电容式触摸按键-PCB布线
电容按键PCB layout规则
电容按键PCB layout规则一、 布局1、芯片的位置在PCB 板空间允许的情况下，应尽量将触摸芯片放置在触摸板的中间，使IC的每个感应通道的引脚到感应盘的距离差异最小。
2、稳压电路的放置稳压电路和滤波电路放在触摸板上，在VDD与VSS间并接退耦电容104，靠近IC 放置。
3、通道匹配电阻的放置Sensor通道增加300Ω-2K匹配电阻Rs，Rs靠近IC管脚放置。
4、Cs和Rmod靠近IC放置。
5、复位电路靠近IC放置。
6、按键感应盘（电容传感器）形状、大小和间隙根据手指触摸的习惯，按键盘一般选择圆形和方形。
以圆形为例，按键盘的大小建议在5mm-15mm之间。
按键间隙保持在3mm以上，滑条和滚轮可以缩小到0.5mm。
二、 走线1、遵循数模混合电路设计原则芯片内部集成了精密电容测量的模拟电路，因此进行PCB 设计时应该把它看成一个独立的模拟电路对待。
遵循通常的数模混合电路设计的基本原则。
2、双面板走线如果直接使用PCB板上的铜箔作触摸感应盘，应使用双面PCB板。
触摸芯片和感应盘到IC引脚的连线放在底层（BOTTOM），感应盘放在顶层（TOP）。
3、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盘，感应盘到IC引脚的连线不走或少走跳线。
4、sensor走线感应盘到IC 的连线应尽量细，双面板采用8-15mil 的线宽，单面板板线宽15-20mil，sensor走线避开大电流和高频信号线，感应盘到触摸芯片的连线周围0.5mm不要走其他信号线。
各sensor走线间距保持在20mil以上，以免交互干扰。
sensor走线长度尽量短，最长不超过30cm。
5、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）。
6、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”。
电容按键布线规则参考[new]
![电容按键布线规则参考[new]](https://img.taocdn.com/s3/m/bc8162cf4028915f804dc2cc.png)
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。
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。
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。
电容式触摸感应按键技术原理及应用
电容式触摸感应按键技术原理及应用2010-05-26 12:45:02| 分类：维修 | 标签： |字号大中小订阅市场上的消费电子产品已经开始逐步采用触摸感应按键，以取代传统的机械式按键。
针对此趋势，Silicon Labs公司推出了置微控制器(MCU)功能的电容式触摸感应按键(Capacitive Touch Sense)方案。
电容式触摸感应按键开关，部是一个以电容器为基础的开关。
以传导性物体（例如手指）触摸电容器可改变电容，此改变会被內置于微控制器的电路所侦测。
电容式触摸感应按键的基本原理◆Silicon Labs 现提供一种可侦测因触摸而改变的电容的方法电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的弛振荡器。
如果不触摸开关，弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。
如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。
所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。
具体测量的方式有二种：(一)可以测量频率，计算固定时间弛振荡器的周期数。
如果在固定时间测到的周期数较原先校准的为少，则此开关便被视作为被按压。
(二)也可以测量周期，即在固定次数的弛周期间计算系统时钟周期的总数。
如果开关被按压，则弛振荡器的频率会减少，则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。
Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器(MCU)系列，可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能，连接最多23个感应按键。
而且无须外部器件，通过PCB走线/开关作为电容部分，由部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。
◆以Silicon Labs的MCU实现触摸感应按键利用Silicon Labs其它MCU系列，仅需搭配无源器件，即可实现电容式触摸感应按键方案。
与C8051F93x-F92x方案相比，唯一所需的外部器件是(3+N)电阻器，其中N是开关的数目，以及3个提供反馈的额外端口接点。
触摸感应PCB按键设计讲解
三. PCB Layout技巧
2. 单面板铺地 ·铺地形式：空白处全部铺实铜。 ·铺地间距：需离感应盘或触摸感应连线0.75mm以上的距离。 3. 其它铺地技巧 ·不要在信号线附近保留死铜，避免意外的干扰。
需要注意的是，铺地比例增加虽在一定程度上增加了PCB的基准电容，降低了触摸 灵敏度，但同时提高了抗干扰能力，所以建议在保证灵敏度的情况下加大铺地的比 例。 3.1.2 感应走线 1. 基本走线原则：保证走线尽量细、短。 ·如果PCB 工艺允许，感应盘到IC的连线应尽量细，双面板尽量采用0.12-
三. PCB Layout技巧
因此，我们得出结论： ·触摸感应面板的灵敏度与绝缘面板的材质有关，介电常数越大，触摸感应灵敏度越 高。 下面列出几种常用材料的相对介电常数，以供设计触摸界面时参考： 材料 介质常量 空气 1 木质 1.2~2.5 树脂玻璃 2.8 Mylar 聚脂薄膜 3.2
ABS 3.8~4.5 丽光板 4.6~4.9 玻璃（陶瓷） 6 玻璃（标准） 7.6~8.0 这就不难理解，为什么盖上普通玻璃介质的触摸板要远比盖上相同厚度的亚克力触 摸板灵敏度高， 为什么在装配产品时，一定要使感应盘与绝缘面板背面紧密贴合不 留空气间隙。 ·触摸感应面板的灵敏度与绝缘面板的厚度有关，同一介质的绝缘面板，厚度越薄灵 敏度越高，绝缘面板厚度越大，灵敏度越低。
2.2 触摸按键的按键形式 2.2.1 单个形式---按键 外形 触摸按键可以是任何形状，但尽量集中在正方形、长方形、圆形等比较规则的形状 以确保良好的触摸效果，避免将触摸按键设计成窄长的形状。
二、触摸按键设计指导
·尺寸 在满足面板的美学设计要求的情况下，必须通过合理安排的感应盘大小和间隔尺寸， 来获得最佳的触摸感应效果，允许用户使用间距小到1mm 的密集键盘。在一些特殊 情况下，可以用牺牲按键感应盘间隙的尺寸来增大感应盘。
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。
电容触摸感应原理
电容感应式触控原理1．电容触摸感应基本知识首先，人体是具有一定电容的。
当我们把PCB上的铜画成如下形式的时候，就完成了一个最基本的触摸感应按键。
上图左边，是一个基本的触摸按键，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MCU相连，MCU通过这些导线来检测是否有按键“按下”（检测的方法多种多样，这将在后面章节中谈到）；外围的绿色也是铜，不过外围的这些铜是与GND大地相连的。
在“按键”和外围的铜之间是空隙（我们可以称为空隙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 。
由于两个电容是并联的，所以手指接触“按键”前后，总电容的变化率为C% = ((Cp+Cf)‐Cp)/Cp = Cf/Cp ………………公式1下图更简单的说明了上述原理。
2．电容感应触摸器件的参数选择弄清楚了上述原理后很自然的就会想到下面两个问题：① 空隙d的大小应该为多少呢？即“按键”与地之间的距离为多少？d的大小会不会影响“按键”的性能？② “按键”的大小应该为多少呢？它的形状、大小会不会影响“按键”的性能呢？为了弄清楚这两个问题，我们首先介绍公式2：在这个公式中d就是我们所说的空隙的间距，A表示的“按键”面积的大小，C表示没有手指接触按键时电容的大小Cp。
显然，空隙间距d越大，Cp越小；面积A越大，Cp越大。
已知手指触摸产生的电容范围为5~15pf，这是一个非常小的容值。
当Cp非常小时，公式1中的C%将会比较大，也就是说MCU更加容易检测到这个电容值的变化。
基于这种考虑，对于FR4 材料的PCB（1~1.5 mm厚度）板来说我们一般选取d=0.5mm，按键的面积A一般选取成人手指大小即可。
