JP2016035682A - 位置指示器及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】レーザーを用いて配線カットを行った場合に基板に生ずる凹みを軽減する。【解決手段】位置指示器は、ペン状の筐体の内径より長い長辺及び該内径より短い短辺を有し、かつ、該長辺が該筐体の長手方向と平行になるように該筐体の内部に挿入される長方形状の基板と、コイルと、基板の長辺に沿って基板上に並置された複数のキャパシタ21と、複数のキャパシタ21のそれぞれに対応して基板上に配置され、かつ、対応するキャパシタ21をコイルに対して並列に接続する複数の配線32と、複数の配線32それぞれを挟むように配置される複数のランドパターン23とを備え、複数のランドパターン23のそれぞれは、対応する配線32と実質的に同一の厚みを有するか又は対応する配線32より厚くなるように形成され、かつ、複数のキャパシタ21及びコイルのいずれとも電気的に接続されない。【選択図】図3

Description

本発明は位置指示器及びその製造方法に関し、特に、タッチ式の入力システムで用いられる位置指示器及びその製造方法に関する。
板状の入力ユニットである位置検出装置と、電子ペンなどの位置指示器とによって構成されるタッチ式の入力システムの中には、位置指示器が位置検出装置に向けて各種の情報を送信可能に構成され、かつ、そのために必要な電力を位置検出装置から位置指示器に対して供給するように構成されるものがある。この種の入力システムで用いられる位置指示器には、位置検出装置のセンサコイルからの磁界により励磁されるコイルと、このコイルと並列に接続されるキャパシタとによって構成されるLC共振回路が備えられる(例えば特許文献1を参照)。このLC共振回路が磁界の中に入ると、コイルに誘導起電力が生じ、これによってLC共振回路に電力が蓄積される。位置指示器は、この電力を利用して、筆圧情報やサイドスイッチ情報などを含むペン情報の送信を行う。
特開2014−130394号公報
ところで、位置指示器が送信した情報を位置検出装置が正しく受信するためには、LC共振回路の共振周波数が予め定められた規格値に等しくなっている必要がある。しかし、コイルのインダクタンスやキャパシタのキャパシタンスには製造上の誤差が発生するため、LC共振回路の組み立て直後の段階では、共振周波数にバラつきの発生が避けられない。そこで位置指示器の製造工程では、予め複数のキャパシタを並列に配置しておき、LC共振回路を組み立てた後に共振周波数を測定し、その結果に応じて配線をカットすることによっていくつかのキャパシタを回路から切り離すことにより、事後的に共振周波数を上記規格値に合わせ込む処理が行われる。
しかしながら、上記のような配線のカットは、これまで手作業で行われてきたために作業コストが高く、改善が求められている。キャパシタンスの調節が可能なトリマキャパシタにより上記複数のキャパシタのうちの一部又は全部を置き換えることも考えられるが、トリマキャパシタには、調節幅が大きく取れないこと、素子自体が高価であること、などの別の問題がある。
ここで、配線カットに要する作業コストを低減する方法のひとつとして、手作業ではなくレーザーによって配線のカットを行う方法が考えられる。レーザーを用いれば、配線カット作業を自動化できるので、作業コストを低減することができる。しかしながら、確実に配線をカットするためにはある程度強力なレーザーを用いる必要があり、そのようなレーザーを用いて配線カットを行うと、配線周囲の基板に大きな凹みが生じてしまうという新たな問題が生ずる。特に、位置指示器に用いる基板では、基板の厚みが約0.35mmと非常に薄いことから、凹みが基板の裏面まで貫通して裏面の配線まで切断されてしまう場合があり、これまでレーザーによる配線カットを行うことはできなかった。
したがって、本発明の目的のひとつは、レーザーによる配線カットを行える位置指示器及びその製造方法を提供することにある。
また、上記のような配線カットによる方法を用いる場合、一旦カットした配線を元の接続された状態に戻すことはできない。つまり、一旦回路から切り離したキャパシタを、再度回路に組み込むことは不可能である。しかしながら、実際の製造工程では、カット作業を一旦完了した後、共振周波数の再調整が必要となる場合があり得るので、配線カットにより一旦回路から切り離したキャパシタを再度回路に組み込むことを可能にする技術が求められている。
したがって、本発明の目的の他のひとつは、配線カットにより一旦回路から切り離したキャパシタを回路に再び組み込むことを可能にする位置指示器及びその製造方法を提供することにある。
本発明による位置指示器は、ペン状の筐体の内径より長い長辺及び該内径より短い短辺を有し、かつ、該長辺が該筐体の長手方向と平行になるように該筐体の内部に挿入される長方形状の基板と、コイルと、前記基板の長辺に沿って前記基板上に並置された複数のキャパシタと、前記複数のキャパシタのそれぞれに対応して前記基板上に配置され、かつ、対応する前記キャパシタを前記コイルに対して並列に接続する複数の配線と、前記複数の配線それぞれを挟むように配置される複数のランドパターンとを備え、前記複数のランドパターンのそれぞれは、対応する前記配線と実質的に同一の厚みを有するか又は対応する前記配線より厚くなるように形成され、かつ、対応する前記配線と電気的に接続されないことを特徴とする。
本発明によれば、ランドパターンがレーザーから基板を保護する役割を果たすので、レーザーを用いて配線カットを行った場合に基板に生ずる凹みを軽減できる。したがって、レーザーによる配線カットを行うことが可能になる。
上記位置指示器において、前記複数の配線のそれぞれは、前記基板の長辺に沿って延在する直線部分を有し、前記複数のランドパターンは、前記複数の配線それぞれの前記直線部分を挟むように配置されることとしてもよい。これによれば、配線カット時のレーザーの移動方向が基板の短辺方向に統一されるので、レーザーによる配線カットの工程を効率よく実施することが可能になる。
この位置指示器においてさらに、前記複数の配線それぞれの前記直線部分は、前記基板の長辺に沿って延在する1本の直線上に配置されることとしてもよい。これによれば、レーザーによる配線カットの工程をさらに効率よく実施することが可能になる。
上記各位置指示器においてさらに、前記複数の配線はそれぞれ、はんだを取り除くことによって切断可能に構成されたマニュアルジャンパーポジションを含むこととしてもよい。これによれば、急な増産や故障によってレーザー照射装置が不足した場合であっても、製造遅延の発生を回避することが可能になる。
