电容式触摸按键布线
电容式触摸按键布线分享
1）:电容式触摸按键特点及应用
与传统的机械按键相比，电容式触摸感应按键不仅美观时尚而且寿命长，功耗小，成本低，体积小，持久耐用。
它颠覆了传统意义上的机械按键控制，只要轻轻触碰，他就可以实现对按键的开关控制，量化调节甚至方向控制，现在电容式触摸感应按键已经广泛用于手机，DVD,电视，洗衣机等一系列消费类电子产品中！
2）:电容式触摸按工作基本原理
所谓感应式触摸按键，并不是要多大的力量去按，相反，力量大和小的效果是一样的，因为外层一般是一块硬邦邦的塑料壳。
具体就电容式而言，是利用人手接触改变电容大小来实现的，通俗点，你手触摸到哪个位置，那里的电容就会发生变化，检测电路就会检测到，并将由于电容改变而带来的模拟信号的改变转化为数字信号的变化，进行处理！
3）: 电容式触摸按电容构成及判断
PCB材料构成基本电容，PCB上大面积的焊盘（触摸按键）与附近的地构成的分布电容，由于人体电容的存在，当手指按上按键后，改变了分布电容的容量(原来的电容并上了人体电容)，通过对PAD构成的分布电容充放电或构成振荡电路，再检测充放电的时间，或者振荡频率，脉冲宽度等方式可以检测电容容量的变化，继而可判断按键是否被按下。
电容式触摸按键布板要求
1）: PCB板的电容构成因素：
PCB板中电容构成因素如右图：
其中代表PCB板最终生成电容
代表空气中的介质常数
代表两板电介质常数
代表两极板面面积
代表两板距离
2）: PCB板的布局
电容式感应触摸按键实际只是PCB上的一小块覆铜焊盘，当没有手指触摸时，焊盘和低型号产生约5—10PF的电容值，我们称之为“基准电容”故为了PCB设计尽量达到这值，PCB需要进行更好设计！如下图：
虽然触摸按键最终的效果可能与其他一些因素还有很多直接或间接的关系，但做为PCB的绘制人员，我们因该尽量保证我们所绘制的PCB效果达到最佳（及控制好触摸按键的中的基准电容值）PCB布板至关重要，因为PCB构成的电容容量极小,而且必须要尽量控制等效电容，不能过大，因为人体电容也是极小的（数pF），不同的人之间差异也比较大，而触摸按键的灵敏度就在于手指接触按键前后PAD电容量的差异，而且这么小的电容充放电极易受到干扰，所以布线的关键两点就是：
1、控制电容量
2、避免干扰
影响电容容量的因素是极板的面积和极板间的介质材料，在实际应用中人体是不太可能直接接触PCB的，所以PCB与按键接触面必须有覆盖层，在触摸按键应中影响容量的因素有：
1、 PAD的面积与铺地间的距离以及铺地的面积
2、 PAD上的覆盖层的厚度和材质（介质）
3、 PCB的厚度和材质
对应的策略如下：
1、 PAD的面积应尽量接近手指接触按键的有效面积。
2、与铺地间的距离以0.5mm为佳,与PAD同一层铺实心地，并保持PAD周围的完整，虽然增大了PAD 的固有电容，但同时也增加了人体感应电容，灵敏度有提高，PAD另一侧的铺地应越小越好，为了与抗干扰折衷，一般采用50%的网络铺地(不是线宽与铺铜网格之间，而是铺铜面积与网格之间)。
3、覆盖层的厚度应越小越好，覆盖层应填充满PAD面与按键之间，不能留有隙，
可使用3M胶等胶粘剂，应选择介电常数2-8的材料.
