CN107533399A - 电磁感应方式的位置检测传感器 - Google Patents

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Abstract

提供使用铜膏进行热处理来在片状基板上形成环形线圈，也能够维持精度的位置检测传感器。该位置检测传感器是在由聚酰亚胺系树脂构成的片状基板上通过印刷来形成有包含铜粉末和粘合剂的铜膏构成的线路图案，并进行热加工来形成多个位置检测用环形线圈的位置检测传感器。在片状基板的一面上，将由铜膏构成的线路图案以在第一方向上延伸的方式形成，并且将以在第一方向上延伸的方式形成的线路图案在与第一方向正交的第二方向上以规定的间距形成。在片状基板的另一面上，将由铜膏构成的线路图案以在第二方向上延伸的方式形成，并且将以在第二方向上延伸的方式形成的线路图案在第一方向上以规定的间距形成。

Description

电磁感应方式的位置检测传感器
技术领域
本发明涉及电磁感应方式的位置检测传感器。
背景技术
电磁感应方式的位置检测传感器通过将多个环形线圈沿着坐标轴的X轴方向及Y轴方向配设于基板而成。具备位置检测传感器的位置检测装置能够基于位置指示器与位置检测传感器之间的电磁感应作用，检测由位置指示器指示的位置的X轴方向及Y轴方向的坐标值。
以往的位置检测传感器在环氧树脂的基板上通过铜的蚀刻而制作。近年来，检测位置的装置变成了在小型便携终端中利用。因而，位置检测传感器也要求小型化、轻量化。于是，变成了使用成本比蚀刻方式低且能够大量生产的由金属膏实现的丝网印刷方式的位置检测传感器。
不限于位置检测传感器，作为通常的电路基板用而使用的金属膏由金属粉和树脂粘合剂(接合剂)构成。并且，为了使金属粉彼此熔融接而提高导电性，对涂布到基板的金属膏进行热处理。
作为对金属膏进行丝网印刷的基板的材料，使用具有耐热性的聚酰亚胺系树脂片。另外，作为金属膏的金属粉尤其使用的金属是银。将银膏通过丝网印刷涂布到基板而成的位置检测传感器的导电性高，在进行热加工的方面能够通过在比较低温的200℃～250℃左右的温度下进行20～30分钟左右的加热来制作，并实现了一般化。
然而，在使用银膏的位置检测传感器的制作中产生了以下那样的问题点。首先，银膏高价，产生了成本比以往的铜蚀刻高这一问题。另外，在近年来的小型便携终端中，进一步要求小型化，并且为了一边维持位置检测传感器的环形线圈数一边实现小型化，需要尽量使环形线圈的线宽变细来缩窄线间隔。但是，在使用银膏的情况下，由于离子迁移现象而无法缩窄线间隔。因而，产生了难以制作使用银膏的小型的位置检测传感器这一问题。
于是，有人提出了取代银而利用使用更廉价并且也不会出现离子迁移现象的铜粉末的铜膏(参照专利文献1(WO2012/157704))。
但是，如专利文献1也记载那样，铜粉末存在容易在表面形成氧化膜，由于氧化层而导电性变差这一缺点。尤其是，在铜的情况下，会在以往的温度和加热时间下形成氧化膜。于是，在使用铜膏在片状基板上形成环形线圈的情况下，为了将铜粉末的氧化膜还原，需要进行比银膏的情况高温的超过300℃的温度下的还原处理、更高温下的烧结处理、或用于使酸化膜难以形成的短时间的加热处理。
然而，在这样的高温的温度下要在由聚酰亚胺系树脂构成的片状基板上通过铜膏而形成环形线圈的情况下，铜膏所含的粘合剂会收缩，所以会使由铜膏构成的配线自身收缩。该收缩成为缩小片状基板的力，存在在片状基板上根据部位而产生翘曲或起伏的问题。在产生了这样的翘曲或起伏的情况下，在位置检测传感器中会成为传感器自身的尺寸的变化，无法进行准确的位置检测。
作为减轻由该收缩引起的翘曲的方法，例如在专利文献2(日本特开平9-55568号公报)中提供了一种在基板的表面及背面的两面印刷铜膏的配线的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2012/157704
专利文献2：日本特开平9-55568号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，要将专利文献2的方法直接应用于位置检测传感器，还存在问题。即，虽然为了消除基板的翘曲而进行两面印刷，但在该情况下，在一面与另一面上配线存在不均的情况下，会产生褶皱或产生起伏。
例如，如图10(A)所示，在片状基板1中，若将由铜膏构成的线路2在一面1a和另一面1b上形成于彼此对向的位置则没有问题，但若线路2的位置如图10(B)所示那样从彼此对向的位置错开而变得不均匀，则存在由于粘合剂的收缩而如图10(C)所示那样产生起伏这一问题。
并且，在位置检测传感器中，存在配线局部地集中的部位和如位置检测传感器与位置检测电路的连接器部这样配线偏向一个方向的部位，但在这样的部位处，即使使用专利文献2的方法在两面进行印刷，也存在产生褶皱或起伏这一问题。
本发明的目的在于提供一种能够解决以上的问题点的电磁感应方式的位置检测传感器。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，权利要求1的发明提供一种电磁感应方式的位置检测传感器，在由树脂构成的片状基板上形成由包含铜粉末和粘合剂的铜膏构成的线路图案，并进行热加工而形成多个位置检测用环形线圈，其特征在于，
所述线路图案构成为包括所述位置检测用环形线圈和用于将所述位置检测用环形线圈与外部连接的连接器部，
在所述片状基板的一面上，将由所述铜膏构成的所述线路图案以在第一方向上延伸的方式形成，并且将以在所述第一方向上延伸的方式形成的所述线路图案在与所述第一方向正交的第二方向上以规定的间距形成，在所述片状基板的另一面上，将由所述铜膏构成的所述线路图案以在所述第二方向上延伸的方式形成，并且将以在所述第二方向上延伸的方式形成的所述线路图案在所述第一方向上以规定的间距形成，
