ผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับคีย์บอร์ดแบบ Capacitive | แผงวงจรพิมพ์ (PCBA) สำหรับเซ็นเซอร์สัมผัส

ผู้ผลิตแผงวงจร พิมพ์(PCB) สำหรับแป้นพิมพ์แบบ capacitiveต้องควบคุมอิเล็กโทรด การเดินสายเซ็นเซอร์ ตัวควบคุมการสัมผัส การต่อสายดิน การวางซ้อน และการสอบเทียบ ให้เป็นระบบการตรวจจับเดียวกัน แผงวงจรอาจผ่านการตรวจสอบทางไฟฟ้าทั่วไป แต่ยังคงเกิดการสัมผัสผิดพลาด การกดปุ่มไม่ตรง หรือความแปรปรวนระหว่างช่องสัญญาณได้หลังจากติดตั้งแผงด้านหน้าพลาสติก แก้ว หรือวัสดุปิดผนึกขั้นสุดท้ายแล้ว

Highleap Electronics ให้บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับแป้นพิมพ์แบบ capacitive และเซ็นเซอร์สัมผัส การประกอบแบบ SMT การตั้งโปรแกรมคอนโทรลเลอร์ การปรับเทียบ และการทดสอบการทำงานสำหรับอุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรม เครื่องใช้ไฟฟ้า แผงควบคุม และอินเทอร์เฟซอุปกรณ์อื่นๆ จุดเน้นทางวิศวกรรมแตกต่างจากแป้นพิมพ์เชิงกล โดยประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับรูปทรงของสนามไฟฟ้า ขอบเขตสัญญาณรบกวน และชั้นของแผ่นวงจรที่ประกอบเสร็จแล้ว

สถาปัตยกรรมและข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ระบบสัมผัสแบบคาปาซิทีฟ

ปุ่มกดแบบคาปาซิทีฟจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้าเมื่อนิ้วหรือวัตถุที่เป็นตัวนำเข้าใกล้ขั้วไฟฟ้า การออกแบบแบบใช้ความจุในตัวเองและความจุร่วมกันใช้กลยุทธ์ช่องสัญญาณ การกำหนดเส้นทาง และเฟิร์มแวร์ที่แตกต่างกัน สถาปัตยกรรมที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับจำนวนปุ่ม การซ้อนทับ การสัมผัสความชื้น การใช้งานถุงมือ ข้อกำหนดด้านความใกล้ชิด และความสามารถของตัวควบคุม

ข้อกำหนดที่ควรระบุให้ชัดเจนก่อนการจัดวางเลย์เอาต์

• จำนวน ขนาด และระยะห่างของปุ่ม ตัวเลื่อน หรือวงล้อ
• วัสดุปิดทับ ความหนาที่กำหนด กาว และค่าความคลาดเคลื่อน
• การใช้งานโดยไม่สวมนิ้ว สวมถุงมือ หรือใช้งานในระยะประชิด
• คาดว่าจะเกิดคราบน้ำ การควบแน่น สารทำความสะอาด หรือสิ่งปนเปื้อน
• แหล่งกำเนิดเสียงรบกวน ได้แก่ แสงพื้นหลัง, จอแสดงผล, USB, มอเตอร์ หรือแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
• เวลาตอบสนอง, พฤติกรรมการสัมผัสหลายจุดพร้อมกัน, ฟังก์ชันปลุก และการใช้พลังงาน

แผงด้านหน้าแบบปิดสนิทอาจช่วยเพิ่มความสะอาดและป้องกันการซึมผ่านได้ แต่แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เพียงอย่างเดียวไม่ได้ทำให้ได้ระดับการป้องกัน IP ตัวเรือน ซีลยาง การเชื่อมต่อแบบโอเวอร์เลย์ และช่องเสียบสายเคเบิลต้องได้รับการตรวจสอบว่าเป็นผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์ สำหรับแผงอุปกรณ์ที่ผสมผสานการสัมผัสเข้ากับการป้อนข้อมูลเชิงกลหรือจอแสดงผล เส้นทางการจ่ายไฟอาจทับซ้อนกับ การประกอบแผงวงจร พิมพ์แป้นพิมพ์แบบกำหนดเอง

