电容式触摸按键IC的设计方法及注意事项

电容式触摸按键IC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构成一个感应电容，在周围环境不变化的情况下，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构造，所有的检测都是电量的微小变化，所以对各种干扰敏感得多，触摸按键设计、触摸面板的设计以及触摸IC的选择都十分关键。介绍电容式触摸按键IC的设计方法与注意事项。

一、触摸按键设计1.触摸PAD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，按键感应盘必须紧密贴在面板上，中间不能有空气间隙。

当用平顶圆柱弹簧时，触摸线和弹簧连接处的PCB，镂空铺地的直径应该稍大于弹簧的直径，保证弹簧即使被压缩到PCB板上，也不会接触到铺地。

2.触摸PAD形状

原则上可以做成任意形状，中间可留孔或镂空。我们推荐做成边缘圆滑的形状，可以避免尖端放电效应。一般应用圆形和正方形较常见。

3.触摸PAD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、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之间距离

各个触摸PAD间的距离要尽可能的大一些（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，参考图1。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。

二、触摸面板的选择1.触摸面板材料

面板必须选用绝缘材料，可以是玻璃、聚苯乙烯、聚**乙烯（pvc）、尼龙、树脂玻璃等，按键正上方1mm以内不能有金属，触摸按键50mm以内的金属必须接地，否则，金属会影响案件的灵敏度。在生产过程中，要保持面板的材质和厚度不变，面板的表面喷涂必须使用绝缘的涂料。

2.触摸面板厚度

通常面板厚度设置在0～10mm之间。不同的材料对应着不同的典型厚度，例如亚克力材料一般设置在2mm～4mm之间，普通玻璃材料一般设置在3mm～6mm之间。

3.双面胶

触摸按键PCB与触摸面板通过双面胶粘接，双面胶的厚度取0.1～0.15mm比较合适，推荐采用3M468MP，其厚度0.13mm。要求PCB与面板之间没有空气，因为空气的介电系数为1，与面板的介电系数差异较大。空气会对触摸按键的灵敏度影响很大。所以双面胶与面板，双面胶与PCB粘接，都是触摸按键生产装配中的关键工序，必须保证质量。

PCB与双面板粘接，PCB带双面胶与面板装配时都要用定位夹具完成装配，装配完成后，要人工或用夹具压紧。为了保证PCB板与面板之间没有空气，需要在双面板上开孔和排气槽，并且与PCB上开孔配合。设计夹紧夹具时，重点压触摸按键的部位，确保感应部位没有空气。

三、电容式触摸按键IC的选择与应用

目前，世界知名电子元器件供应商均加大了对电容式触摸按键IC的应用研究，并推出了众多的专业芯片（本文简称触摸芯片），也有众多基于MCU集成类的IC，设计人员选择空间较大，可以根据功能的需求和芯片的性价比来选择适合设计需要的IC，也可以自己设计基于MCU的A/D口实现触摸IC，本文选用12按键带自校正功能的容性触摸感应器SC12A。

SC12A是带自校正的容性触摸感应器，可以检测12个感应盘是否被触摸。它可以通过任何非导电介质（如玻璃和塑料）来感应电容变化，这种电容感应的开关可以应用在很多电子产品上。

1.特征

12个完全独立的触摸感应按键；保持自动校正，无需外部干预；按键输出经过完全消抖处理；多接口-I2C串行接口/BCD码输出；所有按键共用一个灵敏度电容。

2.管脚