而且，在所述连接器部处，在所述一面和所述另一面配置线路图案。
在上述结构的权利要求1的发明的电磁感应方式的位置检测传感器中，在片状基板的一面上，以在第一方向上延伸的方式形成的线路图案在第二方向上以规定的间距形成有多个，并且在片状基板的另一面上，以在第二方向上延伸的方式形成的线路图案在第一方向上以规定的间距形成有多个。因此，在片状基板的一面和另一面上形成有彼此正交的方向的由铜膏构成的多个线路图案。
并且，在片状基板的两个面上形成的多个线路图案分别以规定的间距形成，所以通过片状基板的两个面的多个线路图案，而成为在片状基板的大致整面均匀地形成有规定的大小的格子的状态。因此，即使铜膏的粘合剂因热处理而发生了收缩，该收缩也在片状基板的大致整体上是均匀的，不会局部地产生翘曲或成为起伏的状态。由此，即使使用铜膏，也能够作为提高精度良好的位置检测传感器。
另外，权利要求2的发明根据权利要求1的发明，其特征在于，
在所述片状基板的规定的端部具备形成来自所述位置检测用环形线圈的所述环形部的引出线路的延长部的所述连接器部，
在所述连接器部处，也在所述片状基板的所述一面和所述另一面上实质上形成有彼此正交的方向的线路图案。
在该权利要求2的发明的电磁感应方式的位置检测传感器中，在连接器部的一面和另一面上也实质上形成有彼此交叉的方向的由铜膏构成的图案。因此，在连接器部处，即使产生了彼此交叉的线路图案中的铜膏的粘合剂的收缩，也会作为连接器部的整体而产生均匀的收缩，所以在连接器部中不会产生翘曲，另外也可防止起伏。
发明的效果
根据本发明的电磁感应方式的位置检测传感器，在由聚酰亚胺系树脂构成的片状基板上通过铜膏形成了环形线圈的情况下，即使通过热处理而导致铜膏所含的粘合剂收缩，该收缩也会在片状基板的大致整体均匀地产生，所以可起到在片状基板上不会局部地产生翘曲或起伏这一效果。另外，也具有作为位置检测传感器能够维持精度这一效果。
附图说明
图1是示出本发明的位置检测传感器的第一实施方式的结构例的图。
图2是用于说明使用本发明的位置检测传感器的实施方式的坐标输入装置的位置检测电路的框图。
图3是用于说明本发明的位置检测传感器的第一实施方式的结构例的图。
图4是示出本发明的位置检测传感器的第二实施方式的结构例的图。
图5是用于说明本发明的位置检测传感器的第二实施方式的结构例的要部的图。
图6是用于说明本发明的位置检测传感器的第二实施方式的结构例的要部的图。
图7是用于说明本发明的位置检测传感器的第三实施方式的结构例的要部的图。
图8是用于说明本发明的位置检测传感器的第三实施方式的结构例的要部的图。
图9是用于说明本发明的位置检测传感器的一部的结构例的另一例的图。
图10是用于说明本发明的位置检测传感器的技术解决课题的图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的电磁感应方式的位置检测传感器的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
[电磁感应方式的坐标输入装置的说明]
首先，在对本发明的位置检测传感器的第一实施方式进行说明之前，使用图2对使用以下说明的本发明的实施方式的位置检测传感器的电磁感应方式的坐标输入装置的结构例进行说明。如图2所示，与该例的电磁感应方式的坐标输入装置200一起使用的笔型的位置指示器300内置有由线圈301和与该线圈301并联连接的电容器302构成的并联谐振电路。
在该例的坐标输入装置200的位置检测传感器20中，如图2所示，在由聚酰亚胺系树脂构成的片状基板23的上表面及背面的各个面上，以在空间上重叠的方式配设有X轴方向的环形线圈群21和Y轴方向的环形线圈群22。此外，在以下说明的例子中，将位置检测传感器20的基板的横向设为X轴方向，将纵向设为Y轴方向。
在该例的情况下，如图2所示，X轴方向的环形线圈群21由在X轴方向上以规定的间距排列的n(n为2以上的整数)条矩形的环形线圈21X1～21Xn构成为，另外，Y轴方向的环形线圈群22由在Y轴方向上以规定的间距排列的m(m为2以上的整数)条环形线圈22Y1～22Ym构成。在该位置检测传感器20中，由X轴方向的环形线圈群21的环形部和Y轴方向的环形线圈群22的环形部构成位置检测区25。
从X轴方向的环形线圈群21的环形部和Y轴方向的环形线圈群22的环形部分别如前述那样引出两条线路，但其中一方的线路(后述的回程线路)如图2所示那样全部连接，并连接于接受基准电位的供给的端子(在图2的例子中是接地端子)。
该位置检测传感器20经由省略了图示的连接器部而连接于位置检测电路210。该位置检测电路210具备选择电路211、振荡器212、电流驱动器213、收发切换电路214、接收放大器215、检波电路216、低通滤波器217、采样保持电路218、A/D(Analog to Digital：模拟到数字)变换电路219及处理控制部220。
X轴方向环形线圈群21及Y轴方向环形线圈群22连接于选择电路211。该选择电路211按照来自处理控制部220的控制指示而依次选择两个环形线圈群21、22中的一个环形线圈。
振荡器212产生频率f0的交流信号。该交流信号向电流驱动器213供给而被变换成电流之后，向收发切换电路214送出。收发切换电路214通过处理控制部220的控制而每规定时间切换与由选择电路211选择出的环形线圈连接的连接对象(发送侧端子T、接收侧端子R)。发送侧端子T连接于电流驱动器213，接收侧端子R连接于接收放大器215。
因此，在发送时，经由收发切换电路214的发送侧端子T将来自电流驱动器213的交流信号向由选择电路211选择的环形线圈供给。另外，在接收时，在由选择电路211选择出的环形线圈产生的感应电压经由选择电路211及收发切换电路214的接收侧端子R向接收放大器215供给而被放大，并向检波电路216送出。
