汽车空调控制器电容触控按键应用探讨
摘 要：车载空调控器现多采用传统的物理机械按键，本文主要针对另一种新型的按键类型——电容式触控按键的应用进行探讨，包括触控按键与传统按键优势比较，介绍电容式触控按键的结构、设计注意事项 ，可以给后续电容式触控按键结构设计提供参考。
关键词：传统按键；触控按键；设计注意事项
随着各种电容式触控电子产品的普及，触控产品给终端用户带来了便利性、科技感、时尚感。随着汽车在人民生活的的普及越来越广泛，汽车内饰必将受到消费的关注，而空调控制器作为车内必不可少的汽车零部件，产品的科技感、便利性以及必定会成为汽车卖点的一个很重要的影响因素。而空调控制器的按键面板风格产品很大程度上决定了消费者对产品的认可度。在汽车的空调控制器产品中，常见的按键基本上都为传统的物理按键，即需要通过按压按键，使其上下运动，以实现开和关的动作，从而触发空调控制器相应的功能运作。从主流车系的概念车形态变化上不难发现，触控按键必将成为下一代主推的方向，触控按键以其灵敏性、易操作性、科技感强以及时尚感强必将受到越来越多终端消费者的青睐。本文主要介绍电容式触控按键的结构以及结构设计注意事项。
1 传统按键与电容式触控按键的优劣性比较
控按键有如下优点（相对于传统按键）：
（1）寿命长，可靠性高；
（2）可以适应不同的面板外形；
（3）可以使用多种背光效果；
（4）由于采用非机械接触式开关，没有机械动作部件，面板可以做成密封式，可以有效的防水，防尘，防油污，防静电干扰。
传统物理按键：用久易按键力减弱、功能失效，表面易磨损，易进尘，结构设计繁琐。
触控按键优点：防尘、防水，无寿命限制，简约设计显档次，凸显科技感，引领潮流。
2 电容式触控按键的结构
电容式触控按键结构主要包括导电聚合物、导电引线、绝缘层、碳线接点、结构性薄膜；以下介绍各部分详细组成：
（1）导电聚合物：即我们常提到的ITO方案或PEDOT方案；
（2）导电引线：即触控膜片的走线；
（3）绝缘层：覆盖在表面的保护层；
（4）碳线接点：与FFC CON连接的接触点；
（5）结构性薄膜：触控片的底材。
ITO和PEDOT介绍：ITO主要用于制作液晶显示器、平板显示器、等离子显示器、触控屏、电子纸、有机发光二极管、以及太阳能电池、和抗静电镀膜还有EMI屏蔽的透明传导镀膜；PEDOT 是一种聚合物。 PEDOT具有分子结构简单、能隙小、电导率高等特点，被广泛用作有机薄膜太阳能电池材料、OLED材料、电致变色材料、透明电极材料等领域的研究。薄膜按键常用到的导电聚合物主要有两种方案，ITO和PEDOT ，我司现有供应商这两种方案都存在， 从工艺过程来看，ITO方案属于减法的过程，即在制作過程中整片膜片来料已自带ITO材料，把不需要导电的部分蚀刻掉，把需要导电部分的保留；相反，PEDOT方案则是加法的过程，即需要导电的部分才印刷，不需要导电部分不印刷。在实际应用上，由于ITO与PEDOT自身材料的特性，ITO偏脆，PEDO柔软性好，建议车载的产品采用PEDOT方案，ITO也有车载的方案，从行业信息来看，基于成本和工艺来看，后续PEDOT将会成为主流。
3 电容触控按键原理介绍
人的手指和按键的感应区，相当于平行电容的正负极；当人的手指靠近按键的感应区时，相当于电容正负极间的距离发生变化，导致电容的容值发生变化，触控芯片检测到电容值升高时后，输出开关信号。
电容式触控感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的电容器，此电容器有固定的电容值，有固定的充放电参数，电容值及频率是可以测量的。用手指或者触控笔接触按键，就会改变按键的电容值，充电放电周期就变化，触控按键芯片就可以检测到并侦测到触控动作。
4 电容触控按键结构设计注意事项
设计注意事项：
4.1 风格设计问题
前期客户给出风格图建议时，应避免风格是Y型或T型的布置，布置成Y型或T型从拼板的利用率方面考虑。
如要设计成Y型或T型的风格，则需要充分考虑拼板的利用率，以达到最优的方案，以上是方案更改示意。
4.2 单按键形状
按键形状对按键性能的影响非常重要，以下几种形状是推荐的按键形状的设计：推荐圆形、环形、正方形和长方形；需要尽量避免三角形或异响的形状，另外由于尖角会集中磁场，在设计中应尽量避免使用小于90度的尖角。
4.3 字符间距要求
考虑到操作的便利性，推荐按健字符间距为10mm以上（正常手指宽度为15mm），太窄易造成误触发；按键尺寸的范围可以从直径或边长5mm到15mm，以10mm使用场合最多，大的尺寸有利于增加覆盖层厚度；
按键走线边界到孔的外径需要>=1mm； 按键走线边界到字符边界一般>=1mm；每个按键到LENS边缘的距离最小为3mm；按键与按键间的距离最小保证2mm；
4.4 滑条状触控按键的形状和尺寸要求
5 结语
随着汽车工业的快速发展，电容式触控按键必将成为后续空调仪表的一个必然方向，对于电容式触控按键的结构应用设计必须重点关注以下几两个方面：（1）电容式触控按键的结构组成；（2）电容式触控按键的结构设计注意要点。
