[发明专利]半导体装置以及触摸感测器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，以及特别是涉及一种用于单频道触摸感测器系统的半导体装置，此单频道触摸感测器系统包括一具有触摸垫(touch pad)的半导体封装，以及涉及一种以菊链(daisy-chain)通信模式进行操作且持续传送每个半导体装置的触摸信息的触摸感测器装置。

背景技术

触摸垫是一种代替鼠标(mouse)而广泛使用的数据输入装置。此触摸垫包括按矩阵方式排列在一平面上的触点，以侦测用户触摸的地方与点接触的移动方向。现有习知地，目前已使用的有多种触摸垫。例如，触摸垫可包括排列在平面上的电开关、电容器式感测器、电阻器式或晶体管式感测器。

在现有习知触摸垫中，使用电容器式感测器的触摸垫通常用来控制笔记型电脑中指标(cursor)的移动。使用电容器式感测器的触摸垫的表面用一绝缘层覆盖，水平线与垂直线以规则间距排列在绝缘层下面。电容器作为等效电路配置在这些水平线与垂直线之间。水平线构成第一电极，而垂直线构成第二电极。

当作为导体的手指接触触摸垫表面时，对应于接触点的水平线与垂直线之间的电容不同于其他线之间的电容，这样一来就可以施加电压信号给水平线，且读取偏离垂直线的电容变化，藉此来侦测接触点。

图1是一种现有习知电触摸感测器系统的电路图。请参阅图1所示，现有习知电触摸感测器系统包括多个触摸垫10-1到10-N、一半导体装置20以及一主机(host computer)30。半导体装置20包括多个输入/输出端与多个感测信号产生器20-1到20-N。半导体装置20的输入/输出端分别向外连接到电源电压、接地电压以及接触垫10-1到10-N。而且，半导体装置20的感测信号产生器20-1到20-N内部具有：输入端，经由半导体装置20的输入/输出端分别连接到触摸垫10-1到10-N；以及输出端，经由半导体装置20的输入/输出端而连接到主机30。

当例如手指之类的触摸物体接触触摸垫10-1到10-N时，触摸垫10-1到10-N产生表示电性状态变化的触摸信号，其中触摸物体可视为具有一定导电程度的电阻性装置。

半导体装置20的输入/输出端分别连接到电源电压、接地电压以及触摸垫10-1到10-N以形成多个频道，使得半导体装置20能够适当控制触摸垫10-1到10-N所产生的触摸信号以及需要此触摸信号的系统。

在此情形下，多个相邻频道中难免会产生寄生电容(parasiticcapacitance)。这样一来，相邻频道之间就会产生干扰信号，且频道之间会产生触摸灵敏度差异。因此，触摸感测器系统各自具有不同尺寸的触摸垫和半导体装置以及不同的电特性。所以，现有习知的每个触摸感测器系统的结构都涉及额外的调谐制程，以调节各别频道的灵敏度，使这些频道的特性相同。

图2是图1所示的电触摸感测器系统中的触摸垫与电触摸感测控制器的方框图。请参阅图2所示，电触摸感测控制器包括一参考信号产生单元21、一第一信号产生单元23、一第二信号产生单元22以及一感测信号产生单元24。

下面将分别描述各方框的作用。

参考信号产生单元21产生时脉信号(clock signal)作为参考信号ref_sig，且将此时脉信号施加于第一信号产生单元23与第二信号产生单元22。

不管触摸物体是否接触电触摸感测器系统，第一信号产生单元23都将参考信号ref_sig延迟第一时间，并且产生第一信号sig1。

第二信号产生单元22包括触摸垫10-N，接触物体与此触摸垫10-N接触。这样一来，当接触物体没有接触触摸垫10-N时，第二信号产生单元22将参考信号ref_sig延迟比第一时间短的时间，当接触物体接触触摸垫10-N时，第二信号产生单元22将参考信号ref_sig延迟比第一时间长的时间，并且产生第二信号sig2。

换言之，当触摸物体没有接触触摸垫10-N时，第二信号产生单元22产生的第二信号sig2具有超前(lead)于第一信号sig1的相位，而当触摸物体接触触摸垫10-N时，第二信号产生单元22产生的第二信号sig2具有滞后(lag)于第一信号sig1的相位。

在此情形下，触摸物体可以是具有预定电容的任意物体，例如可积聚大量电荷的人体。

感测信号产生单元30与第一信号sig1同步，取样并闩锁(latch)第二信号sig2，以及产生感测信号con_sig。