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OEM 静電容量インターフェースエンジニアリングリソース

カスタム静電容量タッチパネル設計ガイド

カスタム静電容量タッチパネルは、完成したアートワークからではなく、設置された製品から逆算して設計するべきです。オペレーター、機能、タッチアーキテクチャ、カバースタック、アクティブおよびビューエリア、ディスプレイ、電極キャリア、コントローラー、テイル、コネクタ、グラウンドおよびシールド、ボンディング、筐体、フィードバック、環境、テスト状態、および受入証拠を、グラフィックや工具を固定する前に定義してください。

カバーレンズ、印刷、接着、窓、取り付け面
タッチターゲット、電極、テール、コントローラー、およびフィードバック
システムディスプレイ、ノイズ、グラウンド、シールド、エンクロージャ、および所有権
リリース図面、公差、プロトタイプ、証拠、および変更管理

JASPERのカスタム静電容量式タッチパネルは、印刷されたカバーや剛性のあるカバー、個別のタッチゾーンまたは大きな感知エリア、PCB/FPCやその他のセンサー構造、ディスプレイやLED機能、コネクタ、接着剤、ガスケット、前面パネルアセンブリを組み合わせることができます。見積もりには、コントローラー、ファームウェア、ディスプレイ、チューニング、EMC作業、機器の検証、最終的な規制承認の所有者を明記する必要があります。

カスタム静電容量式タッチパネルとは何ですか?

カスタム静電容量式タッチパネルとは、製品固有のカバー、感知ジオメトリ、電気接続、グラフィックス、エンクロージャ、および承認計画を中心に構築された物理的なオペレーターインターフェーススタックです。それは、可視レンズだけ、電極のデザインだけ、あるいは一般的なタッチスクリーンモジュールだけを意味するものではありません。

この用語は、いくつかの異なる製品を表すことができます:

購入者用語 実際の意味 主要設計所有者
静電容量式タッチスイッチ アイコンの下の1つの非移動感知ゾーン ボタン形状、カバー、コントローラー、フィードバック
静電容量式タッチキーパッド いくつかの個別ボタン、時にはスライダーやホイール付き ゾーン間隔、ルーティング、照明、ホスト動作
投影型静電容量パネル ディスプレイ上などの座標またはマルチタッチ検出領域 アクティブエリア、透明センサー、コントローラー、ディスプレイ統合
静電容量式HMI前面 カバー、グラフィック、タッチ、ディスプレイウィンドウ、照明、接着剤、ガスケット、接続を一体化した前面アセンブリ 機械、電気、光学、ソフトウェア、検証チーム
カバーガラスのみ 印刷されたガラス、アクリル、ポリカーボネート、またはセンサー電子部品なしのフィルム 外観、フィット感、印刷、接着、および購入者のセンサーとの互換性

購入範囲を図面および見積もりに記載してください。カバーのみのプロジェクトはチューンドタッチアセンブリとして説明してはいけません。センサーテイルアセンブリは、ディスプレイ、コントローラー、ホスト、および設置された動作が含まれていない限り、完全なHMIとして説明してはいけません。

インストール済みシステム境界から始める

フロントパネルは信号経路の一部です:

オペレーター、手袋、スタイラス、液体、または清掃接触
                         |
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カバー表面、コーティング、グラフィックス、および誘電体スタック
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タッチ電極または座標センサー
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テール、コネクタ、配線、グラウンド、シールド、および電源環境
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                         v
タッチコントローラー、ファームウェア、診断、およびホストインターフェース
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                         v
受理されたコマンド、拒否されたイベント、フィードバック、または異常応答

機械スタックは電気信号を変化させます。電気設計は、どの機械スタックが実用的かを変えます。ホストの動作によって、検出されたイベントが役立つのか、安全でないのか、混乱を招くのかが決まります。部門間でアートワークファイルを渡すのではなく、ひとつの設計会議でこれらの境界をレビューしてください。

レイアウト前に責任を割り当てる

早期に責任表を使用する:

作業項目 JASPER、購入者、または共有決定? 必要な証拠
カバー材、印刷、仕上げ、切り抜き 見積書に記載 承認済みの材料とアートワーク
センサーの構造と電極の配置 引用中の状態 制御されたセンサー描画
コントローラーの選択と調整 引用中の状態 デバイス、設定、ファームウェアリビジョン
ディスプレイおよび光学スタック 見積もり時の状態 ディスプレイ図面および設置済みスタック
テール、コネクタ、ピン配置、およびケーブル経路 共有 インターフェース図面および接続部品データ
接地、シールド、シャーシ、およびノイズ戦略 共有 システム回路図と筐体データ
水、手袋、清掃、および誤タッチ挙動 共有 状態表と検証マトリックス
最終設備適合性 通常は購入者/システム所有者 適用規格および合格システム報告書

使用しないタッチパネル含むこの表の代わりとして。

カバー、電極、テール、コントローラー、およびホストの応答を通じた静電容量タッチ入力からの信号経路
設置された信号経路は機械、電気、ファームウェア、およびホストの境界を横断します。各移行には所有者が必要です。
カスタム静電容量タッチパネルプロジェクトの責任マトリクス
見積もりと管理図面には、含まれる項目、共有項目、顧客提供項目、確認されていない項目のすべての所有者を記載する必要があります。

