pcb中开关按键在哪里（触摸按键PCB设计要注意什么）

为解决传统的机械式按键输入方式易磨损、藏污垢、寿命短等问题，将电容触摸技术应用到触摸按键中，开展了对电容式感应技术的分析，电容式触摸技术电路简单，因此适用于各种家用电器 根据采用触摸传感器类型的不同，输入方式可以分为电阻式、电波波（如表面声）、光学式（红外线）、电感式和电磁式等几种类型。电容触摸输入方式凭借其工艺成本低、触摸检测方便、硬件免维护、按键精度高、灵敏可调、外观时尚美等特点，成为输 入方式的主要选择。触摸按键应用基本原理图

触摸按键应用基本原理图

PCB布局要求：

• VDD 与 VSS 之间的 104 电容，一定要紧靠 MCU 。

MCU 电源考虑：

• 电源与地平行走线并尽量拉等宽与等距的线，作用是电容效滤波、减小共模干扰。
• 电源与地平行走线需先经过 104 电容（ 104 电容尽量靠近 IC ）再到MCU VDD,VSS 脚，这样对滤除 EFT 测试等高频干扰极有效。

电源与地平行走线需先经过 104 电容

• 不要在 MCU VDD 脚引电源去驱动其它负载。
• 尽量在电源端保留一块铺地 ;同时 GND 走线面积 >VDD 走线面积，作用是屏蔽外界干扰信号。

触控布线要求：

• Sensor Pad 到 MC U 触摸管脚的走线尽量短和细 ( 建议 7~10mil )，长度越短越佳，以确保信号的稳定。
• 多个 KEY 走线时，Sensor Pad 到 MCU 触摸管脚的走线要尽量做到长度一致（ IC放在多个 KEY 的中心位置），致使每个触控按键RC特性&触控效果较一致。

布局比较图

• 走线间的距尽量保持2倍线宽以上距离，最小不能于7mil ，如果空间允许应尽量大。
• 不同 Touch 模块相对应的键如 :(key1;key5,key9, key13,key17);(key2;key6,key10,key14,); (key3;key7,key11,key15,key18); key4;key8,key12,key16,key20) 避免走线靠在一起，即使靠在一起 ,也要在两线中间走一条地线。
• 同一条线尽量不使用过孔 (Via) ，即使用也不要超过两个，避免干扰源增加。
• 各Sensor Pad触摸通道的走线彼此间要尽量远 ，且也要离其他组件和走线，尤其是要远离信号线 ( 例如 IIC 、SPI 通信线 、高频走)。在没有办法避免的情况下，请让两者垂直布线 ，不能平行走线，或在两线中间加上地线。
• 在Sensor Pad 的感度足够情况下，可将Sensor Pad 的周围铺地网，使Sensor Pad的信号相对稳定。

按键感应盘的选择：

影响 Sensor Pad 设计的三个因数： Sensor Pad 尺寸大小、 Pad 材质、 Pad 面板材质和厚度

Sensor Pad 材质选择

• PCB 铜箔、 金属片、平顶弹簧、导电棉、导电橡胶、ITO 玻璃层等。

触摸弹簧

• 透明图案化触控薄膜。

透明图案化触控薄膜

• FPC 软性电路板， ITO 蚀刻，ORGACON 印刷，银漆石墨（ CARBON ）印刷等导电物质。

FPC 软性电路板

• 按键感应盘必须紧密贴在面板上，中间不能有空气隙以保持稳定的度。
• 如果按键感应盘没有紧密粘贴在面板上会造成灵敏度降低，以及抗干扰能力降低。

Sensor Pad 形狀：

• 可以为圆形、方三角等，以及镂空型，原则上可以做成任意形状，一般建议使用圆形，当面积小的时候建议用方形，增大感应使效果更佳。
• 做单独的TOUCH KEY时，尽量避免设计成狭长的形状。
• 触摸做滚轮，滑条方案时形状较多Sensor Pad 间距不要太大。

示例

示例

示例

Sensor Pad 尺寸：

• Sensor Pad面积越大灵敏度 越好，面积大小和灵敏度成正比，增Pad的面积，可以提高信噪比，但超过手指按压范围的部分对增加灵敏度没有作用。
• 以圆形为例，一般设计建议为 8 mm~15mm的直径，符合成人手指大小； 特殊应用时，最小则不可低于4mm 。
• 根据机构设计的面板材质和厚度来决定 Sensor Pad 的最小尺寸。
• 如果在 Sensor Pad 中开孔，须加大 Sensor Pad 的面积。

