电容屏设计规范
PCBEMC设计规范

PCB--EMC设计规范PCB EMC设计规范目录第一部分布局1 层的设置1.1 合理的层数1.1.1 Vcc、GND的层数1.1.2 信号层数1.2 单板的性能指标与成本要求1.3 电源层、地层、信号层的相对位置1.3.1 Vcc、GND 平面的阻抗以及电源、地之间的EMC环境问题1.3.2 Vcc、GND 作为参考平面,两者的作用与区别1.3.3 电源层、地层、信号层的相对位置2 模块划分及特殊器件的布局2.1 模块划分2.1 .1 按功能划分2 .1.2 按频率划分2.1.3 按信号类型分2.1.4 综合布局2.2 特殊器件的布局2.2.1 电源部分2.2.2 时钟部分2.2.3 电感线圈2.2.4 总线驱动部分2.2.5 滤波器件3 滤波3.1 概述3.2 滤波器件3.2.1 电阻3.2.2 电感3.2.3 电容3.2.4 铁氧体磁珠3.2.5 共模电感3.3 滤波电路3.3.1 滤波电路的形式3.3.2 滤波电路的布局与布线3.4 电容在PCB的EMC设计中的应用3.4.1 滤波电容的种类3.4.2 电容自谐振问题3.4.3 ESR对并联电容幅频特性的影响3.4.4 ESL对并联电容幅频特性的影响3.4.5 电容器的选择3.4.6 去耦电容与旁路电容的设计建议3.4.7 储能电容的设计4 地的分割与汇接4.1 接地的含义4.2 接地的目的4.3 基本的接地方式4.3.1 单点接地4.3.2 多点接地4.3.3 浮地4.3.4 以上各种方式组成的混合接地方式4.4 关于接地方式的一般选取原则4.4.2 背板接地方式4.4.3 单板接地方式第二部分布线1 传输线模型及反射、串扰1.1 概述:1.2 传输线模型1.3 传输线的种类1.3.1 微带线(microstrip)1.3.2 带状线(Stripline)1.3.3嵌入式微带线1.4 传输线的反射1.5 串扰2 优选布线层2.1 表层与内层走线的比较2.1.1 微带线(Microstrip)2.1.3 微带线与带状线的比较2.2 布线层的优先级别3 阻抗控制3.1 特征阻抗的物理意义3.1.1 输入阻抗:3.1.2 特征阻抗3.1.3 偶模阻抗、奇模阻抗、差分阻抗3.2 生产工艺对对阻抗控制的影响3.3 差分阻抗控制3.3.1 当介质厚度为5mil时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势3.3.2 当介质厚度为13 mil时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势3.3.3 当介质厚度为25 mil时的差分阻抗随差分线间距的变化趋势3.4 屏蔽地线对阻抗的影响3.4.1 地线与信号线之间的间距对信号线阻抗的影响3.4.2 屏蔽地线线宽对阻抗的影响3.5 阻抗控制案例4 特殊信号的处理5 过孔5.1 过孔模型5.1.1 过孔的数学模型5.1.2 对过孔模型的影响因素5.2 过孔对信号传导与辐射发射影响5.2.1 过孔对阻抗控制的影响5.2.2 过孔数量对信号质量的影响6 跨分割区及开槽的处理6.1 开槽的产生6.1.1 对电源/地平面分割造成的开槽6.2 开槽对PCB板EMC性能的影响6.2.1 高速信号与低速信号的面电流分布6.2.2 分地”的概念6.2.3 信号跨越电源平面或地平面上的开槽的问题6.3 对开槽的处理6.3.1 需要严格的阻抗控制的高速信号线,其轨线严禁跨分割走线6.3.2 当PCB板上存在不相容电路时,应该进行分地的处理6.3.3 当跨开槽走线不可避免时,应该进行桥接6.3.4 接插件(对外)不应放置在地层隔逢上6.3.5 高密度接插件的处理6.3.6 跨“静地”分割的处理7 信号质量与EMC 7.1 EMC简介7.2 信号质量简介7.3 EMC与信号质量的相同点7.4 EMC与信号质量的不同点7.5 EMC与信号质量关系小结第三部分背板的EMC设计1 背板槽位的排列1.1 单板信号的互连要求1.2 单板板位结构1.2.1 板位结构影响;1.2.2 板间互连电平、驱动器件的选择2 背板的EMC设计2.1 接插件的信号排布与EMC设计2.1.1 接插件的选型2.1.2 接插件模型与针信号排布2.2 阻抗匹配2.3 电源、地分配2.3.1 电源分割及热插拔对电源的影响2.3.2 地分割与各种地的连接2.3.3屏蔽层第四部分射频PCB的EMC设计1 板材1.1 普通板材1.2 射频专用板材2 隔离与屏蔽2.1 隔离2.2 器件布局2.3 敏感电路和强辐射电路2.4 