3、根据PCB的材质和厚度调整布线策略，如板厚度缩小，应减小PAD另一侧铺地的面积。
为了提升抗干扰能力，需要在PAD，PAD引线上极其注意，对应策略如下：
1、 PAD、PAD引线都应远离大电流、高频率信号线等一些干扰较大的信号线、PAD正下方尽量不要走信号线，PAD引线之间距离越大越好，尽量避免互相干扰！
2、为了避免额外增加PAD电容，PAD引线应尽量缩短、缩小，一般采用0.16mm，与铺地之间也应保持较大距离,与其它信号线也要保持较大距离，避免与其它信号线平行。
3、网络铺地也要采用最小线宽。
电容按键布线规则参考[new]
![电容按键布线规则参考[new]](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/bc8162cf4028915f804dc2cc.webp)
电容按键布线规则一、布局:1.触摸通道与触控芯片、其它元件布局在不同的层。
2.触摸通道电阻尽量靠近芯片。
3.芯片大小滤波电容靠近芯片放置。
4.预留测试接口，以方便调试。
二、走线：1. 尽量把触摸通道走线放在底层，触摸通道在顶层。
2. 触摸通道、触摸通道走线与铺地之间的间距至少30mil。
3. 不要把触摸通道走线布置在触摸通道下面。
4. 触摸通道走线间距应当至少是触摸通道走线宽度的两倍。
5.时钟、数据或周期信号走线都不应该与触摸通道走线相邻平行布设。
这些信号线应当尽可能地与触摸通道走线垂直，或者布设在PCB的其他区域。
如果时钟、数据或任何周期信号走线确实需要与触摸的信号走线平行布设，它们应当被布设在不同的层并且不能重叠，而且应当尽可能地缩短信号线平行部分的长度。
6.电源走线,触摸芯片最好用一根独立的走线从板子的供电点取电，不要和其他的电路（如LED回路）共用电源回路。
触摸IC的供电从滤波电路输入，保持VDD与VSS并行，输入路径短而粗（40mil左右）。
7.采用星形接地,触摸芯片的地线不要和其他电路共用，应该单独连到板子电源输入的接地点，也就是通常说的采用“星形接地”。
8.单面板走线，如果采用单面PCB板，并用弹簧或其它导电物体做感应通道，感应通道到触控IC引脚的连线不走或少走跳线。
9.Sensor走线长度：或，这样可以减少来自射频的干扰。
10.Sensor通道电阻：500Ω~2K,起衰减共振作用。
三、铺地：1.空白的地方可以网格铺地(线宽6mil、网格大小为30mil)。
2.触摸通道正对背面稍大些面积不要铺地，如果需要在比较潮湿的环境工作时，触摸通道所在层不要铺地。
3.为降低串扰，应当尽可能地增大两个触摸通道之间的间距以及触摸通道与触摸通道走线之间的距离。
在可能的情况下，在两个触摸通道之间铺地、触摸通道走线之间加入铺地。
4.铺地被用来填充PCB的空白区域，铺地能够帮助触摸模块屏蔽外部噪声源，还能够稳定触摸线路的固有电容。
电容触摸式按键设计规范及注意事项
电容触摸式按键设计规范及注意事项技术研发中心查达新所有电容式触摸传感系统的核心部分都是一组与电场相互作用的导体。
在皮肤下面，人体组织中充满了传导电解质(一种有损电介质)。
正是手指的这种导电特性，使得电容式触摸式按键应用于电路中，替代传统的机械式按键操作。
关于电容触摸式按键设计，有下列要求：1.PCB触摸焊盘①.感应按键面积，即焊盘接触面积应不小于手指面积的2/3，可大致设计为5*6mm、6*7mm；且按键间的距离不小于5mm，如下图：②.连接触摸按键的走线，若是双面板尽可能走按键的背面，走在正面的画需保证离其他按键2mm以上间距；③.感应按键与覆铜的距离不小于2mm，减少地线的影响；2.感应按键面壳或外壳①.面壳材料只要不含有金属都可以，如：塑胶，玻璃，亚克力等。
若面壳喷漆，需保证油漆中不含金属，否则会对按键产生较大影响，可用万用表电阻档测量油漆表面导电程度，正常不含金属油漆的面壳电阻值应为兆欧级别或无穷大。
通常面壳厚度设置在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。
②.可以用3M胶把按键焊盘与面壳感应端黏连、固定，或者通过弹簧片方式焊接在PCB焊盘的过孔上与面壳感应端相连；如下图：③.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。
触摸按键设计地的要求的要求规范
cx电压从0开始充电，一直到v1上图右边是一个最基本的触摸按键，中间圆形绿色的为铜（我们可以称之为按键），在这些按键中会引出一根导线与MAU相连，MAU通过这些导线来检测是否有按键按下，外围的绿色也是铜不过这些铜与GND大地相连，在按键和外围铜直接是空隙（空隙d）上图右边是左图的截面图，当没有手指接触时只有一个电容cp,，当有手指接触时，按键通过手指就形成了电容cf二。