また、上記位置指示器において、前記複数の配線のそれぞれは、第1及び第2のノードと、それぞれ前記第1のノードに接続される第1及び第3の部分と、前記第2のノードに接続される第2の部分とを有し、前記第1の部分は直線部分を有し、前記複数のランドパターンは、前記複数の配線それぞれの前記直線部分を挟むように配置され、前記第2の部分は、前記第1及び第3の部分の間に挟まれるように配置されることとしてもよい。これによれば、レーザーによる配線カットを行う前の段階で第1の部分と第2の部分の間にはんだを盛っておき、直線部分をレーザーによってカットした後、このはんだをリフローして第2の部分と第3の部分の間に移動させることにより、配線カットにより一旦回路から切り離したキャパシタを回路に再び組み込むことが可能になる。
この位置指示器においてさらに、前記第1の部分は直線部分を有し、前記複数のランドパターンは、前記複数の配線それぞれの前記直線部分を挟むように配置されることとしてもよい。これによれば、第1の部分が直線部分を有しない場合に比べ、レーザーによる配線カットを容易にすることが可能になる。
上記各位置指示器においてさらに、前記複数の配線は、それぞれ対応する前記第1のノードが対応する前記キャパシタに接続され、かつ対応する前記第2のノードが前記コイルに接続される複数の第1の配線と、それぞれ対応する前記第2のノードが対応する前記キャパシタに接続され、かつ対応する前記第1のノードが前記コイルに接続される複数の第2の配線とを含み、前記複数の第1の配線と前記複数の第2の配線とは、前記基板の長辺に沿って交互に配置されることとしてもよい。これによれば、基板面内の領域に効率よく複数の配線を配置することが可能になる。
また、上記各位置指示器において、前記複数の配線及び前記複数のランドパターンは、前記基板上に形成された一枚の導電膜をエッチングすることにより同時に形成されたものであることとしてもよい。これによれば、複数の配線及び複数のランドパターンそれぞれの厚みを実質的に同一の値とすることが可能になる。
また、上記各位置指示器において、前記複数の配線及び前記複数のランドパターンは同一の材料によって構成されることとしてもよい。このようにしても、複数の配線及び複数のランドパターンそれぞれの厚みを実質的に同一の値とすることが可能になる。
また、上記各位置指示器において、前記複数のランドパターンのそれぞれと、対応する前記配線との間の最短距離は一定値であることとしてもよい。これによれば、ランドパターンと対応する配線の間に不可避的に生ずる基板の露出部分にレーザー照射によって形成される凹みの大きさについて、バラつきが生ずることを防ぐことができる。
本発明による位置指示器の製造方法は、ペン状の筐体の内径より長い長辺及び該内径より短い短辺を有し、かつ、該長辺が該筐体の長手方向と平行になるように該筐体の内部に挿入される長方形状の基板の表面に導電膜を成膜する工程と、前記導電膜をエッチングすることにより、それぞれコイルの一端に接続される配線に接続される一端及び前記コイルの他端に接続される配線に接続される他端を有する複数の配線と、該複数の配線それぞれを挟むように配置される複数のランドパターンとを形成する工程と、前記複数の配線それぞれにキャパシタを間挿することにより、複数のキャパシタと前記コイルとを並列に接続する工程とを備えることを特徴とする。
本発明によっても、ランドパターンがレーザーから基板を保護する役割を果たすので、レーザーを用いて配線カットを行った場合に基板に生ずる凹みを軽減できる。したがって、レーザーによる配線カットを行うことが可能になる。
上記位置指示器の製造方法において、前記複数の配線のうちの少なくとも一部について、対応する2つの前記ランドパターンの一方から他方にかけてレーザーの照射ポイントを移動させることにより、該配線のカットを行う工程をさらに備えることとしてもよい。これによれば、レーザーによる配線カットを好適に行うことが可能になる。
上記各位置指示器の製造方法において、前記複数の配線はそれぞれ、互いに対向するように配置された2つのパッドを有し、前記複数の配線それぞれにキャパシタを間挿する工程は、対応する前記2つのパッドのうちの一方に該キャパシタの一端を接続し、対応する前記2つのパッドのうちの他方に該キャパシタの他端を接続することによって行うこととしてもよい。これによれば、キャパシタの配線への間挿を好適に行うことが可能になる。
また、上記位置指示器の製造方法において、前記複数の配線を形成する工程は、前記複数の配線のそれぞれが、第1及び第2のノードと、それぞれ前記第1のノードに接続される第1及び第3の部分と、前記第2のノードに接続される第2の部分とを有し、かつ該第2の部分が前記第1及び第3の部分の間に挟まれることとなるように前記複数の配線を形成し、前記複数のランドパターンを形成する工程は、前記複数の配線それぞれの前記第1の部分を挟むこととなるように前記複数のランドパターンを形成し、前記第1の部分と前記第2の部分とをはんだにより接続する工程と、前記第1の部分の一方側にある前記ランドパターンから他方側にある前記ランドパターンにかけてレーザーの照射ポイントを移動させることにより、前記第1の部分をレーザーによりカットする工程と、前記はんだをリフローさせることにより、前記第2の部分と前記第3の部分とを前記はんだにより接続する工程とをさらに備えることとしてもよい。これによれば、第1の部分のカットにより一旦回路から切り離したキャパシタを回路に再び組み込むことが可能になる。
この位置指示器の製造方法において、前記複数の配線を形成する工程は、それぞれ対応する前記第1のノードが対応する前記キャパシタに接続され、かつ対応する前記第2のノードが前記コイルに接続される複数の第1の配線と、それぞれ対応する前記第2のノードが対応する前記キャパシタに接続され、かつ対応する前記第1のノードが前記コイルに接続される複数の第2の配線とを含むように前記複数の配線を形成することとしてもよい。これによれば、基板面内の領域に効率よく複数の配線を配置することが可能になる。
本発明によれば、ランドパターンがレーザーから基板を保護する役割を果たすので、レーザーを用いて配線カットを行った場合に基板に生ずる凹みを軽減できる。したがって、レーザーによる配線カットを行うことが可能になる。
