在许多应用中,尤其是价格敏感的消费性产品,平板(或准平板)开关以及小键盘/键盘已经取代了传统的机械开关。所采用的技术包括阻性薄膜开关面板、压电开关面板以及基于电容感测的触控式面板。
薄膜开关
最简单的,也是最廉价的阻性薄膜开关由一个柔性的顶层、一个绝缘隔离片和位于其下的基板层所构成。在价格比机械式开关低廉的同时,可以严格地密封,而且其表面印制的图形有多种变化。
薄膜开关顶层的外表面通常印有图形或文字,其下表面则敷导电的图案,通常由银或碳质导电油墨印制。其下面的基板层也敷有与之相匹配的导电图案。当通过隔离片上的孔洞将两个导电层按压在一起,就相当于接通了开关。
薄膜开关的缺点:
. 薄膜开关上部所选用的覆盖物的刚度和厚度有着比较严格的限制。
. 由于机械运动带来的磨损,按键触感会随时间的流逝而逐渐降低。这就导致对于不同按键需要不同的力度和角度才能保证其可靠地接触。
压电开关
这种开关元件使用的是一个压电晶片。其表层,也就是使用者所看到的部分,可以印刷、盖制或压出所需要的资讯。压电晶片插入到一个冲压而成的绝缘层(套)中,这个绝缘层
又被夹到组成开关触点的两层导电薄片之间。最后,由一个承载盘支撑着整个组件。
与阻性薄膜开关相比,压电开关的一些优势表现在:
. 压电效应是一些特定的晶硅材料所具备的特性,包括天然的石英晶体及人造陶瓷材料,在这些材料上施加机械压力时,其晶格结构会产生和压力成正比的电压和电荷。
. 压电开关只需要几乎可以忽略的物理移动,通常在1μm 到10μm之间就能产生可用的开关电压或电荷。
. 是简单的施加外力而不是物理移动产生了开关元件的输出。
. 压电开关的结构与其他键盘技术相比其成本较为昂贵。
电容性感测器:机械按键
电容性按钮和开关分为两个基本类型:需要机械按键来触发的类型,只需要接近或触摸的类型。
按键触发型的结构相对比较复杂,包含了机械运动部件,但如何使其机械结构更加坚固是目前面临的挑战。
尽管如此,机械按键还是在PC机键盘上得到了广泛的应用。其上半片由印制有作为上部电极导电薄膜的塑胶膜片构成,下半片是一片带有作为电容单元下部电极的导电线路的印刷电路板。
现行触控式主流技术
现行触控式技术主要可区分为面板使用之触控技术,以及取代传统机械式或压电式按键的电容式触控技术。目前,全球主要的电容式触控技术的供应商主要有:Cypress、QRG、ATLab、Freescale、Microchip等公司。台系厂商则有义隆(eKT81, eFinger)、盛群;中资企业则有:Sigma Micro、启攀微电子等公司。
电容式触控技术目前提供的解决方案主要是以Touch Controller (含MCU)以及Touch Sensor两种形式出现。