VK3604 概述 VK3604 是一款使用電容式感應原理設計的觸摸IC，提供穩定的“觸摸按鍵”檢測效 果可以廣泛的滿足不同的應用需求且可在有介質隔離保護的情況下實現觸摸功能，安全 性高（如玻璃，壓克力等材質）。此觸摸檢晶片是專為取代傳統按鍵而設計，觸摸檢測 PAD 的大小可依不同的靈敏度設計在合理的範圍內，低功耗與寬工作電壓，是此觸摸 晶片可在DC或AC應用上的特性，電源及手機干擾特性好。提供4個通道觸摸輸入埠及4 個直接輸出埠。 特點  工作電壓 2.4~5.5V  待機模式工作電流 (無負載) @VDD=3.3V, 典型值 7uA，最大值 14uA。 @VDD=5.0V，典型值 14uA，最大值 28uA。  可靠的上電復位(POR)及低電壓復位功能(LVR)  觸摸輸出響應時間(最小值) @VDD=5.0V @偵測模式下時間為 48ms。 @待機模式下時間為 160ms。  通道靈敏度調整方法有兩種 (1) 可以由外部一個電容(CS)統一進行調節(CS:1~47nF) (2) 各通道獨立外部一個電容(CTX)進行調整(CTX: 1~50pF)  提供直接輸出模式、鎖存模式、開漏輸出模式，CMOS 高電平有效或低電平有效輸 出模式，經由 TOG /SOD/AHLB 埠選擇。  提供 SM 埠選擇多鍵或單鍵有效輸出模式。  提供 MOT 埠選擇有效鍵最長輸出時間：無窮大/16 秒  自動校準功能 剛上電的 4.0 秒內約 62.5 毫秒刷新一次參考值，若在上電後的 4.0 秒內有觸摸按鍵 或 4.0 秒後仍未觸摸按鍵，則重新校準週期切換時間約為 1.0 秒。 應用範圍  各種消費性產品  取代按鈕按鍵

VK3604 方塊圖 觸摸按鍵 輸出模式 TPQ0 檢測電路 控制 TPQ1 TP0 TPQ2 TP1 傳感器 系統振盪 TPQ3 TP2 檢測電路 OSC TP3 SOD 時序生成 MOT 電容採樣 控制電路 AHLB VC 檢測電路 SM ircuit TOG 低電壓 復位電路

VK3604 腳位定義 腳位元 I/O 腳位定義 腳位名稱 類型 順序 1 TP0 I/O TP0 觸摸輸入埠 2 TP1 I/O TP1 觸摸輸入埠 3 TP2 I/O TP2 觸摸輸入埠 4 TP3 I/O TP3 觸摸輸入埠 5 VC I/O 採樣電容腳 6 SOD 輸出模式選擇: I-ZL open => CMOS 輸出；VSS=>開漏輸出 7 VSS P 電源負端，接地 8 輸出時間選擇： MOT I-ZL open =>無窮大；VSS=>最長輸出時間 16 秒 有效輸出電平選擇: 9 AHLB I-ZH open=>高電平有效；VDD=>低電平有效 10 VDD P 正電源供應 單鍵/多鍵輸出選擇: 11 SM I-ZH open=>多鍵輸出；VDD=>單鍵輸出 輸出類型選擇: 12 TOG I-ZH open =>直接輸出；VDD =>鎖存輸出 13 TPQ3 O(OD) Q3 輸出埠,對應 TP3 觸摸輸入埠 14 TPQ2 O(OD) Q2 輸出埠,對應 TP2 觸摸輸入埠 15 TPQ1 O(OD) Q1 輸出埠,對應 TP1 觸摸輸入埠 16 TPQ0 O(OD) Q0 輸出埠,對應 TP0 觸摸輸入埠 註: 1. I_ZH:上電時有下拉電阻，讀取狀態後轉為內置上拉電阻。 (接到 VSS 會產生 leakage) 2. I_ZL:上電時有上拉電阻，讀取狀態後轉為內置下拉電阻。 (接到 VDD 會產生 leakage) 接腳類型 CMOS 單純輸入  I-ZH CMOS 輸入內置上電後上拉電阻 CMOS 輸出  I-ZL CMOS 輸入內置上電後下拉電阻 I CMOS 輸入／輸出  OD 開漏輸出，有二極體保護電路 O 電源／接地  I／O P