由检波电路216检波后的信号经由低通滤波器217及采样保持电路218向A/D变换电路219供给。在A/D变换电路219中，将模拟信号变换成数字信号，并向处理控制部220供给。
处理控制部220为了位置检测而进行控制。即，处理控制部220对选择电路211处的环形线圈的选择、收发切换电路214处的信号切换控制、采样保持电路218的定时等进行控制。
处理控制部210通过以将收发切换电路214与发送侧端子T连接的方式进行切换，来对X轴方向环形线圈群21或Y轴方向环形线圈群22中的由选择电路211选择的环形线圈进行通电控制而使电磁波送出。位置指示器300的谐振电路接受从该环形线圈送出的电磁波而储蓄能量。
接着，处理控制部210以将收发切换电路214与接收侧端子R连接的方式进行切换。于是，在X轴方向环形线圈群21及Y轴方向环形线圈群22的各环形线圈通过从位置指示器300发送的电磁波而产生感应电压。处理控制部220基于在该各环形线圈产生的感应电压的电压值的电平来算出位置检测传感器20的位置检测区25处的X轴方向及Y轴方向的指示位置的坐标值。然后，处理控制部220将算出的坐标值的信息向例如外部的计算机等供给。
[本发明的位置检测传感器的第一实施方式]
图1是用于说明应用于图2的位置检测传感器20的第一实施方式的位置检测传感器20A的图，且是用于说明X轴方向的环形线圈群21的各一根环形线圈21Xi(i是1、2、…n中的任一个)和Y轴方向的环形线圈群22的各一根环形线圈22Yj(j是1、2、…m中的任一个)相对于状基板23如何形成的图。
图1(A)是从基板23的一面23a侧观察基板23的图，图1(B)是从与面23a垂直的方向观察基板23的图。在图1(B)中，省略了构成环形线圈21Xi及22Yj的导体图案的图示。
如该图1(A)、(B)所示，该例的片状基板23如前述那样形成为由聚酰亚胺系树脂构成的薄膜状的柔性基板。并且，在该片状基板23(以下，简称作基板23)的一面23a侧形成X轴方向环形线圈21Xi的包围矩形区域的形状的环形部21XiL中的与Y轴方向平行的直线部XiLa、XiLb，在基板23的另一面23b侧形成环形部21XiL中的用于将所述直线部XiLa、XiLb之间连接的与X轴方向平行的直线部XiLc、XiLd。基板23的一面23a侧的直线部XiLa、XiLb与另一面23b侧的直线部XiLc、XiLd通过通孔31ai、31bi、31ci、31di而连接。
并且，在基板23的一面23a侧设置的环形部21XiL中的直线部XiLa、XiLb的一方(在图1的例子中是直线部XiLb)为了与由彼此平行的第一及第二线路构成的引出线路部21XiE连接而在其中间处被切断。
构成引出线路部21XiE的第一及第二线路的一方通过连接器部24与前述的位置检测电路210的选择电路211连接，从而成为用于接受信号的供给或取出信号的线路。以下，将该用于接受信号的供给或取出信号的线路称作去程线路。另外，构成引出线路部21XiE的第一及第二线路的另一方是连接于基准电位例如接地电位的线路。以下，将该连接于基准电位例如接地电位的线路称作回程线路。
X轴方向环形线圈21Xi的环形部21XiL的直线部XiLb的切断部的一方的端部通过通孔31ei与在基板23的另一面23b侧形成的引出线路部21XiE的去程线路XiEs连接，并且直线部XiLb的切断部的另一方的端部通过通孔31fi与在基板23的另一面23b侧形成的引出线路部21XiE的回程线路XiEg连接。去程线路XiEs和回程线路XiEg在该例中作为X轴方向的直线而彼此平行地接近配设。
如图1所示，X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE在该例中也存在于位置检测区25内，至少，该位置检测区25内的引出线路部21XiE的去程线路XiEs和回程线路XiEg作为彼此接近的平行的X轴方向的直线而配设。去程线路XiEs与回程线路XiEg的间隔例如设为0.1mm。
之所以将去程线路XiEs和回程线路XiEg这样设为彼此接近的平行的一对直线是因为，引出线路部21XiE也存在于位置检测区25内，所以当磁通量通过该一对直线所形成的细长的面时会产生多余的电流，这会成为利用位置检测电路进行位置检测时的误差信号，因此要将该误差信号抑制得尽量小。
并且，在该例中，引出线路部21XiE的去程线路XiEs及回程线路XiEg在基板23的另一面23b上延长配设至在位置检测区25的外侧设置的连接器部24。
并且，在基板23上，如以上那样构成的X轴方向环形线圈21Xi在使环形部21XiL局部重叠的状态下以规定的间距在X轴方向上配设多个。
另外，Y轴方向环形线圈22Yj的包围其矩形区域的形状的环形部22YjL中的与X轴方向平行的直线部YjLa、YjLb形成于基板23的另一面23b侧。并且，在基板23的一面23a侧形成环形部22YjL中的用于将所述直线部YjLa、YjLb之间连接的与Y轴方向平行的直线部YjLc、YjLd。基板23的另一面23b侧的直线部YjLa、YjLb与一面23a侧的直线部YjLc、YjLd通过通孔32aj、32bj、32cj而连接。
并且，在基板23的另一面23b侧设置的Y轴方向环形线圈22Yj的环形部22YjL中的直线部YjLa、YjLb的一方(在图1的例子中是直线部YjLb)在X轴方向上向位置检测区25的更外侧延长至连接器部24，设为引出线路部22YjE的回程线路YjEg。另外，在位置检测区25中处于X轴方向的最接近连接器侧的位置的环形部22YjL的直线部YjLc通过通孔32dj与在基板23的另一面23b侧形成于X轴方向的引出线路部22YjE的去程线路YjEs连接。该去程线路YjEs与回程线路YjEg平行地接近配设，延长至连接器部24。
并且，在基板23上，如以上那样构成的Y轴方向环形线圈22Yj在使环形部22YjL局部重叠的状态下以规定的间距在Y轴方向上配设多个。