3．电路板底层的覆铜处理前面我们说的都是在电路板的顶层如何绘制触摸按键。
下面我们来看看电路板的底层如何覆铜。
首先，在电路板底层覆铜是很有必要的，这些接地的覆铜能够最大限度的降低触摸按键的噪声以及外部环境对触摸按键的影响。
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发布时间：2022-09-13T11:19:45.931Z 来源：《中国科技信息》2022年第5月9期作者：胡浩然宋志忠[导读] 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胡浩然宋志忠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 Board1 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。
触摸按键PCB 设计要点V01_20111121
单独按键操作，兩個按鍵以上的應用，在 Sensor Pad 之間的距離至少保持 2.5mm 以上，避 免相鄰按鍵的交換干擾。
Sensor Pad 之間的距離过小，需在中间加地线进行隔离。 Slide 及 Wheel 的應用則保持在（0.3mm-1mm）即可。 当用 PCB 铜箔做感应盘时，若感应 PAD 之间有空间，则感应盘之间用铺地隔离，如果各个感
間走一條地線。 同一條線(Via)儘量不使用過孔(Via) ，若要用不要超過兩個以上，避免干擾源增加。 各 Sensor Pad 触摸通道的走線彼此間要儘量遠離，且也要遠離其他元件和走線，尤其是要
遠離信號線( 例如 IIC 、SPI 通信線、高频通信走线) 。在沒有辦法避免的情況下，請讓兩 者垂直佈線，不能平行走線，或在兩線中間加上地線。 在 Sensor Pad 的感度足夠的情況下，可將 Sensor Pad 的周圍铺地網，使 Sensor Pad 的信 號相對穩定。
介質名 乙醇
稱
炭灰
礦石 甲醇
硫酸 PVC 粉末 生橡膠
介電常 2.5
數
25～30
25～30 30
84
1.4 2.1~2.7
介質名 鋁粉
稱
瀝青
碳酸鈣 硫酸鈣 水泥 煤粉 PE（聚乙烯）顆粒
介 電 常 1.6~1.8 2.5~3.2 1.8~2.0 5.6
1.5~2.1 1.2~1.8 1.5
技术服务电话： 0755-86156056
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图（7）（理想的布局方式） 技术服务电话： 0755-86156056
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图（8）（不理想的布局方式） 走线间的间距儘量保持 2 倍線寬以上距離，最小不能小于 7mil，如果空间允许应尽量大。如
如何设计电容感应式触摸开关
如何设计电容感应式触摸开关电容感应式触摸开关，需要稳定的单火线电源处理以及稳定可靠的触摸感应芯片，做到防误触发、防各种电磁干扰、负载干扰、环境干扰、甚至需要防水防尘功能等智能触摸开关功能要求。
1.电容式传感的基本原理电容传感技术为开发人员提供了一种与用户互动的全新方式，在设计一个电容感应式触摸开关时，需要考虑许多不同的因素。
从以往的使用经验来看，在各种不同的工作条件下，开关的灵敏性必须与多种情况相兼容。
本节我们要讨论在设计电容感应式触摸开关PCB触点图形时，各种不同的排板设计对开关灵敏度的影响，包括电容式传感技术如何使器件具有更高的可靠性以及管理电容式传感技术的控制器如何通过提供更多功能为客户带来增值服务和降低维护成本。
机械开关比较容易磨损，甚至磨坏产品外壳，导致缺口或裂口处侵入污染物。
电容式传感器就不会发生损坏产品外壳的情况，也不会出现缺口粘连物，更不会出现磨损。
因此，采用这种技术的开关器件是替代多种机械开关产品的理想选择。
如下图所示，电容式开关主要由两片相邻的电路极板构成，而根据物理原理，两片极板之间会产生电容。
如果手指等导体靠近这些极板，平行电容(parallelca PAC i-tance)就会与传感器相耦合。
将手指置于电容式传感器上时，电容量会升高；移开手指，电容量则会降低，通过测量电容量就可以判断手指的碰触。
电容式传感器由两片电路极板及相互之间的一定空间所构成。
这些电路极板可以是电路板的一部分，上面直接覆盖绝缘层，当然，也可以使极板顺应各种曲面的弧度。
