¿PCB, FPC o sensores de película impresa para el control táctil capacitivo?

Considere una PCB rígida para un sensor plano con la electrónica montada en la placa, un FPC de cobre cuando el trazado de cobre deba seguir una curvatura definida y un circuito impreso sobre PET para un sensor delgado adherido detrás de la superficie frontal. Trate estas opciones como arquitecturas de partida, no como materiales intercambiables ni como una clasificación universal por coste. Los ejemplos constructivos de fabricantes muestran tanto placas integradas como sensores flexibles conectados a una electrónica independiente. Consulte la guía de construcciones para tecnología táctil capacitiva de Boyd.

Por tanto, una comparación entre PCB y FPC para sensores táctiles capacitivos debe incluir la película impresa como una tercera alternativa diferenciada. Seleccione la construcción completa en función de la carcasa, el recorrido de la luz, el controlador y el proceso de montaje, no solo de la flexibilidad.

Este artículo se centra en controles táctiles de función fija. Para una planificación más amplia de la cubierta, la interfaz y el sistema, consulte la guía de diseño de paneles táctiles capacitivos a medida.

Distinga los circuitos flexibles de cobre de los circuitos de película impresa

Especifique conjuntamente el conductor y el sustrato; la expresión «circuito flexible» por sí sola es ambigua. En esta comparación, PCB rígida significa un circuito de cobre sobre una placa rígida, habitualmente de FR-4. FPC de cobre significa cobre con un patrón definido sobre un dieléctrico flexible, habitualmente poliimida. La poliimida revestida de cobre Pyralux AP es un ejemplo de familia de materiales, no un material prescrito para el proyecto.

La película impresa es un circuito de tinta conductora sobre una película especificada, en este caso PET. Su tinta y sus capas aislantes requieren una especificación de proceso propia. La descripción general de materiales para electrónica impresa de Henkel distingue entre tintas conductoras y dieléctricas; esto no significa que cualquier tinta sea adecuada para cualquier sustrato o proceso de montaje. No confunda el circuito sensor de PET con un panel gráfico decorativo de PET independiente.

Utilice la tabla como marco para revisar la construcción, no como garantía de capacidad. La guía de diseño de circuitos flexibles de Minco ofrece información sobre las capas de los circuitos flexibles de cobre, el montaje de componentes y las terminaciones reforzadas.

Para cada oferta, solicite el apilamiento de capas propuesto, el sistema conductor y los planos de fabricación. Pida a los proveedores que identifiquen qué características del trazado y qué operaciones de montaje han validado realmente; no dé por hecho que un diseño de cobre puede transferirse sin cambios a la impresión.

Para estructuras relacionadas de interruptores por contacto, consulte interruptores de membrana con PCB y FPC: construcciones de circuito relacionadas. Se trata de una página de producto sobre interruptores de membrana, no de una especificación dedicada a sensores capacitivos.

Compare la forma, el trazado y la ubicación del controlador

Seleccione conjuntamente la geometría instalada y la posición del controlador. Una cola de conexión conveniente desde el punto de vista mecánico no constituye automáticamente una conexión de sensor aceptable desde el punto de vista eléctrico.

Distinga la flexión durante la instalación del movimiento repetido

Especifique si el circuito se conforma durante el montaje, se mueve durante el mantenimiento o se flexiona repetidamente durante el funcionamiento. La construcción del circuito flexible de cobre, la disposición de los materiales y la geometría de la curvatura afectan a la fiabilidad; que los materiales constituyentes sean flexibles no garantiza la durabilidad del circuito terminado. La guía de flexibilidad de Minco explica esta distinción.

Exija un plano en estado plano y una vista de instalación que muestren las zonas de flexión, los radios propuestos, los puntos de fijación y las transiciones reforzadas. Para el circuito impreso sobre PET, obtenga los límites de conformado del proveedor de la tinta y la película, en lugar de aplicar las reglas de los circuitos flexibles de cobre. No suponga que poder doblarse siguiendo una curva simple también permite estirarse sobre una superficie de curvatura compuesta.

