中心議題：

• 電容式觸控電路設計的七個步驟

電(dian)容(rong)式(shi)觸(chu)控(kong)技(ji)術(shu)在(zai)廚(chu)房(fang)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)已(yi)經(jing)有(you)幾(ji)年(nian)了(le)，例(li)如(ru)在(zai)烤(kao)箱(xiang)和(he)煎(jian)鍋(guo)的(de)不(bu)透(tou)明(ming)玻(bo)璃(li)麵(mian)板(ban)後(hou)麵(mian)采(cai)用(yong)分(fen)離(li)按(an)鍵(jian)實(shi)現(xian)。這(zhe)些(xie)觸(chu)摸(mo)控(kong)製(zhi)鍵(jian)逐(zhu)漸(jian)替(ti)代(dai)了(le)機(ji)械(xie)按(an)鍵(jian)

，因(yin)為(wei)後(hou)者(zhe)具(ju)有(you)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)短(duan)
、不夠衛生等方麵的問題
，而且還有在麵板上開孔安裝按鍵的相關成本，圖1是電容式感應技術原理示意圖。

圖1 技術原理示意圖

電容式感應技術由於具有耐用、較(jiao)易(yi)於(yu)低(di)成(cheng)本(ben)實(shi)現(xian)等(deng)特(te)點(dian)
，而(er)逐(zhu)漸(jian)成(cheng)為(wei)觸(chu)摸(mo)控(kong)製(zhi)的(de)首(shou)選(xuan)技(ji)術(shu)。此(ci)外(wai)，由(you)於(yu)具(ju)有(you)可(ke)擴(kuo)展(zhan)性(xing)

，該(gai)技(ji)術(shu)還(hai)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)其(qi)它(ta)技(ji)術(shu)所(suo)不(bu)能(neng)實(shi)現(xian)的(de)用(yong)戶(hu)功(gong)能(neng)。在(zai)顯(xian)示(shi)屏(ping)上(shang)以(yi)軟(ruan)按(an)鍵(jian)方(fang)式(shi)提(ti)供(gong)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)，這(zhe)通(tong)常(chang)被(bei)稱(cheng)為(wei)觸(chu)摸(mo)屏(ping)。

觸摸輸入滾動/指示功能器件
，例如iPod音yin樂le播bo放fang器qi上shang的de點dian擊ji式shi轉zhuan盤pan，這zhe類lei器qi件jian在zai消xiao費fei市shi場chang已yi經jing獲huo得de廣guang泛fan的de認ren可ke
，正zheng在zai逐zhu漸jian出chu現xian在zai更geng多duo的de消xiao費fei設she備bei市shi場chang。有you兩liang種zhong基ji本ben類lei型xing的de滾gun動dong器qi件jian：第一種是絕對報告類型，提供直接位置輸出報告
；另外一種是相對類型，這類器件提供用來增加或減少某個值的直接報告。

使用電容式感應的IC設計感應開關dianlubanyuqitadianludekaifaliuchenglveyoubutong，yinweidianrongshikaiguandeshejishanghuishoudaojigouyuqitadianlushejishangdeyingxiang，huiyoubijiaoduodetiaozhengchengxu，suoyixuyaoyigebijiaofuzadekaifaliucheng，xianjiuyichudaojiaozaoqiejuyoudaibiaoxingde“Quantum ”產品的開發流程及要點介紹給大家
，希望對需要的朋友有所幫助。下圖是開發流程圖：