硬件连接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。
本文就一种具体的电容式触摸开关芯片SJT5104介绍一下电容式触摸按键的基本工作原理和材料选择。
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构造，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。
作者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。
触摸芯片布线注意事项
触摸ＩＣ ＬＡＹＯＵＴ 注意事项
一、 在设计PCB时候最简单的方式就是感应线路周围都不铺地线，同时
要保证感应连线不要同其他线靠太近。
缺点：抗干扰稍差，EMC测试效果差一些！
二、 为了增加抗干扰和EMC测试效果，可以在PCB上空余的地方铺地线，为了
得到最理想的效果需要遵守一些规则，请参考以下例图：
1、感应盘周围如果铺地线，建议间距保证1mm以上；
2、触摸感应线尽量从背面走线，即触摸感应盘的另一层面；
×√
1.触摸面 背面
2.触摸面 背面
此资料仅供内部工程使用！联系人：尹先生１３７２４３０３９１８ ＱＱ：２９１６３６５６９
4、触摸感应线尽量就近取短，保持总体长度一致，不绕圈；
5、两片触摸芯片应用时，两片触摸按键感应线路中间需加地线隔离，以防串扰；
6、触摸感应线不宜交叉走线，CS电容尽量靠近芯片且不宜放在触摸盘背面；
7、感应线应尽量细，与周围地线尽量保持一定间距：
a．如图说明，感应盘引线（从感应盘经过电阻到IC的这段连线）与地线或者周围其他线路尽量保持大于1mm的间距，至少也要大于0.6mm 。
b．两条感应线并行走时，应尽量拉大他们的间距，减少相互耦合电容。
此资料仅供内部工程使用！联系人：尹先生１３７２４３０３９１８ ＱＱ：２９１６３６５６９。
电容式触摸感应面板PCB Layout指南
电容式触摸面板PCB Layout 指南本文旨在为S-Touch T M 电容触摸感应设计所采用的各种PcB(印刷电路板)的结构和布局提供设计布局指导,包括触摸键,滑动条和旋转条。
鉴于在多种应用中,两层PCB 板被广泛采用,本文以两层PCB 板为例,介绍PCB 板的设计布局PCB 设计与布局在结构为两层的PCB 中，S-Touch 触摸控制器和其他部件被布设在PCB 的底层，传感器电极被布设在PCB 的顶层。
每个传感器通道所需的调谐匹配电容器可以直接布设在该传感器电极的底层。
需要指出的是，S-Touch 触摸控制器布设在底层，应该保证其对应的顶层没有布任何传感器电极。
顶层和底层的空白区域可填充网状接地铜箔，铜箔距离感应电极需在3mm 以上PCB 设计规则第1层（顶层）•传感器电极位于PCB 的顶层（PCB 的上端与覆层板固定在一起），感应电极一般布置为一个焊盘，所有感应电极面积尽量保持一致大小，有效面积不得小于25mm ²，但也不能超过15mm ²×15mm ²，若超过这一尺寸，不但会降低灵敏度，而且会增加对噪声的易感性。
感应电极大小应根据覆层板（外壳）的材料和厚度来适当布置，对应关系为（仅供参考）：空白区域可填充网状接地铜箔(迹线宽度为6密耳，网格尺寸为30密耳)。
•顶层可用来布设普通信号迹线（不包括传感器信号迹线）。
应当尽可能多地把传感器信号迹线布设在底层。
传感器信号迹线宽度请选用0.15mm~0.2mm ，建议不要超过0.2mm 。
•感应电极与接地铜箔的距离至少应为2mm ，我公司建议在3mm 以上感应电极面积亚克力普通玻璃ABS 6mm ×6mm 1.0mm 2.0mm 1.0mm 7mm ×7mm 2.0mm 3.0mm 2.0mm 8mm ×8mm 3.5mm 4.0mm 3.5mm 10mm ×10mm 4.5mm 6.0mm 4.5mm 12mm ×12mm 6.0mm 8.0mm 6.0mm 15mm ×15mm8.0mm12mm8.0mm第2层（底层）•传S-Touch控制器和其他无源部件应该设计布局在底层。
电容触摸按键代替机械按键FTC334C
影响芯片正常工作。
— 环境温度湿度变化自动适应，环境缓慢适应技术的应用，使得芯片无限长时间连续工作不
会出现灵敏度差异。
— 可调灵敏度，可以通过外接电容容量来调整灵敏度以适应不同的设计。
— 提供二进制编码直接输出接口，方便用户系统对接。
— 上电快速初始化，在300mS左右内芯片就可以检测好环境参数包括自动适应，按键检测功
扰和提升抗ESD静电能力
--
电源负端
输入 输出
输入选项口，内部有上拉电阻 悬空：输出模式为高电平，可多按键同时输出 接地：输出模式为高阻抗，只允许单按键输出 触摸信号输出口，对应K6-K5 按键有效时为低电平，无按键时为高电平或高阻抗