また、本発明の一態様によれば、レーザーによる配線カットにより一旦回路から切り離したキャパシタを、回路に再び組み込むことが可能になる。
(a)は、本発明の第1の実施の形態による位置指示器1の外観を示す斜視図であり、(b)は、ケース2を透過的に描いた位置指示器1の外観を示す斜視図である。 図1に示した基板13上に形成される回路の一部分の模式図である。 図2に示した回路の一部分に対応する基板13の上面図である。 (a)は、図3に示したA−A線に対応する基板13の断面図であり、(b)は、レーザーによって配線32(直線部分32a)をカットした後の背景技術による基板の断面図である。 本発明の第2の実施の形態による位置指示器1を構成する基板13上に形成される回路の一部分の模式図である。 図1に示した基板13上に形成したLC共振回路の共振周波数を調整するための試験装置50の模式図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
本発明の第1の実施の形態による位置指示器1は、図1(a)に示すようにペン形状の装置(電子ペン)である。位置指示器1は、板状の入力ユニットである位置検出装置(図示せず)とともに、上述したタッチ式の入力システムを構成する。
位置指示器1は、図1(a)(b)に示すように、ペン状のケース2(筐体)の内部及び表面に、筆圧検出部4、送受信部5、弾性部6、ペン先チップ7、押下部9、部品保持部11、基板13、スイッチ部14、コイル15、ツイストペアケーブル16、ケースキャップ部17などの各種の部品が配置された構造を有している。
ケース2には、図1(a)に示すように、開口部2a〜2cが設けられる。
開口部2aはペン先チップ7を通すための開口であり、ケース2の長手方向の一端(先端)に設けられる。ユーザが位置指示器1を使う場合には、ペン先チップ7を位置検出装置のパネル面(図示せず)に当接させることになる。ケース2の先端付近の形状は先端に向かってすぼんだ形状とされているが、これは、位置指示器1の形状をボールペンや鉛筆に似せ、それによって位置指示器1のユーザにボールペンや鉛筆と同等の使用感を与えるための形状である。
ペン先チップ7は、ユーザがペン先チップ7をパネル面に押し当てた場合に、ケース2の長手方向の他端(末端)奥側に向かって移動するように構成される。筆圧検出部4はペン先チップ7のこの動きを検出可能に構成されており、検出の結果に基づいて、ユーザによる押し当て力の大きさ、すなわち筆圧を検出する機能を有する。検出結果は、筆圧情報として送受信部5に出力される。ユーザがペン先チップ7をパネル面から離すと、弾性部6の弾力によってペン先チップ7は元の位置に戻される。弾性部6は、この他、開口部2aからケース2内に侵入した水や塵がさらに奥まで侵入することを防ぐ防水・防塵手段としての役割も担っている。
開口部2bは押下部9を通すための開口であり、ケース2の長手方向の側面に設けられる。押下部9は、平面部9aと、この平面部9aからケース2の内側に向かって突出する柱状部9bとを含んで構成される。柱状部9bの先端は基板13の上に載置されたスイッチ部14に当接しており、ユーザが平面部9aを押すと、その押圧力が柱状部9bを介してスイッチ部14に伝達される。これによりスイッチ部14は、ユーザによる押下部9の押下に応じて交互にオンオフを繰り返すよう構成される。スイッチ部14のオンオフ状態は、サイドスイッチ情報として送受信部5に出力される。
図示していないが、開口部2bは、平面部9aが嵌合する凹部と、この凹部の底面に形成され、柱状部9bを通す貫通穴とから構成される。平面部9aの下面(ケース2側の面)のうち柱状部9bが形成されていない部分は、凹部の底面のうち貫通穴が形成されていない部分と、例えば両面テープによって接着されている。押下部9及び両面テープは、開口部2bを通じてケース2内に水や塵が侵入することを防ぐ防水・防塵手段として機能する。
開口部2cは、ケース2の内部に配置される位置指示器1の内部部品をケース2内に挿入するための開口であり、図1(a)に示すように、ケース2の長手方向の他端(末端)に設けられる。開口部2cには、位置指示器1の内部部品を保持し、ケース2に対して固定するための部品保持部11が嵌め込まれている。また、開口部2cの全体は、部品保持部11に嵌合するケースキャップ部17によって封じられている。なお、部品保持部11とケースキャップ部17を一体の部品として構成してもよい。
部品保持部11には、周方向の全周にわたる溝が設けられる。この溝には、Oリング12(密閉用部材)が嵌め込まれており、部品保持部11は、このOリング12によってケース2の内面とその周方向の全周にわたって密着している。これにより、Oリング12は、開口部2cからケース2内に侵入した水や塵がさらに奥まで侵入することを防ぐ防水・防塵手段として機能する。また、Oリング12は、部品保持部11をケース2に対して固定する役割も果たしている。
部品保持部11は、ケースキャップ部17と嵌合する短部とは反対側の端部において、基板13と接合される。これにより、基板13と、基板13に固定される各種部品(筆圧検出部4、送受信部5、弾性部6、スイッチ部14、コイル15など)とについても、部品保持部11同様、ケース2に対して固定される。
基板13は、ケース2の内径より長い長辺13aと、ケース2の内径より短い短辺(図示せず)とを有する長方形状の部材である。基板13は、基板13に各種部品が取り付けられた後、部品保持部11によって保持された状態で、長辺13aがケース2の長手方向と平行になるように開口部2cからケース2の内部に挿入される。
コイル15は、ペン先チップ7と筆圧検出部4の間に設けられる図示しない芯体の周囲に、図示しないフェライトコアを介して巻回されたワイヤによって構成される。コイル15は、ツイストペアケーブル16によって、基板13上に配置される送受信部5と接続される。
送受信部5は、ケース2の外部にある位置検出装置との間で信号等の送受信を行う回路ブロックであり、コイル15とともに上述したLC共振回路を構成する。具体的には、位置検出装置が生成する磁界をコイル15によって受信し、キャパシタに電荷として蓄積する機能と、位置検出装置に対して送信する信号を生成し、キャパシタに蓄積された電荷を利用して、コイル15から送信する機能とを有して構成される。送信と受信は、時分割で行われる。
