触摸感应面板硬件设计与测试方法
硬件测试中的触摸屏性能和触控精度评估
硬件测试中的触摸屏性能和触控精度评估触摸屏是现代电子设备中常见的输入方式之一，如智能手机、平板电脑和电视等。
而在硬件测试中，评估触摸屏的性能和触控精度是非常重要的一项任务。
本文将介绍硬件测试中触摸屏性能和触控精度的评估方法和标准。
一、触摸屏性能评估触摸屏的性能评估主要包括以下几个方面：1. 灵敏度：触摸屏的灵敏度是指触摸屏是否能够准确地感知和响应用户的触摸操作。
评估触摸屏的灵敏度可以通过模拟用户触摸操作和记录触摸屏的响应时间来进行。
在测试过程中，需要观察触摸屏是否能够准确地捕捉到用户触摸操作，并及时响应。
2. 响应速度：触摸屏的响应速度是指触摸屏在接收到用户触摸信号后，响应的时间间隔。
触摸屏的响应速度直接影响用户的使用体验，响应速度越快，用户的交互体验就越好。
评估触摸屏的响应速度可以通过模拟用户的触摸操作和记录触摸屏的响应时间来进行。
3. 多点触控：多点触控是指触摸屏是否能够同时感知和响应多个触摸点的操作。
评估触摸屏的多点触控功能可以通过模拟多个触摸点的操作，观察触摸屏是否能够同时响应并区分多个触摸点的操作。
4. 抗干扰性：触摸屏的抗干扰性是指触摸屏是否能够抵抗外部环境干扰的能力。
外部环境干扰可能包括静电干扰、电磁干扰等。
评估触摸屏的抗干扰性可以通过在干扰环境下进行触摸屏测试，观察触摸屏是否受到干扰而导致误触或无法响应的情况。
二、触控精度评估触控精度是指触摸屏在感知和响应用户触摸操作时的准确度。
评估触控精度主要包括以下几个方面：1. 分辨率：触摸屏的分辨率是指触摸屏能够感知和显示的最小触摸点的大小。
评估触摸屏的分辨率可以通过模拟不同大小的触摸点进行测试，观察触摸屏是否能够准确地感知和显示不同大小的触摸点。
2. 位置偏移：触摸屏的位置偏移是指用户实际触摸位置与触摸屏感知的触摸位置之间的差异。
位置偏移越小，触摸屏的准确度就越高。
评估触摸屏的位置偏移可以通过模拟不同位置的触摸操作进行测试，观察触摸屏感知的触摸位置与实际触摸位置之间的差异。
几种常见的触摸感应面板设计方法
几种常见的触摸感应面板设计方法
在实际应用中，常用的感应盘有PCB板上的铜箔、弹簧、薄膜线路以及ITO玻璃灯，一般情况下,感应盘面积可以在3mm×3mm～30mm×30mm之间,每个感应盘的面积应尽量保持相同,以确保
灵敏度相同。
触摸感应灵敏度通过基准电容CSEL的电容值来调节。
在可调范围内，CSEL越大，灵敏度越高，CSEL越小，灵敏度越低。
以下是常见的触摸感应面板的设计方法，供参考
1，采用双面PCB,触摸感应IC放在PCB的BOTTOM层，通TOP层的铜箔做按键感应盘，如图所示：
PCB上的铜箔做按键感应盘的实例
2，采用单面PCB板或双面PCB板，用金属弹簧做感应盘，如图所示
用弹簧做按键感应盘的实例
3，在设计LCD显示器时，将按键图形动的态效果以及其它显示内容做整体的美学设，用ITO 透明导电金属做按键感应盘并用引脚引出。
如图所示：
用ITO做按键感应盘的触摸感应和显示一体的实例
4，在PVC和PET透明软胶片上丝印导电银浆或碳浆按键感应盘和引出线的电路，再用双面胶将整个软胶片电路贴于绝缘面板背面，此方法特别适合于弧面触摸感应面板，如图所示
用PVC或PET软胶片上的导电油墨做按键感应盘的实例
以上几种方法各有利弊，在实际应用中，用户可根据面板形状、大小、按键分布、面板结构、几何尺寸、性能指标、成本目标、生产效率等要求，选择最适合的方式进行设计。
触摸感应面板稳定性的测试方法123
触摸感应面板稳定性的测试方法关键词：触摸感应，误动作、可靠性测试。
引言：触摸感应的操作面板因为其坚固、耐磨损、可以绝缘、隔尘、隔水，而且外观美观新颖而迅速在很多领域被应用，成为近年的热门技术。
但很多采用了触摸感应面板的产品都遇到了诸如生产调试困难，触摸感应面板工作不稳定，在潮湿，强干扰环境下容易误动，造成客户退货的难题。
问题：生产调试困难，无法上批量生产。
