張偉林1. 概述
對觸控螢幕與觸控按鍵在手機中的設計與應用進行介紹，對設計的經驗資料進行總結。達到設計資料和經驗的共享，避免低階錯誤的重**生。
2. 觸控按鍵設計指導 2.1 觸控按鍵的功能與原理
2.1.1觸控按鍵的功能
觸控按鍵起keypad 的作用。與keypad 不同的是，keypad 通過開關或metaldome 的通斷發揮作用，觸控按鍵通過檢測電容的變化，經過觸控按鍵整合晶元處理後，輸出開關的通斷訊號。
2.1.2觸控按鍵的原理
如下圖，是觸控按鍵的工作原理。在任何兩個導電的物體之間都存在電容，電容的大小與介質的導電性質、極板的大小與導電性質、極板周圍是否存在導電物質等有關。pcb 板（或者fpc ）之間兩塊露銅區域就是電容的兩個極板，等於乙個電容器。
當人體的手指接近pcb 時，由於人體的導電性，會改變電容的大小。觸控按鍵晶元檢測到電容值大幅公升高後，輸出開關訊號。
在觸控按鍵pcb 上，存在電容極板、地、走線、隔離區等，組成觸控按鍵的電容環境，如下圖所示。
finger
time capacitance c
2.1.3 觸控按鍵的按鍵形式
觸控按鍵可以組成以下幾種按鍵
z單個按鍵
z條狀按鍵（包括環狀按鍵）
z塊狀按鍵
單個按鍵
條狀按鍵塊狀按鍵
2.1.4觸控按鍵的電氣原理圖如下：
在pcb板上的露銅區域組成電容器，即觸控按鍵感測器。感測器的訊號輸入晶元，晶元經過檢測並計算後，輸出開關訊號並控制燈照亮與否。燈構成觸控按鍵的背光源。
2.2 觸控按鍵的尺寸設計
按鍵可以是圓形、矩形、橢圓形或者任何其他的形狀。其中以矩形和圓形應用最為普遍，如圖所示：
通常在按鍵的中間挖空，使pcb下方的光線可以通過挖空導到pcb上方，照亮lens上的字元。根據adi公司的推薦，按鍵大小尺寸如下表：
按鍵的挖空尺寸與按鍵的大小相關，如下表
2.3 觸控按鍵的結構設計指導
2.3.1 lens 的材料、厚度與表面處理
lens 的材料可以是塑料和玻璃等非導電物質，最常用的是pmma 。但是上面不能有金屬。按鍵正上方1mm 以內不能有金屬。
觸控按鍵50mm 以內的金屬必須接地，否則，金屬會影響按鍵的靈敏度。
所以在採用電鍍、蒸鍍、imd 、絲印等表面處理工藝時，要特別注意。
（1） pmma, pc, 玻璃等lens 材料的電鍍性都不好，所以不會採用電鍍工藝。
（2） 蒸鍍/濺鍍(vm): 由於蒸鍍/濺鍍具有金屬屬性，它們對觸控按鍵靈敏度有影響。在採用蒸
鍍/濺鍍工藝時，必須注意觸控按鍵的正上方1mm 以內不能鍍。 注意這有可能會影響id 效果。需要在id 與觸控按鍵之間平衡。
（3） ncvm 不影響觸控按鍵。這是經過實驗檢查的結果，所以ncvm 可以用在觸控按鍵的
lens 上不受任何限制。
（4） 絲印/移印：如果絲印/移印具有mirror 效果的油墨，這種油墨中都含有金屬離子，具有金
屬屬性，所以這種油墨會影響觸控按鍵的靈敏度。這種情況與vm 類似，必須注意觸控按鍵的正上方1mm 以內不能印刷。
lens 的厚度不超過2mm ，1.5mm 以內更好。根據觸控按鍵的工作原理，lens 的厚度是越薄越好。
由於觸控按鍵的lens 位於手機表面，需要承受外力作用。厚度太薄，強度會不夠。所以觸控按鍵的lens 厚度在1.