VK3604 電氣特性 符號 條件 值 單位 TOP ─ -40～+85 ℃  最大絕對額定值 TSTG ─ -50～+125 ℃ VDD VSS-0.3～VSS+5.5 V 參數 VIN Ta=25C VSS-0.3～VDD+0.3 V 工作溫度 ESD Ta=25C KV 儲存溫度 ≧4 電源供應電壓 ─ 輸入電壓 晶片抗靜電強度 HBM 備註：VSS 代表系統接地  DC / AC 特性：（測試條件為室溫 = 25 ℃） 參數 符號 測試條件 最小值 典型值 最大值 單位 工作電壓 2.4 3.3 5.5 V 待機模式 VDD - 7.0 14 uA 工作電流(無負載) - 14 28 uA 偵測模式 VDD=3.3V, VC=10nF - 20 40 uA 工作電流(無負載) Ist VDD=5.0V,VC=10nF - 30 60 uA - 17K - Hz 系統振盪 VDD=3.3V, VC=10nF Hz IOP VDD=5.0V,VC=10nF - 16K - 輸入埠 VDD 輸入埠 VDD =3.3V - - 0.2 VDD TPQ0~3 FOSC 0.8 - 1.0 輸出埠灌電流 mA Sink Current VDD =5.0V 10 TPQ0~3 -- 輸出埠源電流 VIL 輸入低電壓 Source Current 14 VIH 輸入高電壓 TPQ0~3 輸出反應時間 VDD=3.3V, VOL=0.5V IOL VDD=5.0V, VOL=0.5V VDD=3.3V, VOH=2.8V -6.0 mA IOH -- ms ms VDD=5.0V, VOH=4.5V -9.0 VDD=3.3V, 待機模式 150 VDD=3.3V, 偵測模式 -- TR VDD=5.0V, 待機模式 45 VDD=5.0V, 偵測模式 160 -- 48

VK3604 功能描述 Ⅰ. 上電池或復位說明 上電的 4.0 秒內約 62.5 毫秒刷新一次參考值，若在上電後的 4.0 秒內有觸摸按鍵 或 4.0 秒後仍未觸摸按鍵，則重新校準週期切換時間約為 1.0 秒。復位時輸出埠回 復初始狀態。 Ⅱ. 靈敏度調整 PCB 上接線的電極大小與電容之總負載，會影響靈敏度，故靈敏度調整必頇 符合 PCB 的實際應用。VK3604 供一些外部調整靈敏度的方法。 1. 調整檢測板尺寸的大小 在其它條件不變的情況下，使用較大的檢測板尺寸可增加靈敏度，反之則會降 低靈敏度；但電極尺寸必頇在有效範圍內使用。 2. 調整介質（面板）厚度 在其它條件不變的情況下，使用較薄的介質可增加靈敏度，反之則會降低靈敏度； 但介質厚度必頇在最大限制值以下。 3. 調整 CT0～CT3 電容值（請參閱下圖） 在其它條件不變的情況下，加上電容器 CT0～CT3 後，可獨立微調各鍵的靈敏度， 讓所有按鍵的靈敏度一致；若未在該 PAD 接 Cs 電容到 VSS 時，按鍵靈敏度為 最高的狀態，加上 CT0～CT3 會降低對應按鍵的靈敏度（1≦CT0~CT3≦50pF）。 4. 調整 CS 電容值（請參閱下圖） 其它條件不變的情況下，PAD VC 對 VSS 電容 CS 可調整靈敏度，CS 電容在可 用範圍內（1nF≦CS≦47nF），CS 電容值越大其靈敏度越高 VDD TP0 檢測板 TP0 TPQ0 TP1 檢測板 CT0 TPQ1 TP2 檢測板 TPQ2 TP3 檢測板 TP1 TPQ3 CT1 CS SOD TP2 MOT CT2 AHLB TP3 SM CT3 TOG VC VSS