屏蔽材料和方法2.5 屏蔽腔的尺寸3 滤波3.1 电源和控制线的滤波3.2 频率合成器数据线、时钟线、使能线的滤波4 接地4.1 接地分类4.2 大面积接地4.3 分组就近接地4.4 射频器件接地4.4 接地时应注意的问题4.5 接地平面的分布5 布线5.1 阻抗控制5.2 转角5.3 微带线布线5.4 微带线耦合器5.5 微带线功分器5.6 微带线基本元件5.7 带状线布线5.8 射频信号走线两边包地铜皮6 其它设计考虑第一部分布局1 层的设置在PCB的EMC设计考虑中,首先涉及的便是层的设置;单板的层数由电源、地的层数和信号层数组成;电源层、地层、信号层的相对位置以及电源、地平面的分割对单板的EMC指标至关重要。
电容式触摸屏设计规范_专业版

5.2.4 SiO2Metal除FPC bonding以外,需覆盖SiO2保护(SIO2掩模公差±0.35mm)5.3 铬版各标记设计:铬版上面各标记设计如下5.3.1 切割标记切割记号:尺寸如下图,作用为定位玻璃的切割尺寸,控制玻璃的切割精度,要求切割精度为±0.05mm,此标识仅适用Metal层5.3.2 产品型号模号(metal层专用)排版模号:为便于不良品分析,在每一单粒图形上标示一代号,如”A1,A2,….B1,B2…”,,横向用数字递增,纵向用字母递增,例:TP10293A A1TP10293A,为产品流水号A1为产品的模号5.3.3 各膜层标识:Mask 表示铬版,Oc表示该层为oc层,且膜面向上,TP30327A为产品的型号,V0表示版本号Metal表示该层为metal层,且膜面向下;此标识各层都需要,而且需位于成品功能区以外5.3.14 ITO方阻测试块标记:为测试ITO镀膜后的方阻,在非图形区域制作四个尺寸为30mm*30mm的ITO测试方块,由于ITO为透明的材料,故在ITO方块边缘制作线宽为0.2mm*0.2mm的方框(若边框较小,可以调整方块的大小,最小制作为10mm*10mm)具体如下图所示:ITO测试方块金属边框5.3.15 保护蓝胶丝印对位标记:在ITO Glass切割之前要对图案进行保护,即玻璃正反面丝印保护蓝胶,则需要在ITO Glass的MT层上制作对位标记以保证保护蓝胶与玻璃的丝印位置,对位标记设计尺寸如下图所示:5.3.16 形版的命名方法:A.铬版:在该产品的型号前面加上图形铬版的代号MASK;B.菲林版:在该产品的型号前面加上图形菲林的代号SF;如:MASK096064-101A-1、SF096-064-101A-15.3.17 走线设计一般情况(mm)极限值(mm)ITO 线粗尽量粗0.03(铬版)Metal 线粗尽量粗0.03、0.05(铬版)Gap 尽量大0.036 ITO Film结构Sensor设计ITO Film结构Sensor结构暂时有两种,两层ITO Film和三层ITO Film结构。
FPC设计规范_LCD篇

FPC设计规范一、目的规范FPC的设计方法及统一设计标准,以提高设计人员的设计水平及效率,保证LCD模块整体的合理性、可靠性。
二、适用范围:开发部FPC设计人员三、FPC相关简介FPC(Flexible Printed Circuit)软性印刷线路板,简称软板,是由柔软的塑胶底膜(PI)、铜箔(CU)及粘合胶压合而成。
具有优秀的灵活性和可靠性。
1.FPC的结构和材料单面板双面板: 基层:铜箔层:覆盖层:粘合胶: 补强板:补强板:加强菲林插接式与贴合的接口与焊接的接口单面板镂空式常 用 接 口 结 构FPC可分为单面板、双面板、分层板、多层分层板、软硬结合板。
两层板以上的FPC均通过导通孔连接各层。
我司常用的是前面两种,其结构见上图。
(1)基层(BASE FILM):材料一般采用聚酰亚胺(Polyimide,简称PI),也有用聚脂(Polyerster,简称PET)。
料厚有12.5、25、50、75、125um。
常用12.5和25um的。
PI在各项性能方面要优于PET。
(2)铜箔层(COPPER FOIL):有压延铜(RA COPPER)和电解铜(ED COPPER)两种。
料厚有12.5、18、35、75um。
由于压延铜比电解铜有较好的机械性能,所以在需要经常弯曲的FPC中优选压延铜。
主屏FPC的铜箔厚度一般为12.5或是18um;对于镂空板FPC(比如接口处为开窗型的)需采用35um的。
(3)覆盖层(COVER LAYER):材料与基层相同,覆盖在铜箔上,起绝缘、阻焊、保护作用。
常用料厚为12.5um。
(4)粘合胶(ADHESIVE):对各层起粘合作用。