0~1.5mm 之間。
2.3.2 雙面膠
觸控按鍵pcb 與lens 通過雙面膠粘接。雙面膠的厚度取0.1~0.15mm 比較合適，多個公司推薦採用3m 468mp
要求pcb 與lens 間沒有空氣。因為空氣的介電係數為1，與lens 的介電係數4相差很大。空氣
會對觸控按鍵的靈敏度影響很大。所以雙面膠與lens，雙面膠與pcb粘接，都是觸控按鍵生產裝配中的關鍵工序，必須保證質量。
（1） 首先pcb與雙面膠粘接，如上圖所示，要用定位夾具完成裝配，裝配完成後，要人工或者用夾具壓緊。
（2） 在pcb帶雙面膠與lens裝配時，要求有定位裝置，可以是夾具或者手機自身的限位。裝配到位後，壓緊最重要。批量生產中，需要用夾具壓緊。如果不能壓緊，觸控
按鍵的靈敏度和可靠性就會降低。
為了保證pcb板與lens之間沒有空氣，需要在雙面膠上開孔和排氣槽，並且pcb上開孔配合。就像dome上開排氣槽一樣。
設計雙面膠壓緊夾具時，重點壓觸控按鍵的部位，確保sensor部位沒有空氣。
實際證明，一些不靈敏、不穩定的按鍵，重貼雙面膠並壓緊後就好了！
2.3.3觸控按鍵pcb板與fpc
從理論上，觸控按鍵無論做在pcb板還是fpc上都能工作。事實上也有多個觸控按鍵做在fpc上的例子。首選的方案是pcb板，如果因為結構限制，pcb板實在困難，不得已才採用fpc。
即使採用fpc，與觸控按鍵晶元配合的地方必須是平面，因為晶元不能彎曲與扭曲。如下圖滑鼠按鍵所示。fpc與曲面粘膠配合，實際加工裝配中不如pcb與平面粘膠配合可靠，故導致觸控按鍵的可靠性降低。
觸控按鍵與晶元在fpc上，手機鍵盤， cypress psoc方案
觸控按鍵與晶元在fpc上，滑鼠按鍵， sypnatics方案
對於弧面的lens，為了能夠使用使用觸控按鍵pcb而不是fpc，要將與觸控按鍵pcb配合的部位設計為平面。如下圖，為乙個翻蓋機sublens的背面，sublens上有觸控按鍵。id堅持要在背面絲印，所以必須保證背面非常光滑，否則絲印質量無法保證。
為了能夠使用pcb而不是fpc，在與觸控按鍵板配合的地方設計成平面，平面與周圍弧面處通過曲面圓滑過渡，成功解決了背面絲印並且能夠與pcb配合。
2.3.4 觸控按鍵pcb開口設計
觸控按鍵背光是重要的方面。背光設計不好，會對整個觸控按鍵都有影響。
首先pcb板的開空尺寸確定。
pcb開孔尺寸必須根據lens上字元的大小決定。如圖所示，pcb開孔尺寸比字元周邊大0.1~0.3mm。
反面例子：如果開孔尺寸比字元小，這透過字元的空隙，可以看到開孔以內的物體，和開孔以外的物體，即pcb板的綠色。這樣會產生非常不好的視覺效果，給人以設計粗糙、產品低檔的感覺。
2.3.5觸控按鍵背光設計
觸控按鍵背光有兩種方案，下面分別介紹。
(1). led + 反光膜
led + 反光紙led的光線照到反光紙上，反光穿過pcb切口，照亮lens上的字元。泡棉起兩個作用，乙個作用是密封作用，灰塵不會進入lens贓汙字元；另乙個作用是支撐作用，支撐pcb緊貼著lens，防止pcb從lens脫落。
(2). led + 導光膜
導光膜是一種透明導光的薄膜材料，厚度在0.1~0.2mm之間。在按鍵的位置，印刷有特殊的透光油墨，光線從這裡垂直於導光膜向上射出。
如下圖所示，導光膜緊貼於pcb背面。在pcb背面布置2個以上側發光led燈，led的光線照入導光膜內，在字元處射出，形成觸控按鍵的背光。
如果led+導光膜方案的背光亮度不夠，可以在導光膜的背面再加一層反光紙。
這種方法比第一種方案背光效果好。光線更均勻，省電。缺點是各個按鍵的背光不能單獨控制，
要亮都亮，要不亮就都不亮。
led + 導光膜
如果透過lens 的光線太強，感覺光線刺眼。硬體上可以通過調節led 的電流調節等的亮度。結構上可以通過半透效果使光線變得柔和。
tinted 的程度（遮光率）在30%~60%之間。太高則可視性差，太低則效果不明顯。60% tinted 意味60%的光線被擋住了，只有40%的光線可以透過。
1）採用tinted lens 。由於lens 本身具有半透的效果，穿過lens 的光線減少，降低光的強度。同時透過lens ，看手機內面的物體的清晰度也降低。
2）在字元上加印一層半透油墨。字元處效果與上同，lens 其它地方的透光率不變。等於區域性tinted 。
要特別注意，透過lens 直接看到led ，就會刺眼。所以設計時，要注意這點。
2.4． 觸控按鍵**商
觸控按鍵雖然是乙個比較老的技術，但是由於工藝技術問題，直到最近才用到產品上。有多家**商提供觸控按鍵解決方案。其產品就是觸控按鍵的處理晶元。**商做的事情就是賣晶元、提供技
詳細的技術資料可以從公司的**上得到。
術支援。國內主要的**商為：
深圳市速傑通科技****
電容觸控按鍵設計
在目前市場上可提供的pcb 印刷電路板 基材中，fr4是最常用的一種。fr4是一種玻璃纖維增強型環氧樹脂層壓板，pcb可以是單層或多層。在觸控模組的尺寸受限的情況下，使用單層pcb不是總能行得通的，通常使用四層或兩層pcb。在本文中，我們將以最常用的兩層pcb為例來介紹pcb布局，意在為s touc...
觸控螢幕按鍵說明
hgt833螢幕按鈕 key1 機械手使用 不使用。當不使用時，歐規訊號全部給出，注塑機可以不受機械手訊號影響，使用時歐規訊號按設定給出，注塑機執行受到機械手的訊號的影響。另外，如果需要重置歐規訊號輸出，可將機械手使用 不使用按鈕開關一次。此外還應注意，當機械手和注塑機配合時，要做到 退出自動執行先...