JP2000267802A - ポインティングスティック用厚膜回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ｘ，ｙ方向と同様にｚ方向の検出が確実且つ
容易に行え、耐久性が高く、又、その製造コストを低減
することができるポインティングスティック用厚膜回路
基板を提供する。 【解決手段】 多角形又は円形のセラミック基板２１
と、該基板２１の中心と外周部の間に放射状に配置され
た複数の厚膜抵抗体２２と、該抵抗体２２に接続する厚
膜導電層からなる配線２３と、基板２１の外周部に放射
状に配置された配線２３に接続する電極ランド２４とを
備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポインティングステ
ィック用厚膜回路基板に係り、特にノートパソコン等に
おいて表示画面上のカーソルの位置を移動させたり、各
種の制御動作を行なわせるポインティングスティックに
用いて好適な厚膜回路基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポインティングスティックは、ノートパ
ソコンやゲーム機等の情報処理機器に信号入力装置とし
て用いられる部品であり、棒状のスティックを、ｘ，ｙ
方向又はｚ方向に指で押圧することにより、信号の入力
が行える。ノートパソコン等においては、マウスを移動
したり、そのボタンをクリックする代わりに、ポインテ
ィングスティックを操作することにより、同様の信号入
力動作が行える。又、ゲーム機等においては、ジョイス
ティックとして表示画面の操作にポインティングスティ
ックが古くから採用されている。

【０００３】このようなポインティングスティックは、
従来、図３に示すような構造のものが一般的であった
（例えば、特開平１０−２２２２９５号公報参照）。即
ち、細長い柱状体１０の下部に厚膜又は薄膜の抵抗体１
２がその四面に形成され、柱状体１０の基部が印刷配線
板等の孔部に接着剤等により固定され、その抵抗体の電
極が印刷配線板１１に接続される。印刷配線板１１は、
抵抗体１２をブリッジ回路として接続し、抵抗値が変化
すると、これに対応した出力が取り出される。柱状体１
０の下部に設けられた抵抗体１２は、ストレーンゲージ
と同様に動作し、柱状体が曲げられた方向に圧縮力が生
じ、抵抗値が低下し、柱状体が引っ張られた方向に、引
張力が作用し抵抗値が上昇する。従って、柱状体の４面
に抵抗体を配置することにより、柱状体に作用するｘ
＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−の４方向の押圧力の信号を検出す
ることができる。又、柱状体の頭部を下方向に押すこと
により柱状体の各面の抵抗体１２に等しく圧縮力が作用
し、これにより各抵抗体の抵抗値が一様に低下する。従
って、原理的にはｚ方向の歪みの検出が可能であり、こ
れをマウスのクリック動作と同様に利用することも可能
である。

【０００４】しかしながら上述のポインティングスティ
ックは、以下に述べるような問題点がある。第１に、上
述したようにポインティングスティックの頭部を下方に
押すことによりｚ方向の押圧力の検出が原理的には可能
である。しかしながら、ｚ方向には柱状体に撓み力が発
生しないため、抵抗体に係る圧縮力又は引張力は、ｘ，
ｙ方向のポインティングスティックの動作と比較して、
信号出力が極めて微弱である。

【０００５】第２に、図３に示すポインティングスティ
ックは、耐久性に問題がある。即ち、柱状体１０が印刷
配線板１１を貫通して設けられており、抵抗体の電極が
印刷配線板にハンダ付け等により固定されている。しか
しながら、スティックである柱状体１０は、可動部分で
あるため、フレキシブル基板等を用いても機械的に損傷
し易い。第３に、同様な理由により、その製造工程が煩
雑であり、製造コストの低減が難しい。即ち、柱状体の
四面に抵抗体を形成するため、各抵抗体を一面毎に製作
せねばならず、厚膜で作る場合には一面毎にスクリーン
印刷を行わねばならず、その作業が極めて煩雑である。

【０００６】このような問題点に鑑みて、平板状の弾性
板の中央に操作部を設け、その周辺に抵抗検出素子を配
設し、弾性板の周囲を４個所で固定したポインティング
デバイスが提案されている（例えば特開平７−１７４６
４６号公報）。係るポインティングデバイスによれば、
弾性板中央の操作部に押圧力を印加することにより、弾
性板が変形し、抵抗検出素子に抵抗値変化が生じ、この
出力を演算出力することにより、操作部の押圧力の方向
と大きさを検出することができる。しかしながら、係る
ポインティングデバイスにおいても、例えばガラスホー
ロー被覆を設けた弾性板上に配設された抵抗検出素子と
この出力を取り出す外部回路との配線接続が必要であ
り、ポインティングデバイス自体の製造は必ずしも容易
なものでなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みて為されたもので、ｘ，ｙ方向と同様にｚ方向の
検出が確実且つ容易に行え、耐久性が高く、又、その製
造コストを低減することができるポインティングスティ
ック用厚膜回路基板を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、八角形又は円形のセラミック基板に、該基板の中心
から四方に放射状に配置された４個の厚膜抵抗体と、該
抵抗体に接続する厚膜導電層からなる配線と、前記基板
の外周部に配置された前記配線に接続する少なくとも８
個の電極ランドとを備え、前記抵抗体を隣接した２個所
の電極ランドと基板中心との中間に配置したことを特徴
とするポインティングスティック用厚膜回路基板であ
る。