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1.機構設計

a.麵板的材質必須是塑膠，玻璃，等非導電物質。
b. 在(zai)機(ji)構(gou)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)同(tong)時(shi)也(ye)必(bi)需(xu)設(she)計(ji)操(cao)作(zuo)流(liu)程(cheng)，以(yi)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)產(chan)品(pin)
，如(ru)果(guo)是(shi)按(an)鍵(jian)的(de)產(chan)品(pin)
，要(yao)考(kao)慮(lv)是(shi)否(fou)有(you)複(fu)合(he)按(an)鍵(jian)的(de)設(she)計(ji)
，或(huo)是(shi)綜(zong)合(he)滑(hua)動(dong)操(cao)作(zuo)及(ji)按(an)鍵(jian)操(cao)作(zuo)等(deng)，如(ru)果(guo)是(shi)以(yi)滑(hua)動(dong)操(cao)作(zuo)的(de)產(chan)品(pin)，就(jiu)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)是(shi)否(fou)需(xu)要(yao)切(qie)割(ge)出(chu)按(an)鍵(jian)。
c.由(you)於(yu)感(gan)應(ying)電(dian)極(ji)與(yu)麵(mian)板(ban)接(jie)觸(chu)點(dian)之(zhi)間(jian)不(bu)能(neng)有(you)空(kong)隙(xi)，所(suo)以(yi)機(ji)構(gou)設(she)計(ji)上(shang)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)將(jiang)感(gan)應(ying)驗(yan)路(lu)板(ban)直(zhi)接(jie)黏(nian)貼(tie)在(zai)外(wai)殼(ke)麵(mian)板(ban)的(de)內(nei)側(ce)
，以(yi)及(ji)考(kao)慮(lv)麵(mian)板(ban)的(de)組(zu)裝(zhuang)方(fang)式(shi)。

d.同樣的
，感應電極與手指之間不能有金屬層夾在中間
，所以麵板上不可以有金屬電鍍及含金屬超過15%的噴漆等會形成導電層的設計。
e.如果必須電鍍或高金屬含量漆，請在按鍵區域的邊緣保留一圈不要電鍍或噴漆
，用以隔絕其他感應開關。

f.如果麵板是有弧度而非平麵，可以利用軟板、彈簧、導(dao)電(dian)橡(xiang)皮(pi)等(deng)導(dao)電(dian)物(wu)將(jiang)感(gan)應(ying)電(dian)極(ji)延(yan)伸(shen)到(dao)麵(mian)板(ban)上(shang)，並(bing)在(zai)麵(mian)板(ban)內(nei)側(ce)製(zhi)造(zao)出(chu)感(gan)應(ying)電(dian)極(ji)

，如(ru)果(guo)麵(mian)板(ban)與(yu)感(gan)應(ying)電(dian)極(ji)之(zhi)間(jian)有(you)空(kong)隙(xi)也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)這(zhe)個(ge)方(fang)式(shi)填(tian)補(bu)空(kong)隙(xi)
，或(huo)加(jia)厚(hou)感(gan)應(ying)電(dian)極(ji)區(qu)域(yu)的(de)麵(mian)板(ban)。

g.機構設計的外殼厚度會影響感應電極的大小，所以必須先完成機構設計
，才能接續開發流程。
h.如(ru)果(guo)感(gan)應(ying)電(dian)路(lu)板(ban)後(hou)麵(mian)有(you)大(da)片(pian)金(jin)屬(shu)或(huo)電(dian)路(lu)板(ban)，必(bi)須(xu)保(bao)留(liu)若(ruo)幹(gan)空(kong)隙(xi)，以(yi)避(bi)免(mian)靈(ling)敏(min)度(du)降(jiang)低(di)或(huo)幹(gan)擾(rao)感(gan)應(ying)電(dian)極(ji)，如(ru)果(guo)是(shi)金(jin)屬(shu)板(ban)，金(jin)屬(shu)板(ban)必(bi)須(xu)接(jie)地(di)
，空(kong)隙(xi)保(bao)留(liu)至(zhi)少(shao)0.3mm以上，如果是電路板，盡量減少高頻電路經過，並保留至少1.0mm的空隙。

i.有上述狀況的感應電路板，雖然保留了足夠的間距，最好能將感應電極再加大，以利後續調整靈敏度的步驟。[page]
j.感應電極可以用電路板銅箔來做，亦可以采用FPC軟性電路板，ITO蝕ORGACON（CARBON）印刷等導電物質。