รูปทรงเรขาคณิตของอิเล็กโทรด การกำหนดเส้นทางเซ็นเซอร์ และการซ้อนทับของเลเยอร์

พื้นที่ผิว รูปร่าง ระยะห่าง รูปแบบการเรียงตัวของอิเล็กโทรด และระยะห่างจากกราวด์ เป็นตัวกำหนดค่าความจุพื้นฐานและค่าเดลต้าการสัมผัส อิเล็กโทรดขนาดใหญ่ขึ้นสามารถปรับปรุงการเชื่อมต่อผ่านแผ่นปิดทับที่หนาขึ้นได้ แต่อาจเพิ่มค่าความจุปรสิตหรือการรบกวนของช่องสัญญาณได้ ควรตรวจสอบแนวทางการออกแบบของผู้ผลิตตัวควบคุมให้สอดคล้องกับข้อกำหนดของตัวเรือนและแผ่นปิดทับกราฟิกขั้นสุดท้าย

การควบคุมการกำหนดเส้นทางและการป้องกัน

• ควรวางสายสัญญาณเซ็นเซอร์ที่มีความต้านทานสูงให้สั้นและอยู่ห่างจาก LED, นาฬิกา, USB และจุดเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
• ใช้การกำหนดเส้นทางที่สม่ำเสมอระหว่างช่องสัญญาณ เพื่อให้ความแตกต่างของความไวเกิดขึ้นโดยตั้งใจ ไม่ใช่โดยบังเอิญ
• หลีกเลี่ยงการใช้ vias ที่ไม่จำเป็น แผ่นทดสอบขนาดใหญ่ และขั้วต่อที่เพิ่มความจุไฟฟ้าโดยควบคุมไม่ได้
• ระบุความหมายของตาข่ายป้องกันหรือตาข่ายค้ำยัน และระบุว่าตาข่ายเหล่านั้นต่อลงดิน ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า หรือมีการป้องกันอย่างมีประสิทธิภาพ
• ควบคุมปริมาณทองแดง สารเคลือบป้องกันการบัดกรี สารเคลือบ และชิ้นส่วนโลหะต่างๆ ที่อยู่ใกล้บริเวณอิเล็กโทรด

การต่อสายดินเพื่อป้องกันการรบกวนไม่ได้มีประโยชน์เสมอไป พื้นผิวเรียบแข็งที่อยู่ใกล้เคียงสามารถลดการรบกวนได้ แต่ก็อาจลดสัญญาณสัมผัสได้เช่นกัน การจัดเรียงชั้นวัสดุที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับขนาดของอิเล็กโทรด ฉนวนที่ทับซ้อน การต่อสายดินของตัวเครื่อง และสถาปัตยกรรมของตัวควบคุม แบบร่างการผลิตควรระบุพื้นที่ที่ห้ามใช้ทองแดง ฉลาก กาว ตัวยึด หรือสารเคลือบ

การปรับเทียบควรใช้แผ่นปิดทับและโครงสร้างเชิงกลที่ปล่อยออกมาแล้ว แผงวงจรที่ปรับแต่งในที่โล่งไม่ควรนำไปใช้ในการผลิต เนื่องจากแผ่นปิดทับขั้นสุดท้าย กาว และช่องว่างอากาศอาจทำให้ทั้งเส้นฐานและระยะขอบสัมผัสเปลี่ยนแปลงไปได้