【０００９】上記本発明によれば、厚膜素子が配置され
た基板の中央部に柱状体を固着し、基板の周辺部の電極
ランド部をハンダ付けにより印刷配線板に固定すること
で、ポインティングスティックを構成することができ
る。この電極ランド部の印刷配線板へのハンダ接続を、
ある程度の厚みを持たせることにより、基板の裏面側に
印刷配線板の表面との間に撓むための空隙を持たせるこ
とができる。従って、肉薄のセラミック基板が、その周
辺部で、印刷配線板へのハンダ付により支点として強固
に支持され、基板中央部に固着された柱状体に押圧力を
加えることで、容易に変位する（撓む）ことができる。
このため、柱状体をｘ，ｙ，ｚ方向に押圧することで、
てこの原理により基板に配置された抵抗に大きな圧縮力
及び引張力を作用させ、これによりｘ，ｙ，ｚ方向に高
い検出感度が得られる。又、セラミック基板の外周部の
８個所以上の電極ランドがハンダ付けにより印刷配線板
に強固に固定され、柱状部に加わる押圧力でセラミック
基板が撓むので、柱状体の押圧力がハンダ付け部に分散
して印加されることにより、高い耐久性と安定性が得ら
れる。特に、抵抗体が隣接した２個所の電極ランドと基
板中心との中間に配置されたことから、基板中心の柱状
体に印加される押圧力がバランスよく分散して基板外周
部のハンダ接続部に作用する。従って、基板は２個所の
電極ランドのハンダ接続部が支点として基板中心の押圧
力により撓むので、その中間に配置された抵抗体に安定
した圧縮力又は引張力を作用させることができる。

【００１０】又、前記基板の中央部には、開口を設け、
該開口にスティックとなる柱状体を嵌着可能とすること
が好ましい。これによりスティックとなる柱状体の基板
中央部への位置合せ、及び装着が容易となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１乃至２を参照しながら説明する。図１は、本発明
の実施の形態のポインティングスティック用厚膜回路基
板の抵抗体等の配置を示す。

【００１２】八角形の肉薄のアルミナ等のセラミック基
板２１には、該基板の中心と外周部の間に４個のＲｕＯ
_２からなる厚膜抵抗体２２が配置されており、この抵抗
体２２はＡｇＰｄからなる厚膜導電層２３により配線接
続され、その外周部には印刷配線板等の外部回路に接続
する電極ランド２４が設けられている。ここで、抵抗体
２２は前記基板の中央部から四方向に等距離に放射状に
配置されている。この実施例においては、基板は八角形
であり、その周辺部の８個所に電極ランド２４を図示す
るように軸対称に配置し、抵抗体２２を隣接した２個所
の電極ランドと基板中心の中間に両電極ランドから等距
離で配置した構成となっている。抵抗体２２及び導電層
２３は、電極ランド２４を除いてエポキシ樹脂等の保護
層２５により被覆され保護されている。

【００１３】基板の中央部には、開口２６を設け、該開
口にスティックとなる柱状体を嵌着可能とすることが好
ましい。尚、図示のセラミック基板は八角形であるが、
六角形以上の多角形又は円形であってもよい。又、電極
ランドは８個所以上設けることが好ましい。これにより
基板の外周部をハンダ接続部により多数の接続点で固定
することができ、後述するように柱状部に作用する押圧
力を分散して支持することができる。

【００１４】図２は、この厚膜回路基板を用いたポイン
ティングスティックの構成例を示す。セラミック基板２
１の中央部に柱状体３０が設けられ、その基部に台座３
０ａが設けられている。そして、台座３０ａと、柱状体
３０とはアルミナ等のセラミック材により一体成型さ
れ、セラミック基板２１の中央部に接着等により固着さ
れている。台座３０ａの下端面中央部に凸状部３０ｂを
設け、セラミック基板２１の中央部に設けた開口２６に
嵌着するようにしてもよい。これにより、柱状体３０を
容易にセラミック基板の中心に位置合わせして固着する
ことができる。尚、柱状体３０は、セラミック材に限ら
ず、合成樹脂材等を用いてもよい。

【００１５】このセラミック基板２１は、その周辺の電
極ランド２４がハンダ３２により、印刷配線板３１のラ
ンド部に接続固定される。そして、基板２１の周辺部に
は８個所に亘って電極ランド２７が設けられ、それぞれ
の電極ランドが等しい高さとなるようにハンダ３２によ
り印刷配線板３１に固定される。ハンダ付部分の厚さｔ
はこの実施例においては０．１ｍｍ程度であり、抵抗体
が配置された基板２１の裏面側は印刷配線板との間に撓
み可能な空隙３３が存在している。

