1、PIXCIR投射電容式觸摸屏晶片觸控技術，特別是具有多點觸控能力的投射電容式觸控技術是下一代最具前景的輸入技術。iPhone的成功推出為投射電容式觸控技術的應用開拓了廣泛的空間，Windows 7則使人們看到了投射式電容觸摸屏在大尺寸上應用的曙光，促使包括電容式觸控晶片、電容式ITO玻璃和觸控顯示模組生產等相關產業(yè)快速發(fā)展。 國外眾多設計公司如Synatics、Cypress、Broadcom、Melfas、ST(意法半導體)、ADI、Alps和Elan等正在研發(fā)投射電容式觸控晶片，而在國內只有蘇州瀚瑞微電子有限公司(下稱Pixcir)在研發(fā)此類晶片。由于投射電容式多點觸控晶片技術難度大，迄今

2、為止僅有少數公司獲得了初步成功。 Pixcir于2008年成功的開發(fā)出擁有自主知識產權的高速低功耗投射電容式多點觸控晶片Tango S系列產品。 Pixcir所研發(fā)的觸控晶片目前處于國際領先水平，并擁有投射電容式觸控IC的完全自主知識產權。 該晶片具有“低功耗(典型功耗小于15uA)、掃描速度快(最高30,000線/秒)、抗干擾、無需外部元器件”等創(chuàng)新特點。是目前世界上已面世同類產品中掃描速度最快、功耗最低的晶片，抗干擾能力和識別率等指標也處于世界領先水平。可適用于ITO導電玻璃、FPC和PCB等不同的觸摸介質。圖1 抗干擾能力 在電容式觸摸屏的應用中，觸控晶片必須解決TFT-LCD週期反轉的

3、驅動信號對其影響的問題。為了解決這一難題，利用其多年TFT-LCD驅動晶片設計經驗，首先分析了TFT-LCD驅動信號的特點。 TFT-LCD驅動信號通常會在40-120uS之間要反轉一次，當信號反轉時對觸控信號影響最大，所以應避開信號反轉時刻對觸控線進行掃描，這就要求完成一次掃描的時間要遠遠小于TFT-LCD驅動信號的一個週期。圖2 然后，結合Tango掃描速度快和觸控識別演算法處理可解析出週期性干擾等特點，首家實現(xiàn)了將每一次的掃描時間控制在12uS以內的解決方案，從而有效避開強烈的反轉信號影響。請參考圖1。 支援大尺寸觸控螢幕 Windows 7的出現(xiàn)使投射式電容觸摸屏在電腦上的應用打開了想

4、像的閘門。眾所周知投射電容觸摸屏的尺寸越大，開發(fā)難度越大。目前根據世界上主流電容觸控IC開發(fā)的電容觸摸屏，多在4.3英寸以下，能夠開發(fā)出大尺寸，并能夠穩(wěn)定工作的寥寥無幾。 目前採用Tango S的方案開發(fā)出的電容觸摸屏的最大尺寸已經達到17.3英寸。并且採用Tango S 晶片開發(fā)的投射式電容觸摸屏已經通過了Microsoft Windows 7的認證。圖2為Pixcir方案開發(fā)的大尺寸的硬體結構示意圖。 應用設計 1、版圖設計 Tango S在大尺寸觸摸屏上的應用，其觸摸屏採用玻璃作為基材，選用典型的菱形結構。單面雙層，中間採用橋接絕緣形式，如圖3。圖3 在實際的製作工藝過程，第一次曝光要把

5、所有的菱形做出來。這樣可以避免套刻存在的精度問題，可以保證掃描線等間距，確保在實際應用過程有很好的線形度。如圖為第一次光刻的局部版圖。圖4 線形度一直是投射式電容觸摸屏的一個處理的難點，利用Pixcir的方案，就可以很好的解決此問題。另一個難點是邊緣問題，在下面會提到。根據觸摸的實際情況，其菱形對角線的尺寸推薦選用5mm左右。如圖5與圖6。圖5圖6 當其大于6mm的時候，當用手觸摸時，和相鄰的電極沒有產生足夠的感應電容，影響其定位的準確性和解析度。當其處于5mm左右的時候，就可以和相鄰電極產生足夠的感應電容，解析度可以達到512。2、邊緣處理 關于邊緣半個菱形的處理。為了保證電容的匹配性，在處

6、理邊緣菱形結構時，要保證其完整的半個菱形，如圖。圖7中的兩種邊緣處理方法是禁止的。圖7 這一點很重要，電容觸摸屏的邊緣是處理的難點。如果邊緣處理不好會造成邊緣的座標不淮，游標跳動等現(xiàn)象。 3、補償處理 由于採用C來作為有效資料，因此在邊緣要增加Dummy線來儘量保證線間電容的匹配性。 從圖和圖9兩種設計中可以看出，圖的設計更具有合理性。具有更加均勻的Raw data。圖8圖9 從菱形圖案到IC之間的佈線儘量在布在一側，且禁止出現(xiàn)線交叉現(xiàn)象出現(xiàn)。如圖10。圖10 在XY掃描線之間增加Dummy隔絕XY之間信號。且所有的Dummy線要連接到Tango的某一Pin腳上，并在軟體配置中予以聲明。如圖1

7、1。圖片11 4、阻抗控制 對于佈線的阻抗問題，Pixcir的方案并不嚴格要求低阻抗，只要保證每條掃描線的在范圍之內就可以。而線間的阻抗要求最小為109歐姆。這是Pixcir方案的又一優(yōu)勢所在。因為有的方案必須要求很低的阻抗，勢必導致ITO厚度增加，隨之而來的就是透過率的下降，這是作為顯示器件所不愿意見到的。 5、FPC接地鋪銅設計 FPC的接地鋪銅設計採用斜紋45度角，這樣既可以有效地避免靜電，又對RF信號有很好的遮罩。如圖12。圖12 軟體系統(tǒng) Tango用于採集觸控螢幕上的資料，通過SPI協(xié)定和MCU進行通訊，MCU將採集到的資料進行解析和計算，并以HID的格式向主機報告。圖13為MCU軟體及結構示意圖。