对于采用无胶基材的FPC,基层与铜箔层间不用粘合胶,而用其他工艺结合,有利提高柔韧性。
(5)补强板(Stiffener)和加强菲林(Reinforcement film):对于插接式的FPC,为与标准插座配合,需在接触面背面加一块补强板,材料可用PI、PET和FR4;常用PET 。
各类触摸屏sensor设计规范

中国触摸屏网( )您下载的该触摸屏技术文档来自于中国触摸屏网( / )What you are downloading are from China Touchscreen Site: ( / )中国触摸屏网四大版块:•触摸屏论坛:/•触摸屏供求商机:/•招聘/找工作求职:/forum-12-1.html•触摸屏行业杂志:/emag/1. 触摸屏论坛:中国触摸屏网论坛是触控面板人讨论触摸屏技术,解决触摸屏技术问题,发布触摸屏产品供求信息,了解触摸屏市场动态,触摸屏厂商招聘和找工作求职的第一平台。
2. 触摸屏供求商机:免费发布触摸屏相关产品:触控面板、触摸屏材料、触摸屏设备、触摸屏一体机、人机界面、大屏幕显示器、广告机、金融自助设备、薄膜开关、电子显示屏等3. 招聘/找工作求职:触摸屏厂商招聘和触摸屏行业人才找工作求职,招聘/找工作效果好!4. 触摸屏杂志:《触动中国》电子杂志聚焦触控面板行业资讯、追踪技术潮流和市场趋势。
中国触摸屏网( 51T ) 是中国首家以触控面板行业为基础的大型资讯、供求商机和论坛网站平台。
自2003年9月创立起,中国触摸屏网一直致力于提供触摸屏行业资讯与商务服务,深受触摸屏行业用户、业内企业和公司的首肯,其品牌影响力和用户满意度均位居业内第一。
中国触摸屏网凭借强大的信息资讯频道,产品展示频道,供求商机频道,触摸屏论坛频道,触摸屏一体机频道成为业界公认的全球最大的触控面板行业门户网站。
使用本文档前请您先阅读以下条款:1. 中国触摸屏网仅对原资料包“依样”打包,未做过任何改动,但不保证所提供资料或文档的完整性。
2. 请在使用前查毒(这也是您使用其它网络资源所必须注意的) 。
3. 由本站提供的资料或者文档对您的网站或计算机造成严重后果的本站概不负责。
4. 转载本站提供的资源请勿删除本说明文件。
中国触摸屏网——无“触”不在。
电气设计规范4.20.

电气设计规范本规范适用于本公司高低压配电设备、照明箱动力箱等电气设计。
如本文件相关条款与用户协议(或地方标准)相冲突时,按照用户协议(或地方标准)执行。
一、本规范参照的国家标准:GB/ T 6988 《电气制图》GB / T 6988-1997 《电气技术用文件的编制》GB/ T 6988 .1《电气技术用文件的编制第1 部分:一般要求》GB / T 6988 .2《电气技术用文件的编制第 2 部分:功能性简图》GB /T 6988 . 3《电气技术用文件的编制第 3 部分:接线图和接线表》GB 7356《电气系统说明书用简图的编制》GB / T 4728《电气简图用图形符号》GB/ T 5465.1《电气设备用图形符号绘制原则》GB / T 5465.2《电气设备用图形符号》GB/ T 4026 《电器设备接线端子和特定导线端子的识别和应用字母数字系统的通则》GB / T 4884 《绝缘导线的标记》GB/ T 5094 《电气技术中的项目代号》GB / T 7159 《电气技术中的文字符号制定通则》GB/ T 7947 《导体的颜色或数字标识》GB / T 10609.1 《技术制图标题栏》GB/ T 10609.2 《技术制图标题栏》GB/ T 14689《技术制图图纸幅面和格式》GB/ T 14691《技术制图字体》GB / T 16679《信号与连接线的代号》GB / T 18135《电气工程 CAD制图规则》二、电气图的分类:功能文件:一次系统图、二次原理图位置文件:总平面图、装配图、元器件布置图、屏面布置图接线文件:二次接线图 [ 表]、端子图[表]、电缆图[表][清单]项目表:元件表、设备表、材料单等三、图幅、标题栏、等规定1.图幅一般为 A4 竖幅、 A3 横幅,一般不采用其它图幅,见附图 1。
2.标题栏按附表 1 填写。
3.图号、图名齐全规范,签字齐全。
4.图号编制方法:厂名缩写.图纸类型.项目缩写-序号厂名缩写:为公司拼音缩写JSTH图纸类型:二次原理图标YL;一次系统图标XT;二次接线图标JX;壳体图标KT;平面布置图标 PM项目缩写:为项目拼音缩写,一般为 2~4 个大写字母序号:为三位数字,从 001 开始编制。
FPC设计要求

研发部模组FPC设计规范一、走线要求:1、走线要在弯折处0.5mm以上开始走线。