【００１６】印刷配線板３１は、基板２１のランド部２
４に接続したブリッジ型の出力回路（図示しない）を内
蔵し、フラットケーブル等を介して外部に信号が出力さ
れる。抵抗体２２は、引張力が働き伸びると抵抗値が上
がり、圧縮力が働き縮むと抵抗値が下がる特性を有して
いる。抵抗体が伸縮することによりブリッジ回路のバラ
ンスが崩れ、電位差が生じる。この電位差はある範囲で
は直線的に変化し、この電位差を増幅することによって
柱状体への押圧力の変化を信号出力することができる。

【００１７】抵抗体２２は導電層２３により接続され、
外周部には図示するように８個所に電極ランド２４が設
けられている。基板を最も歪ませ大きな出力を得るため
には、電極ランド（支点形成部）２４と基板の中心との
距離が長ければそれだけ基板が歪みやすくなり、出力が
大きくなる。セラミック基板２１の中心と外周部の略中
間に抵抗体２２を配置することにより、柱状体に加える
押圧力でハンダ接続部３２を支点としてセラミック基板
２１が撓み、この歪みが抵抗体部分に直接伝わり、これ
により抵抗体２２をブリッジ型に結線した出力回路から
大きな出力が得られる。そして、基板２１はその外周部
が多数のハンダ接続部３２により支持されているので、
基板中心の柱状部から加えられる押圧力が分散してバラ
ンスよく個々の支点となる接続部に作用する。このた
め、個々の接続部に作用する押圧力は僅かなものとな
り、これにより安定した支点としての機能を果たすこと
ができる。

【００１８】このような一定の高さの支点の形成は、表
面実装部品のハンダ付技術を用いることにより容易に行
え、ハンダ接続部３２で一定高さの支点と強固な接続端
子としての固定とを同時に達成することができる。そし
て本実施例の場合は８点の支持で基板２１を保持するの
で、高さのバランスがよく取れ、接合強度的にも強い構
造が得られる。この基板の印刷配線板へのハンダによる
接続は、基板の裏面側を面実装部品として扱えるため、
印刷配線板上にクリームハンダの印刷を行い、そして基
板を搭載し、リフローすることにより、均一なハンダ高
さと強固なハンダ接続が得られる。この際、支点の高さ
はハンダ印刷量及びリフロー条件で容易に調整が可能で
ある。

【００１９】上述したポインティングスティックの構造
によれば、歪みの発生部分がセラミック基板の内部にあ
り、外周部のハンダ接続部分がセラミック基板の支持部
（固定部）として働くので、抵抗体及び配線接続部分で
の疲労という問題がなく、耐久性の高い構造とすること
ができる。又、抵抗体は樹脂等の保護層により被覆され
ているので、その損傷が防止される。

【００２０】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
ｘ，ｙ方向のみならずｚ方向への柱状体の押圧力の印加
に対しても十分な出力が得られ、特性のばらつきが少な
く、耐久性が高く、且つ低コストで製造可能なポインテ
ィングスティックを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のポインティングスティッ
ク用厚膜回路基板の平面図である。

【図２】上記厚膜回路基板を用いたポインティングステ
ィックの構成例を示す図である。

【図３】従来のポインティングスティックの要部を示す
図である。

【符号の説明】

２１ 基板 ２２ 抵抗体 ２３ 電極配線 ２４ 電極ランド部 ２５ 樹脂膜 ２６ 開口 ３０ 柱状体 ３０ａ 台座 ３０ｂ 凸状部 ３１ 印刷配線板 ３２ ハンダ接続部 ３３ 空隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 悦生 長野県上伊那郡箕輪町大字中箕輪14016− 30 コーア・ティー・アンド・ティー株式 会社内 Ｆターム(参考） 4E351 AA07 BB01 BB06 BB08 BB17 BB31 BB32 DD22 DD32 GG20 5B020 AA17 CC20 DD03 5B087 AA00 AA04 AA07 AE00 BC02 BC12 BC19 BC21 BC22 BC26 BC33 DD03 5E033 BB06 BD11 BF05 BG01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 八角形又は円形のセラミック基板に、該
   基板の中心から四方に放射状に配置された４個の厚膜抵
   抗体と、該抵抗体に接続する厚膜導電層からなる配線
   と、前記基板の外周部に配置された前記配線に接続する
   少なくとも８個の電極ランドとを備え、前記抵抗体を隣
   接した２個所の電極ランドと基板中心との中間に配置し
   たことを特徴とするポインティングスティック用厚膜回
   路基板。
2. 【請求項２】 前記基板の中央部には、開口を設け、該
   開口にスティックとなる柱状体を嵌着可能とした請求項
   １に記載のポインティングスティック用厚膜回路基板。