如以上那样，在位置检测传感器20A中，在基板23的位置检测区中，在基板23的一面23a和另一面23b上彼此正交的方向上配设多个X轴方向环形线圈21Xi和多个Y轴方向环形线圈22Yj。因此，通过基板23的两面的多个环形线圈的线路图案而成为在基板23的大致整面均匀地形成有规定的大小的格子的状态。
并且，在连接器部24的另一面23b上，来自多个X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE和来自多个Y轴方向环形线圈22Yj的引出线路部22YjE以沿着X轴方向导出的方式彼此平行地形成。
在该实施方式中，如图1(A)所示，在连接器部24的一面23a上，在与另一面23b侧的来自多个X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE及来自多个Y轴方向环形线圈22Yj的引出线路部22YjE对向的区域中，形成有具备与引出线路部21XiE及引出线路部22YjE正交的方向的多个线路图案26a的伪导体图案26。
在该实施方式中，在伪导体图案26中，通过形成Y轴方向的狭缝而形成有多个线路图案26a。不过，在该实施方式中，多个线路图案26a在其端部处彼此连接。
因此，在该实施方式的位置检测传感器20A中，在基板23的连接器部24处实质上也形成有彼此正交的方向的线路图案。
以上说明的位置检测传感器20A通过在片状基板23的一面23a及另一面23b上例如利用丝网印刷涂布铜膏来形成上述的X轴方向环形线圈群及Y轴方向环形线圈群(包括连接器部)而制作。在此，铜膏由铜粉末、溶剂及粘合剂树脂构成。此外，使用了该铜膏的导电性涂膜的制造方法可以使用例如日本特开2015‐35331号公报所记载的方法。
涂布到基板23的铜膏被实施加热水蒸气处理，氧化的铜被还原，从而成为电阻率为10Ω.cm以下的具有高的导电性的线路。在该实施方式中，加热水蒸气处理通过320℃～370℃的范围的高温执行1分钟～2分钟。在此，加热水蒸气处理时的温度考虑铜膏的导电性(电阻率)和在聚酰亚胺系树脂的基板23产生的收缩率来决定。
图3是示出相对于加热水蒸气处理时的温度的变化的基板23的收缩率与形成于基板23的由铜膏构成的线路的电阻率之间的关系的图。在电阻率大的情况下，难以使电流在环形线圈中流动，位置检测传感器难以进行检测动作，若基板23的收缩率大，则环形线圈变形而位置检测传感器中的坐标位置精度变差。
在该图3中，●记号表示由铜膏构成的线路的电阻率。另外，△记号表示进行了1分钟的加热水蒸气处理时的基板23的收缩率，×记号表示进行了1分钟的加热水蒸气处理时的基板23的收缩率。
从该图3可知，电阻率在320℃以上时成为10Ω.cm以下，在370℃以上时成为大约6Ω.cm，在温度进一步升高时，电阻率不变小而大致饱和。另外，从该图3可知，基板23的收缩在340℃以下几乎不产生，当成为370℃以上时，在基板23呈斑状地产生根据部位而不同的量的收缩。
于是，在该实施方式中，加热水蒸气处理的温度设为320℃～370℃的范围，尤其是，在该例子中设为340℃，处理时间设为2分钟。由此，能够将基板23的收缩抑制为最小限度，并且能够减小电阻率。此外，处理时间当然也可以是1分钟。
并且，即使由于进行该340℃这样的高温下的热处理而在铜膏的粘合剂产生了收缩，由于上述的实施方式的位置检测传感器20A在位置检测区25中在基板23的一面及另一面上以规定的间距整齐地形成有彼此正交的方向的线路图案，所以也会在基板23的位置检测区25的大致整体产生均匀的收缩。因而，在位置检测区25中，不会局部地产生翘曲或者产生起伏。
此外，在与位置检测传感器20A连接的位置检测电路210中，能够根据在位置检测传感器20A的基板23的整体均匀地产生的收缩而修正从位置检测传感器得到的位置指示器的指示坐标。因此，即使在位置检测传感器20A的基板23产生了收缩，坐标精度也能够维持高精度。
另外，在连接器部24处也同样地成为一面的引出线路部的线路图案与另一面的伪导体图案26的线路图案26a彼此正交的状态，在该连接器部24处也均匀地形成有格子花纹图案，不会局部地产生翘曲或产生起伏。
并且，连接器部24的伪导体图案26不是与基板23的另一面23b侧的线路图案的区域整体对应的实心图案(solid pattern)，而是设置有狭缝的图案，因此也具有能够避免在实心图案的情况下与其附近的位置指示器的电磁结合中的涡电流的产生所引起的磁通量的衰减这一效果。
[第一实施方式的变形例]
此外，在以上的实施方式中，伪导体图案26构成为将多个线路图案26a彼此连接的方式，但多个线路图案26a分别也可以构成为彼此独立的图案。
另外，在以上的实施方式中，来自X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE及来自Y轴方向环形线圈22Yj的引出线路部22YjE将去程线路及回程线路的双方设置于连接器部24的另一面23a侧，但来自X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE及来自Y轴方向环形线圈22Yj的引出线路部22YjE的回程线路也可以在连接器部24的附近经由通孔共通地与伪导体图案26连接。
在该情况下，在连接器部24处，构成为将伪导体图案26设为与基准电位连接的端子。或者，也可以是，来自X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE及来自Y轴方向环形线圈22Yj的引出线路部22YjE的回程线路中的一根或多根向连接器部24的另一面23a导出，并且通过通孔与伪导体图案26连接，将导出到该连接器部24的另一面23a的回程线路设为与基准电位连接的端子。