触摸感应面板工作不稳定。
在潮湿，强干扰环境下容易误动，造成客户退货。
产品长期工作稳定性差，生产线调试好的产品，经过运输或长期工作以后灵敏度变化或经常误动而增加了很大的售后成本。
这些原因造成了很多厂家既希望采用这一新技术，又对采用了这个技术的产品是否能稳定工作心存疑虑。
因为触摸感应面板简单的试用往往无法发现有什么不妥。
经常要等到发货后顾客使用一段时间才会出现形形色色的问题。
这时不可避免的会给厂家带来成本和声誉上的损失。
顾客遇到触摸感应面板的突出问题就是灵敏度和可靠性（无误动）各种环境下很难保持稳定，尤其是长期工作的情况。
问题分析：触摸感应面板目前主流的技术是采用电容感应技术来实现。
因为手指在感应盘上带来的电容变化极小，而且随着隔离的绝缘面板厚度增加，电容的大小会成指数降低。
大概隔5mm的钢化玻璃后，人的手指触摸只能带来不到0.5PF的电容变化。
对于这样微小的测量量，湿度、温度的变化、电磁干扰、电源干扰等都会极大的影响测量电路的测量结果。
如果没有特殊、专业的处理办法很难保证触摸感应面板的工作稳定尤其是各种恶劣环境下的长期稳定性。
现在提供触摸感应芯片和方案的公司较多，他们的水平参差不齐。
技术水平高的公司可以解决触摸感应面板设计的难点问题。
有些公司提供的芯片和方案宣传作的很好，东西也较便宜，但产品却只能保证“能动”。
如果没有经过仔细的验证很难保证顾客在各种使用环境下不会出问题。
我们完成了一个带触摸感应面板的产品设计后，必须自己用贴近顾客使用环境且相对严格的测试方法进行反复、长时间测试来确保产品的可靠性。
触摸感应面板硬件设计与测试方法
电容式感应技术由于具有耐用、较易于低成本实现等特点，而逐渐成为触摸 控制的首选技术。此外，由于具有可扩展性，该技术还可以提供其它技术所不能 实现的用户功能。在显示屏上以软按键方式提供用户界面，这通常被称为触摸屏。
顾客遇到触摸感应面板的突出问题就是灵敏度和可靠性（无误动）各种环境下很难保持 稳定，尤其是长期工作的情况。
问题分析பைடு நூலகம்
触摸感应面板目前主流的技术是采用电容感应技术来实现，因为手指在感应盘上带来的 电容变化极小，而且随着隔离的绝缘面板厚度增加，电容的大小会成指数降低。大概隔 5mm 的钢化玻璃后，人的手指触摸只能带来不到 0.5PF 的电容变化。对于这样微小的测量量，湿 度、温度的变化、电磁干扰、电源干扰等都会极大的影响测量电路的测量结果。如果没有特 殊、专业的处理办法很难保证触摸感应面板的工作稳定尤其是各种恶劣环境下的长期稳定 性。
测试方法
电子产品尤其是家电类的产品出厂往往需要通过 EMC，FCC，EFT 等测试，这些测试 需要专业的设备，而且通过了这些测试的产品往往也不能保证在实际的应用环境下就可靠。
我们总结出了一些可以模拟实际使用环境下验证触摸感应面板性能的办法，在研发和小 批量试产的条件下就能对触摸感应面板的性能做到心中有数，希望能与大家探讨。
这项测试对厨房电器和卫浴电器以及门禁对讲系统非常重要。 厨房经常会有溅汤和漫汤 的情况。卫生间的喷头也会喷水到电器的面板上，门禁对讲系统会有雨水被风吹淋到面板上。
触摸输入滚动/指示功能器件，例如 iPod 音乐播放器上的点击式转盘，这类 器件在消费市场已经获得广泛的认可，正在逐渐出现在更多的消费设备市场。有 两种基本类型的滚动器件：第一种是绝对报告类型，提供直接位置输出报告；另 外一种是相对类型，这类器件提供用来增加或减少某个值的直接报告。
触摸按键测试方案
触摸按键测试方案(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--触摸按键测试方案一、防水性能测试测试目的：测试触摸感应面板在溅水或水淹条件下，触摸按键仍可正常操作并且没有误动作和反应迟钝无法操作的现象。
测试方法：在待测触摸感应面板对应的弹簧按键上洒上水珠，在水珠滴落到按键时的那一刻观察按键是否动作，按键没有动作则防水性能测试为合格。