构建电容式开关的要素包括：电容器、电容测量电路系统、从电容值转换成感应状态的局部智能装置。
典型的电容式传感器电容值介于10～30pF之间。
通常来说，手指经由Imm绝缘层接触到传感器所形成的耦合电容介于1～2pF的范围。
越厚的绝缘层所产生的耦合电容愈低。
若要传感手指的触碰，必须实现能够检测到1%以下电容变化的电容传感电路。
增量求和调制器是一种用于测量电容的高效、简单的电路，下图给出了典型的拓扑结构。
电容式触摸感应按键技术原理及应用
电容式触摸感应按键技术原理及应用2010-05-26 12:45:02| 分类：维修 | 标签： |字号大中小订阅市场上的消费电子产品已经开始逐步采用触摸感应按键，以取代传统的机械式按键。
针对此趋势，Silicon Labs公司推出了内置微控制器(MCU)功能的电容式触摸感应按键(Capacitive Touch Sense)方案。
电容式触摸感应按键开关，内部是一个以电容器为基础的开关。
以传导性物体（例如手指）触摸电容器可改变电容，此改变会被內置于微控制器内的电路所侦测。
电容式触摸感应按键的基本原理◆Silicon Labs 现提供一种可侦测因触摸而改变的电容的方法电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。
如果不触摸开关，张弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。
如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。
所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。
具体测量的方式有二种：(一)可以测量频率，计算固定时间内张弛振荡器的周期数。
如果在固定时间内测到的周期数较原先校准的为少，则此开关便被视作为被按压。
(二)也可以测量周期，即在固定次数的张弛周期间计算系统时钟周期的总数。
如果开关被按压，则张弛振荡器的频率会减少，则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。
Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器(MCU)系列，可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能，连接最多23个感应按键。
而且无须外部器件，通过PCB走线/开关作为电容部分，由内部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。
◆以Silicon Labs的MCU实现触摸感应按键利用Silicon Labs其它MCU系列，仅需搭配无源器件，即可实现电容式触摸感应按键方案。
与C8051F93x-F92x方案相比，唯一所需的外部器件是(3+N)电阻器，其中N是开关的数目，以及3个提供反馈的额外端口接点。
DLT8T10S十通道电容式触摸感应控制芯片规格书
DLT8T10S十通道电容式触摸感应控制芯片规格书DLT8T10S十通道电容式触摸感应控制芯片10.PCB布线注意事项1）触摸按键板尽量单独布板，这样可以降低干扰。
2）触摸按键到触摸芯片的走线距离越短越好。
3）使用双面PCB，可以在顶层使用圆形、方形等作为触摸感应PAD，从触摸感应PAD到IC管脚的连线应该尽量走在触摸感应PAD的另外一面。
同时连线应该尽量走细，不要绕远。
使用单面板则一般需要使用感应弹簧片。
4）触摸按键到触摸芯片的走线的间距大于1mm为佳，走线中绝对不能有其它的信号线穿过或者交叉，也不要从触摸IC的底部穿过。
5）触摸按键的铜皮的背面不要走线，以免干扰。
6）触摸按键面积的大小，以触摸体的接触面积相同为最佳，如果厚度塑胶在2mm左右，建议触摸PAD的面积在1212mm左右。
过大容易产生干扰，过小容易灵敏度不够。
7）触摸按键的面积与绝缘体的厚度都会影响到灵敏度，一般建议绝缘体的厚度以不超过3mm为最佳。
8）触摸按键的最小面积建议不小于55mm，但要视绝缘材料材质和厚度而定。
9）触摸按键之间或触摸按键与元器件之间的最小距离以不小于4mm为最佳，如灵敏度调高则间距相对需要增加。
10）双面板触摸感应PAD的周围与背面一般建议不铺地，触摸感应PAD与PAD之间尽量避免不同PAD之平行引线距离过近，这些都能降低触摸按键的灵敏度。