アートワークの前にセンシングアーキテクチャを選択する

表示されるアイコンは電極アーキテクチャを決定しません。必要な入力から始めてください。

必須入力 一般的な開始アーキテクチャ 解決すべき質問
1つ以上の固定コマンド 個別の自己容量または相互容量センサー ゾーン数、間隔、同時タッチ、フィードバック
リニア調整 スライダー電極 解像度、移動距離、端点動作、湿った手/手袋使用
ロータリー調整 ホイール電極 直径、中心除外、方向、加速度、フィードバック
カーソルまたは座標入力 タッチパッドまたは投影型静電容量マトリックス 有効領域、座標解像度、コントローラー、ホストマッピング
マルチタッチまたはジェスチャー入力 相互容量マトリックスおよび互換コントローラー タッチ数、ジェスチャー所有権、表示マッピング、ノイズ予算
近接または接近検出 専用近接電極および状態ロジック レンジターゲット、筐体、接地、誤起動動作

マイクロチップおよびテキサス・インスツルメンツは、センサーの形状、カバー、配線、シールド、およびコントローラーの動作を独立した部品ではなく、関連する設計入力として扱います。[6][7] コントローラーの参照設計は出発点になり得ますが、すべてのカバー、ディスプレイ、筐体、または入力条件に対する製造図ではありません。

ボタン、スライダー、ホイール、タッチパッド、座標タッチ、近接のための静電容量センサーアーキテクチャのオプション
可視アートワークをリリースする前に、必要な入力とシステム境界からセンシングアーキテクチャを選択してください。

アクティブエリア、表示エリア、タッチターゲットを別々に定義する

単語アクティブエリアしばしば3つの異なる形状を隠します:

  • 表示ビューエリア:遮られてはいけない可視画像。
  • タッチアクティブエリア:座標検知が有効な領域。
  • ユーザータッチターゲット:オペレーターに提示されるアイコン、ボタン、スライダー、ホイール、またはジェスチャー領域。

表示の有効領域、クリアアパーチャ、ブラックマスク開口部、センサーボーダー、ベゼル重なり、接着ボーダー、機械的開口部も存在する場合があります。これらは互換性がありません。

1つの座標系を使用する

主要な基準点と原点を選択します。同じ基準から次の寸法を測定してください:

  • カバーの外形と角の半径;
  • 表示ビューとアクティブ領域;
  • タッチアクティブ領域;
  • アイコンの中心とタッチターゲット;
  • 電極またはマトリックスの起源;
  • 透明および印刷されたウィンドウ;
  • LED およびデッドフロント機能;
  • 接着剤およびガスケットの境界;
  • ハウジングの開口部およびベゼルの重なり;
  • テール出口とコネクタの向き。

工業デザインのアートワークがカバーの中心を使用し、表示用図面が一つの角を使用し、センサーファイルが別の原点を使用する場合、それぞれのファイルが内部的に正しくても、位置合わせの誤差が発生しやすくなる。

要求事項にエッジ挙動を含める

座標センサーは、中央、端、および角で同一の動作をしない場合があります。ベゼル、接地部、金属壁、ディスプレイの端、または他の電極の近くにある個別キーも異なる動作をすることがあります。端および角のターゲットが必要か、除外するか、拡大するか、またはユーザーインターフェースで処理するかを定義してください。最も簡単な中央のタッチのみを承認してはいけません。

ディスプレイ表示領域、タッチアクティブ領域、ユーザーターゲット、マスク、ベゼル、接着剤を分けた静電容量パネル図面
ディスプレイ、タッチ、ユーザー、マスク、ボンド、およびエンクロージャの形状を区別したまま、1つの基準系を使用してください。

カバーレンズをセンサーの一部として設計する

カバーは、ユーザーと電極の間にある誘電層です。その材料、厚さ、コーティング、印刷、接着剤、空気隙間、曲率、および製造ばらつきはすべて結合に影響します。

マイクロチップ社は、カバー距離を増やすとタッチ結合が減少し、感度に必要な電極形状が変わることを文書で示しています。[6] 有用なルールは普遍的な寸法ではなく、関係性です。電極サイズは、選択されたコントローラー、入力物体、カバースタック、間隔、およびノイズ環境に合わせて設計する必要があります。

実際の製品要件に基づいてカバールートを比較してください

カバールート 役立つ場合 選択前の確認
型ガラス 剛性のある光学ウィンドウ、硬質フロント、セカンドサーフェスグラフィック、または高級外観が必要です エッジ処理、衝撃目標、重量、印刷、強化、接着、ディスプレイ光学
アクリルまたはPMMA 加工および印刷の柔軟性を備えた剛性透明プラスチックレンズが望ましい 傷防止、化学物質への曝露、光学的要件、平坦性、温度、接着互換性
ポリカーボネート 耐衝撃性と成形プラスチック構造が重要です ハードコート、化学物質リスト、光学品質、印刷、成形または加工、寸法安定性
PET または PC フィルムオーバーレイ 薄く柔軟な印刷面は、剛性のあるセンサーまたは筐体によって支持されます 支持面平坦性、接着剤、印刷積層、窓の透明度、取り扱い、エッジシール

JASPER の電流静電容量式タッチスイッチ ガイド広範なカバー、センサー、接地、照明、湿気、エンクロージャの質問を紹介します。本リソースは、制御図面パッケージおよび生産移行についてさらに深く掘り下げます。

完全な誘電体スタックを指定してください

公称カバー以上を記録する:

ユーザー接触
    |
表面コーティングまたはテクスチャ
    |
カバー基板
    |
裏面印刷、ブラックマスク、またはデッドフロントインク
    |
接着剤、光学接着剤、充填材、または意図的なギャップ
    |
センサー基板および電極

