個(gè)階段才能完全確定BOM并進(jìn)入試產(chǎn)及量產(chǎn),。

　　b. 與感應(yīng)相關(guān)的電阻及電容建議采用SMD元件，電阻沒有特殊要求,，一般±10%誤差的即可,，電容建議采用X7R誤差在±10%以內(nèi)的元件。