11）因为空气介电常数太小，并且受湿度影响，所以介质中最好不要有空气。
触摸PAD或者感应弹簧片与绝缘外壳应压合紧密，保持平整，以免有气隙产生。
外壳与PAD之间可以采用非导电胶进行粘和，例如压克力胶3MHBM系列。
12）灵敏度电容建议使用温度系数小精度高的电容，以免造成灵敏度不一致或随温度变化而变化。
一般插件电容建议5%精度涤纶电容，如需贴片电容则建议使用10%或更高精度的NPO材质电容或X7R材质电容。
※注意：规格如有更新﹐恕不另行通知。
请在使用该IC前更新规格书至最新版本。
触摸按键PCB设计要点细节整理
触摸按键PCB设计要点a)元件布局。
触摸IC放置在Sensor Pad的中间位置。
理想的布局方式b)优先考虑触摸走线。
以K2按键为例。
PCB走线从IC第6脚出来经过电阻(电阻靠近IC放置)连到触摸焊盘。
PCB走线全部在底层完成，过孔直接打在Sensor Pad上。
c)Sensor Pad布线要求。
走线尽量短和直。
走线线宽为7-10mil。
走线间距15-20mil以上间距；空间足够，触摸按键之间用地线隔开。
远离I2C,SPI通信线；没办法远离，要用地线隔开或者垂直走线。
也要远离其他元件和走线，没办法远离，要用地线隔开或者垂直走线。
不同Touch模块相对应的键(例如：KEY1与KEY5)避免走线靠在一起；即使靠在一起，也要在两线之间加地线隔开。
d)触摸IC电源，RESET电路布线要点。
C3 104电容靠近触摸IC放置。
外部供电电源要先经过C3 104电容再到触摸IC的VDD与GND脚，要注意先后顺序。
RESET复位电路元件靠近IC放置。
图中C1，C2，R8，R9元件。
复位电路回路的VDD与GND要接在电源和地的104电容后端，即触摸IC的VDD与GND后端。
触摸IC的VDD脚除了接复位电路的电源外，不要从触摸IC的VDD脚引电源去驱动其他负载。
e)覆铜处理。
覆铜的目的是为了增强抗干扰能力。
Sensor Pad层覆铜：铺实心地，地到Sensor Pad的间距0.5-2.0mm; 空间足够时间距1.0-2.0mm。
Sensor Pad焊盘的正下方。
一般来说，当面板的厚度大于4mm时，Sensor Pad焊盘的正下方不铺地。
Sensor Pad焊盘的正下方。
一般来说，当面板的厚度小于3mm时，Sensor Pad焊盘的正下方铺网格地。
f)压克力厚度测试数据。
与Sensor Pad直径，电容值，Sensor Pad正下方是否铺网格地有关。
下图表格作用：可以根据面板的厚度来决定Sensor Pad直径做成多大，以及Sensor Pad正下方是否铺网格地。
电容式触摸按键-PCB布线
1.电源A.优先采用线性电源，因为开关电源有所产生的纹波对于触摸芯片来说影响比较大B.触摸IC的电源采用开关电源时，尽量控制纹波幅度和噪声。
在做电源变化时，如果纹波不好控制，可采用LDO经行转换C.触摸芯片的电源要与其他的电源分开，可采用星型接法，同时要进行滤波处理。
如果电源干扰的纹波比较大时可以采用如下的方式：2.感应按键A.材料根据应用场合可以选择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层等但在安装时不管使用什么材料，按键感应盘必须紧密贴在面板上，中间不能有空气间隙。
B.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，如圆形或六角形，可以避免尖端放电效应C.大小最小4mmX4mm,最大30mmX30mm，有的建议不要大于15mmX15mm，太大的话，外界的干扰相应的也会增加D.灵敏度一般的感应按键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。
灵敏度与外接CIN电容的大小成反比；与面板的厚度成反比；与按键感应盘的大小成正比。
CIN电容的选择：CIN电容可在0PF～50PF选择。
电容越小，灵敏度越高，但是抗干扰能力越差。
电容越大，灵敏度越低，但是抗干扰能力越强。
通常，我们推荐5PF～20PFE.按键的间距各个感应盘间的距离要尽可能的大一些（大于5mm），以减少它们形成的电场之间的相互干扰。
当用PCB铜箔做感应盘时，若感应盘间距离较近（5MM～10MM），感应盘周围必须用铺地隔离。
如图：各个按键距离比较远，周围空白的都用地线隔开了。
但注意地线要与按键保持一定的距离面板必须选用绝缘材料，可以是玻璃、聚苯乙烯、聚氯乙烯（pvc）、尼龙、树脂玻璃等。