将其它的按键也洒上水滴，将水滴练成片，直到面板上形成一个“水洼”。
将相邻的几个感应按键淹没到一个“水洼”里，触摸其中的任意一个按键，观察该按键是否动作且灵敏度有无影响，并观察触摸该按键是否会导致其它的按键误触发。
若触摸该按键能正常响应，不会出现灵敏度下降导致该按键反应迟钝无法操作，且触摸该按键不会误触发其它按键。
则防水性能测试合格。
二、静电放电测试测试目的：模拟人体接触感应面板时人体静电对触摸按键的影响。
测试方法：采用接触放电，对每个触摸弹簧按键正上方的感应面板处施加±6KV的静电电压，每次一秒，各测试10次。
在打静电的过程中，所有按键不能出现误触发现象。
打完静电后，该按键还能正常工作。
三、电快速瞬变脉冲群测试测试目的：测试触摸按键在受到重复性电快速瞬变脉冲群干扰时的抗扰能力。
测试方法：输入频率为5kHz、15ms的正、负极性脉冲串，脉冲串间隔时间是300ms，每次持续2min。
触摸按键在最低4kV的脉冲群干扰下，能够正常操作按键,不会出现按键按下无效或按键误触发现象（误触发即没有按下该按键，该按键触发或按下该按键其它按键触发）。
四、辐射抗干扰能力测试测试目的：模拟触摸按键在平时使用过程中射频信号对按键的干扰。
测试方法：手机是日常生活中最常见的射频干扰源，因此，可以将一手机放在触摸按键感应面板上，然后用另一手机不停的拨打该手机号码，观察触摸按键的反应，不能出现任何问题如按键失效或误触发。
五、低温测试测试目的：模拟整机在低温工况下，触摸按键的工作情况。
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测试方法： 将待测的触摸感应面板用水蒸气蒸直到面板上结满露水。观察有没有误动和 反应迟钝的现象。
2 溅水和水淹试验
测试方法：用喷壶近距离对感应面板尽量快的喷水，直到面板上形成“水洼”。尤其要注 意将几个不同的感应盘淹到一个“水洼”里，观察有没有误动和反应迟钝的现象以及按键“指 东打西”的问题，也可以用杯子倒水让水在感应面板上流成“瀑布”，但不要直接让“水柱” 冲感应盘。因为水柱此时就相当于人的手指，手指接触到感应盘正对的绝缘面板当然会动作， 但溅水和漫水绝对摸感应的操作面板因为其坚固、耐磨损、可以绝缘、隔尘、隔水，而且外观美观新颖 而迅速在很多领域被应用，成为近年的热门技术。但很多采用了触摸感应面板的产品都遇到 了诸如生产调试困难，触摸感应面板工作不稳定，在潮湿，强干扰环境下容易误动，造成客 户退货的难题。其中不乏国内的知名企业，有些更是把此项技术“打入冷宫” 。
问题
生产调试困难，无法上批量生产。触摸感应面板工作不稳定，在潮湿，强干扰环境下容 易误动，造成客户退货。产品长期工作稳定性差，生产线调试好的产品，经过运输或长期工 作以后灵敏度变化或经常误动而增加了很大的售后成本。
这些原因造成了很多厂家既希望采用这一新技术， 又对采用了这个技术的产品是否能稳 定工作心存疑虑。因为触摸感应面板简单的试用往往无法发现有什么不妥，经常要等到发货 后顾客使用一段时间才会出现形形色色的问题，这时不可避免的会给厂家带来成本和声誉上 的损失。
这项测试对厨房电器和卫浴电器以及门禁对讲系统非常重要。 厨房经常会有溅汤和漫汤 的情况。卫生间的喷头也会喷水到电器的面板上，门禁对讲系统会有雨水被风吹淋到面板上。
电容式触控电路设计的七个步骤
电容式触控技术在厨房设备中的应用已经有几年了，例如在烤箱和煎锅的 不透明玻璃面板后面采用分离按键实现。这些触摸控制键逐渐替代了机械按键， 因为后者具有使用寿命短、不够卫生等方面的问题，而且还有在面板上开孔安装 按键的相关成本。
电容式感应技术由于具有耐用、较易于低成本实现等特点，而逐渐成为触摸 控制的首选技术。此外，由于具有可扩展性，该技术还可以提供其它技术所不能 实现的用户功能。在显示屏上以软按键方式提供用户界面，这通常被称为触摸屏。