Sensor Pad 之间 的距离：

• 单独按键操作，两个以上的应用，在Sensor Pad 之间的距离至少保持 2.5mm 以上，避免相邻按键的交换干扰。
• Sensor Pad之间的距离过小，需在中加地线进行隔。
• Slide 及 Wheel 的应用则保持在（ 0.3mm -1mm ）即可。
• 当用 PCB 铜箔做感应盘时，若PAD 之间有空，则感应盘用铺地隔离，如果各个感应盘距离较远，其走线也应该尽可能的铺地隔离。

Sensor Pad 与铺地之间的隔：

• 间隔越大：Sensor Pad 的基础电容越小， RC震荡的频率越大， 灵敏度也越高，间隔太大或 不铺地，对电场的约束越小，干扰大 。
• 间隔太小：基础电容太大，灵敏度 相对降低， 且电场地的约束太大相对降低， 且电场地的约束太大，不利于电场穿透覆盖板，使得覆盖只能较薄。所需要取一合适的点：建议间隔 0.5mm~2.0mm ，如 PCB 空间允许，建议1mm 以上的间隔。
• 铺地网需视电极大小 ,感应距离 …. 等因素考虑 ,并非每一个案子都相同。

感应盘正对的背面：

• PCB 厚度 1.0 mm以上，且面板不是很厚情况下（ 3mm 以下压克力），建议铺网格线宽为10mil, 网格间距为 80mil 的网格地。

（Bottom)下面铺网格地

• PCB 厚度在1.0 mm 以下或用软PCB做Sensor Pad, 强烈建议Sensor Pad正下方不铺地和不走其它信号线。

Top

（Bottom)Pad下面不铺地

• 面板较厚的情况下（ 4mm 以上压克力厚度） ,建议 Sensor Pad 不铺地。

触摸面板的选择：

• 与感应PAD直接触的外壳材料，避免使用金属及含碳等导电质；
• 不能承载太多的电荷数（低扩散因）；
• 触摸面板材质应是绝缘或非导电性的；
• 压克力的厚度越薄越好，最高能做到 6mm ，理想厚度为 3mm；Slider 应用时理想厚度为 1mm 。
• 覆盖板的厚度越大，触摸的灵敏度越小，信噪比也越低。Sensor Pad的面积越小，其感应的范围越小，覆盖板要求越薄。

操作电压的要求：

• 触控产品的应用，对电源要求稳定；所以在 IC 电源端的稳压设计，是必需要考虑重点，例如：加一个稳压器，以定电源。

机构设计考虑：

• 面板的材质必须是塑料、玻璃等非导电物。
• Sensor Pad 与面板接触点之间不能有空隙，所以机构设计上必须考虑面板的组装方式。
• Sensor Pad与手指之间不能有金属层夹在中，所以面板上不能有金属电镀及其它导物质。
• 如果必须电镀或其它导物质，请在按键区域的边缘保留一圈不要电镀，用以隔绝感应开关，间距不能小于 2mm 。 如果结构允许，将其与地连接更佳Sensor Pad 大小须稍于成 人手指大小。

2mm间隙

• 面板有弧度而非平，可以得用软、平顶弹簧，导电海棉等物将 Sensor 延伸到面板 上，如果面板与 Sensor Pad 间有空隙，也可以用这个方式填补。
• 机构设计外壳的材质和厚度会影响到 Sensor Pad 的大小。
• Sensor Pad 电路板后面有大片金属或其它 PCB 板时，需考虑将它们间的间距>1mm板时，建议金属做接地。

触摸透光的做法：

• LED 放在 Sensor Pad 上面，但需在板挖出 LED 大小的孔。
• Sensor Pad 可以采用 ITO ，以达到好的透光效果。

LED正面透光

• LED 放在 Sensor Pad 下面，做背焊式接。
• LED 放在 Sensor Pad 上边。
• PCB 板挖孔进行透光。
• 透光的方式有很多，但需机构上进行配合。特别注意是 Sensor Pad 与面板一定要紧密结合。
• 透光效果跟 LED 散光效果有关，如需要好的透可以选用背屏来实现。

ITO 应用说明

• ITO 阻抗应小于 10K Ω，其走线跟 PCB LAYOUT 的要求一样。
• ITO LCD 显示的效果

ITO LCD 显示的效果

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