การควบคุมเสียง ความชื้น ถุงมือ และการสัมผัสโดยไม่ตั้งใจ

การสัมผัสผิดพลาดและการสัมผัสที่พลาดไปมักเป็นปัญหาที่เกิดจากขอบเขตการทำงานมากกว่าชิ้นส่วนที่ชำรุดเพียงชิ้นเดียว สัญญาณรบกวนจากกระแสไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงของกราวด์ ความชื้น ความแปรผันของการวางซ้อน การปนเปื้อน การสลับไฟ LED และสายเคเบิลที่อยู่ใกล้เคียงสามารถเปลี่ยนแปลงค่าพื้นฐานของเซ็นเซอร์หรือเพิ่มสัญญาณรบกวนได้ การออกแบบควรคงไว้ซึ่งการแยกที่วัดได้ระหว่างสถานะที่ไม่ถูกสัมผัสและสถานะที่ถูกสัมผัสในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ

กลไกการรบกวนทั่วไป

เฟิร์มแวร์อาจใช้การติดตามเส้นฐาน การลดการสั่นสะเทือน การชดเชยการเลื่อน การปฏิเสธปุ่มข้างเคียง และโหมดความชื้น แต่คุณสมบัติเหล่านี้ต้องการขีดจำกัดที่ควบคุมได้ การกรองที่รุนแรงอาจซ่อนสัญญาณรบกวนในขณะที่ทำให้ส่วนต่อประสานทำงานช้าหรือไม่ตอบสนอง ดังนั้น การยอมรับจึงควรรวมถึงเวลาตอบสนองและระยะขอบการสัมผัส ไม่ใช่เพียงแค่การผ่าน/ไม่ผ่านเหตุการณ์การกดปุ่มเท่านั้น

ในกรณีที่ใช้อินเทอร์เฟซในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม การป้องกัน การตรวจสอบย้อนกลับ และการตรวจสอบความถูกต้องของตัวเครื่อง ควรได้รับการประสานงานให้สอดคล้องกับข้อกำหนดที่อธิบายไว้สำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของแป้นพิมพ์อุตสาหกรรม

การประกอบ การตั้งโปรแกรม และการสอบเทียบแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

การผลิต PCB แบบคาปาซิทีฟเป็นการผสมผสานการควบคุม PCBA ทั่วไปเข้ากับการควบคุมกระบวนการเฉพาะสำหรับการตรวจจับ รูปทรงของอิเล็กโทรด หน้ากากบัดกรี การเคลือบผิว กาว และการประกอบแบบซ้อนทับ ล้วนส่งผลต่อค่าความจุ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงที่อาจเป็นเพียงการเปลี่ยนแปลงด้านความสวยงามในแผงวงจรอื่น อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานในแผงวงจรนี้ได้

1. ตรวจสอบการออกแบบอิเล็กโทรด โครงสร้างซ้อนทับ การออกแบบอ้างอิงตัวควบคุม และข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม
2. ผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) โดยควบคุมรูปทรง ขอบเขตของทองแดง สารเคลือบป้องกันการบัดกรี และการตกแต่งพื้นผิวในบริเวณเซ็นเซอร์
3. ประกอบตัวควบคุมระบบสัมผัส, ไมโครคอนโทรลเลอร์, แหล่งจ่ายไฟ, ไฟ LED, ขั้วต่อ และส่วนประกอบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง
4. ตรวจสอบการบัดกรีและตรวจสอบรางสัญญาณ นาฬิกา และการสื่อสารก่อนทำการปรับแต่งระบบสัมผัส
5. ตั้งค่าเฟิร์มแวร์ การกำหนดค่า และข้อมูลระบุตัวตนผลิตภัณฑ์ที่ได้รับอนุมัติแล้ว
6. ติดตั้งหรือจำลองการทำงานของโอเวอร์เลย์และชุดครอบที่เผยแพร่แล้ว
7. วัดค่าพื้นฐาน เสียงรบกวน และความแตกต่างของการสัมผัสสำหรับทุกช่องสัญญาณ
8. ใช้หรือตรวจสอบค่าเกณฑ์และค่าการสอบเทียบโดยใช้ขั้นตอนที่ได้รับการอนุมัติ
9. ดำเนินการทดสอบการทำงานและสภาพแวดล้อมอย่างครบถ้วนก่อนวางจำหน่าย

ข้อมูลการสอบเทียบและความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับ

การสอบเทียบอาจใช้ชุดพารามิเตอร์ทั่วไปชุดเดียว ค่าเฉพาะช่องสัญญาณ หรือข้อมูลต่อหน่วย ขึ้นอยู่กับความแปรผันของผลิตภัณฑ์และความสามารถของตัวควบคุม คำแนะนำในการทำงานควรระบุว่าอะไรคือสิ่งที่ตั้งโปรแกรมไว้ อะไรคือสิ่งที่วัด และขีดจำกัดใดที่ทำให้เกิดการปฏิเสธ สามารถเชื่อมโยงค่าตรวจสอบเฟิร์มแวร์ การแก้ไขการสอบเทียบ และผลการทดสอบกับหมายเลขล็อตหรือหมายเลขซีเรียลได้เมื่อจำเป็น

ไม่ควรนำสารเคลือบป้องกันการเปลี่ยนแปลงรูปทรง การหล่อขึ้นรูป หรือกาวมาใช้โดยไม่ได้รับการตรวจสอบก่อน วัสดุเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงระยะห่างของฉนวนและอาจลดความไวหรือต้องใช้เกณฑ์ใหม่ การควบคุม SMT และการตรวจสอบพื้นฐานสามารถจัดการได้ผ่านบริการประกอบ PCB ของ Highleap แต่การปรับเทียบการสัมผัสยังคงเป็นขั้นตอนเฉพาะของผลิตภัณฑ์

การตรวจสอบการทำงาน การใช้งาน และการเผยแพร่ในปริมาณมาก

การตรวจสอบความถูกต้องของการผลิตควรวัดมากกว่าแค่ว่าปุ่มทำงานหรือไม่ พารามิเตอร์ที่มีประโยชน์ ได้แก่ เส้นฐานที่ไม่ถูกแตะต้อง ความแตกต่างของการสัมผัส ความแรงของสัญญาณรบกวน ขอบเขตเกณฑ์ ความสม่ำเสมอของช่องสัญญาณ เวลาตอบสนอง พฤติกรรมการปล่อย และการฟื้นตัวหลังจากการรบกวน การทดสอบควรใช้เฟิร์มแวร์ที่เผยแพร่แล้วและสแต็กโอเวอร์เลย์ขั้นสุดท้ายหรือตัวแทน

เงื่อนไขการทดสอบที่แนะนำ

• ปุ่ม เลื่อน หรือล้อทั้งหมดใช้งานได้ตามปกติ
• สถานะสูงสุดของแสงไฟพื้นหลัง จอแสดงผล USB และโหลดการสลับ
• ช่วงอุณหภูมิและความชื้นที่ระบุไว้
• กำหนดเงื่อนไขการใช้งานถุงมือ ฟิล์มน้ำ หรือสารทำความสะอาด
• การเปิดปิดเครื่อง การปลุก และพฤติกรรมการฟื้นตัวพื้นฐาน
• การกำหนดค่าสุดท้ายของกล่องหุ้ม สายเคเบิล และการต่อสายดิน

หน่วยมาตรฐานหรือช่วงข้อมูลที่ได้รับการอนุมัติจะมีประโยชน์เมื่อความรู้สึกสัมผัสและพฤติกรรมด้านสิ่งแวดล้อมมีความเฉพาะเจาะจงกับผลิตภัณฑ์ การสั่งซื้อซ้ำควรใช้เฟิร์มแวร์ทดสอบ สภาพการวางซ้อน และขีดจำกัดเดียวกัน เพื่อให้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการได้ แทนที่จะทำให้เป็นมาตรฐาน

