電容式觸摸按鍵的原理
如下圖，是觸摸按鍵的工作原理。在任何兩個導(dǎo)電的物體之間都存在電容，電容的大小與介質(zhì)的導(dǎo)電性質(zhì)、極板的大小與導(dǎo)電性質(zhì)、極板周圍是否存在導(dǎo)電物質(zhì)等有關(guān)。PCB 板（或者FPC）之間兩塊露銅區(qū)域就是電容的兩個極板，等于一個電容器。當(dāng)人體的手指接近PCB 時，由于人體的導(dǎo)電性，會改變電容的大小。觸摸按鍵芯片檢測到電容值大幅升高后，輸出開關(guān)信號。
在觸摸按鍵 PCB 上，存在電容極板、地、走線、隔離區(qū)等，組成觸摸按鍵的電容環(huán)境，如下圖所示。
按鍵形式
觸摸按鍵可以組成以下幾種按鍵
單個按鍵
條狀按鍵（包括環(huán)狀按鍵）
塊狀按鍵
電氣原理圖
觸摸按鍵的電氣原理圖如下：
在 PCB 板上的露銅區(qū)域組成電容器，即觸摸按鍵傳感器。傳感器的信號輸入芯片，芯片經(jīng)過檢測并計算后，輸出開關(guān)信號并控制燈照亮與否。燈構(gòu)成觸摸按鍵的背光源。
結(jié)構(gòu)設(shè)計指導(dǎo)
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(dǎo)電物質(zhì)，最常用的是PMMA。但是上面不能有金屬。按鍵正上方1mm 以內(nèi)不能有金屬。觸摸按鍵50mm 以內(nèi)的金屬必須接地，否則，金屬會影響按鍵的靈敏度。
所以在采用電鍍、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，所以不會采用電鍍工藝。
（2） 蒸鍍/濺鍍(VM): 由于蒸鍍/濺鍍具有金屬屬性，它們對觸摸按鍵靈敏度有影響。在采用蒸鍍/濺鍍工藝時，必須注意觸摸按鍵的正上方1mm 以內(nèi)不能鍍。
注意這有可能會影響 ID 效果。需要在ID 與觸摸按鍵之間平衡。
（3） NCVM 不影響觸摸按鍵。這是經(jīng)過實驗檢查的結(jié)果，所以NCVM 可以用在觸摸按鍵的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摸按鍵的靈敏度。這種情況與VM 類似，必須注意觸摸按鍵的正上方1mm 以內(nèi)不能印刷。
Lens 的厚度不超過2mm，1.5mm 以內(nèi)更好。根據(jù)觸摸按鍵的工作原理，lens 的厚度是越薄越好。由于觸摸按鍵的LENS 位于手機(jī)表面，需要承受外力作用。厚度太薄，強(qiáng)度會不夠。所以觸摸按鍵的LENS 厚度在1.0~1.5mm 之間。
2、 雙面膠
觸摸按鍵 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，多個公司推薦采用3M 468MP，其厚度0.13mm.
要求 PCB 與LENS 間沒有空氣。因為空氣的介電系數(shù)為1，與LENS 的介電系數(shù)4 相差很大。空氣會對觸摸按鍵的靈敏度影響很大。所以雙面膠與lens，雙面膠與PCB 粘接，都是觸摸按鍵生產(chǎn)裝配中的關(guān)鍵工序，必須保證質(zhì)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，裝配完成后，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(jī)自身的限位。裝配到位后，壓緊最重要。批量生產(chǎn)中，需要用夾具壓緊。如果不能壓緊，觸摸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，并且PCB 上開孔配合。就像Dome 上開排氣槽一樣。
設(shè)計雙面膠壓緊夾具時，重點壓觸摸按鍵的部位，確保 Sensor 部位沒有空氣。
實際證明，一些不靈敏、不穩(wěn)定的按鍵，重貼雙面膠并壓緊后就好了！
PCB 板與FPC
從理論上，觸摸按鍵無論做在 PCB 板還是FPC 上都能工作。事實上也有多個觸摸按鍵做在FPC 上的例子。的方案是PCB 板，如果因為結(jié)構(gòu)限制，PCB 板實在困難，不得已才采用FPC。即使采用FPC，與觸摸按鍵芯片配合的地方必須是平面，因為芯片不能彎曲與扭曲。如下圖鼠標(biāo)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(dǎo)致觸摸按鍵的可靠性降低。
觸摸按鍵與芯片在FPC 上，手機(jī)鍵盤， Cypress Psoc 方案
觸摸按鍵與芯片在FPC 上，鼠標(biāo)按鍵， Sypnatics 方案
對于弧面的lens，為了能夠使用使用觸摸按鍵PCB 而不是FPC，要將與觸摸按鍵PCB 配合的部位設(shè)計為平面。如下圖，為一個翻蓋機(jī)sublens 的背面，sublens 上有觸摸按鍵。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(zhì)量無法保證。為了能夠使用PCB 而不是FPC，在與觸摸按鍵板配合的地方設(shè)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并且能夠與PCB 配合。
PCB 開口設(shè)計
觸摸按鍵背光是重要的方面。背光設(shè)計不好，會對整個觸摸按鍵都有影響。首先 PCB 板的開空尺寸確定。
PCB 開孔尺寸必須根據(jù)LENS 上字符的大小決定。如圖所示，PCB 開孔尺寸比字符周邊大0.1~0.3mm。反面例子：如果開孔尺寸比字符小，這透過字符的空隙，可以看到開孔以內(nèi)的物體，和開孔以外的物體，即PCB 板的綠色。這樣會產(chǎn)生非常不好的視覺效果，給人以設(shè)計粗糙、產(chǎn)品低檔的感覺。