VK3604 Ⅲ. 輸出模式說明(TOG，SOD，AHLB 腳位選擇) VK3604 輸出（TPQ0~TPQ3）在直接輸出模式下可由 AHLB 埠來設定其輸出 高電平或低電平有效，同時也可由 TOG 埠來設定為鎖存（toggle）輸出模式或通 過SOD 埠來設定為開漏輸出模式（有二極體保護電路）。 TOG SOD AHLB TPQ0 ～ TPQ3 選項特性 open open open 直接輸出模式，CMOS 輸出高電平有效 open open VDD 直接輸出模式，CMOS 輸出低電平有效 open VSS open 直接輸出模式，開漏輸出，高電平有效 open VSS VDD 直接輸出模式，開漏輸出，低電平有效 VDD open open 鎖存（toggle）輸出模式，CMOS 輸出，上電狀態 = 0 VDD open VDD 鎖存（toggle）輸出模式，CMOS 輸出，上電狀態 = 1 VDD VSS open 鎖存（toggle）輸出模式，上電狀態為高阻抗，高電平有效 VDD VSS VDD 鎖存（toggle）輸出模式，上電狀態為高阻抗，低電平有效 註: 1. 開漏輸出, 有二極體保護電路. open : 浮接 2. VDD : 接到 VDD 腳位. VSS : 接到 VSS 腳位. Ⅳ. 按鍵操作模式(SM 腳位選擇) 可利用 SM 腳位選擇單鍵有效及多鍵有效功能。 SM 功能選擇 open 多鍵有效模式 VDD 單鍵有效鍵模式 註: VDD : 接到 VDD 腳位. open : 浮接 1. 多鍵有效模式：同時偵測到多個按鍵(2或2個以上，TP0-TP3)， TPQ0-TPQ3可以同時輸出。 2. 單鍵有效模式：同時偵測到多個按鍵(2或2個以上，TP0-TP3)， 只會承認一個按鍵， TPQ0-TPQ3 只有一個有效輸出。

VK3604 Ⅴ. 按鍵最長輸出時間(MOT 腳位選擇) 為避免當有非法觸摸感應或有其它物體長時間接觸到觸摸按鍵，導致觸摸按鍵 非法生效，一直輸出的此情況，IC 設計有智慧安全保護功能，當此項功能生效後， 觸摸按鍵生效輸出時， IC 內部會自動打開計時器功能，設定最大輸出持續時間， 輸出時間到達設定的時間後，系統會停止按鍵的輸出，回到上電初始狀態，直到下 一次檢測。 MOT 功能選擇 open 無窮大輸出 VSS 最長輸出時間大約 16 秒 註: VSS : 接到 VSS 腳位. open : 浮接 Ⅵ.CMOS 與開漏(OD)輸出說明 CMOS 輸出 (OD 引腳 open) 開漏輸出(OD 引腳 VSS) AHLB 引腳 VDD EP TPQ0~TPQ3 TPQ0~TPQ3 EN EN AHLB 引腳 open TPQ0~TPQ3 EP 註: 開漏輸出, 有二極體保護電路. 2020/12/09 Page 8 of 13 Version: 1.0

VK3604 Ⅶ.待機模式按鍵與 TOQX 輸出 IC 待機模式下會節省功耗，當傳感器偵測到有觸摸時，系統會轉換到偵測模式， 當傳感器 4 秒內沒有偵測到觸摸則會轉到待機模式節省功耗。VDD=5V 下 TPQx 輸出 反應時間在待機模式約 160 毫秒，在傳感器偵測模式約 48 毫秒。(x=0,1,2,3 ) Touch ~128ms ~16ms ~128ms ~16ms 約4秒 TPx Touch Key Release Key Touch Key Release ~128ms TPQx (並非真的觸摸) TPQx 輸出