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电源正端
-输出
接基准电容Cs负端，Cs电容正端接VDD Cs电容须使用5%精度涤纶插件电容、10%高精度的 NPO材质或X7R材质贴片电容 触摸信号输出口，对应K4-K1 按键有效时为低电平，无按键时为高电平或高阻抗
U1
1 2 3 4 5 6 7 8
K1 K2 K3 K4 K5 K6 G ND S1
Q1 Q2 Q3 Q4 CAPN VDD Q5 Q6
16 15 14 13 12 11 10 9
FTC334C
V DD
R18 47
CS1
CS2
153
*
C3
+ C4
104
100uF
※ 请按照K1,K2,..K6的顺序来选用按键输入，后面不用的按键口接地，K1、K2禁止接地。
16 Q1 15 Q2 14 Q3 13 Q4 12 CAPN 11 VDD 10 Q5 9 Q6
SOP16L
管脚描述：
编 号 管脚名称
电容按键布线规则参考[new]
电容按键布线规则一、布局:1.触摸通道与触控芯片、其它元件布局在不同的层。
2.触摸通道电阻尽量靠近芯片。
3.芯片大小滤波电容靠近芯片放置。
4.预留测试接口，以方便调试。
二、走线：1. 尽量把触摸通道走线放在底层，触摸通道在顶层。
2. 触摸通道、触摸通道走线与铺地之间的间距至少30mil。
3. 不要把触摸通道走线布置在触摸通道下面。
4. 触摸通道走线间距应当至少是触摸通道走线宽度的两倍。
5.时钟、数据或周期信号走线都不应该与触摸通道走线相邻平行布设。
这些信号线应当尽可能地与触摸通道走线垂直，或者布设在PCB的其他区域。
如果时钟、数据或任何周期信号走线确实需要与触摸的信号走线平行布设，它们应当被布设在不同的层并且不能重叠，而且应当尽可能地缩短信号线平行部分的长度。
6.电源走线,触摸芯片最好用一根独立的走线从板子的供电点取电，不要和其他的电路（如LED回路）共用电源回路。
触摸IC的供电从滤波电路输入，保持VDD与VSS并行，输入路径短而粗（40mil左右）。
7.采用星形接地,触摸芯片的地线不要和其他电路共用，应该单独连到板子电源输入的接地点，也就是通常说的采用“星形接地”。
8.单面板走线，如果采用单面PCB板，并用弹簧或其它导电物体做感应通道，感应通道到触控IC引脚的连线不走或少走跳线。
9.Sensor走线长度：或，这样可以减少来自射频的干扰。
10.Sensor通道电阻：500Ω~2K,起衰减共振作用。
三、铺地：1.空白的地方可以网格铺地(线宽6mil、网格大小为30mil)。
2.触摸通道正对背面稍大些面积不要铺地，如果需要在比较潮湿的环境工作时，触摸通道所在层不要铺地。
3.为降低串扰，应当尽可能地增大两个触摸通道之间的间距以及触摸通道与触摸通道走线之间的距离。
在可能的情况下，在两个触摸通道之间铺地、触摸通道走线之间加入铺地。
4.铺地被用来填充PCB的空白区域，铺地能够帮助触摸模块屏蔽外部噪声源，还能够稳定触摸线路的固有电容。
2 KEYS 电容式触摸按键规格书说明书
TTY6754 2 KEYS 电容式触摸按键规格书 Ver1.1●产品描述 (2)●产品特色 (2)●产品应用 (2)●封装脚位图 (3)●脚位定义 (4)●AC／DC Characteristics (5)1 Absolute maximum ratings (5)2 D.C. Characteristics (5)3 A.C. Characteristics (5)●输出指示 (6)●功能描述 (6)●注意事项： (7)●应用线路图 (8)●封装说明 (9)●订购信息 (9)●修订记录 (9)●产品描述提供2个触摸感应按键，一对一的Toggle模式输出，提供低功耗模式，可使用于电池应用的产品。
对于防水和抗干扰方面有很优异的表现。
●产品特色工作电压范围：2.7V - 5.5V工作电流： 1.8mA (正常模式)；10 uA (休眠模式) @3.3V2个触摸感应按键持续无按键4秒，进入休眠模式提供一对一的Toggle模式输出，上电初始为高电平输出，每次按键切换输出电平可以经由调整CAP脚的外接电容，调整灵敏度，电容越大灵敏度越高具有防水及水漫成片水珠覆盖在触摸按键面板，按键仍可有效判别●产品应用各种大小家电、娱乐产品。
