現階段，隨著電容式觸摸按鍵在外形美觀和使用壽命等方面都優于傳統的機械按鍵，電容式觸摸按鍵的應用領域也日益廣泛，包括家電、消費電子、工業控制和移動設備等。本文就一種具體的電容式觸摸開關芯片SJT5104介紹一下電容式觸摸按鍵的基本工作原理和材料選擇。

      任何兩個導電的物體之間都存在著感應電容，一個按鍵即一個焊盤與大地也可構成一個感應電容，在周圍環境不變的情況下，該感應電容值是固定不變的微小值。當有人體手指靠近觸摸按鍵時，人體手指與大地構成的感應電容并聯焊盤與大地構成的感應電容，會使總感應電容值增加。電容式觸摸按鍵IC在檢測到某個按鍵的感應電容值發生改變后，將輸出某個按鍵被按下的確定信號。電容式觸摸按鍵因為沒有機械構造，所有的檢測都是電量的微小變化，所以對各種干擾會更加敏感，因此觸摸按鍵設計、觸摸面板的設計以及觸摸IC的選擇都十分關鍵。

1.   觸摸PAD材料

觸摸PAD可以用PCB銅箔、金屬片、平頂圓柱彈簧、導電棉、導電油墨、導電橡膠、導電玻璃的ITO層等。不管使用什么材料，按鍵感應盤必須緊密貼在面板上，中間不能有空氣間隙。當用平頂圓柱彈簧時，觸摸線和彈簧連接處的PCB，鏤空鋪地的直徑應該稍大于彈簧的直徑，保證彈簧即使被壓縮到PCB板上，也不會接觸到鋪地。

2.   觸摸PAD形狀

3.   觸摸PAD面積大小

按鍵感應盤面積大小：最小4mm×4mm，最大30mm×30mm。實際面積大小根據靈敏度的需求而定，面積大小和靈敏度成正比。一般來說，按鍵感應盤的直徑要大于面板厚度的4倍，并且增大電極的尺寸，可以提高信噪比。各個感應盤的形狀和面積應該相同，以保證靈敏度一致。通常在絕大多數應用里，12mm×12mm是個典型值。

4.   觸摸PAD之間距離

各個觸摸PAD間的距離要盡可能的大一些（大于5mm），這樣可以減少它們形成的電場之間的相互干擾。當用PCB銅箔做觸摸PAD時，若觸摸PAD間距離較近（5mm～10mm），觸摸PAD必須用鋪地隔離。如果各個觸摸PAD距離較遠，也應該盡可能的鋪地隔離。適當拉大各觸摸PAD間的距離，對提高觸摸靈敏度有一定幫助。

1.   觸摸面板材料

面板必須選用絕緣材料，可以是玻璃、聚苯乙烯、聚**乙烯（pvc）、尼龍、樹脂玻璃等，按鍵正上方1mm以內不能有金屬，觸摸按鍵50mm以內的金屬必須接地，否則金屬會影響案件的靈敏度。在生產過程中，要保持面板的材質和厚度不變，面板的表面噴涂必須使用絕緣的涂料。

2.   觸摸面板厚度

通常面板厚度設置在0～10mm之間。不同的材料對應著不同的典型厚度，例如亞克力材料一般設置在2mm～4mm之間，普通玻璃材料一般設置在3mm～6mm之間。

3.   雙面膠

觸摸按鍵PCB與觸摸面板通過雙面膠粘接，雙面膠的厚度取0.1～0.15mm比較合適，推薦采用3M468MP，其厚度0.13mm。要求PCB與面板之間沒有空氣，因為空氣的介電系數為1，與面板的介電系數差異較大。空氣會對觸摸按鍵的靈敏度影響很大。所以雙面膠與面板，雙面膠與PCB粘接，都是觸摸按鍵生產裝配中的關鍵工序，必須保證質量。

PCB與雙面板粘接，PCB帶雙面膠與面板裝配時都要用定位夾具完成裝配，裝配完成后，要人工或用夾具壓緊。為了保證PCB板與面板之間沒有空氣，需要在雙面板上開孔和排氣槽，并且與PCB上開孔配合。設計夾緊夾具時，重點壓觸摸按鍵的部位，確保感應部位沒有空氣。

目前，世界知名電子元器件供應商均加大了對電容式觸摸按鍵IC的應用研究，并推出了眾多的專業芯片（本文簡稱觸摸芯片），也有眾多基于MCU集成類的IC，設計人員選擇空間較大，可以根據功能的需求和芯片的性價比來選擇適合設計需要的IC，也可以自己設計基于MCU的A/D口實現觸摸IC。

1.   基本介紹

SJT5104 是一顆低成本高可靠度的電容式觸摸感應IC，提供4 個觸摸感應按鍵和4 個直接輸出端口；內建LDO 穩壓電路，電源噪聲耐受力高；外圍元件少，設計簡單，只需極少的元件即可完成硬件設計。提供2 種輸出模式、輸出高/低電平可選、2 種工作模式、多鍵消重功能、2 種輸出型態。每個觸摸感應按鍵的靈敏度均可根據需要自由調節，增加了產品的可操作性，使設計更加靈活多變。

SJT5104是專為四路觸摸開關、四鍵觸摸按鍵以及要求省電的電子產品而設計的低功耗低成本的4通道電容式觸摸感應IC；提供SSOP-20小體積封裝，四個按鍵的靈敏度均可獨立設置；內嵌穩壓系統，抗電源波動跌落干擾能力強；SJT5104具備環境溫度、濕度的自適應能力，不會天氣或環境變化而影響靈敏度和工作穩定性；在2.5V~5V電壓范圍內均可穩定工作，待機電流僅3uA，提供模擬機械按鈕的直接輸出模式和模擬機械開關的觸發輸出模式；觸摸檢測生效，其對應輸出的高/低電平可通過功能設置端口直接設置。可設置多重按鍵消除功能，檢測到幾個按鍵同時觸摸生效則只允許一個生效。

2.   基本參數和優勢

●4 個電容式觸摸感應按鍵；