代替インク、ラベル、接着キャリア、保護フィルムの残留、または局所的な空気ポケットはスタックを変化させる可能性があります。テキサス・インスツルメンツは、接着剤、ラベル、インク、移行材料、空気ギャップは静電容量機械設計に属し、アーキテクチャが誘電体を期待する場所ではスタックは非導電性のままであるべきであると指摘しています.[7]

カバー、プリント、接着剤、センサー、シールド、ディスプレイ、およびエンクロージャーを示す静電容量式タッチパネルスタック
概念的なスタックのみ。ローカルプリントのビルド、接着剤、気泡、導電性材料、およびサポート条件がフィールドに影響します。

インクの境界、窓、およびデッドフロントグラフィックを制御する

アートワークは機能的なジオメトリです。これにより、オペレーターが見るものを制御でき、センサー上のローカルスタックを変更することもできます。

定義:

  • 目に見える色と表面仕上げ;
  • 二次面印刷または一次面印刷;
  • ブラックマスクおよび表示ウィンドウの境界;
  • 点灯および消灯状態でのデッドフロントアイコンの伝達;
  • 透明、着色、拡散、または選択テクスチャ領域;
  • カバー、センサー、ディスプレイ、およびLEDへの印刷合わせ;
  • 導電性、金属、鏡面、または特殊インクの制約;
  • 許容されるピンホール、エッジライト、ハロー、および外観上の欠陥;
  • 必要に応じたカラーマスター、計測方法、および閲覧条件。

金属のように見えるグラフィックは、明確な材料レビューが必要です。導電性材料を使用した視覚効果は、通常の非導電性プリントとは異なる方法で電場と相互作用する可能性があります。電気的レビューなしで、遅れて導入された装飾的代替品を生産に入れないでください。

アイコンと電極は、別々の制御レイヤーとして保持してください

アイコンの中心は意図したタッチターゲットに合わせる必要がありますが、電極が装飾的な輪郭をすべてコピーする必要はありません。電極は結合と分離のために設計されています。アートワークはコミュニケーションのために設計されています。片方のファイルをもう一方に変換するのではなく、共通の基準を通じてその関係性を固定してください。

制御されていない空気ギャップと接着のばらつきを排除する

空気ギャップは、機械図面で単に空のスペースであるわけではありません。それは誘電経路を変え、パネル全体で変化する可能性があります。テキサス・インスツルメンツは、意図しない低誘電空気ギャップを排除することを主要な積層目標として特定しています。[7]

レビュー:

  • 接着が全面、周囲、局所、またはなしであるか;
  • センサーがカバーに対してサポートされているか;
  • 接着剤の厚さと許容差;
  • 局所印刷工程とインクの積層;
  • 切り抜きと窓の遷移;
  • ほこり、しわ、気泡、閉じ込められた水分、ライナーの除去;
  • カバーとセンサーの平坦性;
  • 組立圧力および硬化条件;
  • 手直し方法および損傷リスク.

意図的な表示用エアギャップは有効です。制御されていないセンサーとカバーの間のギャップは別の問題です。各ギャップに機能、標準スタック、高さ許容差、および検査方法を設定してください。

実際のスタックに基づいて電極を設計する

カバー、入力対象、コントローラー、接地環境、および隣接する部品が確認される前に、電極パターンを承認しないでください。

個別ボタン

確認:

  • タッチターゲットおよび予想される指先の接触;
  • カバースタックおよび局所印刷;
  • センサーのサイズと形状;
  • 隣接するセンサーまでの距離;
  • 端やベゼルの近接;
  • トレース接続;
  • LED の穴やバックライト;
  • センサーの下や周囲の接地、シールド、ディスプレイ、および金属;
  • 手袋、濡れ、清掃、および偶発的接触の状態。

センサーを大きくすることは万能の対策ではありません。それは寄生静電容量、隣接結合、空間選択性、および水の応答を変える可能性があります。コントローラーの指示と測定された設計余裕を使用してください。

スライダーとホイール

使用可能な移動距離、分解能、方向、終了動作、中心またはデッドリージョン、補間方法、およびフィードバックを指定します。カバー積層物で完全な電極ピッチとクロスオーバー動作を確認します。装飾用リングや線はスライダの仕様ではありません。

座標および透過型センサー

ディスプレイのタッチエリアの場合、以下を定義します:

  • タッチとディスプレイのアクティブエリアの関係;
  • 境界および配線ゾーン;
  • センサーの向き;
  • コネクタ側;
  • 透明導体またはセンサー構造;
  • 光学スタック;
  • コントローラチャネルおよびマトリックスの互換性;
  • 座標原点、回転、およびホストマッピング;
  • エッジおよびコーナーの精度要件;
  • 許容される遮蔽、パターンの可視性、かすみ、および外観基準。

電子およびインダストリアルデザインチームは、ファームウェア統合前に縦向き/横向きの回転と座標方向について合意する必要があります。

トレース、テイル、およびコネクタが意図しないセンサーにならないようにする

センサー接続線は小さな容量性信号を運びます。その長さ、形状、隣接する要素、基板、コネクタ、およびノイズ曝露が電気設計に影響します。

テキサス・インスツルメンツは、可能な場合はセンサー接続を短くすることを推奨しており、コネクタが寄生容量とノイズ配置のトレードオフを追加することを指摘しています。[7] これは、すべてのリモートセンサーが不可能であることを意味するわけではありません。テイルとコネクタは、センサー回路の一部として設計する必要があるということです。

テイルを何が横切るかを決定する

二つの一般的な境界は次の通りです:

リモート生センサー:
電極 -> テイル/コネクタ -> ホスト上のコントローラ PCB

ローカルタッチコントローラ:
電極 -> 近くのコントローラ -> ホストへの電源およびデジタルインターフェース

最初の方法はパネルの電子機器を簡素化するかもしれませんが、センサーの生のラインをテイルの長さ、コネクタ、ホストの配置、およびシステムノイズにさらします。二つ目の方法はセンサー経路を短くすることができますが、コントローラの配置、電源、ファームウェア、プログラミング、診断、組み立て責任をパネルに追加します。機械的なテイルルートが確定する前に両方を比較してください。

リモート生静電容量センサーラインとローカルタッチコントローラパネルアーキテクチャの比較
リモートコントローラとローカルコントローラは、それぞれ異なる信号、ファームウェア、電源、診断、およびライフサイクル責任を移動させます。

これらの詳細をテイル図面に記入してください

  • 基材および銅または導体構造;
  • 導体の数と機能;
  • 接点側とコネクタの向き;
  • ピン番号と接続するコネクタ;
  • 補強材、露出接点、挿入領域;
  • 選択した構造からの許容最小曲げ領域;
  • 動的使用と一度きりの曲げ使用;
  • クリアランス、折り方向、接着剤の制限;
  • ひずみ緩和および筐体の挟み込みポイント;
  • 適用可能な場合のシールドまたは接地機能;
  • テール出口シールおよびサービスルート;
  • 電気試験点および連続性基準。

感知およびコントローラー構造への影響を確認せずに、メンブレンスイッチのテール詳細を静電容量センサーにコピーしないでください。

コントローラーの位置とインターフェースの所有権を早期に決定する

コントローラーは購入時の後回しではありません。それは、センサーのサポート、チャネル数、自己容量式または相互容量式の選択肢、スキャン動作、ノイズ機能、チューニングツール、通信、診断、更新方法、および生産プログラミングを決定します。

記録:

コントローラーの決定 記録すべき内容
デバイスおよびバリアント 正確な部品または承認済みの代替リスト
センサーマッピング 電極からチャンネルへの割り当ておよび予約チャンネル
電源 供給、起動、スリープ、ウェイク、およびブラウンアウト動作
ホストインターフェース I2C、SPI、UART、GPIO、割り込み、またはその他合意されたインターフェース
ファームウェアの所有権 ソース、バイナリ、プログラミング、バージョン管理、および変更承認
構成 ベースライン、しきい値、フィルター、状態ロジック、および生産ファイル
診断 生データ、ステータス、故障、リセット理由、テストアクセス
キャリブレーション 工場出荷時、起動時、現場、または固定構成の境界
更新経路 コネクタ、ブートローダー、治具、またはフィールド未更新の判断

もしJASPERが物理パネルのみを提供する場合、購入者はセンサーリリース前にコントローラの制約を提供しなければなりません。コントローラボードやプログラム済みのアセンブリが含まれる場合、見積もりにはファームウェア、プログラミング、テスト、およびライフサイクル責任を定義する必要があります。

ディスプレイ、グラウンド、シールド、金属、およびノイズを一緒に確認する

孤立したベンチで合格する設計でも、生産ディスプレイ、充電器、モータードライブ、無線、金属ベゼル、シャーシ、またはケーブルの近くでは失敗することがあります。

マイクロチップ社は、シールドをEMIや非対象トレースおよび領域へのタッチによる意図しない動作を低減する手段として説明しています。[6] シールドの種類および駆動方法はコントローラ固有です。グランドプレーン、パッシブシールド、アクティブシールド、ガード、シャーシ接続は異なるツールです。

ノイズおよび導体マップを作成する

1つのアセンブリ図にマークする:

  • 外形および電子部品を表示する;
  • 高電流LEDおよびバックライト経路;
  • スイッチングレギュレーター;
  • モーター、リレー、ヒーター、ラジオ、アンテナ、および高速ライン;
  • 金属ベゼル、シャーシ、ファスナー、ブラケット、および装飾用金属;
  • 接地およびシールド接続;
  • ESD対応のアクセス可能なエッジ、縫い目、ポート、およびテール出口;
  • センサートレースおよびコントローラー;
  • 試験と設置の間で移動するケーブル。

次に、どの項目が加害者、被害者、参照、または障害物であるかを特定します。習慣的にどこにでもグラウンドを追加しないでください;近くのグラウンドでも感度を低下させ、電場を変化させることがあります。

静電容量式タッチパネル、ディスプレイ、金属ベゼル、グラウンド、シールド、およびコントローラ周辺のノイズと導体マップ
概念図のみです。加害者、被害者、参照、および障害物は、選択されたコントローラーおよび設置される機器によって異なります。

EMCおよびESDを設置済み機器の試験として扱う

パネルは、カバー、配線、シールド、接地、コントローラーの選択、フィルタリング、および筐体設計を通じて耐性戦略をサポートできます。最終的なEMCおよびESDの性能は、完全に通電した機器および該当する製品規格に帰属します。連続性またはタッチ機能のチェックに合格しても、EMCの認証とはなりません。

照明と操作フィードバックをタッチで統合する

静電容量キーには移動距離やクリック感はありません。設計には、作業に適した視覚的、聴覚的、触覚的、またはホストからのフィードバックが必要です。

ISO 9241-210は、ハードウェアとソフトウェアを同じヒューマンシステムインタラクションライフサイクルの一部として扱います。[8] タッチパネルの場合、センサー検出とホストフィードバックは1つの操作体験として検証する必要があります。

調整:

  • LEDの位置と現在の経路;
  • ライトガイド、ディフューザー、リフレクター、および遮光層;
  • デッドフロントアイコンの透過;
  • 表示アニメーションまたは状態変化;
  • オーディオまたは触覚による確認;
  • フィードバックの遅延;
  • 受け入れ、拒否、無効、濡れ、清掃、および故障状態;
  • ナイトモードおよび意図しない光漏れ;
  • 照明機能周りのセンサー配線。