Registre conjuntamente el apilamiento aprobado y los requisitos de movimiento. La sustitución del conductor, del refuerzo o del adhesivo debe dar lugar a una revisión de esa aprobación.

Decida hasta dónde llevar la señal de detección sin procesar

Un sensor flexible puede conectarse a una placa controladora táctil cercana o a un controlador situado en la PCB principal. Boyd ilustra ambas disposiciones. La comparación pertinente es la conexión entre el electrodo y el controlador, seguida, por separado, de la interfaz entre el controlador y el sistema anfitrión.

La guía de diseño de CapTIvate de Texas Instruments explica cómo influyen en la detección la resistencia del conductor y la capacitancia parásita. Una conexión más larga del sensor sin procesar modifica el circuito que se está midiendo; una conexión digital posterior al controlador es una interfaz diferente, con sus propios límites eléctricos.

Para cada opción, registre el trazado de las pistas de detección sin procesar, los límites de capacitancia compatibles con el controlador, las transiciones en los conectores y los circuitos de conmutación cercanos. Compruebe el esquema de conexión a masa conforme a las recomendaciones del controlador seleccionado.

Para la opción impresa, solicite la resistencia por cuadrado de la tinta curada, el espesor depositado y los resultados de probetas; no realice cálculos a partir de una tabla de propiedades de la plata maciza. Para las opciones de cobre, registre el espesor de la lámina y la geometría final. Incluya en la comparación la resistencia medida entre el electrodo y el conector.

Compare una disposición con controlador remoto con otra con controlador local cuando el espacio y la disposición mecánica lo permitan. Conserve el trazado y la configuración de cada opción junto con sus resultados; utilizar «el mismo controlador» no demuestra que las condiciones de ensayo sean equivalentes.

Revise las necesidades de iluminación y de zonas transparentes

Distinga una abertura para el paso de luz de una zona de detección transparente. Una base de PET transparente no demuestra que el conjunto final de conductor, dieléctrico, adhesivo y gráficos transmita la luz requerida. Los ejemplos retroiluminados de Boyd utilizan expresamente construcciones de circuito transparentes o translúcidas; no demuestran que todas las películas impresas sean transparentes.

En el diseño combinado, identifique la zona táctil objetivo, el límite del electrodo, el símbolo iluminado, la zona de visualización de la pantalla y la máscara opaca. Para cada zona, determine si la luz debe atravesar un conductor, una región sin impresión o una abertura física.

Una abertura en la PCB para un LED montado en la parte posterior es una disposición posible. TI advierte de que modificar la abertura puede afectar a la cobertura táctil y de que el circuito LED puede interferir con la detección. No apruebe la disposición óptica basándose únicamente en su apariencia.

Compare las opciones con la cubierta, los gráficos, el adhesivo, el difusor y la fuente de luz previstos. Compruebe la apariencia con la iluminación encendida y apagada, la alineación de los símbolos, las fugas de luz y la detección en toda la zona objetivo con los modos de iluminación pertinentes activados. Registre las condiciones de observación, el estado de accionamiento de la iluminación, la revisión del apilamiento y los resultados táctiles correspondientes.

Una zona táctil transparente de detección de coordenadas situada sobre una pantalla requiere una especificación independiente de sensor y controlador. No dé por hecho que disponer el trazado de botones discretos alrededor de una ventana transparente proporciona detección de coordenadas dentro de esa ventana.

Defina los requisitos de interconexión y montaje

Apruebe la terminación, el proceso de montaje y el alcance de lo adquirido, no solo el paso de la cola de conexión. Los circuitos flexibles de cobre pueden incorporar zonas de terminación o de componentes reforzadas, como describe Minco; especifique dónde terminan esos refuerzos con respecto a la curvatura prevista.