2、FPC金手指两边边缘为0.5mm左右,并且把多余的部分要剪掉。
最好是设计时在每边多加1个焊盘。
3、TCP,COF必须正反加保护胶带,若是COG的必须加黑色胶带。
4、在空间允许的情况下尽量把0402的封装换成0603的封装。
5、将Autocad的PCB冲模绘图档用DXF格式转换导入,把所有线及字符放到同一层,且用同一颜色,导入到PCB中要保留所有重要信息(Pin脚的顺序号、固定的元器件位置、背光定位柱、露铜的位置),去掉不需要的内容,并且把PCB冲模绘图定位到原点坐标点(0,0)。
6、在FPC需要弯折的区域最好不要有通孔和MARK点,以减少应力利于弯曲。
7、需要ACF的区域反面要平整,不要有高低不平的图形存在。
8、线路最好在通孔处加上泪滴盘,折角处有弧度拐弯会更好。
9、由于要SMT贴片,务必在线路上要有光学点,具体位置放置在需要帖片的区域对角位置,通常做直径0.8-1.0mm大小的焊盘。
10、为了保证FPC的柔软性,在地线铺铜的时候,最好把大铜皮做成0.2mm 以上的线宽线距的网络,同时也可以保证板子的平整性。
11、大铜皮和线路的间距最好保证在0.2mm以上,以防止制作过程中的残余铜皮蚀刻不净。
12、走线不要走锐角;不要走环形线。
13、在IC的Power/GND间放置0.1uF的去耦电容连接,走线尽量短。
14、将FPC上未使用的部分设置为接地面。
在板子的四周多打一些GND Via孔有利于接地屏蔽性能好。
15、一般情况下尽量少用Via孔并且(Pad)与Trace之间间隙一般最小为8mil。
16、走线方式:一般是走135º,不要走90º折线,减少高频噪声发射。
17、元器件走线不要太靠边,线与板边最小为10mil,元器件与板边最小为0.6mm,铜泊间隙最小为10mil。
18、Via孔直径最小为20mil,Hole最小为10mil,在空间允许的情况下可以尽量加大。
sensor设计规范
1.5mm 1.5mm 0.6mm 0.6mm
E ITO 图案 Gap
0.2mm~0.4mm
使用双面段码形图案要求 两层 film 贴合公差小于 ½ E
屏尺寸≥4.5寸 2mm 2mm 0.8mm 0.8mm
如果5.5mm<pitch≤7mm 需采用驱动拆分双面段码形图案<4.5寸
5.5mm<pitch≤6.5mm 6.5mm<pitch≤7mm
R□<300ohm R□<300ohm R□<300ohm
R□<270ohm R□<270ohm R□<270ohm
PET2 适用芯片
合
——
GT800, GT816, GT818
—— GT801
适用于 Glass sensor DITO 结构、Film sensor DITO结构(I)图案
T:0.1~0.188mm T:≥50um R□ ≤ 150ohm
Film 2
力 bottom ITO 5.5mm<pitch≤6.5mm 6.5mm<pitch≤7mm PET2
合 适用芯片
R□ ≤ 150ohm R□ ≤ 150ohm —— GT819 2+1 GT8105 2+1 GT8110 2+1 GT801 2+1
0.7mm~2.0mm 0.7mm~2.0mm ——
用0.7mm~2.0mm 0.7mm~2.0mm ——
专 R□<300ohm
R□<300ohm
R□<270ohm R□<270ohm
R□<300ohm
R□<270ohm
泰0.2~0.6mm
0.2~0.6mm
硬件设计规范
硬件设计规范
说明
为保证产品设计质量和生产适应性,保证产品设计时部品选择合理并符合通用化和标准化的要求,在总结产品设计与试生产经验的基础上,由研发部提出产品设计工作中设计师需进行检查的项目,经整理编制了《硬件设计规范》。
产品设计师应根据所开发产品的具体情况,适时地对产品的设计进行必要的检查。
对不合格项目应及时进行设计改进和修正,以确保产品设计符合该规范的要求。
《硬件设计规范》是产品设计评审时产品设计师必须提供的资料之一。
本规范由研发部提出。
本规范不包含AC-DC电源部分。
一、硬件设计原则:
1.所有的设计依据来自于元器件SPEC,必须详细阅读各个元件的规格书并深入理解;
2.原理图与PCB图对应;
3.原理图与BOM对应,在有不同搭配的地方列表注明差异;
4.关键器件注明供应商,试产结束之后如果替代必须提供规格书,小批量试产验证才能大批量导入;
5.使用标准封装库;
6.元器件选型及设计标准化;
7.线路设计和PCB Layout时要充分考虑EMC和安规要求,确保生产时100%过EMC.