另外，上述的实施方式的伪导体图案26通过设置狭缝而实质上设置多个线路图案，但也可以取代狭缝而在该狭缝部分沿着狭缝部分形成以狭缝的宽度为直径的空孔，从而实质上设置多个线路图案。
[位置检测传感器的第二实施方式]
第二实施方式的位置检测传感器是第一实施方式的位置检测传感器20A的变形例之一。图4～图8是用于说明该第二实施方式的位置检测传感器20B的结构例的图。在该图4～图8中，对于与第一实施方式的位置检测传感器20A相同的部分，标注相同标号而省略其详细说明。
在该第二实施方式的位置检测传感器20B中，通过将如上述那样形成于基板23的X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE的回程线路XiEg与其他的X轴方向环形线圈21Xk(其中，i≠k)的引出线路部21XkE的回程线路XkEg共用化，来削减用于从X轴方向环形线圈群21与位置检测区25的外侧的连接器部24连接的引出线路的合计的线路数。由此，在位置检测区25中，使环形线圈的环形部的线路以外的引出线路的存在所引起的线路图案的集中或不均比第一实施方式更少。
另外，在该第二实施方式中，在连接器部24处，X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE及Y轴方向环形线圈22Yj的引出线路部22YjE的去程线路的延长部形成于基板23的另一面23b，但它们的回程线路构成为与在基板23的一面23a形成的后述的导体图案26B共通地连接。这是为了使得能够将在连接器部24的一面23a形成的导体图案26B设为基准电位的端子导体。
图4是用于说明该第二实施方式的位置检测传感器20B的结构例的概要的图，对应于第一实施方式的图1。此外，在图4～图8中也与图1同样，实线的直线表示在基板23的一面23a形成的线路，虚线的直线表示在基板23的另一面23b形成的线路。
如该图4所示，在第二实施方式的位置检测传感器20B中，在基板23的一面上形成有导体图案26B，并且在基板23的另一面23b上配设的X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE的回程线路XiEg和Y轴方向环形线圈22Yj的引出线路部22YjE的回程线路YjEg在连接器部24的附近通过通孔33X、33Y与基板23的一面23a的线路33X、34Y连接。线路34X、34Y与基板23的连接器部24的一面23a共通地连接。第二实施方式的位置检测传感器20B的其他结构与第一实施方式的位置检测传感器20A同样。
导体图案26B的空孔在Y轴方向上排列，该Y轴方向的空孔列与相邻的空孔列错开而配置。该配置等同于在第一实施方式的伪导体图案26中在狭缝部分形成了空孔26Bh，在导体图案26B实质上沿着Y轴方向形成有线路图案26Ba。此外，在图4中，为了使线路图案26Ba易懂而对导体图案26B标注虚线示出了线路图案，但实际上该虚线并不存在。
接着，对该第二实施方式的位置检测传感器20B中的X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE的回程线路XiEg与其他的X轴方向环形线圈21Xk(其中，i≠k)的引出线路部21XkE的回程线路XkEg的共用化进行说明。
图5是用于说明在第二实施方式的传感器20B的基板23形成的X轴方向环形线圈群21中的任意的两个X轴方向环形线圈之间的回程线路的共用化的图，该图5示出了在X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE与X轴方向环形线圈21Xk的引出线路部21XkE之间将回程线路共用化的情况。在该图5中，与图1同样，实线的直线表示在基板23的一面23a上形成的线路，虚线的直线表示在基板23的另一面23b上形成的线路。
如前述那样，在基板23的一面23a上形成的X轴方向环形线圈21Xi的环形部21XiL的直线部XiLa及XiLb通过通孔31ai、31bi、31ci、31di与在基板23的另一面23b上形成的直线部XiLc及XiLd连接。同样，在基板23的一面23a上形成的X轴方向环形线圈21Xk的环形部21XkL的直线部XkLa及XkLb通过通孔31ak、31bk、31ck、31dk与在基板23的另一面23b上形成的直线部XkLc及XkLd连接。
并且，在基板23的一面23a上形成的X轴方向环形线圈21Xi的环形部21XiL及X轴方向环形线圈21Xk的环形部21XkL的直线部XiLb及直线部XkLb的切断部的一方的端部分别通过通孔31ei及31ek与引出线路部21XiE及引出线路部21XkE的去程线路XiEs及XkEs连接。
另外，直线部XiLb及直线部XkLb的切断部的另一方的端部分别通过通孔31fi及31fk与引出线路部21XiE及引出线路部21XkE的回程线路XiEg及XkEg连接。在该情况下，X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE的回程线路XiEg的与通孔31fk连接后的通孔31fi与31fk之间的线路以外的线路部与X轴方向环形线圈21Xk的回程线路XkEg共用。即，回程线路XiEg和回程线路XkEg成为共通回程线路CMg的结构。
并且，X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE的去程线路XiEs与共通回程线路CMg平行地接近配设，并且X轴方向环形线圈21Xk的引出线路部21XkE的去程线路XkEs也与共通回程线路CMg平行地接近配设。
并且，如图5所示，在该第二实施方式的位置检测传感器20B中，共通回程线路CMg在与位置检测区25的外侧的连接器部24之间的区域中通过通孔33X而从基板23的另一面23b侧与一面23a侧的线路34X连接，由此，共通回程线路CMg连接于连接器部24的一面23a的导体图案26B。