その静電容量式タッチコントロールパネルのケースフレームワークは、オーバーレイ、センサー、照明、エンクロージャ、接地、および購入者の電子機器を一緒に検討する必要がある理由を示しています。これは計画のためのフレームワークであり、普遍的なタッチや照明結果の証明ではありません。

水、手袋、清掃、および環境をテスト状態として定義する

濡れた状態で作業するおよび手袋を着用して作業するは要求事項を示すものではありません。実際の状態を名前で示してください:

  • 承認された素手および手袋着用の入力オブジェクト;
  • 乾燥、湿潤、濡れ、汚染、経年の手袋状態;
  • 液滴、膜、流出、たまり、結露、拭き取り、および乾燥回復;
  • 清掃材料、方法、期間、およびロックアウトの動作;
  • 操作員の姿勢および対象の位置;
  • 温度、湿度、電源、表示装置および筐体の状態;
  • 必要な受理、却下、無効、および故障時の応答.

このリソースは設計パッケージ内のこれらの状態を記録しますが、普遍的な閾値や手袋モードを規定するものではありません。コントローラー、センサー、カバー、接地、エンクロージャ、状態ロジック、および設置された検証は、合意された動作をサポートする必要があります。

ボンディング、ガスケット、ベゼル、およびテール出口を1つの境界として設計する

滑らかな前面は自動的に環境シールではありません。

定義:

  • カバーの重なりとベゼルのサポート;
  • 接着剤またはガスケットの形状;
  • 圧縮および組み立ての順序;
  • ハウジングの素材と表面処理;
  • 角、切り欠き、表示ウィンドウ、穴、局所的な中断;
  • テール出口とコネクタ経路;
  • 排水、傾斜、プール領域;
  • 手直しまたは交換方法;
  • 洗浄用化学薬品および環境曝露;
  • 完全なエンクロージャ試験対象。

IEC 60529は、エンクロージャによって提供される保護を分類します。[9] 緩いカバー、電極、接着リング、またはタッチパネルには、正確に供給されたアセンブリおよび境界が試験対象でない限り、IP等級を割り当てないでください。顧客のエンクロージャがシールを完成させるかどうかを明記してください。

ベゼル、ガスケット、接着剤、テール出口、およびエンクロージャー周辺の静電容量パネルの接合およびシーリングの詳細
浸入および結合の挙動は、圧縮、開口部、端、テールルートを含む、指定されたエンクロージャアセンブリに属します。

一つの管理図面パッケージを作成する

図面パッケージは、分野間の製作契約です。

ファイルまたはシート 最小内容
機械用カバードローイング 外形、厚さ、穴、縁、曲率、基準、許容差、仕上げ
アートワーク 色、レイヤー、ウィンドウ、デッドフロント状態、アイコンの中心、方向、改訂
スタックアップ カバー、印刷、ボンド、センサー、シールド、ディスプレイ、ガスケット、エンクロージャーインターフェース
センサー図面 アーキテクチャ、電極、配線、原点、アクティブ領域、キープアウト、コントローラーマッピング
テールとコネクタ アウトライン、ピン配置、接点面、ステフナー、曲げとキープアウトゾーン、嵌合部品
ディスプレイ/インターフェース図面 ビュー領域、アクティブ領域、境界、方向、取り付け、ノイズ/接地の想定
電気的境界 コントローラ、電源、ホストインターフェイス、接地、シールド、プログラミング、診断
接合/シーリング図面 接着剤/ガスケットの形状、表面、ライナー、テール出口、組立手順
検査計画 寸法、見た目、位置合わせ、導通、照明、タッチ機能
検証計画 状態、サンプル、繰り返し、環境、期待される反応、証拠
梱包および取り扱い 保護フィルム、ライナー、トレイ、曲げ保護、ラベル、該当する場合はESDコントロール

管理された閲覧にはPDFを使用し、製造にはネイティブのCAD/アートワーク形式を使用してください。アートワークの出力が変わる可能性のあるソフトウェアのバージョンやフォントを記録してください。スクリーンショットやフラット化された画像では、登録された印刷層やセンサー層を製造するには不十分です。

カスタム静電容量式タッチパネル用制御図面パッケージ
機械、アートワーク、スタック、センサー、テール、電気、接合、検査、検証、梱包の各ファイルは、1つのリビジョンシステムで管理する必要があります。

層間の公差累積を管理する

公差レビューは1つの質問に答えるべきです:最悪の許容組み合わせでも、組み立て可能で、見た目が正しく、タッチ動作を満たすことができるか?

ハウジングの基準面
  + エンクロージャ開口部と凹み
  + 接着剤またはガスケットの位置
  + カバーの輪郭と印刷位置
  + センサーの位置合わせ
  + ディスプレイの位置
  + テールの出口とコネクタの経路
  = 組み付け後の視覚的、機械的、センサーの関係

個別の寸法ではなく、機能チェーンをレビューする

重要なチェーンには以下が含まれます:

  • ウィンドウをクリアにし、黒いマスクを表示する画像;
  • アイコンの中心から電極の中心へ;
  • 電極の境界から金属のベゼルまたは接地へ;
  • LED をアイコンとディフューザーの中心に合わせる;
  • 接着境界を窓、センサー、およびパネル端に合わせる;
  • テールをエンクロージャスロットに出し、経路を曲げる;
  • コネクタを対応するPCBに接続し、サービスアクセスを行う;
  • カバーの平坦性に接着剤のばらつきとセンサーのサポートを加える;
  • ガスケットの圧縮に加え、ベゼルとハウジングの公差。

