柔性印刷電路（FPC）使設(shè)計人員能夠找到幾種途徑？

隨著移動設(shè)備在汽車的應(yīng)用越來越多，人們希望汽車駕駛體驗?zāi)芟袷褂靡苿釉O(shè)備那樣便捷，這促進了電容式開關(guān)的背光應(yīng)用正大量增長。汽車 OEM 公司發(fā)現(xiàn)，將背光功能添加到觸摸式開關(guān)、表盤及按鈕當(dāng)中，可以作為增強在同類競爭產(chǎn)品中的優(yōu)勢，并且為汽車的內(nèi)飾增添設(shè)計美感。

然而，將背光整合到電容式接口的技術(shù)卻充滿挑戰(zhàn)，增加了設(shè)計時間與成本。今天我們?yōu)榇蠹医榻B5種常見的挑戰(zhàn)及其解決方案。

挑戰(zhàn)一：光均勻度

照明效果均勻使控制面板的外觀顯得高端有品質(zhì)。此外，電容控制面板可能由于LED板放置不當(dāng)而變得暗淡，或者指示功能鍵出現(xiàn)模糊的熱點，造成用戶無法正確的操作面板。因此，品質(zhì)優(yōu)異的均勻照明效果可以改善儀表盤的使用效率，在整個過程中正確指導(dǎo)用戶應(yīng)該如何操作。

均勻照明的一種方法就是從電容式表面上對 LED 進行支撐，為光線提供充足的空間，在整個指定的區(qū)域上散射開來。然而，在設(shè)計受到空間上的制約、需要超薄電容式開關(guān)的情況下，這種方法極難實現(xiàn)。

解決方案：

側(cè)射式的LED可以作為一種有效提供均勻照明的方法。由于是從側(cè)面而不是在垂直方向上來照亮，而且使用了導(dǎo)光管來向上重新引導(dǎo)光線，側(cè)射式 LED 并不需要與指定區(qū)域相隔一定的距離。如此一來，在達到所需光均勻度的同時，仍然可以限制住電容式開關(guān)的厚度。

由于光導(dǎo)管的亮度會稍微降低，重要的一點則是要使用高品質(zhì)高效率的 LED。而且，設(shè)計本身也會影響到側(cè)射式 LED 發(fā)射出的光線的品質(zhì)。光導(dǎo)管的選擇以及相對于 LED 的放置位置都會對亮度產(chǎn)生影響。

挑戰(zhàn)二：光線透射

當(dāng)光線從電容式按鈕或電容式開關(guān)中漏入到旁邊的按鈕或開關(guān)后，就會發(fā)生光線的透射。這會降低豪華車儀表盤的美感，并且妨礙開關(guān)的使用。與之相反的是，受照面之間應(yīng)當(dāng)留有一定的空間，作為電容式功能之間的一個過渡區(qū)。但現(xiàn)實情況是儀表盤的空間非常有限，當(dāng)按鈕和其他的受照面緊緊挨在一起時，要確保將僅對指定的圖形進行照明是非常具有挑戰(zhàn)性的。

解決方案：

在汽車應(yīng)用中，電容式開關(guān)能否做到超薄將具有至關(guān)重要作用的，有幾種側(cè)射式 LED 在指定的圖形中可以實現(xiàn)精準的照明效果。然而，這種解決方案對于一些設(shè)計預(yù)算來說成本可能過于高昂，在這種情況下，汽車內(nèi)飾的設(shè)計人員可以和開關(guān)工程師一同來對圖形進行修改，在后部設(shè)置數(shù)量少一些的 LED燈珠，從而準確的照亮所需區(qū)域。

挑戰(zhàn)三：強光可視性

當(dāng)室外光線過于強烈的時候，人們閱讀看智能手機屏幕時眼睛會產(chǎn)生不舒適的感覺。在使用車載電容式開關(guān)時，背光會向司機和其他乘客發(fā)出提醒，告知指令，這意味著這一功能必須全天候的清晰可見，而并非只在夜間使用。然而，使車載的電容式背光在日光充足的情況下仍然保持清晰可見，卻是一項艱巨的挑戰(zhàn)– 白天，背光的亮度必須超過日光。但是，當(dāng)太陽落下后，則需要降低背光的亮度，避免使車上人員眼睛不適而引發(fā)駕駛危險。

解決方案：

提高LED燈珠的流明度，可以增強背光強光可視性。但是，LED的功率越大，成本就越高昂。此外，還需要將傳感器集成到電路中，以便根據(jù)環(huán)境光來自動調(diào)節(jié)LED的亮度。為了不超出預(yù)算的限制，則必須在設(shè)計上進行其他的調(diào)整，從而抵消高流明LED和增加傳感器產(chǎn)生的成本。

挑戰(zhàn)四：色彩匹配

汽車內(nèi)飾領(lǐng)域一個居于前沿的趨勢就是LED氛圍照明，比如說，圍繞著儀表盤和中控的邊緣來布置發(fā)光燈帶。為了達到美觀的目的，按鈕和開關(guān)的背光應(yīng)該和氛圍照明相匹配。然而，電容式電路會使得這項色彩匹配工作非常的棘手。

解決方案：

PEDOT是一種呈半透明狀的材料，可以作為一種有效的材料來制作背光電容式接口。電容式開關(guān)的設(shè)計人員在使用PEDOT時，應(yīng)當(dāng)對車輛氛圍燈的具體色彩進行評估，并與供應(yīng)商合作，采購波長準確的LED，從而對PEDOT的輕微色彩做出補償，并且為氛圍照明進行色彩匹配。結(jié)果則是可以在整輛車的內(nèi)飾中獲得均勻一致的照明，達到精巧美觀的效果。

挑戰(zhàn)五：觸覺反饋

出于安全上的考慮，觸覺反饋尤其適合用于車載電子設(shè)備。盡管智能手機和平板電腦僅提供視覺反饋已經(jīng)足夠，但這卻會對駕駛員構(gòu)成危險，因為駕駛員應(yīng)該將視線放在路面上，而不是不時的瞥一下儀表盤?！缎睦韺W(xué)前沿》上的一篇白皮書引用的研究表明，在使用車載電子設(shè)備時，觸覺功能已經(jīng)證明可以縮短反應(yīng)時間，并且減輕駕駛時的認知負荷，最終可以增進駕駛員的安全性。

然而，要同時實現(xiàn)觸覺響應(yīng)和背光功能，則會增加電子元件數(shù)量，這會給設(shè)計人員帶來對空間上的顧慮。并且，觸覺組件也許并不是半透明的，因而設(shè)計人員可能需要對 LED 做出補償，或者使用帶光導(dǎo)管的側(cè)射式LED，而這兩種方式都會進一步的增加空間上的限制。

解決方案：

柔性印刷電路 （FPC） 使設(shè)計人員能夠找到幾種途徑，同時將背光和觸覺反饋集成到電容式開關(guān)當(dāng)中。FPC比PCB更輕更薄，從而對觸覺功能和LED的空間和重量加以補償。從理論上講，這種輕薄、可彎曲的電路可以做成3D形狀，提供工程師更多的選擇，可以把電路安裝在儀表板、中央控制臺或扶手上。

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