位置検出装置に対する信号の送信に関して、送受信部5は、基板13上に形成される配線により筆圧検出部4及びスイッチ部14と接続され、これらから上述した筆圧情報及びサイドスイッチ情報を受け取るよう構成される。送受信部5が生成する信号には、これら筆圧情報及びサイドスイッチ情報を示す信号や、位置検出装置が位置指示器1の位置を検出するために使用する位置検出用の連続信号などが含まれる。
位置検出装置が生成する磁界の受信に関して、送受信部5は、図2に示すように、複数のキャパシタ21を有して構成される。これら複数のキャパシタ21は、コイル15とともに、上述したLC共振回路を構成する。具体的に説明すると、基板13上には、それぞれ図2に示したx方向(基板13の長辺13aに平行な方向)に延在する2本の配線30,31が形成される。これら配線30,31は、ツイストペアケーブル16を介して、それぞれコイル15の一端及び他端に接続される。基板13上の配線30,31の間の領域には、複数のキャパシタ21と、複数の配線32とが、それぞれx方向に並べて配置される。配線32はキャパシタ21ごとに設けられており、キャパシタ21は対応する配線32に間挿されている。また、複数の配線32はそれぞれ、一端で配線30に接続され、他端で配線31に接続されている。以上の構成により、複数のキャパシタ21とコイル15とは互いに並列に接続され、複数のキャパシタ21とコイル15とによりLC共振回路が構成されている。
一部の配線32には、図2に丸印で示すように、LC共振回路の共振周波数を調整する際にレーザーによって切断される部分である切断ポイント22が設けられる。ある配線32を切断ポイント22でカットすると、その配線32に間挿されたキャパシタ21が回路から切り離される。その結果、LC共振回路のキャパシタンス成分が小さくなるので、LC共振回路の共振周波数が大きくなる。このように、このLC共振回路は、切断ポイント22での配線のカットにより、共振周波数を上昇方向に調整することが可能に構成されている。
本実施の形態による位置指示器1は、レーザーを用いて切断ポイント22のカットを行う際、基板13に生ずる凹みを軽減できる点に特徴を有する。以下、この点について、図3を参照しながら詳しく説明する。
図3は、図2の模式図に示した送受信部5の構成の一部を、より実際のものに近い形で描き表したものである。同図には、4つのキャパシタ21と、それらに対応する構成のみを示している。
図3に示すように、配線32は、x方向に延在する直線部分32aと、直線部分32aの一端に形成されるパッド32bと、配線31に接続されるパッド32cと、y方向(基板13の短辺に平行な方向)に延在する部分を介して直線部分32aの他端に接続されるパッド32dと、配線30に接続されるパッド32eとを含んで構成される。各配線32の直線部分32aは、図3に示すように、x方向に延在する1本の直線L2上に配置される。
パッド32b,32cはそれぞれy方向へ延在する略長方形状の配線パターンであり、一定幅の溝を挟み、互いにy方向に対向するように形成される。これらの上には、チップ部品であるキャパシタ21が載置される。このキャパシタ21の一端はパッド32bに接続され、他端はパッド32cに接続される。
パッド32d,32eはそれぞれ略半円形状の配線パターンであり、一定幅の溝を挟み、それぞれの直線部分で互いにy方向に対向するように形成される。パッド32d,32eを跨る位置には、はんだ25が設けられている。配線32にこのパッド32d,32eを設けているのは、レーザーを用いずに配線32をカットできるマニュアルジャンパーポジション24を構成するためである。つまり、図3に示すように、パッド32d,32eに跨る位置にはんだ25を付けておくことにより、基本の状態としてはパッド32d,32eを導通させておき、配線32をカットする必要が生じた際にはんだ25を取り除くことで、パッド32d,32eを切り離し、配線32をカットされた状態(断線した状態)とすることができる。
マニュアルジャンパーポジション24は、図3に示すように比較的大きな面積を要することから、交互にy方向にずらして配置される。これにより、基板13上の領域の効率的な利用が実現される。
ここで、マニュアルジャンパーポジション24を設けているのは、急な増産やレーザー照射装置の故障などの際に製造遅延が発生することを避けるためである。レーザーによる配線カットは、作業コストの低減などの点で手作業による配線カットより有利であるが、導入や修理に時間のかかるレーザー照射装置が必要となることから、レーザーのみに頼る構成では、レーザー照射装置の不足が製造遅延のボトルネックになるおそれがある。これに対し、マニュアルジャンパーポジション24を設けておけば、急な増産や故障によってレーザー照射装置が不足した場合であっても、手作業により配線カット工程を継続して実施することができる。したがって、製造遅延の発生を回避することが可能になる。
切断ポイント22は、配線32の直線部分32aに配置される。切断ポイント22の両側には、直線部分32aを挟むように2つのランドパターン23が配置される。これら2つのランドパターン23は、対応する直線部分32aとの間の最短距離d1が一定値となるように配置される。
レーザーによって切断ポイント22をカットする場合、その切断ポイント22の一方側にあるランドパターン23から他方側にあるランドパターン23にかけて、レーザーの照射ポイントを移動させる。図3には、このときのレーザーの照射ポイントの軌跡を線分L1で示している。このようにすることで、切断ポイント22のカットを行う際、レーザーによって基板13に生ずる凹みを軽減することが可能になる。以下、図4を参照しながら、この点についてより詳しく説明する。
仮にランドパターン23を配置しないこととすると、図4(b)の背景技術による基板13の断面図に示すように、レーザーによって直線部分32aのカットを行った後、直線部分32aがあった部分の両側に大きな凹部Hが形成される。これは、直線部分32aを確実に切断するために、ある程度その両側にはみ出してレーザーを照射せざるを得ないことによるものである。
これに対し、図4(a)に示す本実施の形態による基板13では、レーザーによって直線部分32aをカットする際、その両側のランドパターン23がレーザーから基板13を保護する役割を果たす。したがって、図4(b)に示したような、深い凹部Hが生ずることはない。つまり、切断ポイント22のカットを行う際、レーザーによって基板13に生ずる凹みが軽減される。