这样，在第二实施方式中，通过将X轴方向的环形线圈的回程线路与其他的X轴方向的环形线圈的回程线路共用化，相对于以往作为X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE而需要两条且作为X轴方向环形线圈21Xk的引出线路部21XkE而需要两条即合计需要四条引出线路，能够设为少一条的三条引出线路。
并且，在第一实施方式中，进一步将X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE的去程线路XiEs和X轴方向环形线圈21Xk的引出线路部21XkE的去程线路XkEs形成于以共通回程线路CMg为中心的两侧。因此，通孔31ei和31ek形成于跨共通回程线路CMg的位置。
这样，通过以共通回程线路CMg为中心而在两侧配设去程线路XiEs和去程线路XkEs，能够使去程线路XiEs与共通回程线路CMg的间隔及去程线路XkEs与共通回程线路CMg的间隔相等，例如能够将双方的间隔设为0.1mm。由此，能够使由去程线路和回程线路形成的面积部分仍然最小，能够使误差信号的产生最小。
如以上那样，通过针对X轴方向环形线圈群21的n个环形线圈21X1～21Xn的各两条而将引出线路部21X1E～21XnE的回程线路共用化，能够使从X轴方向环形线圈群21导出的引出线路的整体的回程线路的线数为以往的1/2。
而且，通过使将回程线路共用化的X轴方向环形线圈的数量为3以上，能够进一步减少从X轴方向环形线圈群21导出的引出线路的整体的回程线路的线数。
例如如图6所示，通过将X轴方向环形线圈群21的n个X轴方向环形线圈21X1～21Xn分为多个分别由2条以上构成的组G1，G2，…并针对各组将回程线路共用化，能够使从X轴方向环形线圈群21导出的引出线路部的整体的回程线路的线数为该组数。即，如图6所示，能够构成为针对各组G1，G2，…而具备1条共通回程线路CMg1，CMg2，…。此外，构成各组G1，G2，…的X轴方向环形线圈的数量当然既可以相同也可以不同。
如以上那样，根据第二实施方式，通过将X轴方向环形线圈的回程线路与其他的X轴方向环形线圈的回程线路共用化，能够与以往相比削减引出线路的线路数。
并且，在该第二实施方式中，在连接器部24处，X轴方向环形线圈及Y轴方向环形线圈的回程线路设置于与形成有去程线路的基板23的另一面23b相反一侧的一面23a而与导体图案26B连接，所以能够使连接器部24的大小比第一实施方式的情况下小。
并且，在该第二实施方式的位置检测传感器20B中，也在基板23的一面及另一面包含连接器部24而形成有彼此正交的方向的线路图案，所以即使因热处理而由于铜膏的粘合剂产生了收缩，也与上述的实施方式同样地在其整体产生均匀的收缩。因而，在基板23中，不会局部地产生翘曲或产生起伏。
并且，连接器部24的伪导体图案26B不是与基板23的另一面23b侧的线路图案的区域整体对应的实心图案，而是设置有多个空孔26Bh的图案，所以能够避免在实心图案的情况下与其附近的位置指示器的电磁结合中的涡电流的发生所引起的磁通量的衰减。
此外，在该第二实施方式中，在连接器部24处，构成为将导体图案26B设为与基准电位连接的端子。
但是，也可以将来自X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE的共通回程线路的一条或多条、或者来自Y轴方向环形线圈22Yj的引出线路部22YjE的回程线路中的一条或多条向连接器部24的另一面23a导出，并且通过通孔与伪导体图案26B连接，将导出到该连接器部24的另一面23a的回程线路设为与基准电位连接的端子。
此外，当然也可以将n条X轴方向环形线圈21X1～21Xn的引出线路部21X1E～21XnE的回程线路X1Eg～XnEg全部共用化而设为一条共通回程线路CMg。
另外，上述的第二实施方式仅对X轴方向环形线圈群21进行了说明，但关于Y轴方向环形线圈群22也能够完全同样地应用第二实施方式。在该情况下，引出线路部的回程线路的数的最小值可以设为X轴方向环形线圈群21的一条与Y轴方向环形线圈群22的一条的合计两条。
此外，在将全部引出线路向基板23的另一面23b导出的第一实施方式中，当然也可以应用上述的将来自X轴方向环形线圈群21和Y轴方向环形线圈群的引出线路部的回程线路共用化的技术。
[位置检测传感器的第三实施方式]
第三实施方式的位置检测传感器20C是第二实施方式的位置检测传感器20B的变形例之一。图7及图8是用于说明该第三实施方式的位置检测传感器20C的结构例的图。在该图7及图8中，对于与第二实施方式的位置检测传感器20B相同的部分，标注相同标号而省略其详细说明。
在该第三实施方式中，通过将X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE的回程线路XiEg与Y轴方向环形线圈22Yj的环形部22YjL的一个直线部YjLb连接而也用作该直线部YjLb的一部分来实现共用化，进一步削减用于从X轴方向环形线圈群21与位置检测区25的外侧的连接器部24连接的引出线路的合计的线路数。由此，在位置检测区25中，使环形线圈的环形部的线路以外的引出线路的存在所引起的的线路图案的集中或不均比第一实施方式及第二实施方式更少。
此外，在图7中也与图1同样，实线的直线表示在基板23的一面23a上形成的线路，虚线的直线表示在基板23的另一面23b上形成的线路。
即，如图7所示，Y轴方向环形线圈22Yj通过将基板的另一面23b侧的X轴方向的直线部YjLa及YjLb与一面23a侧的Y轴方向的直线部YjLc及YjLd通过通孔32aj、32bj、32cj而连接，来形成其环形部22YjL。