見た目がプロフェッショナルだからといって厳しい公差を割り当てないでください。機能チェーン、プロセス能力、検査方法、コストで正当化できる場合に割り当ててください。重要機能寸法にマークを付け、すべての外観および電気的特徴を同等に検査扱いしないようにします。

静電容量パネルのウィンドウ、アイコン、電極、LED、テイル、ガスケット、筐体の機能許容チェーン
各寸法を個別に承認するのではなく、組み合わせ層間で許容される最悪の関係を確認してください。

1つのきれいなサンプルを承認するのではなく、段階的にプロトタイプを作成する

JASPERの現在のプロトタイピングページ主にメンブレンスイッチに焦点を当てていますが、その基本原則は同じです:プロトタイプは視覚的なサンプルだけでなく、リスク削減のツールです。正確なPCAPプロトタイプとテスト能力は、プロジェクトごとに確認する必要があります。

ステージ1:構成とセンサー試験片

代表的なカバー素材、コントローラー、センサーの形状、グラウンド、および既知の入力オブジェクトを使用して、コンセプトに有用なマージンがあるかどうかをテストします。この段階では、最終的な光学系、筐体、耐水性能、または量産組み立ては承認されません。

ステージ2:生産用フロントスタック

実際のプリント、ボンド、センサーキャリア、テール、コネクタ、照明、ディスプレイの関係を追加します。登録、スタックの変動、視覚的品質、およびタッチの動作を確認します。手作りのサンプルは生産プロセスと異なる場合があるため、その差異を記録してください。

ステージ3:組付け・通電状態の機器

実際の筐体にパネルを設置し、生産用ディスプレイ、電源、接地、金属、ケーブル、ホストファームウェア、フィードバック、および環境状態を含めます。中心、端、角、隣接、迅速、保持、無効、水、手袋、清掃、起動、および復旧ケースを操作してください。

ステージ4:生産およびライフサイクル証拠

複数のビルド、許可された材料およびプロセスの変動、繰り返しの組立、環境、経年劣化、清掃、サイクル、輸送、およびプロジェクトで要求されるサービスアクションをテストする。証拠が確認された後にのみ、図面、コントローラー構成、ファームウェア、検査、および変更管理を確定する。

四段階カスタム静電容量タッチパネル試作および検証計画
各プロトタイプ段階は異なるリスクの質問に答え、承認できない事項を明示する必要がある。

検証およびサンプル承認マトリックスを作成する

外観、機構、電気的完全性、センシング、ホスト動作、環境、および文書を区別する。

領域 例示条件 期待される証拠
寸法と適合 カバー、窓、テール、コネクタ、筐体 図面改訂に基づく測定値
印刷および光学 点灯/消灯アイコン、窓、マスク、色、欠陥 承認済みマスターと検査記録
接着とシール 表面処理、ライナー、気泡、ガスケット、テール出口 組立記録と定義された境界テスト
電気 導通、ピン配置、ショート、電源、通信 テスト結果と治具改訂
タッチ すべてのターゲット、エッジ/コーナー、隣接、ホールド、連続操作 生データ/処理済みデータおよび受け入れられた動作
無効な入力 手のひら、袖、道具、水状態、意図しない領域 拒否された、無効化された、または故障応答
表示/ノイズ 表示状態、充電、無線、モーター、LED 最悪の承認済みモードでの安定動作
起動/回復 電源循環、リセット、ウェットスタートアップ、切断 定義済みの安全状態と回復結果
環境 許可された温度、湿度、清掃、紫外線、振動 プロジェクト固有のテスト記録
生産バリエーション 複数のカバー、センサー、接合部、コントローラー、アセンブリ 配布、制限、および承認決定
文書 図面、BOM、ファームウェア、構成、テスト計画 一致する改訂セット

回避サンプル承認済み条件なし。承認には、サンプルID、図面およびアートワークの改訂、コントローラおよびファームウェアバージョン、ディスプレイ、筐体、テスト状態、逸脱、および必要な生産変更を明記する必要があります。

カスタム静電容量タッチパネルの検証およびサンプル承認マトリックス
必要なすべての状態について、条件、サンプル、ハードウェアおよびファームウェアの改訂、期待結果、証拠、逸脱、および承認を記録してください。

製造上・設計上の変更を管理下に置く

一見同等の代替でも、センシング、光学、接着、またはノイズに影響を与える可能性があります。

次の項目への変更を管理してください:

  • サプライヤー、材料、コーティング、厚さ、強化、および平面度;
  • インクシステム、印刷順序、不透明度、金属含有量、および硬化;
  • 接着剤、ガスケット、ライナー、厚さ、およびダイカット形状;
  • センサー基板、導体、トレース形状、シートまたは層の特性;
  • PCB/FPC積層、銅、はんだマスク、シールド、およびコネクタ;
  • コントローラーデバイス、ファームウェア、構成、プログラミング、およびテストフィクスチャ;
  • ディスプレイ、バックライト、ケーブル、電源、およびホストPCB;
  • 筐体、ベゼル、金属、ファスナー、接地、および組立工程;
  • 清掃製品、手袋、環境、または要求される行動;
  • 梱包、保護フィルム、保管、および輸送。

その静電容量式タッチパネル製造ページJASPER の現在のオーバーレイ、センサー、PCB/FPC、照明、接着剤、コネクタ、検査、および組立レビューの範囲について説明します。プロジェクト固有のコントローラ、ファームウェア、工程能力、試験装置、認証、製造制限については、まだ書面による確認が必要です。

