幽灵触摸(Ghost Touch)指的是触摸屏在用户未操作的情况下被触发的情形,就像是有一个幽灵在操作,故得名为幽灵触摸。幽灵触摸可能会随机发生在屏幕的某些区域,导致意外操作或者不稳定的行为。导致幽灵触摸的原因有触摸屏不良,屏幕保护膜不良,充电器或数据线缺陷,软件异常,极端温度,产品进水,电磁干扰等等。本文主要介绍生产测试中常遇到的两种原因:测试工装和电源噪声。 问题描述 产品通过了触摸屏测试站,但是在AUT测试站报错,错误信息为触摸屏"out of range"。上一阶段的测试使用了相同的软件,测试顺序和测试时间,但是没有此问题。 背景知识 影响电容触摸屏检测值的因素有两个:触摸屏前的物体的介电常数以及它与触摸屏的距离(默认物体与触摸屏之间的物质为空气)。介电常数ε用于表征物质保持电荷的能力,又称电容率。真空的相对介电常数等于1,空气的相对介电常数约为1,金属导体的相对介电常数可以认为是无穷大。物体的介电常数越小,离屏幕越远,对触摸屏的影响就越小。 一个经验法则:金属导体对触摸屏不产生影响的安全距离为ε×n,单位为mm。其中ε是金属与屏幕之间的物质(一般为空气)的相对介电常数,n=1.5 (安全裕量)。 原因分析 1. 测试工装 图1为上阶段AUT测试站的工装示意图,其中POM是polyformaldehyde聚甲醛的缩写,ESD-POM是以聚甲醛为基材的抗静电合成树脂,具有一定的导电率,可以防止静电积累。 如果触摸屏和铝底座之间只有空气的话,其间距最少应为1.5×(ε_air=1) = 1.5mm才能保证触摸屏不会被影响。在上阶段的工装中,被保护壳抬起的距离约为2mm,所以被测产品不会受工装的影响。 ![]() 图1 上阶段的工装示意图 假设POM是唯一介于触摸屏和铝底座之间的材料,那么此时屏幕不受影响的距离应为1.5×(ε_POM=3.9) = 5.85mm。图2为本阶段AUT测试站的工装示意图,POM被抬起几乎与屏幕接触,而其厚度小于5.85mm,所以铝底座会影响触摸屏。 ![]() 图2 本阶段的工装示意图 分析数据可见产品放置于工装上时,触摸屏的原始值变小,对应的触摸差值信号变大。触摸IC判定触摸事件的标准是差值信号超过阈值(阈值是触摸屏校准时得到的一个固定值),所以如果工装的影响过大就会产生幽灵触摸的问题。 2. 电源噪声 实测发现仅将产品放置到工装上时,触摸差值信号会变大,但是没有超出检测阈值。而产品插入USB充电线后,触摸差值超出了阈值,出现了幽灵触摸的问题。可见USB充电线也是导致幽灵触摸的一个因素。 所有的电源系统中都存在噪声,噪声根据传导方式可分为“差模噪声”和“共模噪声”两种。如图3,差模噪声的电流在两根输入电源线间流动,大小相等但方向相反,两者构成了电流回路。共模噪声的电流在两根输入电源线上同方向流动,再经杂散电容等泄漏路径由大地返回电源线。 ![]() 图3 差模与共模噪声的传导路径 电容式触摸屏的信号路径与共模噪声的传输路径有交集,叠加在触摸信号上的共模噪声会被误判为正常数据,这会影响整个模块的信号,可能增大也可能减小触摸信号值。触摸模块的RX/TX作为传输原始容值的模拟信号更容易受到干扰。 总结 综上,电源噪声在各个工站都对触摸屏有影响,但是不足以造成误判。而本阶段的AUT工站修改了测试工装设计,过于靠近触摸屏,两方面的原因共同导致了幽灵触摸问题。 另外,因测试工装导致的幽灵触摸问题通常出现在比较固定的位置,而电源噪声的干扰更容易影响到走线较长的信号线对应的触摸区域。 |