なお、上記の効果を得るためには、直線部分32aとその両側にある2つのランドパターン23とが電気的に切り離されていなければならない。仮にこれらが電気的に接続されているとすると、配線32を断線させるためにはランドパターン23も確実に除去しなければならなくなるため、ランドパターン23の外側からレーザーを照射しなければならなくなる。それではランドパターン23の外側に凹部Hが生じてしまうからである。
一方で、レーザーによる基板13へのダメージを最小にするためには、直線部分32aとその両側にある2つのランドパターン23とができるだけ接近していることが好ましい。したがって、上述した最短距離d1は、これらの間の絶縁が確保できる範囲で可能な限り小さく設計することが好ましい。なお、図4(b)に示した凹部Hの形状から理解されるように、配線パターンのすぐ横の領域では配線パターンの影となってレーザーによる基板13の切削が抑えられることから、最短距離d1が十分に小さければ、レーザー照射によって直線部分32aとランドパターン23の間に露出した基板13に形成される凹みを、それほど深くないものに留めることができる。
また、各ランドパターン23は、対応する直線部分32aと実質的に同一の厚みを有するか、又は、対応する直線部分32aより厚くなるように形成されている必要がある。そうでなければ、直線部分32aを除去するために必要な強度でレーザーを照射した場合に、ランドパターン23が完全に除去され、基板13にダメージが加わってしまうからである。
上記のような厚みの関係を実現するには、基板13上に一枚の導電膜を成膜してエッチングすることにより、各配線32及び各ランドパターン23の形成を同時に行うことが好ましい。こうすることで、各配線32の厚みと各ランドパターン23の厚みの違いを、導電膜の膜厚の面内バラつき程度の範囲内(実質的に同一の厚みとなる範囲内)に抑えることが可能になる。
また、各配線32と各ランドパターン23とを同一の材料で構成してもよい。このようにしても、各配線32の厚みと各ランドパターン23の厚みの違いを抑えることが可能になる。
各ランドパターン23の平面形状は、図3に示すように円形としてもよいし、四角形その他の形状としてもよい。各ランドパターン23の具体的な平面形状及び大きさは、配線32が確実にカットでき、かつ、レーザーによる基板13へのダメージが最小になるよう、実際と同じ条件で実験を繰り返しながら適宜決定することが好ましい。
以上説明したように、本実施の形態による位置指示器1によれば、ランドパターン23がレーザーから基板13を保護する役割を果たすので、レーザーを用いて配線32のカットを行った場合に基板13に生ずる凹みを軽減できる。したがって、レーザーによる配線カットを行うことが可能になる。
また、本実施の形態による位置指示器1によれば、配線32内に切断ポイント22及びマニュアルジャンパーポジション24を直列に配置しているので、急な増産や故障によってレーザー照射装置が不足した場合であっても、製造遅延の発生を回避することが可能になる。
また、各配線32の切断ポイント22をx方向に延在する直線部分32aに設けていることから、配線カット時のレーザーの移動方向がy方向に統一される。したがって、本実施の形態による位置指示器1によれば、レーザーによる配線カットの工程を効率よく実施することが可能になる。
さらに、各配線32の直線部分32aがx方向に延在する1本の直線L2上に配置されていることから、配線カット時のレーザーの始点のy座標と終点のy座標が統一される。したがって、本実施の形態による位置指示器1によれば、レーザーによる配線カットの工程をさらに効率よく実施することが可能になる。
加えて、本実施の形態による位置指示器1によれば、直線部分32aとランドパターン23の間の最短距離d1を一定値としているので、直線部分32aとランドパターン23の間に不可避的に生ずる基板13の露出部分にレーザー照射によって形成される凹みの大きさについて、バラつきが生ずることを防ぐことができる。
次に、本発明の第2の実施の形態による位置指示器1について説明する。本実施の形態による位置指示器1は、配線32が図5に示す配線33a,33bに置き換えられる点で第1の実施の形態による位置指示器1と異なり、その他の点では第1の実施の形態による位置指示器1と同一の構成を有する。以下、第1の実施の形態による位置指示器1との相違点に着目して説明する。
図5に示すように、本実施の形態による位置指示器1は、それぞれ配線30と配線31の間を結ぶ複数の配線33a(第1の配線)と複数の配線33b(第2の配線)とが、x方向に交互に配置された構成を有している。
初めに配線33aに着目して説明すると、配線33aは、ノードn1(第1のノード)と、それぞれノードn1の一方側に接続される第1及び第3の部分33a1,33a3と、ノードn1の他方側に接続されるパッド33abと、一方側で配線30に接続されるノードn2(第2のノード)と、ノードn2の他方側に接続される第2の部分33a2と、配線31に接続されるパッド33acとを含んで構成される。
パッド33ab,33acは、それぞれy方向へ延在する略長方形状の配線パターンであり、一定幅の溝を挟み、互いにy方向に向かい合うように形成される。これらの上には、チップ部品であるキャパシタ21が載置される。キャパシタ21の一端はパッド33abに接続され、他端はパッド33acに接続される。
第1の部分33a1はy方向に延在する直線部分33a1aを有しており、本実施の形態では、この直線部分33a1aに切断ポイント22が配置される。切断ポイント22の両側には、第1の実施の形態と同様、直線部分33a1aを挟むように2つのランドパターン23が配置される。各ランドパターン23の具体的な配置は、第1の実施の形態と同様の理由により、対応する直線部分33a1aとの間の最短距離d2が一定値となるように決定される。
切断ポイント22にランドパターン23を設けていることにより、本実施の形態においても、第1の実施の形態で説明したものと同様の原理により、レーザーによって基板13に生ずる凹みを軽減することが可能になる。
第2の部分33a2は、第1の部分33a1の半円形部分と第3の部分33a3の半円形部分との間に挟まれるように配置される。第1の部分33a1と第2の部分33a2の間、第2の部分33a2と第3の部分33a3の間のそれぞれは、図5に示すように、y方向に延在する一定幅の溝によって区切られている。この溝が存在することにより、第2の部分33a2と、第1の部分33a1及び第3の部分33a3のそれぞれとは、配線パターンのうえでは互いに絶縁されている。一方、第1の部分33a1と第3の部分33a3とは、ノードn1で互いに接続されている。