Para cualquiera de las dos construcciones flexibles, obtenga los requisitos del conector de acoplamiento en cuanto al material de contacto, el espesor final, la orientación, el refuerzo y las condiciones de inserción. Para el circuito impreso sobre PET, valide expresamente el método de unión y la exposición térmica, en lugar de trasladar una especificación de soldadura de placa rígida. Incluya muestras del proceso en esa aprobación.

Planifique el acceso para el montaje antes de liberar el diseño de la cola de conexión. Muestre cómo la sujeta e inserta el operario, cómo se accede al cierre del conector y dónde actúa el alivio de tensión. Solicite confirmación de que el recorrido instalado evita que la tracción separe el sensor de la cubierta.

Utilice la siguiente tabla de límites de suministro en la solicitud de oferta (RFQ). Indique la empresa o el equipo realmente responsable de cada fila; el nombre del soporte no determina quién asume la responsabilidad.

Indique también si la inspección se limita a la continuidad del circuito, al diagnóstico del sensor montado o a la aceptación de los comandos por el sistema anfitrión. Son alcances de suministro diferentes.

Las recomendaciones de TI sobre el apilamiento dieléctrico explican por qué deben controlarse la separación entre sensor y cubierta y los espacios de aire no previstos. En la prueba de montaje propuesta, compare las mediciones de referencia antes y después de la adhesión, y registre el método de adhesión y la disposición de los apoyos.

Valide la construcción seleccionada para producción

Apruebe construcciones representativas de la producción conforme a los mismos requisitos del equipo, no por tener diseños gráficos aparentemente iguales. Utilice el siguiente método de comparación propuesto para separar la selección de materiales de las afirmaciones de rendimiento sin respaldo.

Primero establezca una cubierta, una carcasa, unas condiciones de entrada, unos modos de iluminación y un comportamiento aceptado del sistema anfitrión comunes. Después, permita que cada soporte utilice un trazado adecuado y fabricable, y registre cualquier diferencia de controlador o configuración. Así se evita penalizar un proceso con un diseño concebido exclusivamente para otro.

Registro de validación ilustrativo; los resultados reales se dejan en blanco intencionadamente.

Defina los límites de aceptación específicos del proyecto y el plan de muestreo antes de realizar los ensayos. Para las teclas de función fija, registre los eventos de pulsación, liberación y del sistema anfitrión; no los sustituya por un informe de coordenadas o multitáctil PCAP. Del mismo modo, no utilice evidencias de protección de la carcasa contra la entrada de agentes como prueba del comportamiento táctil en húmedo, ni la validación ordinaria de teclas como aprobación de una función de seguridad.

Libere el apilamiento de materiales, el diseño, la terminación, las instrucciones de montaje y la configuración del controlador aprobados como un único paquete controlado. Identifique qué cambios requieren una revalidación específica, entre ellos una sustitución de tinta, un laminado nuevo, un refuerzo modificado, un adhesivo diferente o una revisión del recorrido de la cola de conexión.

Preguntas frecuentes

Utilice estas preguntas para resolver problemas de transferencia de diseños, diferencias entre ofertas y lagunas de aprobación antes de pedir muestras.

Revise la construcción de su sensor

Envíe la configuración instalada y los límites de suministro solicitados, no solo el diseño de los iconos visibles. Para un proyecto de paneles táctiles capacitivos a medida, facilite el CAD de la carcasa, el apilamiento de cubierta y adhesivo, el trazado de los electrodos, los requisitos de iluminación y de zonas transparentes, la ubicación del controlador, el recorrido de la cola de conexión, los detalles del conector y las condiciones de funcionamiento. Incluya los requisitos de flexión durante la instalación o el mantenimiento, la cantidad de prototipos, las cantidades de producción y la demanda anual prevista.

Especifique si la oferta solicitada cubre un sensor sin electrónica, un sensor con controlador o un conjunto frontal montado, e identifique las piezas suministradas por el cliente.

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