所有的新项目在第一次送样测试时必须附带此表,且作为设计结果存档。
所有测试项目中,可记录数值的需记录测量值,不可记录数值的在“合格/不合格”注明。
“√”表示合格,“X”表示不合格
二、电源设计规范
三、CPU电路设计检查
四、音、视频输入输出电路检查表
USB电压供电,电源预留500MA--------?
五、高频部分检查表
六、整机电路设计伺服部分
七、数字处理电路检查表
八、功放电路检查
更具体的测试项目参照电性能测试表格九、部品适应性检查表。
FPC设计规范
1.1目的规范本公司FPC(柔性线路板)设计标准,提高设计员的设计水平,及工作效率。
1.2 范围适用于本公司FPC(柔性线路板)设计1.3 职责研发部:学习和应用FPC(柔性线路板)设计规范于开发新产品中。
1.4 定义无FPC设计规范与注意事项1FPC机构设计规范1.1LCD与FPC压合处要求如上图所示A:表示FPC成型边到LCD PIN顶端要差0.10mm.B:表示FPC PIN要比LCD压合PIN长0.10-0.20mm.C:此处只给正负0.10mm的公差.D:对位PIN到FPC两侧边不小于0.5mm.E:FPC PIN反面的PI覆盖膜距FPC PIN不小于0.3mm.F:此处只给正负0.20mm的公差.G:如果是FPC 需要从玻璃处弯折或是弯折距离<0.8mm如上图所示:A:双面胶要耐高温,长度最好能和FPC相等.T= 0.05mm.最好是3M厂商生产的,可靠性较好.B:宽度用2.50正负0.30mm的即可.C:FPC出PIN要用月牙边,便于焊接.D:FPC出PIN要有漏锡过孔,孔单边焊盘不小于0.15mm,便于焊接.E:FPC PIN正反面不能相等,要正反面相差0.20-0.30mm,正反面不能出阻焊层.注:此连接方式最终要符合客户要求.1.3FPC与主板插拔处要求(以HIROSE为例)如上图所示:A:此处公差一定要控制在正负0.07mm以内, 重点尺寸.B:此处公差一定控制在正负0.20mm以内.C:此处只给正负0.10mm的公差.D:此处公差一定控制在正负0.20mm以内.E:倒角非常重要,一定要有,否则可能接触不良.F:补强材料要硬,一般用宇部厂商生产的.较软的补强装配时金指会断裂.G:此处厚度在0.19-0.21较好,重点尺寸.注:以上是以HIROSE的连接器为例,具体项目要参考客户连接器规格书.1.4FPC与主板以公母座连接器连接如上图所示:A:焊盘设计以连接器规格说明为准,辅助焊盘不能少。
电容屏设计规范
电容屏设计规范2 适用范围2 153 工程图设计2 164 Lens设计4 175 ITO玻璃设计6 186 菲林设计13 197 FPC设计17 208 自电容与互电容FPC走线设计28 219 包装设计30 2210 常用单位换算31 2311 模切件的设计32 2412 切割图纸设计34 2513 保护膜图纸的设计36 26※※修改记录REVISION RECORD ※※版次/修改号Rev. 修改内容REVISION CONTENTS 修改人INITIATED 日期DateA/0 首次发行A/1 换版发行A/2 更新第5项内容A/3 更新第6、12页内容并增加12、17~19、34~36页内容拟定INITIATED 审核CHECKED 批准APPROVED 文件生效日期Inure Date:BYDATE文件名称文件编号Doc. No.Doc. Name电容式触摸屏设计规范版次/修改号Rev. A/1 页码Page 2 /36Copyright © BYD Company Limited Division 41 目的规范电容式触摸屏(投射式)的设计,提高设计人员的设计水平及效率,确保触摸屏模块整体的合理性及可靠性。
2 适用范围第四事业部TP厂技术部电容式触摸屏设计人员。