第1の部分33a1と第2の部分33a2とは、図5に示すように、はんだ26によって電気的に接続される。このはんだ26は、レーザーによる配線カットの工程を実施する前に付けておくことが好適である。これに対し、第2の部分33a2と第3の部分33a3の間には、はんだ26は付けられていない。このような構成を採用したことにより、切断ポイント22で直線部分33a1aをレーザーでカットした後には、ノードn1とノードn2とは完全に絶縁される。
ただし、このようにノードn1とノードn2とを完全に絶縁した後、LC共振回路のキャパシタンスを微調整する目的などのために、ノードn1とノードn2を再び導通させる必要が生ずる場合がある。図5に示した配線33aの構造はこれを実現するためのもので、ノードn1とノードn2を再び導通させる場合、はんだ26をリフローさせることにより、第2の部分33a2と第3の部分33a3とをはんだ26によって接続する。こうすることで、レーザーによる配線カットの後、手作業によって容易に、ノードn1とノードn2を再び導通させることが可能になる。
次に配線33bに着目すると、配線33bは、一方側で配線30に接続されるノードn1(第1のノード)と、それぞれノードn1の他方側に接続される第1及び第3の部分33b1,33b3と、ノードn2(第2のノード)と、ノードn2の一方側に接続される第2の部分33b2と、ノードn2の他方側に接続されるパッド33bbと、配線31に接続されるパッド33bcとを含んで構成される。
配線33bの構成のうちパッド33bb,33bcは、配線33aのパッド33ab,33acと同じ構成を有している。パッド33bb,33bcの上にも、チップ部品であるキャパシタ21が載置される。このキャパシタ21の一端はパッド33bbに接続され、他端はパッド33bcに接続される。
ノードn1とノードn2に挟まれた部分の構成は、配線33aのものと同様である。ただし、配線33bでは、図5にも示すようにノードn1とノードn2の位置が配線33aとは逆になっており、これに伴い、ノードn1とノードn2の間にある構成の形状及び配置についても、配線33aのものと比べると、ノードn1とノードn2を結ぶ線分の中点を通過するx方向に平行な直線(図示せず)を対称軸として線対称なものとなっている。
配線33bにおける切断ポイント22は、y方向に延在する直線部分33b1aに設けられる。なお、直線部分33b1aは第1の部分33b1の一部である。この切断ポイント22の両側にも、配線33aと同様、2つのランドパターン23が配置される。これらのランドパターン23を設けることにより、配線33bの切断に関しても、レーザーによって基板13に生ずる凹みを軽減することが可能になる。
第1の部分33b1と第2の部分33b2の間がはんだ26で接続される一方、第2の部分33b2と第3の部分33b3の間にははんだ26が配置されない点、及び、そのような構成を採用する目的も、配線33aと同様である。すなわち、切断ポイント22で直線部分33b1aをカットした後、ノードn1とノードn2を再び導通させる必要が生じた場合には、はんだ26をリフローさせることにより、第2の部分33b2と第3の部分33b3とをはんだ26によって接続すればよい。
配線33aと配線33bとをx方向に交互に配置しているのは、第1の実施の形態による位置指示器1においてマニュアルジャンパーポジション24を交互にy方向にずらして配置したことと同様、基板13上の領域を効率的に利用するためである。つまり、配線33aと配線33bとをx方向に交互に配置することにより、配線33aのみ又は配線33bのみを使用する場合に比べ、x方向に隣り合う配線間(本実施の形態では配線33aと配線33bの間)の距離を小さくすることができる。したがって、配線33aと配線33bとをx方向に交互に配置することで、基板13上の領域を効率的に利用することが可能になる。
以上説明したように、本実施の形態による位置指示器1によっても、ランドパターン23がレーザーから基板13を保護する役割を果たすので、レーザーを用いて配線33a,33bのカットを行った場合に基板13に生ずる凹みを軽減できる。したがって、レーザーによる配線カットを行うことが可能になる。
また、本実施の形態による位置指示器1によれば、配線33aについては第1の部分33a1と第3の部分33a3との間に挟まれるように第2の部分33a2を配置し、さらに第1の部分33a1と第2の部分33a2の間にはんだ26を盛っておくようにし、配線33bについては第1の部分33b1と第3の部分33b3との間に挟まれるように第2の部分33b2を配置し、さらに第1の部分33b1と第2の部分33b2の間にはんだ26を盛っておくようにしたので、配線33a,33bのいずれについても、レーザーによる配線カットにより対応するキャパシタ21を一旦回路から切り離した後であっても、はんだ26をリフローするだけで、そのキャパシタ21を回路に再び組み込むことが可能になる。
また、本実施の形態による位置指示器1によれば、x方向に隣り合う配線間(配線33aと配線33bの間)の距離を小さくすることができるので、基板13上の領域を効率的に利用することが可能になる。
次に、第1及び第2の実施の形態で説明した構成を有する位置指示器1に関して、レーザーによる配線カットを利用してLC共振回路の共振周波数を調整する工程を具体的に説明する。
この工程は、図6に示した試験装置50を用いて行われる。この装置は、同図に示すように、自身の中心を回転中心として回転可能に構成された円形の回転台51と、それぞれ回転台51に固定され、回転台51の円周に沿って等間隔で配置された4つのステージ52と、基板供給装置53と、周波数測定装置54,56と、共振周波数調整装置55と、基板排出装置57と、制御装置58とを備えて構成される。試験装置50を構成する各装置は、制御装置58の制御により、互いに同期して動作するよう構成される。また、4つのステージ52は、回転台51の回転に伴い、図示した回転方向RDに沿って移動するように構成される。
まず初めに、基板供給装置53に、共振周波数の測定及び調整の対象である位置指示器1の中間製品1aが投入される。中間製品1aは、少なくともLC共振回路の構成要素(図2に示した各構成)がすべて形成された状態のものである。はんだ25(図3)及びはんだ26(図5)についても、基板13に塗布された状態となっていることが好ましい。一方、レーザーによる配線カットを行う必要から、基板13を含む内部部品がケース2の中にまだ挿入されていない状態であることが好ましい。
