Contents

AN2869

2/43

Doc ID 15298 Rev 6

Contents

1

Capacitive sensing technology in ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.1

RC acquisition principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.2

Charge transfer acquisition principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.3

1.4

1.5

Surface capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.6

Projected capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2

Main capacitive sensing guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2

Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2.1

Substrates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2.2

Electrode and interconnection materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.3

Panel materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.2.4

Mechanical construction and PCB to panel bonding . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.2.5

Metal chassis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.2.6

Air gap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.2.7

Transfer of an electrode from PCB to the front panel . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3

Placing of LEDs close to sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.4

Power supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3

Surface electrode design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.1

Touchkey sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.2

Touchkey matrix sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.3

Linear sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.3.1

Normal patterned linear sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.3.2

Interlaced linear sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.4

Rotary sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.4.1

Normal patterned rotary sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.4.2

Interlaced patterned rotary sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.4.3

Rotary sensor with central touchkey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.5

Specific recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.5.1

LEDs and sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24