3 工程图设计3.1 工程图纸为TP模块的成品管控,以及出货依据,包含以下内容:3.1.1 正面视图: 该视图包含TP外形、view area、active area、FPC图形及相关尺寸.若TP需作表面处理,则必须对LOGO的位置、尺寸、材质、颜色、以及工艺进行标注。
需标注尺寸及公差如下:3.1.2 侧视图: 该视图表示出TP的层状结构, TP各层的厚度、材质、FPC厚度(含IC等元件)必须标注。
需要标注尺寸及公差如下:必须标注尺寸普通公差(mm)最小公差(mm)TP总厚度±0.1±0.05(视结构和材料而定)FPC总厚度±0.05 ±0.03金手指长度±0.3 ±0.23.1.3 反面视图: 这一图层包含背胶、保护膜、泡棉及导光膜的外形尺寸,以及FPC背面的IC及元件区尺寸。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电容式触摸屏设计规范作者: Willis,Tim【导读】:本文简单介绍了电容屏方面的相关知识,正文主要分为电子设计和结构设计两个部分。
电子设计部分包含了原理介绍、电路设计等方面,结构设计部分包好了外形结构设计、原料用材、供应商工艺等方面。
【名词解释】1. V.A区:装机后可看到的区域,不能出现不透明的线路及色差明显的区域等。
2. A.A区:可操作的区域,保证机械性能和电器性能的区域。
3. ITO:Indium Tin Oxide氧化铟锡。
涂镀在Film或Glass上的导电材料。
4. ITO FILM:有导电功能的透明PET胶片。
5. ITO GALSS:导电玻璃。
6. OCA:Optically Clear Adhesive光学透明胶。
7. FPC:可挠性印刷电路板。
8. Cover Glass(lens):表面装饰用的盖板玻璃。
9. Sensor:装饰玻璃下面有触摸功能的部件。
(Flim Sensor OR Glass Sensor)【电子设计】一、电容式触摸屏简介电容式触摸屏即Capacitive Touch Panel(Capacitive Touch Screen),简称CTP。
根据其驱动原理不同可分为自电容式CTP和互电容式CTP,根据应用领域不同可分为单点触摸CTP和多点触摸CTP。
1、实现原理电容式触摸屏的采用多层ITO膜,形成矩阵式分布,以X、Y交叉分布作为电容矩阵,当手指触碰屏幕时,通过对X、Y轴的扫描,检测到触碰位置的电容变化,进而计算出手指触碰点位置。
电容矩阵如下图1所示。
图1 电容分布矩阵电容变化检测原理示意简介如下所示:名词解释:ε0:真空介电常数。
ε1 、ε2:不同介质相对真空状态下的介电常数。
S1、d1、S2、d2分别为形成电容的面积及间距。
图2 触摸与非触摸状态下电容分布示意非触控状态下:C=Cm1=ε1ε0S1/d1触控状态下:C=Cm1*Cmg/(Cm1+Cmg),Cm1=ε1ε0S1/d1,Cmg=Cm1=ε2ε0S2/d2电容触摸驱动IC会根据非触控状态下的电容值与触控状态下的电容值的差异来判断是否有触摸动作并定位触控位置。
2、自电容与互电容自电容式CTP是利用单个电极自身的电容变化传输电荷,由一端接地,另一端接激励或采样电路来实现电容的识别(测量信号线本身的电容)。
自电容式CTP的坐标检测是依次检测横向和纵向电极阵列,根据触摸前后电容变化分别确定横向和纵向坐标,然后组合成平面坐标确定触摸位置。
当触摸点只有一个时,组合后的坐标也是唯一的一个,可以准确定位;当触摸点有两个时,横向和纵向分别有两个坐标,两两组合后出现四组坐标,其中只有两个时真实触摸点,另两个就是属称的“鬼点”。
所以自电容式CTP无法实现真正的多点触摸。
互电容式CTP失利用两个电极进行传输电荷,一端接激励,另一端接采样电路来实现电容的识别(测量垂直相交的两个信号之间的电容)。
互电容式CTP 坐标检测也是检测横向和纵向电极阵列,不同的是它是由横向依次发送激励而纵向同时接收信号,这样可以得到所有横向和纵向交汇点的电容值,根据电容值的变化可以计算出每一个触摸点的坐标,这样即使有多个触摸点也能计算出每个触摸点的真实坐标。