VK3604 應用電路 Ⅰ. 原理圖 TP0 RT0 TP0 1 16 TPQ0 TP1 1KΩ TP1 2 TP2 CT0 TP2 3 15 TPQ1 TP3 RT1 CT1 TP3 4 1KΩ VC 5 14 TPQ2 CS JP1 SOD 6 VSS 7 13 TPQ3 VDD JP2 MOT 8 12 TOG JP5 VSS RT20 CT2 11 SM J1P4 1KΩ RT30 10 VDD 1 1KΩ JP3 AHLB CT3 9 1 C1 VSS 0.1uF Ⅱ. 功能選擇說明 1. 輸出模式選擇 TOG SOD AHLB TPQ0 ～ TPQ3 選項特性 open open open 直接輸出模式，CMOS 輸出高電平有效 open open VDD 直接輸出模式，CMOS 輸出低電平有效 open VSS open 直接輸出模式，開漏輸出，高電平有效 open VSS VDD 直接輸出模式，開漏輸出，低電平有效 VDD open open 鎖存（toggle）輸出模式，CMOS 輸出，上電狀態 = 0 VDD open VDD 鎖存（toggle）輸出模式，CMOS 輸出，上電狀態 = 1 VDD VSS open 鎖存（toggle）輸出模式，上電狀態為高阻抗，高電平有效 VDD VSS VDD 鎖存（toggle）輸出模式，上電狀態為高阻抗，低電平有效 註: 開漏輸出, 有二極體保護電路. 2. 按鍵輸出模式 SM 功能說明 open 多鍵有效模式 VDD 單有效鍵模式 3. 最長輸出時間設定 MOT 功能說明 open 無窮大輸出 VSS 最長輸出時間大約 16 秒

VK3604 Ⅲ. PCB 佈局注意事項 1. 在 PCB 上，從觸摸版到 IC 接腳的線長越短越好。且此接線與其他接線不得平行 或交叉。 2. 電源供應必頇穩定，若供應電源之電壓發生飄移或快速漂移或移位，可能造成靈 敏度異常或誤偵測。 3. 覆蓋在 PCB 上的板材，不得含有金属或其它有导电成份的材料，含表面涂料。 4. 必頇在 VDD 和 VSS 間使用 C1 電容；且應採取與裝置 IC 的 VDD 和 VSS 接腳最 短距離的佈線。 5. 可利用 CT0~CT3 電容調整靈敏度，CT0~CT3 的電容值越小靈敏度越高，靈敏度調整 必頇根據實際應用的 PCB 來做調整，CT0~CT3 電容值的範圍為 1~50pF。 6. 可利用 CS 電容調整靈敏度，CS 電容值越大靈敏度越高，靈敏度調整必頇根據實際 應用的 PCB 來做調整，CS 電容值的範圍為 1nF~47nF。 7. 調整靈敏度的電容（CT0~CT3, CS）必頇選用較小的溫度係數及較穩定的電容器； 如 X7R、NPO，故針對觸摸應用，建議選擇 NPO 電容器﹐以降低因溫度變化而影 響靈敏度。 8. 當介質材料及厚度等差異較大時，可通過調整 VC 與 VSS 之間的 CS 電容來調節觸 摸靈敏度。 Ⅳ. CS 選擇表 介質類型 CS 電容 (參考) 3mm 以內壓克力玻璃 6.8nF/25V 3-6mm 以內壓克力玻璃 10nF/25V 6-10mm 以內壓克力玻璃 22nF/25V Ⅴ. BOM 表 元件標示 元件名稱 元件參數 參考 CS 選擇表 CS 電容 C1 瓷片電容 104* 1pF～ 50pF CT0～CT3 電容 RT0～RT3 碳膜電阻 1KΩ* 註: *電容與電阻值視具體應用而定。

VK3604 封裝外觀尺寸 Package Type: SOP-16

VK3604 封裝配置 Package type: SOP-16 TP0 1 16 TPQ0 TP1 2 15 TPQ1 TP2 3 14 TPQ2 TP3 4 13 TPQ3 VC 5 12 TOG OD 6 11 SM VSS 7 10 VDD MOT 8 9 AHLB