基板供給装置53は、投入された中間製品1aの待ち行列を形成するよう構成される。回転台51の回転により図示した位置Aにステージ52が到達すると、基板供給装置53は、図6に矢印S1,S2で示したように、先入れ先出しにより待ち行列内の中間製品1aを取り出し、ステージ52にセットする。
その後、回転台51の回転により、位置Aから45°回転したところにある位置Bにステージ52が到達すると、周波数測定装置54による共振周波数の測定が行われる。精密な測定は共振周波数調整装置55で行うので、ここでの測定は粗測定でよい。
回転台51がさらに回転し、位置Bから90°回転したところにある位置Cにステージ52が到達すると、共振周波数調整装置55により、精密な共振周波数の測定と、その結果に応じて、図3や図5に示した切断ポイント22における配線のカットとが行われる。共振周波数の精密な測定は、周波数測定装置54による粗測定の結果に基づいて行うことで、短時間で行うことができる。切断ポイント22における配線のカットは、レーザーによって行われる。つまり、共振周波数調整装置55はレーザー照射装置としての機能を有している。なお、配線のカットにレーザーを用いることができるのは、上述したように、切断ポイント22にランドパターン23を形成してあるからである。レーザーによって切断を行うので、試験装置50では、手作業で配線カットを行っていた従来の配線カット工程に比べて、配線カットに要する作業コストが低減されている。
共振周波数調整装置55による配線カットが終了した後、回転台51がさらに回転し、位置Cから90°回転したところにある位置Dにステージ52が到達すると、周波数測定装置56による共振周波数の検査が行われる。この検査は、位置指示器1が実際に送信する信号の周波数を確認することによって行われる。具体的な例では、周波数測定装置56は、基板13上に配置されるスイッチ部14のオンオフを制御するとともに、磁界を発生して中間製品1aのLC共振回路に電力を蓄積させる。そして、その結果として中間製品1aから送信されたサイドスイッチ情報を含む信号を受信し、その周波数を確認するように構成される。なお、周波数測定装置56がこのように構成され、さらに、位置指示器1がサイドスイッチ情報をFSK(周波数偏移変調)により送信するよう構成されている場合には、スイッチ部14のオンに対応する周波数と、スイッチ部14のオフに対応する周波数とのそれぞれについて、所定の規格値に合っているか否かを確認することがより好ましい。
周波数測定装置56による検査が終了した後、回転台51がさらに回転し、位置Dから45°回転したところにある位置Eにステージ52が到達すると、図6に矢印S3で示したように、ステージ52から基板排出装置57に中間製品1aが移動する。このとき、周波数測定装置56による検査で不合格となっていた中間製品1aについては、図6に矢印S4で示したように、基板排出装置57から排出される。この後の処理は手作業となるが、中間製品1aが第2の実施の形態による位置指示器1の中間製品である場合には、はんだ26のリフローを利用してさらに共振周波数を調整し、その結果によっては良品に戻すことも可能となる。
一方、周波数測定装置56による検査で合格となっていた中間製品1aについては、図6に矢印S5で示したように、基板排出装置57内に蓄積される。こうして蓄積された中間製品1aは作業者によって取り出され、位置指示器1の組み立て工程に送られる。
以上説明したように、試験装置50によれば、第1及び第2の実施の形態で説明した位置指示器1に関して、共振周波数の測定と、その結果に基づく共振周波数の調整とを行うことが可能になる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
例えば、第2の実施の形態による位置指示器1では、図5に示したように、第1の部分33a1のうちy方向に延在する直線部分33a1aに切断ポイント22を設けているが、同図から明らかなように、第1の部分33a1はx方向に延在する直線部分も有しているので、こちらに切断ポイント22を設けてもよい。同様に、第1の部分33b1のうちx方向に延在する直線部分に切断ポイント22を設けてもよい。
また、基板13上の領域を効率的に利用すべく、第1の実施の形態ではマニュアルジャンパーポジション24を交互にy方向にずらして配置し、第2の実施の形態では配線33aと配線33bとをx方向に交互に配置したが、基板13上の領域に余裕がある場合には、このような構成を採用しなくてもよい。
また、上記各実施の形態では、切断ポイント22を配線32や配線34a,34bの直線部分に設けたが、曲線等他の形状の部分に切断ポイント22を設けてもよい。ただし、上記各実施の形態のように切断ポイント22を配線の直線部分に設ける方が、レーザーによる配線カットを確実に行うためには有利である。
1 位置指示器
1a 位置指示器1の中間製品
2 ケース
2a〜2c ケース2の開口部
4 筆圧検出部
5 送受信部
6 弾性部
7 ペン先チップ
9 押下部
9a 押下部9の平面部
9b 押下部9の柱状部
11 部品保持部
12 Oリング
13 基板
13a 基盤13の長辺
14 スイッチ部
15 コイル
16 ツイストペアケーブル
17 ケースキャップ部
21 キャパシタ
22 切断ポイント
23 ランドパターン
24 マニュアルジャンパーポジション
30〜32,33a,33b 配線
32a 直線部分
32b〜32e,33ab,33ac,33bb,33bc パッド
33a1 配線33aの第1の部分
33a1a 配線33aの第1の部分33a1に含まれる直線部分
33a2 配線33aの第2の部分
33a3 配線33aの第3の部分
33b1 配線33bの第1の部分
33b1a 配線33bの第1の部分33b1に含まれる直線部分
33b2 配線33bの第2の部分
33b3 配線33bの第3の部分
50 試験装置
51 回転台
52 ステージ
53 基板供給装置
54,56 周波数測定装置
55 共振周波数調整装置
57 基板排出装置
58 制御装置
H 凹部
n1,n2 ノード

Claims (15)

  1. ペン状の筐体の内径より長い長辺及び該内径より短い短辺を有し、かつ、該長辺が該筐体の長手方向と平行になるように該筐体の内部に挿入される長方形状の基板と、
    コイルと、