2. 決定感應電極的尺寸

a. 依照機構設計的麵板厚度決定感應電極的最小尺寸，麵板厚度1mm時感應電極最小3mm直徑的圓，麵板厚度7mm時感應電極最小10mm直徑的圓
，在機構及電路板空間的允許下盡量將感應電極加大。
b.感應電極最小不可以小於1/3個手指的麵積。
c.注意感應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，並再加大感應電極的麵積，以避免靈敏度降低。
d.如果在感應電極中開孔加裝LED
，必須加大感應電極以彌補開孔所損失的麵積，所以增加的感應電極麵積至少必須相等於開孔的麵積。
e. ganyingdianjikeyishirenhexingzhuang，danshijinkenengcaiyongyuanxinghuofangxing，ruguobixuliyongsuoyoudekongjianlaizengjiaganyingdianjidemianji，jinliangbimianjiangganyingdianjishejichengxiachangdexingzhuang。

3. 感應電路板電路設計及布線

a.電路設計以IC規格書內的範例電路為基礎即可。
b.必須利用穩壓IC（VOLTAGE REGULATOR）來確保QUANTUM IC的電源是乾淨沒有雜訊的。
c. 感應電極附屬的電阻與電容要盡量靠近IC，如果是雙麵板或是多層板，在電阻與電容的下方盡量避免通過高頻線路，鋪設地線，或是比較寬的線路。

d.如果是單層板
，感應電極附近不要有高頻線路，其他線路也盡量遠離感應電極及其連線。如果選用的IC有AKS功能，請盡量采用此功能以減少鄰近的感應電極互相幹擾。[page]
e.如果沒有開啟AKS功gong能neng，在zai感gan應ying電dian極ji及ji其qi連lian線xian之zhi間jian加jia一yi條tiao地di線xian，也ye可ke以yi減jian少shao鄰lin近jin的de感gan應ying電dian極ji之zhi間jian的de互hu相xiang幹gan擾rao，地di線xian必bi須xu放fang置zhi在zai鄰lin近jin的de兩liang個ge感gan應ying電dian極ji的de中zhong央yang，線xian寬kuan不bu要yao超chao過guo兩liang個ge感gan應ying電dian極ji間jian距ju的de1/5，或是用地線將感應電極及其連線圍繞隔開，但是原則上圍繞的地線離的越遠越好。

f. 從感應電極的附屬零件到感應電極的之間的線路以最小線寬來鋪設即可，感應電極的連線與其他線路至少間距線寬的5倍以上，感應電極的連線與另一個感應電極的連線之間的距離則是越遠越好，最近距離為線寬的2倍以上。
g.如果無法達到連線之間的間距，最好在線與線之間用一條地線作隔離，用最小的線寬來鋪設地線即可，線距采用一般安全間距。
h.從感應電極的附屬零件到感應電極連線最長不要超過30cm，感應電極的的線路可以經過感應電極的下方，避免圍繞在其他感應電極的周邊。
i. 感(gan)應(ying)電(dian)極(ji)連(lian)線(xian)的(de)下(xia)方(fang)盡(jin)量(liang)避(bi)免(mian)通(tong)過(guo)高(gao)頻(pin)線(xian)路(lu)，鋪(pu)設(she)地(di)線(xian)，或(huo)是(shi)比(bi)較(jiao)寬(kuan)的(de)線(xian)路(lu)
，如(ru)果(guo)難(nan)以(yi)避(bi)免(mian)，盡(jin)量(liang)以(yi)交(jiao)錯(cuo)通(tong)過(guo)，其(qi)他(ta)線(xian)路(lu)盡(jin)量(liang)不(bu)要(yao)與(yu)感(gan)應(ying)電(dian)極(ji)連(lian)線(xian)平(ping)行(xing)。
j.如果確實需要減少來自感應電極下方的幹擾而需要鋪設地線的話，不要鋪設整片實體的地線
，用網格狀鋪銅，網格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人體自然電容量的最小值5pF。

