电容式 触摸按键 原理

       现阶段，随着电容式触摸按键 在外形美观和使用寿命等方面都优于传统的 机械按键，电容式触摸按键 的应用领域也日益广泛，包括家电、消费电子、工业控制和移动设备等。

 

一、工作原理

       任何两个导电的物体之间都存在着感应电容，一个按键即一个焊盘与大地也可以构成一个感应电容。在周围环境不变的情况下，该感应电容值是固定不变的微小值。当有人体手指靠近触摸按键时，人体手指与大地构成的感应电容并联焊盘与大地构成的感应电容，会使总感应电容值增加。电容式触摸按键 IC 在检测到某个按键的感应电容值发生改变后，将输出某个按键被按下的确定信号。

       电容式触摸按键 因为没有机械结构，所有的检测都是电量的微小变化，所以对各种干扰会更加敏感，因此触摸按键的设计、触摸面板的设计以及触摸 IC 的选择都十分关键。

 

二、触摸PAD的设计

1.  触摸PAD的材料

       触摸PAD可以用PCB铜箔、金属片、平顶圆柱弹簧、导电棉、导电油墨、导电橡胶、导电玻璃的ITO层等。不管使用什么材料，按键感应必须紧密贴在面板上，中间不能有空气间隙。

2.  触摸PAD的形状

       原则上可以做成任意形状，中间可以留孔或镂空。推荐做成边缘圆滑的形状，可以避免尖端放电效应。一般是圆形和圆角正方形比较常见。

3.  触摸PAD的面积大小

       按键感应盘面积大小：最小4mm×4mm，最大30mm×30mm。实际面积大小根据灵敏度的需求而定，面积大小和灵敏度成正比。一般来说，按键感应盘的直径要大于面板厚度的4倍，并且增大电极的尺寸，可以提高信噪比。各个感应盘的形状和面积应该相同，以保证灵敏度一致。通常在绝大多数应用里，12mm×12mm是个典型值。

4.  触摸PAD之间的距离

       各个触摸PAD间的距离尽可能的大一些（大于5mm），这样可以减少它们形成的电场之间的相互干扰。当用PCB铜箔做触摸PAD时，若触摸PAD间距离较近（5mm～10mm），触摸PAD必须用铺地隔离。如果各个触摸PAD距离较远，也应该尽可能的铺地隔离。适当拉大各触摸PAD间的距离，对提高触摸灵敏度有一定帮助。

5.  触摸PAD的布局和走线

序号	描述
1	布局时应尽量保证触摸 IC 到感应盘的距离基本平衡
2	感应盘到触摸芯片的连线尽量 短和细，如果PCB工艺允许尽量采用 5mil 的线宽
3	感应盘到触摸 IC 的连线不要跨越其他信号线，尤其不能跨越强干扰、高频的信号线
4	感应盘到触摸 IC 的连线周围 0.5mm 不要走其他信号线
5	如果使用PCB板上的铜箔图案做触摸感应盘，尽量使用双面PCB，感应盘到 IC 引脚的连线和触摸芯片应放在PCB的背面
6	触摸 IC 及其相关的外围电路要用45°网格铺地，网格中铜的面积不要超过总面积的40%，连线周围 0.5mm 不能铺地
7	感应盘和铺地至少要有 10mm 的距离，感应盘正对的背面不允许铺地，也不允许有任何大面积的铜箔和其他信号线