所以互电容式CTP可以实现真实多点触控。
自电容的优点是简单、计算量小,缺点是单点、速度慢;互电容的优点是真实多点、速度快,缺点是复杂、功耗大、成本高。
3、结构及材料使用二、驱动IC简介电容屏驱动IC是电容屏工作处理的主体,是采集触摸动作信息和反馈信息的载体,IC采用电容屏工作的原理采集触摸信息并通过内部MPU对信息进行分析处理从而反馈终端所需资料进行触摸控制。
IC与外部连接是通过对外的引脚进行的,电容屏驱动IC厂家众多,各自的设计也不尽相同,但是基本原理也是大同小异,因此个驱动IC的芯片引脚也比较类似,只有个别引脚是各自功能中特殊的设计,如下对电容屏驱动IC的引脚做一个简单的说明。
驱动信号线:即Driver或TX,是电容屏的电容驱动信号输出脚。
感应信号线:即Sensor或RX,是电容屏的电容感应信号输入脚。
电源电压:分模拟电源电压和数字电源电压。
模拟电压范围一般为2.6V~3.6V,典型值为2.8V和3.3V;数字电压即电平电压为1.8V~3.3V,由主板端决定。
电容屏设计可以设计为单电源和双电源两种模式,目前以单电源供电为主(可以减少接口管脚数)。
GND:也分为模拟地和数字地两种,一般两种地共用,特殊情况下需将两种地分开以减少两种地之间的串扰现象。
I2C接口:I2C接口包括I2C_SCL和I2C_SDA。
I2C_SCL为时钟输入信号,I2C_SDA为数据输入输出信号。
SPI接口:SPI接口包括SPI_SSEL、SPI_SCK、SPI_SDI、SPI_SDO。
SPI_SSEL为片选信号,低电平有效;SPI_SCK为时钟输入信号;SPI_SDI 为数据输入信号;SPI_SDO为数据输出信号。
RESET:芯片复位信号,低电平有效。
WACK:芯片唤醒信号。
TEXT_EN:测试模式使能信号。
GPIO0~N:综合功能输入输出IO口。
VREF:基准参考电压。
VDD5:内部产生的5V工作电压。
以上引脚定义没有包含全部的驱动IC的功能,如LED、Sensor_ID、Key_Sensor等特殊功能作用的管脚,这些管脚需根据具体IC确认其具体作用及用法。
三、ITO图形设计ITO可蚀刻成不同的图形,不过造价师相同的,而且很难讲哪个图像比其他图形工作效率高,因为触摸屏必须与电子间配合才能发挥作用。
I-phone采用的图形是最简单的一种,即在ITO在玻璃一面为横向电极,在另一面为纵向电极,此设计简单巧妙但几何学要求特别的工艺电能来产生准确的焦点。
图3 I-phone Pattern闭路锁合的钻石形Pattern是最常见的ITO图形,45°角的轴线组成菱形块,每个菱形块通过小桥连接,此图形用于两片玻璃,一片是横向菱形排,另一片是纵向的菱形列,导电图形在玻璃内侧,行与列对应锁定后贴合。
菱形图形大小不一,取决于制造商,但基本在4-8mm之间,几乎所有电子控制器(CTP 控制IC)都可用于此图形。
图4 菱形Pattern复杂图形的ITO图形需要专用的电子控制器,有时需要购买许可。
一些IC 厂会根据自身的特点设计特定的Pattern,且为避免滥用或保护权利会申请图形专利。
目前基础ITO Pattern有Diamond、Rectangle、Diamond& Rectangle、Hexagon等。
四、布局设计要求根据驱动IC的放置位目前可分为COF、COB两种方式。
COF即Chip on FPC,作为终端导向方式被广泛应用,这种设计方式可根据实际应用效果和市场变化在不更改主板的情况下更换电容屏设计方案,可兼容多种电容屏驱动IC设计方案。
缺点是前期和后期调试工作量大,备料周期长。
COB即Chip on Board,将驱动IC融合在主板端带来的一个问题是主板和电容屏驱动IC方案确定后不能随意更改设计方案,因为电容屏驱动IC基本都不是PIN to PIN兼容的,更换方案意味着重新布局相关的主板设计。