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油漆。
在电极不变的情况下，面板的厚度和材质决定灵敏度。
触摸感应按键PCB设计要点
宝华电容式触摸感应按键面板 PCB设计指南1.触摸感应面板PCB设计的基本原则1.1. 遵循通常的数模混合电路设计的基本原则。
宝华电子的电容式触摸感应芯片，内部既成了精密电容测量的模拟电路，因此进行PCB设计时应该把它看成一个独立的模拟电路对待。
遵循通常的数模混合电路设计的基本原则。
1.2. 采用星形接地具体要求是触摸芯片的地线不要和其他电路公用，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”。
1.3. 电源上产生的噪声对触摸芯片的影响电源回路也应遵循同样地处理办法。
触摸芯片最好用一根独立的走线从板子的供电点取电，不要和其他的电路共用电源回路。
如果做不到完全独立，也应该保证供电的电源线先进入触摸芯片的电源然后再引到其它的电路的电源。
这样可以减小其他电路在电源上产生的噪声对触摸芯片的影响。
图1为以上说明的电源和地线连接方法示意图图1：电源和地线连接方法示意图2.通过EMC测试的设计建议触摸芯片需要在传感器通道上加交流脉冲信号来测量感应盘上的电容变化。
所以传感器通道会向外发射电磁波。
如果产品需要通过严格的FCC测试。
建议从以下方面减小触摸芯片对外的辐射。
2.1. 使用退藕电容触摸芯片的供电请加退藕电容，这可以减小触摸芯片对电源的干扰。
一般在芯片的VCC和GND端并接一个104的瓷片电容，就可以起到退藕和旁路的作用。
退藕电容应该尽量接近芯片放置。
2.2. 使用较低的工作电压：使用3.3V给触摸芯片供电，这样可以有效降低触摸芯片的交流脉冲的幅度。
2.3. 适当加大通道匹配电阻适当加大触摸芯片传感器通道上串接的匹配电阻阻值，这样可以降低交流脉冲边沿的陡峭程度，减小高次谐波。
匹配电阻加大后会降低感应的灵敏度，这可以通过加大感应度调节电容CSEL的值来进行调整。
2.4. 正确铺地无论使用单面PCB板和双面PCB板，PCB的空白处都应铺地，并用地将按键感应盘到IC 的输入引脚之间的连线包起来，可以吸收电磁波辐射，提升EMC指标，使用双面板，铺地方法有特别要求，参见第5条。
基于充放电原理的电容式触摸按键设计
与传统的机械式按键相比，电容式电容式触摸感应按键美观、耐用、寿命长。电容式触摸感应按键实际只是PCB上的一小块“覆铜焊盘焊盘”，与四周“地信号”构成一个感应电容，触摸该按键会影响该电容值。现在检测电容值的方法有很多种，如电流与电压相位差检测、由电容构成的振荡器频率检测、电容桥电荷转换检测。而这里则是利用感应电容与电阻构成的RC回路，检测充放电充放电时间的变化量，不需要专用检测电路检测电路，成本低廉。1 检测原理 电容式触摸按键触摸按键电路的原理构成，按键即是一个焊盘，与地构成一个感应电容，在周围环境不变的情况下电容值固定为微小值，具有固定的充放电时间，而当有一个导体向电极靠近时，会形成耦合电容，这样就会改变固有的充放电时间，而手指就是这样的导体。通过测量充放电时间的改变即可检测是否有按键被按下。充放电时间的计算公式如下： 式中，t，R，C分别为充放电时间，电阻值，电容值；V1为充放电终止电压值；V2为充放电起始电压值；Vt为充放电t时刻电容上的电压值。
如果控制器发现很长时间内没有按键被按下(这里设为60 s)，就开始启动校正功能，重新扫描键盘，获取新的充放电时间，并作为基准值，这样可以克服环境变化带来的影响。4 PCB设计与布局 键盘可以做成任意形状，但为尽量避免尖端放电效应，应尽可能采用圆弧形作为边缘，对于单个按键一般设计成直径10 mm的圆形，尺寸过小会使得检测信号微弱，不利于检测，尺寸过大会使未碰触时和碰触时电容量的差值降低，而设计时尽量使差异值最大化，所以按键既不能过大也不能过小。对于矩阵按键，应设计成相互交叉的手指状。各个感应盘的形状、面积应该相同，以保证灵敏度一致。各触摸按键之间应尽量远一点，以减少相互间的干扰，可用覆地隔开，通常按键与地信号间有O．5 mm的间隙，在按键的背面也覆一层地，以减少电磁干扰。触摸按键的连接线应尽量的细，不要跨越其他的信号线，尤其是高频、强干扰的信号线。5 结束语 触摸式按键的应用越来越广泛，如何有效地降低制造成本是产品研发中必须考虑的问题，而电容式触摸按键的检测方法有多种，本论文中用到的硬件设计利用检测RC电路充放电时间的原理以判别按键是否被按下，不仅可以检测单个按键，还可以检测矩阵按键，检测电路仅由电阻电容构成的充放电回路及单片机组成，替代了专用的检测芯片，这样简单、易用，且有效地降低了硬件成本。