触摸输入滚动/指示功能器件，例如 iPod 音乐播放器上的点击式转盘，这类 器件在消费市场已经获得广泛的认可，正在逐渐出现在更多的消费设备市场。有 两种基本类型的滚动器件：第一种是绝对报告类型，提供直接位置输出报告；另 外一种是相对类型，这类器件提供用来增加或减少某个值的直接报告。
使用电容式感应的 IC 设计感应开关电路板与其它电路的开发流程略有不同， 因为电容式开关的设计上会受到机构与其它电路设计上的影响，会有比较多的调 整程序，所以需要一个比较复杂的开发流程，现就以出道较早且具有代表性的 “Quantum ”产品的开发流程及要点介绍给大家，希望对需要的朋友有所帮助。 1.机构设计 a.面板的材质必须是塑胶，玻璃，等非导电物质。 b. 在机构设计阶段同时也必需设计操作流程，以选择合适的产品，如果是按键 的产品，要考虑是否有复合按键的设计，或是综合滑动操作及按键操作等，如果 是以滑动操作的产品，就必须考虑是否需要切割出按键。 c.由于感应电极与面板接触点之间不能有空隙，所以结构设计上必须考虑将感应 验路板直接黏贴在外壳面板的内侧，以及考虑面板的组装方式。 d.同样的，感应电极与手指之间不能有金属层夹在中间，所以面板上不可以有金 属电镀及含金属超过 15%的喷漆等会形成导电层的设计。 e.如果必须电镀或高金属含量漆，请在按键区域的边缘保留一圈不要电镀或喷 漆，用以隔绝其他感应开关。 f.如果面板是有弧度而非平面，可以利用软板、弹簧、导电橡皮等导电物将感应 电极延伸到面板上，并在面板内侧制造出感应电极，如果面板与感应电极之间有 空隙也可以用这个方式填补空隙，或加厚感应电极区域的面板。 g.机构设计的外壳厚度会影响感应电极的大小，所以必须先完成机构设计，才能 接续开发流程。 h.如果感应电路板後面有大片金属或电路板，必须保留若干空隙，以避免灵敏度 降低或干扰感应电极，如果是金属板，金属板必须接地，空隙保留至少 0.3mm 以上，如果是电路板，尽量减少高频电路经过，并保留至少 1.0mm 的空隙。 i.有上述状况的感应电路板，虽然保留了足够的间距，最好能将感应电极再加大， 以利后续调整灵敏度的步骤。 j.感应电极可以用电路板铜箔来做，亦可以采用 FPC 软性电路板，ITO 蚀 ORGACON （CARBON）印刷等导电物质。 2. 决定感应电极的尺寸
a. 依照机构设计的面板厚度决定感应电极的最小尺寸，面板厚度 1mm 时感应电 极最小 3mm 直径的圆，面板厚度 7mm 时感应电极最小 10mm 直径的圆，在机构及 电路板空间的允许下尽量将感应电极加大。 b.感应电极最小不可以小于 1/3 个手指的面积。 c.注意感应电极附近是否有金属螺丝或铁板等大型金属物，如果有，必须将金属 物接地，并再加大感应电极的面积，以避免灵敏度降低。 d.如果在感应电极中开孔加装 LED，必须加大感应电极以弥补开孔所损失的面 积，所以增加的感应电极面积至少必须相等于开孔的面积。 e. 感应电极可以是任何形状，但是尽可能采用圆形或方形，如果必须利用所有 的空间来增加感应电极的面积，尽量避免将感应电极设计成狭长的形状。 3. 感应电路板电路设计及布线 a.电路设计以 IC 规格书内的范例电路为基础即可。 b.必须利用稳压 IC（VOLTAGE REGULATOR）来确保 QUANTUM IC 的电源是乾净没 有杂讯的。 c. 感应电极附属的电阻与电容要尽量靠近 IC，如果是双面板或是多层板，在电 阻与电容的下方尽量避免通过高频线路，铺设地线，或是比较宽的线路。 d.如果是单层板，感应电极附近不要有高频线路，其他线路也尽量远离感应电极 及其连线。如果选用的 IC 有 AKS 功能，请尽量采用此功能以减少邻近的感应电 极互相干扰。 e.如果没有开启 AKS 功能，在感应电极及其连线之间加一条地线，也可以减少邻 近的感应电极之间的互相干扰，地线必须放置在邻近的两个感应电极的中央，线 宽不要超过两个感应电极间距的 1/5，或是用地线将感应电极及其连线围绕隔 开，但是原则上围绕的地线离的越远越好。 f. 