并且，如前述那样，基板23的一面23a的直线部YjLc通过通孔32dj而连接于在基板23的另一面23b上在位置检测区25的外侧与X轴方向平行地形成的去程线路YjEs。另外，通过在基板23的另一面23b侧形成的X轴方向的直线部YjLb在位置检测区25的外侧进一步沿着X轴方向延长形成，来作为回程线路YjEg。
另一方面，X轴方向环形线圈21Xi与图5同样，通过将基板23的一面23a侧的直线部XiLa及XiLb与另一面23b侧的直线部XiLc及XiLd通过通孔31ai、31bi、31ci、31di而连接，来形成其环形部21XiL。
并且，在基板23的一面23a上形成的直线部XiLb的切断部的一方的端部通过通孔31ei与在基板23的另一面23b侧形成的引出线路部21XiE的去程线路XiEs连接。该去程线路XiEs与Y轴方向环形线圈22Yj的环形部22YjL的直线部YjLb平行地接近配设。
并且，在该第三实施方式中，直线部XiLb的切断部的另一方的端部通过通孔31fi与Y轴方向环形线圈22Yj的环形部22YjL的直线部YjLb的中间部连接。该环形部22YjL的直线部YjLb如前述那样是Y轴方向环形线圈22Yj的引出线路部22YjE的回程线路YjEg作为其延长部的线路。
并且，如前述那样，Y轴方向环形线圈22Yj的环形部22YjL的该直线部YjLb与X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE的去程线路XiEs平行地接近配设。
因此，Y轴方向环形线圈22Yj的环形部22YjL的该直线部YjLb的从通过通孔31fi的与X轴方向环形线圈21Xi的直线部XiLb的连接点到连接器部24为止的部分也作为X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE的回程线路XiEg而共用化。
并且，在该第三实施方式中，在用于从位置检测区25与其外部的连接器部24(在图7中省略图示)连接的X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE和Y轴方向环形线圈22Yj的引出线路部22YjE中，构成为具有共用化的共通回程线路CMYg。并且，如图7所示，该共通回程线路CMYg通过通孔33YC从基板23的另一面与一面23a连接，并通过线路34YC与图4所示的导体图案26B连接。
如以上那样，在第三实施方式中，在来自X轴方向环形线圈21Xi的引出线路部21XiE中，无需单独地设置回程线路，能够相应地削减引出线路数。
并且，由于作为来自X轴方向环形线圈群21的X轴方向环形线圈的各自的引出线路部能够不需要回程线路，所以能够使来自X轴方向环形线圈群21及Y轴方向环形线圈群22的整体的引出线路部的回程线路的数量为Y轴方向环形线圈的数量。因此，与第二实施方式的情况相比，能够使来自X轴方向环形线圈群21及Y轴方向环形线圈群22的整体的引出线路部的回程线路的数量更少。
图8示出了在第二实施方式的图6的例子中应用了第三实施方式的情况。在该图8的例子中，组G1的X轴方向环形线圈21X1～21X6的回程线路与Y轴方向环形线圈22Yu的环形部22YuL的一部分共用而作为共通回程线路CMYg1向位置检测区25外导出。另外，组G2的X轴方向环形线圈21X7～21X12的回程线路与Y轴方向环形线圈22Yv的环形部22YvL的一部分共用而作为共通回程线路CMYg2向位置检测区25外导出。
[上述的实施方式的变形例]
此外，在上述的实施方式中，在基板23的X轴方向的一侧设置连接器部24，但也可以在基板23的Y轴方向的一侧设置连接器部。
另外，在设置于连接器部24的导体图案26、26B中实质上形成线路图案的方法不限于如上述的实施方式那样设置狭缝的方法或设置空孔的方法，只要能够对在连接器部24的另一面侧形成的引出线路部的延长部实质上形成正交的方向的线路图案即可，可以是任何方法。
例如，图9(A)所示的例子的导体图案26C中，多个线路图案26Ca在各个线路图案2Ca的一端侧连接的结构与在另一端侧连接的结构交替而形成为所谓的Z字形(zigzag)的线路图案。另外，图9(B)所示的例子的导体图案26D是多个线路图案26Da仅在其一端侧连接而连结的图案。在图9(B)中，连结多个线路图案26Da的部分当然也可以是多个线路图案26Da的另一端侧。另外，图9(C)所示的例子的导体图案26E是多个线路图案26Ea在各个线路图案26Da的中央部连结的图案。
此外，图9所示的例子都是能够将导体图案26C、26D、26E设为供给基准电位的端子的情况，在无需将导体图案26C、26D、26E设为供给基准电位的端子的情况下，如在第一实施方式中说明那样，多个线路图案26Ca、26Da、26Ea也可以作为彼此独立的线路图案(伪图案)，这一点与前述相同。
标号说明
20、20A、20B、20C…位置检测传感器，21…X轴方向环形线圈群，22…Y轴方向环形线圈群，23…由聚酰亚胺系树脂构成的片状基板，24…连接器部，25…位置检测区，26…伪导体图案，26A…成为基准电位的导体图案。

Claims (14)

1.一种电磁感应方式的位置检测传感器，在由树脂构成的片状基板上形成由包含铜粉末和粘合剂的铜膏构成的线路图案，并进行热加工而形成多个位置检测用环形线圈，其特征在于，
所述线路图案构成为包含所述位置检测用环形线圈和用于将所述位置检测用环形线圈与外部连接的连接器部，
在所述片状基板的一面上，将由所述铜膏构成的所述线路图案以在第一方向上延伸的方式形成，并且将以在所述第一方向上延伸的方式形成的所述线路图案在与所述第一方向正交的第二方向上以规定的间距形成，
在所述片状基板的另一面上，将由所述铜膏构成的所述线路图案以在所述第二方向上延伸的方式形成，并且将以在所述第二方向上延伸的方式形成的所述线路图案在所述第一方向上以规定的间距形成，
而且，在所述连接器部中，在所述一面和所述另一面配置线路图案。