COB 方案的优点成本降低,交期短,方便备料,前期设计和后期调试工作量小。
无论是COF或COB方案都需要在布局走线时注意相关设计要求,根据IC原厂建议以及供应商的实际应用经验,总结如下设计注意事项:1、关键器件布局各组电源对应的滤波电容需靠近芯片引脚放置,走线尽量短,如下为IC周围元件布局示意图:图5 元件布局示意图电容屏与主板连接端口周围不要走高速信号线。
对于COB方案,触控IC尽量靠近Host IC。
触控IC及FPC出线路径要求远离FM天线、ADV天线、DTV天线、GSM天线、GPS天线、BT天线等。
与触控IC相关器件尽量放进屏蔽罩中,且尽可能采用单独的屏蔽罩。
触控IC附近有开关电源电路、RF电路或其它逻辑电路时,需注意用地线隔离保护触控IC、芯片电源、信号线等。
RF是手机中最大的干扰信号,因此对芯片与RF天线间的间距有一定要求:在顶部要求间距≥20mm,在底部要求间距≥10mm。
适用于COF和COB方案。
2、布线1)电源线尽量短、粗,宽度至少0.2mm,建议≥0.3mm。
驱动和感应信号线走线尽量短,减小驱动和感应走线的环路面积。
驱动IC未使用的驱动和感应通道需悬空,不能接地或电源。
对于COB方案,主板上的信号线走线尽量短,尽量接近与屏体的连接接口。
建议将IC周围的驱动和感应信号按比例预留测试点,方便量产测试,最少需要各留两个测试点。
I2C、SPI、INT、RESET等接口预留测试点,方便Debug。
2)用地线屏蔽驱动通道,避免驱动通道对Vref等敏感信号或电压造成干扰。
图6 驱动通道的地线屏蔽3)信号线(驱动通道和感应通道)建议平行走线,避免交叉走线。
对于不同层走线的情况,避免两面重合的平行走线方式(FPC的两面重合平行走线会形成电容),相邻的驱动通道和感应通道平行走线之间以宽度≥0.2mm 的地线隔离,如下图所示:图7 正确走线方式图8 错误走线方式由于结构的限制,导致驱动和感应通道必须交叉走线时,尽量减少交叉的面积(降低因走线而产生的结点电容,形成的电容与面积有关),强制建议交叉进行垂直交叉走线,特别注意避免多次交叉。
同时驱动和感应走线宽度使用最小走线宽度(0.07~0.08mm)。
图9 推荐走线方式(完全垂直)图10 错误走线方式(非垂直走线)对于COB方案的多层方案,建议驱动和感应通道采用分层走线,且中间以地线屏蔽。
4)信号线(驱动和感应通道)必须避免和通讯信号线(如I2C、SPI等)相邻、近距离平行或交叉,以避免通讯产生的脉冲信号对检测数据造成干扰。
对于距离较近的通讯信号线,需要用地线进行屏蔽图11 平行走线下地线屏蔽隔离图12 错误走线方式(交叉)5)地线及屏蔽保护芯片衬底必须接地,衬底上需放置可靠的地线过孔,建议过孔数量4~8个。
驱动和感应通道压合点两侧均须放置地线压合点,空间允许情况下,驱动和感应通道走线两侧必须放置地线,建议地线宽度≥0.2mm。
图13 地线保护FPC未走线区域需要灌铜,大面积灌铜能减小GND走线电阻,屏蔽外部干扰。
建议采用网格状灌铜,既起到屏蔽作用又不增加驱动和感应线对地电容。
建议网格铜规格:Grid=0.3mm,Track=0.1mm。
无论COF或COB,连接Sensor和Guitar芯片的FPC,其信号线走线背面需铺铜,同时建议增加接地的屏蔽膜。
图14 接地屏蔽膜与主控板接口排线尽可能设置两根≥0.2mm的地线,保证电气可靠接地。
如结构允许,补强可用钢板,若能保证钢板可靠接地则效果更好。
6)设计参考FPC设计时需要考虑的关键尺寸如下图所示:图15 FPC关键尺寸示意图FPC走线禁止直角或折线,折弯处需倒圆弧;元件摆放区必须予以补强,方便贴片或焊接;所有过孔尽量打在补强板区域,FPC弯折区及附近不能有过孔;设计图上必须标注补强区位置及总FPC厚度,弯折区及附近不能有补强;弯折区与元件区过渡的圆角要达到R=1.0mm,并建议在拐角处加铜线以补充强度,减少撕裂风险。