触摸感应芯片PCB设计指南

1.概述

现在电子产品中，触摸感应技术正日益受到更多关注和应用，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玩具、电子手表、电视、洗衣机等一系列消费类电子产品中。

2.介质对外壳穿透力的影响 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：

按键感应盘必须紧密贴在面板上，中间不能有空气间隙，以保持稳定的感度。

如果按键感应盘没有紧密粘贴在面板上会造成灵敏度降低，以及抗干扰能力降。 

触摸感应面板的灵敏度与介质的厚度有关，同一介质厚度越薄，灵敏度越高,厚度越厚，灵敏度越低。 

3.PCB 设计规范 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 的形状以保持良好的触摸效果，避免将触摸按键设置成窄长的形状，因为规 则的形状触摸效果要比不规则的好得多。

如下图： 单个触摸按键外形：

多个按键滑条外形：

多按键滚轮形式：

4.PCB 焊盘铺地间距 .单个独立按键操作，两个按键以上的应用，两个 pad 的距离至少保持 2.5mm 以上，避免按 键之间的相互干扰。
顶层触摸 pad 这面可以铺实地或网格地，铺地间距需要离感应焊盘 1.5mm 以上，相对于 pad 正对的底层这面，铺地间距也需要保持离感应焊盘 1.5mm 以上。

铺地的间距可以适当的根据实际情况调整，对于灵敏度要求高的可以适当增加间距。 
不要在信号线附近保留死铜，避免意外的感应避免按键之间的相互干扰。

5.感应走线
基本走线原则：保证走线尽量细、到触摸IC引脚尽量短，尽量避免使用多个过孔。（建议 线宽 7~10mil）。
感应走线与地的间隔至少保持0.75mm以上，感应走线与走线的间距保持在0.6mm 以上，感应走线尽量避免与其它走线平行，防止触摸之间相互干扰。

感应走线周围 1mm 不要走其它信号线，当附近有大电流信号线（>10mA）时应保持间距 3mm 以上；当附近有强干扰、高频的信号线时至少间距 1cm 并用铺地隔开。
感应走线间距 PCB 板边沿保持 3mm 以上间距，在带有金属的外壳保持 6mm 以上间距。
双面板走线：感应盘放在顶层（TOP），安装时紧贴触摸面板；触摸芯片和感应走线应放在 背面（BOTTOM）,感应走线与顶层触摸盘的过孔应尽量直接放在触摸焊盘上。

不要将感应走线靠近通讯线如 I2C 或 SPI，至少间距 1mm。通讯线的频率可影响电容传感器 的性能。如果必须将通讯线与传感器引线相交叉，应确保在不同 PCB 层并且交叉是垂直 相交的。
如果时钟、数据或任何周期信号轨迹确实需要与传感器的信号平行布设，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轨迹平行部分的长度。
6.布局
触摸感应到触摸芯片之间在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 间位置，使触摸芯片的每个感应通道的引脚到感应盘的距离差异最小。
触摸通道匹配电阻尽量靠近IC放置。
触摸灵敏度调节电容应靠近IC放置。

7.电源的干扰考虑
采用星形接地：触摸芯片的地线不要和其它电路公用，应该单独连到板子电源输入的接 地点。
电源上产生的噪声对触摸芯片的影响：触摸芯片最好用一根独立的走线从板子的供电端 取电，不要和其它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电路的电源。这样可以减少其它电路在电 源上产生的噪声对触摸芯片的影响。
触摸电源处加稳压电路;比如系统电压是5V，触摸芯片可以稳压在3.3V,有效降低触摸芯 片的交流脉冲的幅度。
在电源和负载变化很大的情况下，在给触摸芯片电源处加入稳压电路，单独给触摸芯片 供电，以保证不受电源和负载波动影响。
触摸芯片在芯片VCC和GND端拼接一个10uF电容和104电容，可以起到退藕和旁路的作用， 电容应该尽量接近芯片电源引脚。
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徒 峭程度，减小高次谐波。注意的地方是匹配电阻加大后会降低感应的灵敏度。
适无论使用单面PCB板和双面PCB板，PCB的空白处都建议铺地，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。