封装脚位图●脚位定义接脚类型●I COMS输入●O COMS输出●P 电源AC ／DC Characteristics2 D.C. Characteristics（Condition : Ta= 25 ± 3 ℃，RH ≦ 65 %，VDD =＋ 5V ，VSS=0V ）3 A.C. CharacteristicsParameterSymbol Test ConditionsMin Typ Max Unit Operating voltage VDD 2.7 5 5.5 V Operating current I OPR1 VDD=5V- 3 - mA Input low voltage for input and I/O portV IL1 0 - 0.3VDD V Input high voltage for input and I/O portV IH10.7VDD- VDD V Output port source current I OH1 V OH =0.9VDD, @5V - 4 - mA Output port sink currentI OL1V OL =0.1VDD, @5V-8-mAParameterSymbol Test Conditions Min Typ Max Unit System clock f SYS1 OSC @5v- 4 - MHz Low Voltage ResetV lvr2.02.22.4V●输出指示提供2 keys 电容触摸按键，输出是采用一对一的Toggle模式输出。
触摸按键设计要求规范
cx电压从0开始充电，一直到v1上图右边是一个最基本的触摸按键，中间圆形绿色的为铜（我们可以称之为按键），在这些按键中会引出一根导线与MAU相连，MAU通过这些导线来检测是否有按键按下，外围的绿色也是铜不过这些铜与GND大地相连，在按键和外围铜直接是空隙（空隙d）上图右边是左图的截面图，当没有手指接触时只有一个电容cp,，当有手指接触时，按键通过手指就形成了电容cf二。
硬件连接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。
本文就一种具体的电容式触摸开关芯片SJT5104介绍一下电容式触摸按键的基本工作原理和材料选择。
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构造，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。
作者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。
两种电容式触摸按键电路设计要点
两种电容式触摸按键电路设计要点珠海格力电器股份有限公司广东珠海 519000摘要：TS08N/NE和CAP 1298是家用电器显示板常用的两款电容式触摸芯片。
前者引脚较多，电路设计复杂、成本高，但是软件开发工作量较小；而后者引脚较少，电路设计简单、成本低，但是需要进行一定的软件开发。
两种设计方案均存在一定的设计难度。
本文作者在大量工程实践的基础上面，提炼出了相关设计要点供大家参考。
关键词：TS08N/NE CAP 1298电容式触摸芯片显示板Key points of design of two capacitive touch key circuitsHu Haoran Song ZhizhongGree Electric Appliances, Inc.of Zhuhai Zhuhai Guangdong 519000Abstract: TS08N/NE and CAP 1298 are two capacitive touch chips commonly used in display boards of household appliances. The former has more pins, complex circuit design and high cost, but less software development work; The latter has fewer pins, simple circuit design and low cost, but requires certain software development. The two design schemes have certain design difficulties. Based on a large number of engineering practices, the author has extracted the relevant design points for your reference.Keywords: TS08N/NE,CAP 1298,Capacitive Touch Chip, Display Board 1两种电容式触摸按键电路设计要点1 引言目前市场上供家用电器使用的触摸芯片种类繁多，如何对触摸芯片进行合理选型，需从多方面考虑，比如：触摸按键的通道数、触摸按键的灵敏度、触摸按键的可靠性、控制器成本等。