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`电容式触摸按键
1. 电源
A.优先采用线性电源，因为开关电源有所产生的纹波对于触摸芯片来说影响比较大
B.触摸IC的电源采用开关电源时，尽量控制纹波幅度和噪声。
在做电源变化时，如果纹波不好控制，
可采用LDO经行转换
C.触摸芯片的电源要与其他的电源分开，可采用星型接法，同时要进行滤波处理。
如果电源干扰的纹波比较大时可以采用如下的方式：
2.感应按键
A. 材料
根据应用场合可以选择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
但在安装时不管使用什么材料，按键感应盘必须紧密贴在面板上，中间不能有空气间隙。
B. 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，如圆形或六角形，可以避免尖端放电效应
C. 大小
最小4mmX4mm, 最大30mmX30mm，有的建议不要大于15mmX15mm，太大的话，外界的干扰相应的也会增加
D. 灵敏度
一般的感应按键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。
灵敏度与外接CIN电容的大小成反比；与面板的厚度成反比；与按键感应盘的大小成正比。
CIN电容的选择：
CIN电容可在0PF～50PF选择。
电容越小，灵敏度越高，但是抗干扰能力越差。
电容越大，灵敏度越低，但是抗干扰能力越强。
通常，我们推荐5PF～20PF
E. 按键的间距
各个感应盘间的距离要尽可能的大一些（大于5mm），以减少它们形成的电场之间的相互干扰。
当用PCB铜箔做感应盘时，若感应盘间距离较近（5MM～10MM），感应盘周围必须用铺地隔离。
如图：各个按键距离比较远，周围空白的都用地线隔开了。
但注意地线要与按键保持一定的距离
1 / 1
3.绝缘材料
面板必须选用绝缘材料，可以是玻璃、聚苯乙烯、聚氯乙烯（pvc）、尼龙、树脂玻璃等。
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油漆。
在电极不变的情况下，面板的厚度和材质决定灵敏度。
比如，3.2mm厚的尼龙（Nylon）相当于2.8mm 厚的树脂玻璃(Plexiglas)。
通常，在厚度、面积相同的情况下，介电常数越大，灵敏度越高。
但在正常应用中，推荐使用介电常数适中的材质，比如树脂玻璃等。
介电常数过小，会导致灵敏度差；
介电常数过大，发生误动作的几率会变大。
面板厚度的选择：通常在0～3MM。
4.布局
A. CIN电容尽量靠近IC放置，各个通道的CIN电容必须用铺地隔离。
感应盘也要尽量靠近IC,这样感
应盘到IC的连线就会最短
B. 布局时应尽量保证触摸IC到感应盘的距离基本平衡
5.走线
A. 感应盘到触摸芯片的连线尽量短和细，如果PCB工艺允许尽量采用5MIL的线宽
B. 感应盘到触摸IC的连线不要跨越其他信号线。
尤其不能跨越强干扰、高频的信号线
C. 感应盘到触摸IC的连线周围0.5MM不要走其他信号线
D. 如果使用哪个PCB板上的铜箔图案做触摸感应盘，尽量使用双面PCB，触摸芯片和感应盘到IC
引脚的连线应放在感应盘铜箔的背面（BOTTOM）。
感应盘应紧贴触摸面板。
E. 触摸IC及其相关的外围电路要用45°网格铺地，网格中铜的面积不要超过总面积的40%。
连线周
围0.5MM不能铺地。
感应盘和铺地至少要有10MM的距离。
感应盘正对的背面不允许铺地，也不允
许有任何大面积的铜箔和其他信号线。
6.其他事项
PCB板的清洁：
残留的助焊剂和污物，在恶劣的温度和湿度环境下会严重影响芯片工作的稳定性。
带弹簧的感应盘安装时注意:
1：使用带弹簧的感应盘，将感应盘顶在面板上。
2：使用导电橡胶或导电棉，导电棉或导电橡胶顶端作为感应盘紧贴在面板上。
3：将感应盘用双面胶紧密粘在面板上。
没有用到的端口可以悬空。
（注：本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。
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