การวางแผนการใช้งานและการผลิต

โครงการทั่วไปได้แก่ อินเทอร์เฟซทางการแพทย์หรือห้องปฏิบัติการที่เช็ดทำความสะอาดได้ง่าย ระบบควบคุมแบบสัมผัสในอุตสาหกรรม แผงปุ่มกดสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้า แผงควบคุมการเข้าถึง ลิฟต์ ตู้คีออสก์ และพื้นผิวควบคุมสำหรับผู้บริโภค ฉลากการใช้งานไม่ได้กำหนดข้อกำหนดทางกฎหมาย ทางการแพทย์ หรือการป้องกันการเข้าถึงของเหลว เจ้าของผลิตภัณฑ์ต้องกำหนดมาตรฐานที่เกี่ยวข้องและดำเนินการตรวจสอบความถูกต้องในระดับผลิตภัณฑ์ให้เสร็จสมบูรณ์

สำหรับการเสนอราคาเบื้องต้น ข้อมูลเกี่ยวกับแอปพลิเคชัน จำนวนคีย์ ขนาด ปริมาณ และขอบเขตที่ต้องการนั้นเพียงพอแล้ว ในภายหลัง การอนุมัติทางวิศวกรรมจะเพิ่มไฟล์ PCB, BOM, ข้อมูลตัวควบคุม, แบบร่างโอเวอร์เลย์, เฟิร์มแวร์ และขีดจำกัดการยอมรับ การจัดหาในปริมาณมากจะได้รับประโยชน์จากการควบคุมวัสดุ PCB, ล็อตโอเวอร์เลย์, การจัดหาตัวควบคุมแบบสัมผัส และการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นทางการ เนื่องจากวัสดุทดแทนที่ดูเหมือนจะเทียบเท่ากันอาจเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของไดอิเล็กทริกหรือสัญญาณรบกวนได้

โครงการที่ผสมผสานการตรวจจับการสัมผัสเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของแป้นพิมพ์โดยทั่วไป สามารถประสานงานผ่านบริการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับแป้นพิมพ์ ของ Highleap ได้เช่นกัน

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคีย์บอร์ดแบบ Capacitive

ปุ่มสัมผัสแบบ capacitive สามารถใช้งานผ่านกระจกหรือพลาสติกได้หรือไม่?

ใช่แล้ว เมื่อรูปทรงของอิเล็กโทรด วัสดุ ความหนา กาว ช่องว่างอากาศ และเกณฑ์ของตัวควบคุมได้รับการออกแบบให้เหมาะสมกับชั้นซ้อนทับนั้น ๆ อย่างแม่นยำ

แป้นพิมพ์แบบสัมผัสสามารถกันน้ำได้หรือไม่?

สามารถทำงานได้โดยมีแผ่นปิดทับที่ปิดสนิท แต่ประสิทธิภาพในการกันน้ำนั้นขึ้นอยู่กับตัวกล่องหุ้มโดยรวม และต้องได้รับการตรวจสอบตามวิธีการทดสอบที่กำหนด

ในกระบวนการผลิตมีการปรับเทียบความไวอย่างไร?

เมื่อติดตั้งหรือจำลองโอเวอร์เลย์ที่เผยแพร่แล้ว จะทำการวัดค่าพื้นฐาน ค่าความแตกต่างของการสัมผัส ค่าสัญญาณรบกวน และค่าขอบเขตเกณฑ์สำหรับแต่ละช่องสัญญาณ โดยใช้เฟิร์มแวร์และข้อจำกัดที่ได้รับการอนุมัติ

สารเคลือบป้องกันรูปทรงส่งผลต่อประสิทธิภาพการสัมผัสหรือไม่?

อาจเป็นไปได้ การเคลือบผิวจะเปลี่ยนระยะห่างของฉนวนและอาจเปลี่ยนแปลงค่าพื้นฐานหรือความไวได้ ควรควบคุมวัสดุ ความหนา และพื้นที่ห้ามเข้า และอาจต้องทำการปรับเทียบใหม่

อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เกิดการสัมผัสผิดพลาดโดยทั่วไป?

สาเหตุทั่วไป ได้แก่ สัญญาณรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟหรือ LED ความชื้น การเปลี่ยนแปลงการต่อสายดิน ความแปรผันของการวางซ้อน การปนเปื้อน รางจ่ายไฟที่ไม่เสถียร และขีดจำกัดที่มีระยะขอบไม่เพียงพอ