一般的な設計上の失敗とより良いレビューの質問

失敗パターン なぜ発生するのか より良い質問
アートワークはセンサーによるレビュー前に固定されます アイコン、ウィンドウ、LED、およびベゼルが検出スペースを消費します 実際のスタックとコントローラーにはどの形状が必要ですか?
ベンチサンプルは合格し、設置されたユニットは失敗します ディスプレイ、金属、電源、接地、ケーブルを交換しました どの取り付けモードが最も信号とノイズを悪化させますか?
カバーは基板のみで指定されています 印刷、接着、隙間、コーティング、変動は省略されました 完全な誘電体スタックは何ですか?
タッチターゲットとアクティブエリアが混同されている ディスプレイ、センサー、UIの図面で境界が異なる どのエリアが表示され、検知され、操作可能か?
長い生センサーテールが後で追加された コネクタとケーブルの寄生成分が無視された コントローラーはセンサーに近づけるべきですか?
グラウンドまたはシールドは他の設計からコピーされたものです 電界とコントローラーの違いは無視されました どのリファレンス、シールド、ノイズ問題を解決する必要がありますか?
金属プリントは承認後に変更されます 装飾用インクは化粧目的のみで扱われました センサーの上のすべての層は電気的に互換性がありますか?
ユニットごとに空気ポケットが異なります 接着サポートと平坦性は管理されていませんでした センサーからカバーへの経路はどのように組み立てられ、検査されますか?
防水性は平らな面から主張されています テール、エッジ、ガスケット、および筐体の境界は省略されました どの正確な筐体が、どのターゲットに対してテストされますか?
手袋使用または濡れた使用が1つのチェックボックスです 実際の状態と回復動作は定義されていません どの入力を受け入れ、拒否し、無効にし、または報告する必要がありますか?
生データや診断アクセスは存在しません 最終的なボタンイベントのみが公開されました 検証および製造中の障害を説明する証拠は何ですか?
1つのサンプルがゴールデンユニットになる 変動と変更管理はテストされなかった どのビルドと限界が許容可能な生産を定義するのか?
一般的なカスタム静電容量タッチパネル設計の故障診断マップ
障害パターンを利用してより良いシステムの質問を行う; 1つのコントローラー設定を普遍的な解決策として扱わない。

OEM 入力チェックリスト

機械、電気、光学、及び生産レビューが同じ部品を記述できるように十分な情報を送信してください。

製品および操作員

  • 機器と適用
  • 操作員の姿勢と視距離
  • 素手の指、手袋、スタイラス、液体、不正入力;
  • 必要なフィードバック;
  • 安全関連または障害状態;
  • 清掃およびサービス方法.

機械的および視覚的

  • カバーの輪郭、材料のコンセプト、厚さ、仕上げ、縁、および取り付け;
  • アートワーク、色、アイコン、表示窓、デッドフロントおよびバックライト状態;
  • エンクロージャのCAD、ベゼル、凹部、金属、ファスナー、および基準点;
  • ディスプレイ図面、向き、表示領域、およびアクティブ領域;
  • 接着剤、ガスケット、表面、端子の出口、および組立手順。

タッチおよび電気的

  • 個別キー、スライダー、ホイール、タッチパッド、座標エリア、またはマルチタッチ;
  • タッチターゲットおよびアクティブエリアの形状;
  • コントローラー候補およびセンシングアーキテクチャ;
  • 電極キャリアおよび配線コンセプト;
  • テール、コネクタ、ピン配置、接続部品、およびケーブルルート;
  • 電源、ホストインターフェース、ファームウェア所有権、プログラミング、診断;
  • 接地、シールド、シャーシ、ディスプレイ、ノイズ源、EMC/ESDターゲット.

検証および商業

  • 必要な受け入れ、却下、ロックアウト、回復、および故障の動作;
  • 環境および適用される機器基準;
  • プロトタイプの目的および承認マトリックス;
  • サンプル、繰り返し、製造のばらつき、およびライフサイクル条件;
  • 重要寸法および検査方法;
  • 年間数量、使用寿命、包装、および追跡可能性;
  • 適用範囲の除外および顧客提供部品。

現在のJASPER 静電容量式タッチ設計チェックリスト PDFは最初のファイルレビューをサポートできます。管理されたプロジェクト図面と検証計画が権限を持ち続けます。

OEM カスタム静電容量式タッチパネル設計レビューのための入力チェックリスト
製品、機械、タッチ、電気、環境、検証、および商業的な入力が一致すると、最初のレビューはより迅速です。

金型または生産リリース前の停止条件

次のいずれかが不明な場合はリリースを停止してください:

  1. 購入したアセンブリの境界が記載されていません。
  2. カバー、プリント、接着剤、隙間、およびセンサーが1つの管理された積層になっていません。
  3. ディスプレイの表示領域、タッチの有効領域、およびユーザーターゲットが混在しています。
  4. センサーアーキテクチャまたはコントローラーは、まだ未定の将来の決定事項です。
  5. テール、コネクタ、グラウンド、シールド、金属、またはディスプレイのノイズデータが欠落しています。
  6. アートワークとセンサーファイルは基準点やリビジョン管理を共有していません。
  7. 水、手袋、クリーニング、無効な入力、フィードバック、およびリカバリ状態が不明確です。
  8. エンクロージャ、テール出口、テスト境界なしでシールが主張されています。
  9. プロトタイプは承認された生産スタックを代表していません。
  10. サンプル承認にはID、修正、条件、証拠、または逸脱が欠けています。
  11. 製造の代替は、目視および光学的な確認なしで行われる可能性があります。
  12. JASPER と購入者の責任は、見積もりと図面で異なります。

よくある質問

カスタム静電容量式タッチパネルにはどのファイルを送るべきですか?