从感应电极的附属零件到感应电极的之间的线路以最小线宽来铺设即可，感 应电极的连线与其他线路至少间距线宽的 5 倍以上，感应电极的连线与另一个感 应电极的连线之间的距离则是越远越好，最近距离为线宽的 2 倍以上。 g.如果无法达到连线之间的间距，最好在线与线之间用一条地线作隔离，用最小 的线宽来铺设地线即可，线距采用一般安全间距。 h.从感应电极的附属零件到感应电极连线最长不要超过 30cm，感应电极的的线 路可以经过感应电极的下方，避免围绕在其他感应电极的周边。 i. 感应电极连线的下方尽量避免通过高频线路，铺设地线，或是比较宽的线路， 如果难以避免，尽量以交错通过，其他线路尽量不要与感应电极连线平行。 j.如果确实需要减少来自感应电极下方的干扰而需要铺设地线的话，不要铺设整 片实体的地线，用网格状铺铜，网格 1.27mm 以上，格线用最小。 k. 人体的自然电容量约 5pF～30pF 之间，布线的最终原则就是不要超过人体自 然电容量的最小值 5pF。 4.测试电路板 a. 这个阶段主要是测试电路板的布线是否正确，感应动作是否正常。 b.在此阶段只需要大概的调整灵敏度，不需要精确调整，因为当电路板装入机壳 之後会再变化。 c.测试时必须特别注意电路板的放置，测试电路板不可以直接放在桌面上，也不 可以在测试按压时有晃动的现象，理想的测试环境是黏贴上面板或与面板相同厚 度及材料的替代面板，再加上橡胶脚垫架高电路板，同时可以稳固电路板。
现在提供触摸感应芯片和方案的公司较多，他们的水平参差不齐，技术水平高的公司可 以解决触摸感应面板设计的难点问题。有些公司提供的芯片和方案宣传作的很好，东西也较 便宜，但产品却只能保证“能动”。如果没有经过仔细的验证很难保证顾客在各种使用环境 下不会出问题。
我们完成了一个带触摸感应面板的产品设计后， 必须自己用贴近顾客使用环境且相对严 格的测试方法进行反复、长时间测试来确保产品的可靠性。
d.测试的电路板必须没有跳线，如果有跳线，必须是与感应开关电路无关的，而 且不可以经过感应 IC 及其附属电路，也不可以在感应电极附近。 e. 如果测试不良，进入 Step 4-1 确定不良原因，如果用手直接触摸感应电极可 以正常动作，可以确定为灵敏度不良。 f.如果感应开关会自动触发，或触发后很久才释放，先检查电源是否稳定，如果 电源是稳定的则可能是过度灵敏，将 Cs 电容数值减少降低灵敏度再测试。 g. 如果是属於布线不良或布线错误，回到步骤 3 重新布线。 h.只要将灵敏度调整到不会有不稳定或不动作的现象就可以进入下一阶段再调 整灵敏度。 5.装入机壳内 a. 感应电路板装入机壳内测试是必须的步骤，可以是手工机壳，试模机壳最好 是量产机壳，机壳外部的印刷及喷漆必须与量产时的漆料相同。 b.机壳内的组件必须齐全，最好其他电路板都已经安装妥当，且可以接上电源工 作，其他电路板工作正常与否无关紧要，只要可以测试按键动作即可。 c.测试阶段可以用一般无基材双面胶黏贴，但是正式量产建议采用 3M 468MP 或 NITTO 818 无基材双面胶。 6.测试灵敏度 a.适当的灵敏度是手指轻轻接触到面板，感应开关有动作发生，如果需要用很大 的力气按压面板感应开关才有动作，或是手指还未接触到面板感应开关就有动 作，是属于灵敏度不良的状况。 b. Cs 电容数值加大可以提高灵敏度，数值减少是降低灵敏度，必须注意，不同 的 IC 会有不同的数值范围限制，请参考 IC 规格文件。 c. 提高灵敏度并不等於增加感应距离，在设计初期一定要确定面板的厚度，感 应电极的面积一定要足够。 d. 个别的感应开关会因为位置的不同，受机构或其他元件的影响不同，所以灵 敏度的调整是每一个感应开关个别进行的。 e.理想的灵敏度可以根绝感应开关的误动作，增加 ESD 测试的耐受性。（已经测 试通过 25KV） 7.确定 BOM a. 到这个阶段才能完全确定 BOM 并进入试产及量产。 b. 与感应相关的电阻及电容建议采用 SMD 元件，电阻没有特殊要求，一般±10% 误差的即可，电容建议采用 NPO 或者 X7R，误差在±10%以内的元件。