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觸摸按鍵
閱讀�23163時間�2010-10-13 11:23:29

  觸摸按鍵� keypad 的作�。與keypad 不同的是,keypad 通過開關(guān)或metaldome 的通斷�(fā)揮作�,觸摸按鍵通過檢測電容的變化,�(jīng)過觸摸按鍵集�芯片處理�,輸出開�(guān)的通斷信號�

原理

  如下圖,是觸摸按鍵的工作原理。在任何兩個導(dǎo)電的物體之間都存在電�,電容的大小與介�(zhì)的導(dǎo)電性質(zhì)、極板的大小與導(dǎo)電性質(zhì)、極板周圍是否存在導(dǎo)電物�(zhì)等有�(guān)。PCB 板(或者FPC)之間兩塊露銅區(qū)域就是電容的兩個極�,等于一個電容器。當(dāng)人體的手指接近PCB �,由于人體的�(dǎo)電性,會改變電容的大小。觸摸按鍵芯片檢測到電容值大幅升高后,輸出開�(guān)信號�

觸摸按鍵的工作原理圖

  在觸摸按� PCB �,存在電容極板、地、走�、隔離區(qū)�,組成觸摸按鍵的電容�(huán)�,如下圖所示�

按鍵形式

  觸摸按鍵可以組成以下幾種按鍵

單個按鍵

  單個按�

條狀按鍵

  條狀按鍵(包括環(huán)狀按鍵�

塊狀按鍵

  塊狀按鍵

電氣原理�

  觸摸按鍵的電氣原理圖如下�

觸摸按鍵的電氣原理圖

  � PCB 板上的露銅區(qū)域組成電容器,即觸摸按鍵傳感�。傳感器的信號輸入芯�,芯片經(jīng)過檢測并計算�,輸出開�(guān)信號并控制燈照亮與否。燈�(gòu)成觸摸按鍵的背光源�

�(jié)�(gòu)�(shè)計指�(dǎo)

  1� LENS 的材料、厚度與表面處理

  LENS 的材料可以是塑料和玻璃等非導(dǎo)電物�(zhì),最常用的是PMMA。但是上面不能有金屬。按鍵正上方1mm 以內(nèi)不能有金�。觸摸按�50mm 以內(nèi)的金屬必須接�,否�,金屬會影響按鍵的靈敏度�

  所以在采用電鍍、蒸�、IMD、絲印等表面處理工藝�,要特別注意�

 ?�?� PMMA, PC, 玻璃等lens 材料的電鍍性都不好,所以不會采用電鍍工藝�

 ?�?� 蒸鍍/濺鍍(VM): 由于蒸鍍/濺鍍具有金屬屬性,它們對觸摸按鍵靈敏度有影響。在采用蒸鍍/濺鍍工藝�,必須注意觸摸按鍵的正上�1mm 以內(nèi)不能��

  注意這有可能會影� ID 效果。需要在ID 與觸摸按鍵之間平��

  �3� NCVM 不影響觸摸按�。這是�(jīng)過實驗檢查的�(jié)果,所以NCVM 可以用在觸摸按鍵的LENS 上不受任何限��

  �4� 絲印/�?。喝绻z�/移印具有Mirror 效果的油墨,這種油墨中都含有金屬離子,具有金屬屬�,所以這種油墨會影響觸摸按鍵的靈敏�。這種情況與VM 類似,必須注意觸摸按鍵的正上�1mm 以內(nèi)不能印刷�

  Lens 的厚度不超過2mm�1.5mm 以內(nèi)更好。根�(jù)觸摸按鍵的工作原理,lens 的厚度是越薄越好。由于觸摸按鍵的LENS 位于手機表面,需要承受外力作用。厚度太�,強度會不夠。所以觸摸按鍵的LENS 厚度�1.0~1.5mm 之間�

  2� 雙面�

  觸摸按鍵 PCB 與lens 通過雙面膠粘�。雙面膠的厚度取0.1~0.15mm 比較合適,多個公司推薦采�3M 468MP,其厚度0.13mm.

  要求 PCB 與LENS 間沒有空氣。因為空氣的介電系數(shù)�1,與LENS 的介電系�(shù)4 相差很大??諝鈺τ|摸按鍵的靈敏度影響很�。所以雙面膠與lens,雙面膠與PCB 粘接,都是觸摸按鍵生�(chǎn)裝配中的�(guān)鍵工�,必須保證質(zhì)��

 ?�?� 首先PCB 與雙面膠粘接,如上圖所�,要用定位夾具完成裝�,裝配完成后,要人工或者用夾具壓緊�

 ?�?� 在PCB 帶雙面膠與LENS 裝配時,要求有定位裝�,可以是夾具或者手機自身的限位。裝配到位后,壓緊最重要。批量生�(chǎn)�,需要用夾具壓緊。如果不能壓�,觸摸按鍵的靈敏度和可靠性就會降低�

  為了保證 PCB 板與LENS 之間沒有空氣,需要在雙面膠上開孔和排氣槽,并且PCB 上開孔配�。就像Dome 上開排氣槽一��

  �(shè)計雙面膠壓緊夾具�,重點壓觸摸按鍵的部�,確� Sensor 部位沒有空氣�

  實際證明,一些不靈敏、不�(wěn)定的按鍵,重貼雙面膠并壓緊后就好��

PCB 板與FPC

  從理論上,觸摸按鍵無論做� PCB 板還是FPC 上都能工�。事實上也有多個觸摸按鍵做在FPC 上的例子。的方案是PCB �,如果因為結(jié)�(gòu)限制,PCB 板實在困�,不得已才采用FPC。即使采用FPC,與觸摸按鍵芯片配合的地方必須是平面,因為芯片不能彎曲與扭曲。如下圖鼠標(biāo)按鍵所��

  FPC 與曲面粘膠配合,實際加工裝配中不如PCB 與平面粘膠配合可�,故�(dǎo)致觸摸按鍵的可靠性降低�

  觸摸按鍵與芯片在FPC �,手機鍵�� Cypress Psoc 方案

Cypress Psoc 方案圖

  觸摸按鍵與芯片在FPC 上,鼠標(biāo)按鍵� Sypnatics 方案

觸摸按鍵與芯片在FPC 上

  對于弧面的lens,為了能夠使用使用觸摸按鍵PCB 而不是FPC,要將與觸摸按鍵PCB 配合的部位設(shè)計為平面。如下圖,為一個翻蓋機sublens 的背�,sublens 上有觸摸按鍵。ID 堅持要在背面絲印,所以必須保證背面非常光滑,否則絲印�(zhì)量無法保�。為了能夠使用PCB 而不是FPC,在與觸摸按鍵板配合的地方設(shè)計成平面,平面與周圍弧面處通過曲面圓滑過渡,成功解決了背面絲印并且能夠與PCB 配合�

PCB 開口�(shè)�

  觸摸按鍵背光是重要的方面。背光設(shè)計不�,會對整個觸摸按鍵都有影響。首� PCB 板的開空尺寸確定�

觸摸按鍵PCB 開口設(shè)計圖

  PCB 開孔尺寸必須根據(jù)LENS 上字符的大小決定。如圖所�,PCB 開孔尺寸比字符周邊大0.1~0.3mm。反面例子:如果開孔尺寸比字符小,這透過字符的空�,可以看到開孔以�(nèi)的物�,和開孔以外的物�,即PCB 板的綠色。這樣會產(chǎn)生非常不好的視覺效果,給人以�(shè)計粗糙、產(chǎn)品低檔的感覺�

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