カバーと筐体の図面、ネイティブアートワーク、ディスプレイの輪郭、タッチターゲット、センサーまたはコントローラーの制約、スタックアップ、テールとコネクタの詳細、グラウンド/ノイズ情報、環境、検証状態、予想数量を送ってください。スケッチは議論を始めるには良いですが、量産には管理されたファイルが必要です。

ガラス、アクリル、またはポリカーボネートを通して静電容量式タッチは機能しますか?

はい、コントローラー、電極の形状、完全な誘電体スタック、入力対象、接地、ノイズおよび設置時の検証がそれをサポートする場合は可能です。電極をカバー材だけで選択しないでください。

すべての静電容量式パネルに透明なITOセンサーが必要ですか?

いいえ。ディスクリートボタン、スライダー、およびホイールは、グラフィックスの背後に不透明なPCB、FPC、または印刷センサー構造を使用できます。表示座標エリアには透明センサーが必要な場合があります。光学およびセンサーのアーキテクチャが決定します。

タッチコントローラーはパネル上に配置するべきですか、それともメインのPCB上に配置するべきですか?

どちらも有効です。リモートコントローラーは、ロングテールとコネクタに生のセンサーラインを露出させる場合があります。ローカルコントローラーはこれらの経路を短くしますが、パネルに電力、ファームウェア、プログラミング、通信、およびライフサイクルの責任を追加します。システム全体を比較してください。

光学ボンディングは必要ですか?

すべての設計に適しているわけではありません。周囲接着、全面接着、意図的な表示用エアギャップ、またはその他の構造が適切な場合があります。この選択は光学、センシング、応力、シーリング、サービス、プロセス制御に影響を与え、実際のスタックで検証する必要があります。

コントローラーはいつ選定すべきですか?

センサーとテールがリリースされる前です。コントローラーはセンシングモード、電極サポート、チャネルマッピング、レイアウト、シールド、診断、チューニング、ホストインターフェース、およびテストアクセスに影響します。

フラットな静電容量式パネルは防水と呼べますか?

外観だけでは判断できません。防水性やIP性能は、正確な筐体、カバーボンド、ガスケット、エッジ、開口部、ケーブル出口、コネクタ経路、およびテスト対象によって決まります。テストの境界は明確に名前を付ける必要があります。

生産には、1つの承認済みサンプルで十分ですか?

1つのユニットは外観を承認したり概念を示したりすることはできますが、生産リリースでは、使用可能な材料、工程、組立、コントローラ、ファームウェア、環境、ユニット間の差異にも対応する必要があります。

タッチ機能の受入れには何を含めるべきですか?

すべての必要なターゲット、端や角の使用、隣接入力、迅速なタッチと長押しタッチ、起動、リセット、表示および電源モード、承認された手袋、水や清掃状態、無効な接触、フィードバック、ロックアウト、回復、障害、および生産変動を含めてください。

パネル図とシステム境界を提出してください

カバーおよびエンクロージャファイル、表示の概要、タッチターゲット、コントローラ計画、スタックアップ、テールおよびコネクタ、接地/ノイズマップ、環境、承認マトリックスをJASPER RFQ フォームを通じて送信してください。最初のレビューでは、JASPER が提供するもの、購入者が提供するもの、どのリスクにプロトタイプが必要か、ツーリングまたは生産リリースの前にどの証拠が必要かを決定する必要があります。

ソース

  1. JASPER エレクトロニクス、”密閉されたOEMインターフェース用のカスタム静電容量式タッチパネルおよびスイッチ”。https://www.jasperele.com/products/capacitive-touch-panels/
  2. JASPER エレクトロニクス、”静電容量式タッチスイッチガイド”。https://www.jasperele.com/resources/capacitive-touch-switch-guide/
  3. JASPER エレクトロニクス、「静電容量式タッチスイッチの製造メーカー」。 https://www.jasperele.com/manufacturing/capacitive-touch-switch-manufacturer/
  4. JASPER エレクトロニクス、「シールされたインターフェース用の静電容量式タッチコントロールパネル」。 https://www.jasperele.com/case-studies/capacitive-touch-control-panel/
  5. JASPER エレクトロニクス、「メンブレンスイッチのプロトタイピング」。 https://www.jasperele.com/capabilities/prototyping/
  6. マイクロチップ・テクノロジー、「静電容量式タッチセンサー設計ガイド AN2934」。 https://onlinedocs.microchip.com/oxy/GUID-A8A0085D-58D1-4E41-A07D-B93BFDE11AFE-en-US-4/GUID-80CF1688-09E6-46D2-B2C6-44743EA74277.html
  7. テキサス・インスツルメンツ、「CapTIvate テクノロジーガイド:設計ガイド」。 https://software-dl.ti.com/msp430/msp430_public_sw/mcu/msp430/CapTIvate_Design_Center/1_83_00_08/exports/docs/users_guide/html/CapTIvate_Technology_Guide_html/markdown/ch_design_guide.html
  8. 国際標準化機構、「ISO 9241-210:2019、人間とシステムの相互作用の人間工学 – 第210部: インタラクティブシステムのための人間中心設計」。 https://www.iso.org/standard/77520.html
  9. 国際電気標準会議, “IEC 60529:1989+AMD1:1999+AMD2:2013 CSV, エンクロージャによる保護の等級 (IP コード).” https://webstore.iec.ch/en/publication/2452