    前記基板の長辺に沿って前記基板上に並置された複数のキャパシタと、
    前記複数のキャパシタのそれぞれに対応して前記基板上に配置され、かつ、対応する前記キャパシタを前記コイルに対して並列に接続する複数の配線と、
    前記複数の配線それぞれを挟むように配置される複数のランドパターンとを備え、
    前記複数のランドパターンのそれぞれは、対応する前記配線と実質的に同一の厚みを有するか又は対応する前記配線より厚くなるように形成され、かつ、対応する前記配線と電気的に接続されない
    ことを特徴とする位置指示器。
  2. 前記複数の配線のそれぞれは、前記基板の長辺に沿って延在する直線部分を有し、
    前記複数のランドパターンは、前記複数の配線それぞれの前記直線部分を挟むように配置される
    ことを特徴とする請求項1に記載の位置指示器。
  3. 前記複数の配線それぞれの前記直線部分は、前記基板の長辺に沿って延在する1本の直線上に配置される
    ことを特徴とする請求項2に記載の位置指示器。
  4. 前記複数の配線はそれぞれ、はんだを取り除くことによって切断可能に構成されたマニュアルジャンパーポジションを含む
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の位置指示器。
  5. 前記複数の配線のそれぞれは、
    第1及び第2のノードと、
    それぞれ前記第1のノードに接続される第1及び第3の部分と、
    前記第2のノードに接続される第2の部分とを有し、
    前記複数のランドパターンは、前記複数の配線それぞれの前記第1の部分を挟むように配置され、
    前記第2の部分は、前記第1及び第3の部分の間に挟まれるように配置される
    ことを特徴とする請求項1に記載の位置指示器。
  6. 前記第1の部分は直線部分を有し、
    前記複数のランドパターンは、前記複数の配線それぞれの前記直線部分を挟むように配置される
    ことを特徴とする請求項5に記載の位置指示器。
  7. 前記複数の配線は、それぞれ対応する前記第1のノードが対応する前記キャパシタに接続され、かつ対応する前記第2のノードが前記コイルに接続される複数の第1の配線と、それぞれ対応する前記第2のノードが対応する前記キャパシタに接続され、かつ対応する前記第1のノードが前記コイルに接続される複数の第2の配線とを含み、
    前記複数の第1の配線と前記複数の第2の配線とは、前記基板の長辺に沿って交互に配置される
    ことを特徴とする請求項5又は6に記載の位置指示器。
  8. 前記複数の配線及び前記複数のランドパターンは、前記基板上に形成された一枚の導電膜をエッチングすることにより同時に形成されたものである
    ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の位置指示器。
  9. 前記複数の配線及び前記複数のランドパターンは同一の材料によって構成される
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の位置指示器。
  10. 前記複数のランドパターンのそれぞれと、対応する前記配線との間の最短距離は一定値である
    ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の位置指示器。
  11. ペン状の筐体の内径より長い長辺及び該内径より短い短辺を有し、かつ、該長辺が該筐体の長手方向と平行になるように該筐体の内部に挿入される長方形状の基板の表面に導電膜を成膜する工程と、
    前記導電膜をエッチングすることにより、それぞれコイルの一端に接続される配線に接続される一端及び前記コイルの他端に接続される配線に接続される他端を有する複数の配線と、該複数の配線それぞれを挟むように配置される複数のランドパターンとを形成する工程と、
    前記複数の配線それぞれにキャパシタを間挿することにより、複数のキャパシタと前記コイルとを並列に接続する工程と
    を備えることを特徴とする位置指示器の製造方法。
  12. 前記複数の配線のうちの少なくとも一部について、対応する2つの前記ランドパターンの一方から他方にかけてレーザーの照射ポイントを移動させることにより、該配線のカットを行う工程
    をさらに備えることを特徴とする請求項11に記載の位置指示器の製造方法。
  13. 前記複数の配線はそれぞれ、互いに対向するように配置された2つのパッドを有し、
    前記複数の配線それぞれにキャパシタを間挿する工程は、対応する前記2つのパッドのうちの一方に該キャパシタの一端を接続し、対応する前記2つのパッドのうちの他方に該キャパシタの他端を接続することによって行う
    ことを特徴とする請求項11又は12に記載の位置指示器の製造方法。
  14. 前記複数の配線を形成する工程は、前記複数の配線のそれぞれが、第1及び第2のノードと、それぞれ前記第1のノードに接続される第1及び第3の部分と、前記第2のノードに接続される第2の部分とを有し、かつ該第2の部分が前記第1及び第3の部分の間に挟まれることとなるように前記複数の配線を形成し、
    前記複数のランドパターンを形成する工程は、前記複数の配線それぞれの前記第1の部分を挟むこととなるように前記複数のランドパターンを形成し、
    前記第1の部分と前記第2の部分とをはんだにより接続する工程と、
    前記第1の部分の一方側にある前記ランドパターンから他方側にある前記ランドパターンにかけてレーザーの照射ポイントを移動させることにより、前記第1の部分をレーザーによりカットする工程と、
    前記はんだをリフローさせることにより、前記第2の部分と前記第3の部分とを前記はんだにより接続する工程と
    をさらに備えることを特徴とする請求項11に記載の位置指示器の製造方法。
  15. 前記複数の配線を形成する工程は、それぞれ対応する前記第1のノードが対応する前記キャパシタに接続され、かつ対応する前記第2のノードが前記コイルに接続される複数の第1の配線と、それぞれ対応する前記第2のノードが対応する前記キャパシタに接続され、かつ対応する前記第1のノードが前記コイルに接続される複数の第2の配線とを含むように前記複数の配線を形成する
    ことを特徴とする請求項14に記載の位置指示器の製造方法。
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