4.測試電路板

a. 這個階段主要是測試電路板的布線是否正確
，感應動作是否正常。
b.在此階段隻需要大概的調整靈敏度，不需要精確調整，因為當電路板裝入機殼之後會再變化。
c.測(ce)試(shi)時(shi)必(bi)須(xu)特(te)別(bie)注(zhu)意(yi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)放(fang)置(zhi)，測(ce)試(shi)電(dian)路(lu)板(ban)不(bu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)放(fang)在(zai)桌(zhuo)麵(mian)上(shang)
，也(ye)不(bu)可(ke)以(yi)在(zai)測(ce)試(shi)按(an)壓(ya)時(shi)有(you)晃(huang)動(dong)的(de)現(xian)象(xiang)
，理(li)想(xiang)的(de)測(ce)試(shi)環(huan)境(jing)是(shi)黏(nian)貼(tie)上(shang)麵(mian)板(ban)或(huo)與(yu)麵(mian)板(ban)相(xiang)同(tong)厚(hou)度(du)及(ji)材(cai)料(liao)的(de)替(ti)代(dai)麵(mian)板(ban)
，再(zai)加(jia)上(shang)橡(xiang)膠(jiao)腳(jiao)墊(dian)架(jia)高(gao)電(dian)路(lu)板(ban)，同(tong)時(shi)可(ke)以(yi)穩(wen)固(gu)電(dian)路(lu)板(ban)。

d.測試的電路板必須沒有跳線，如果有跳線，必須是與感應開關電路無關的
，而且不可以經過感應IC及其附屬電路
，也不可以在感應電極附近。
e. 如果測試不良
，進入Step 4-1確定不良原因
，如果用手直接觸摸感應電極可以正常動作，可以確定為靈敏度不良。
f.如果感應開關會自動觸發，或觸發後很久才釋放
，先檢查電源是否穩定，如果電源是穩定的則可能是過度靈敏，將Cs電容數值減少降低靈敏度再測試。
g. 如果是屬於布線不良或布線錯誤，回到步驟3重新布線。
h.隻要將靈敏度調整到不會有不穩定或不動作的現象就可以進入下一階段再調整靈敏度。

5.裝入機殼內

a. 感gan應ying電dian路lu板ban裝zhuang入ru機ji殼ke內nei測ce試shi是shi必bi須xu的de步bu驟zhou，可ke以yi是shi手shou工gong機ji殼ke，試shi模mo機ji殼ke最zui好hao是shi量liang產chan機ji殼ke
，機ji殼ke外wai部bu的de印yin刷shua及ji噴pen漆qi必bi須xu與yu量liang產chan時shi的de漆qi料liao相xiang同tong。
b.機ji殼ke內nei的de組zu件jian必bi須xu齊qi全quan，最zui好hao其qi他ta電dian路lu板ban都dou已yi經jing安an裝zhuang妥tuo當dang
，且qie可ke以yi接jie上shang電dian源yuan工gong作zuo
，其qi他ta電dian路lu板ban工gong作zuo正zheng常chang與yu否fou無wu關guan緊jin要yao，隻zhi要yao可ke以yi測ce試shi按an鍵jian動dong作zuo即ji可ke。
c.測試階段可以用一般無基材雙麵膠黏貼，但是正式量產建議采用3M 468MP或NITTO 818無基材雙麵膠。

6.測試靈敏度

a.shidangdelingmindushishouzhiqingqingjiechudaomianban，ganyingkaiguanyoudongzuofasheng，ruguoxuyaoyonghendadeliqianyamianbanganyingkaiguancaiyoudongzuo，huoshishouzhihaiweijiechudaomianbanganyingkaiguanjiuyoudongzuo，shishuyulingmindubuliangdezhuangkuang。
b. Cs電容數值加大可以提高靈敏度，數值減少是降低靈敏度
，必須注意，不同的IC會有不同的數值範圍限製
，請參考IC規格文件。
c. 提高靈敏度並不等於增加感應距離，在設計初期一定要確定麵板的厚度


，感應電極的麵積一定要足夠。
d. 個別的感應開關會因為位置的不同，受機構或其他元件的影響不同，所以靈敏度的調整是每一個感應開關個別進行的。
e.理想的靈敏度可以根絕感應開關的誤動作，增加ESD測試的耐受性。（已經測試通過25KV）

7.確定BOM

a. 到這個階段才能完全確定BOM並進入試產及量產。
b. 與感應相關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%以內的元件。