广科技 PMC-APN023：自电容式触摸按键面板 PCB 设计需知,逐高电子提供开发解决应用智能家电控制面板支持

3. 设计基本原则

数模混合电路设计

电容式触摸感应芯片内含精密模拟测量电路，应视为独立模拟电路，严格遵循混合信号PCB设计规范。

星形接地 (Star Ground)

触摸芯片的地线不与其他电路共享，单独连到电源输入接地点。独立电源回路，避免数字噪声耦合。

电源噪声抑制

触摸芯片供电走线独立，从板子供电点单独引出，不与其他高速电路共享电源回路。

4. 触摸盘的设计

触摸盘材料

PCB铜箔、金属片、平顶圆柱弹簧、导电棉、导电油墨、ITO层等。感应盘必须紧贴面板，中间无空气间隙。使用弹簧时，镂空铺地直径＞弹簧柱体直径。

形状与面积

圆形/方形常见。面积最小 4×4mm，最大 30×30mm，典型 12×12mm。面积越大灵敏度越高，应大于面板厚度3倍。

触摸PAD间距

各感应盘间距＞3mm，建议＞0.5×面板厚度，减少电场干扰，提升灵敏度一致性。

结构连接方式

• PCB铜箔：直接紧贴面板。
• 弹簧片：顶在面板上。
• 导电橡胶/导电棉：底部粘铜箔，顶端贴面板。
• 导电油墨/ITO：柔性PCB插入接口。

5. 通过EMC测试建议 (FCC标准)

退耦电容

在MCU的VCC/GND间并联 0.1μF/1μF MLCC + 10μF/100μF MLCC，紧靠芯片放置，降低ESR。

较低LDO电压

选择较低LDO输出电压，提升信号容限。

正确铺地

空白区域使用1/4填充网格接地铜皮，感应走线两侧包地吸收辐射。优先采用双层PCB。

6. 元器件布局

芯片位置

触摸IC内部线长修正，但推荐放置在触摸板中央，使各感应通道走线长度均衡。

触控走线间距

感应焊盘走线与地间距增大可降寄生电容，推荐约为面板厚度的12%，权衡抗干扰性。

触摸通道串联电阻

位置：电阻靠近触摸芯片引脚。
取值依据：以PMS160B为例，100kHz工作频率，最大自电容243pF时，串联电阻 500Ω ~ 4kΩ。满足ESD、降低辐射。

灵敏度配置

• 灵敏度 ∝ 触控库功率值
• 灵敏度 ∝ 1/面板厚度
• 灵敏度 ∝ 触摸按键面积

7. PCB板走线

双面板走线

感应盘放顶层(TOP)紧贴面板，触摸芯片和走线放底层(BOTTOM)，避免干扰。

单面板走线

推荐用弹簧做感应盘，走线避免跳线，缩短路径。

线宽与布线规则

感应走线短而细。触控走线与数字信号间距≥4mm或垂直交叉；双层板避免两层触控线紧密平行。

8. 接地铜箔铺设

接地铜箔显著提升抗扰度。触控按键与接地铜箔间距推荐0.5×面板厚度，间距减小则抗干扰增强但灵敏度降低，反之亦然。

采用1/4网格接地铜皮 降低寄生电容，改善信噪比。可通过调整网格覆盖率平衡灵敏度与抗干扰。

双层PCB铺地细则

• 顶层：传感器周围铺设1/4网格铜，线宽8mil，网格64mil，覆盖率≤40% 。
• 底层：元器件可放在底层，避免传感器正下方；传感器下方同样铺设1/4网格隔离铜。

关键设计参数速查

✔️ 触摸PCB设计检查清单（实战干货）

在产品打样前逐项核对，可大幅降低触摸失效风险：

• □ 星形接地 — 触摸芯片地线是否单独连接到电源输入总接地点？
• □ 独立电源走线 — 触摸芯片VCC是否从电源输入点单独引出？
• □ 触摸盘紧贴面板 — 感应盘与面板之间无空气间隙（尤其是弹簧结构）。
• □ 感应盘面积 & 间距 — 面积 ≥ 12x12mm（典型），间距 ≥ 3mm 且 > 0.5×面板厚度。
• □ 退耦电容位置 — 0.1μF + 10μF 是否紧靠芯片 VCC/GND？
• □ 串联电阻 — 电阻是否紧贴触摸芯片引脚？阻值是否在 500Ω~4kΩ 范围内？
• □ 走线规则 — 感应走线是否短、细？与数字信号线是否保持 ≥4mm 间距或垂直交叉？
• □ 网格铜铺设 — 空白区域是否覆盖 1/4 网格地？覆盖率 ≤40% 且感应盘下方避免实体铜？
• □ CS电容（若使用 PMS164/PFC161） — 材质是否为 NPO/C0G？是否预留对地电容位？

❓ 触摸按键设计常见问题 FAQ

9. 电容式触摸MCU核心设计要素

本节内容基于应广科技官方应用笔记PMC-APN014《电容式触摸MCU设计需知》整理，与前述PCB布局指南互为补充，涵盖芯片级设计要点。

适用芯片

电容式感应触摸MCU适用于PMS164、PFC161等系列。

CS电容使用注意事项

• 灵敏度硬件调整主要手段：改变CS电容。
• CS电容接法：建议接VDD，抗干扰更佳；预留对地电容位。
• 电容材质：推荐NPO/C0G。
• 放电时间：CS电容调大时需确保放电时间足够。

芯片电源注意事项

• 使用稳压管供电 + 滤波电容。
• 必要时加RC滤波。

触摸程序开发注意事项

• 使用P-Touch软件生成按键程序。
• 注意触摸时钟频率及VREF设置。
• 软件滤波必须做。
• 触摸仿真使用5S-I-S02B。
• 抗干扰设置：TPS2寄存器Bit1-0建议设置为“Vref电容续电保持”。

10. 应广科技触控MCU产品系列概览

应广科技（Padauk Technology）提供丰富的微控制器产品线，涵盖OTP、MTP、触控专用、BLDC马达控制等系列。

主要产品系列

• M系列 (OTP MCU)：一次性可编程，成本敏感大批量应用。
• F系列 (MTP MCU)：多次可编程，便于调试。
• B系列 (Charger MCU)：充电管理专用。
• BLDC系列：马达控制专用。
• 触控型MCU：如PMS164（12键触摸OTP）、PFC161（MTP触控型）。

技术优势

• 高抗干扰能力（ESD/杂讯）。
• 多核FPPA架构支持并行处理。
• FPPA IDE + MiniC语言，开发门槛低。

典型应用领域

• 智能家电控制面板
• 人机交互设备
• 智能玩具与遥控装置
• 工业控制设备
• 直流无刷马达控制系统