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(huán)氧樹 脂層壓板,PCB 可以是單層或多層。 在觸摸模塊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-TouchTM 電容觸摸感應設計所用的各種 PCB (如 FR4、柔性 PCB 或 ITO 面板)的結(jié)構(gòu)和布局提供設計布局指導。 PCB 設計與布局 在結(jié)構(gòu)為兩層的 PCB 中,S-TouchTM 觸摸控制器和其他部件被布設在 PCB 的底層,傳感器電極被布 設在 PCB 的頂層。圖 1 基于兩層板的電容式觸摸模組的結(jié)構(gòu) 每個傳感器通道所需的調(diào)諧匹配電容器可以直接布設在該傳感器電極的底層。需要指出的是,S-Touch 觸摸控制器布設在底層,應該保證其對應的頂層沒有布設有任何傳感器電極。頂層和底層的空白 區(qū)域可填充網(wǎng)狀接地銅箔。TM圖 2.1 兩層 PCB 板的頂層圖 2.2 兩層 PCB 板的底層設計規(guī)則 第 1 層 ( 頂層 ) ● 傳感器電極位于 PCB 的頂層(PCB 的上端與覆層板固定在一起)。
為提高靈敏度, 建議使用尺寸為 10 x 10 毫米的感應電極??梢允褂酶〕叽绲母袘姌O,但會降低靈敏度。同時,建議感應電極的尺寸不超過 15 x 15 毫米。如果感應電極超過這一尺寸,不但會降低靈敏度,而且會增加對噪聲的易感性。 ● 空白區(qū)域可填充接地銅箔(跡線寬度為 6 密耳,網(wǎng)格尺寸為 30 密耳)。 ● 頂層可用來布設普通信號跡線(不包括傳感器信號跡線)。應當盡可能多地把傳感器信號跡線布設在底 層。 ● 感應電極與接地銅箔的間距至少應為 0.75 毫米。 第 2 層(底層) ● S-TouchTM 控制器和其它無源部件應該設計布局在底層。 ● 傳感器信號跡線將被布設在底層。 不要把一個通道的傳感器信號跡線布設在其他傳感通道的感應電極 的下面。圖 3 觸摸極板下的傳感器信號跡線走線方式● 空白區(qū)域可填充接地銅箔 (跡線寬度為 6 密耳,網(wǎng)格尺寸為 30 密耳)。 ● 傳感器信號跡線與接地銅箔的間距應當至少是傳感器信號跡線寬度的兩倍。 ● 為降低串擾,應當盡可能地增大兩個感應電極/感應信號跡線之間的距離。在可能的情況下,在兩個感 應電極/感應信號跡線之間加入接地銅箔。 ● 傳感器信號跡線的長度并不需要完全等長。
因為使用匹配調(diào)諧電容,完全可以使兩條通道之間的輸入 電容達到平衡。然而,在 PCB 空間允許的情況下,最好使用長度相等的傳感器信號跡線(傳感器電極的尺 寸也是統(tǒng)一的)。這樣一來,為了把所有傳感通道的傳感器容抗值調(diào)整至控制器感應的動態(tài)范圍以內(nèi),只 需設置一個標準參考電容即可,簡化了設計難度。 ● 任何時鐘、數(shù)據(jù)或周期信號跡線都不應該與傳感器的信號跡線相鄰平行布設。這些信號線應當盡可能 地與傳感器的信號跡線垂直,或者布設在 PCB 的其他區(qū)域。 ● 如果時鐘、數(shù)據(jù)或任何周期信號跡線確實需要與傳感器的信號跡線平行布設,它們應當被布設在不同 的層并且不能重疊,而且應當盡可能地縮短信號跡線平行部分的長度。圖 4 傳感器信號跡線和周期信號跡線相鄰時平行布設接地銅箔 在前面對兩層 FR4 PCB 的介紹中,接地銅箔被用來填充 PCB 的空白截面區(qū)域。接地銅箔能夠幫助觸摸模塊 屏蔽外部噪聲源,還能夠穩(wěn)定傳感器線路的固有電容。 然而,使用接地銅箔時需要事先注意幾個問題。這是因為接地銅箔會增加傳感器的固有電容,還會增加 由于水滴導致的錯誤檢測的可能性。 接地銅箔設計指南: ● 建議使用網(wǎng)狀的接地銅箔,而非實心的接地銅箔。
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