2.根据权利要求1所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
在所述片状基板的规定的端部具备所述连接器部，在所述连接器部形成有从所述位置检测用环形线圈的环形部导出的引出线路的延长部，
在所述连接器部处，也在所述片状基板的所述一面和所述另一面上实质上形成有彼此正交的方向的线路图案。
3.根据权利要求1所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
所述位置检测用环形线圈包括：
第一环形线圈群，在所述第二方向上配置多个第一环形线圈而成，该第一环形线圈具备以包围规定的面积区域的方式配设线路的第一环形部和与构成所述第一环形部的所述线路的一端及另一端分别连接的第一引出线路部；及
第二环形线圈群，在与所述第二方向正交的所述第一方向上配置多个第二环形线圈而成，该第二环形线圈具备以包围规定的面积区域的方式配设线路的第二环形部和与构成所述第二环形部的所述线路的一端及另一端分别连接的第二引出线路部，
所述第一环形线圈群及所述第二环形线圈群的所述第一环形部及所述第二环形部所占的区域设为位置检测区，
所述第一引出线路部及所述第二引出线路部以所述第一引出线路部和所述第二引出线路部中的一方通过所述位置检测区内而另一方不通过所述位置检测区的方式配设于所述片状基板的一面和另一面中的任一面，并且在所述连接器部处集中配设，
在所述连接器部的一面及另一面这两个面上实质上形成有彼此交叉的方向的由所述铜膏构成的图案。
4.根据权利要求3所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
在所述连接器部的所述一面和所述另一面中的一方沿着规定的延长方向配设有所述第一引出线路部及所述第二引出线路部，并且在所述连接器部的所述一面和所述另一面中的另一方形成有如下图案，该图案使得在与所述第一引出线路部及所述第二引出线路部的所述规定的延长方向正交的方向上实质上形成有导体线路。
5.根据权利要求4所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
形成于所述连接器部的所述一面和所述另一面中的另一方的所述图案包括与所述第一引出线路部及所述第二引出线路部的所述规定的延长方向正交的方向的多个线路图案。
6.根据权利要求4所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
所述第一引出线路部及所述第二引出线路部具备用于供给信号或取出信号的第一线路和作为与基准电位连接的线路的第二线路，
通过将所述第一引出线路部的所述第二线路与其他的所述第一引出线路部的第二线路连接来实现共用化，并且将共用化了所述第二线路的所述第一引出线路部的所述第一线路与所述共用化的所述第二线路平行地接近配设。
7.根据权利要求6所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
所述共用化的所述第一引出线路部的所述第二线路构成所述第二环形线圈的所述第二环形部的一部分及所述第二引出线路部的所述第二线路。
8.根据权利要求3所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
所述第一引出线路部及所述第二引出线路部具备用于供给信号或取出信号的第一线路和作为与基准电位连接的线路的第二线路，
在所述连接器部的所述一面和所述另一面中的一方，所述第一引出线路部及所述第二引出线路部的所述第一线路沿着所述第一线路的延长方向形成，
在所述连接器部的所述一面和所述另一面中的另一方形成有与所述第一引出线路部及所述第二引出线路部的所述第二线路连接且使得在与所述第一线路的延长方向正交的方向上实质上形成有导体线路的图案。
9.根据权利要求8所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
通过将所述第一引出线路部的所述第二线路与其他的所述第一引出线路部的第二线路连接来实现共用化，并且将共用化了所述第二线路的所述第一引出线路部的所述第一线路与所述共用化的所述第二线路平行地接近配设。
10.根据权利要求9所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
所述共用化的所述第一引出线路部的所述第二线路构成所述第二环形线圈的所述第二环形部的一部分及所述第二引出线路部的所述第二线路。
11.根据权利要求5或8所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
在所述连接器部的所述一面和所述另一面中的另一方形成的所述图案包括将与所述第一线路的延长方向正交的方向的多个导体彼此连接而成的图案。
12.根据权利要求11所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
在所述连接器部的所述一面和所述另一面中的另一方形成的所述图案中，通过与所述第一线路的延长方向正交的方向的狭缝来形成与所述第一线路的延长方向正交的方向的所述多个导体。
13.根据权利要求11所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
在所述连接器部的所述一面和所述另一面中的另一方形成的所述图案中，通过与所述第一线路的延长方向正交的方向的多个空孔来形成与所述第一线路的延长方向正交的方向的所述多个导体。
14.根据权利要求1所述的电磁感应方式的位置检测传感器，其特征在于，
通过将在所述片状基板的一面及另一面上形成的所述铜膏在340℃下进行热处理而成。
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