プロジェクト名研究背景研究目的及び目標成果概要モバイル機器向けヒューマンインターフェース・デバイスの開発（研究背景）携帯電話等に代表される小型モバイル情報機器において、高機能化、多機能化が進み、ゲーム・地図配信サービス等のコンテンツが充実してきた。これらを操作するために複雑な指の動きが要求される。ストレス無く簡単、快適に操作でき複雑な入力が可能なヒューマンインターフェース・デバイス(ポインティングデバイス)の要求が高まってきている。（研究目的及び目標）従来のスイッチ方式では、複雑で微妙な指先の動きをコントロールが困難であったが、本プロジェクト開発デバイスは、指の押圧力を３６０°全方向に対応する X 軸と Y 軸の 2 軸成分出力として取出すことができ、様々な機器の入力デバイスとしてストレスなく快適な操作を可能とする。本プロジェクトでは、次のような成果を得ることができた。 1. 機構部の設計・試作従来のデバイスはスイッチを配置したもので ON/OFF 動作のみであったが、本プロジェクト開発では、センサ内部に「基板上の電極」および「導電シリコンゴム」を構成しキーベースを介して、シリコンゴムに力が印加されるとゴムの変形により電極間距離の変化に伴い静電容量の変化を検出する構造を設計した。信頼性評価および解析の結果、２次試作及び３次試作では部品点数の減少、工程時間の削減、信頼性向上を考慮した構造とし、再設計を行い構造の簡素化、組立ての効率化を図った。 2. 機構部の特性評価・解析機構部の主要部材であり、本デバイスのキーマテリアルである導電ゴムについて、低温までの動的粘弾性の測定を行った。その結果、-30℃以下では、急激に弾性率増加し、硬くなるため、本デバイスの接点としては、使えなくなるものと思われたが、-20℃では室温の 2 倍程度の値であり、使用可能であることが分かった。 3. 信号処理部の設計と試作プリント基板電極には、ニッケルメッキと金めっきが施されているが、電気的接触状態を安定に保つためには、その厚みの管理が重要である。導電ゴムと接触する部分におけるメッキ厚みを非破壊で測定し、その有効性を確認した。また、無電解メッキにおける温度および時間を制御することで、所定の膜厚が得られることも確認した。さらに、高いセンサ感度を得るために、ソルダーレジストに代わる誘電体複合材料を検討した。エポキシ樹脂とチタン酸バリウムを用いて比誘電率が４～３０の材料が得られた。２次試作では電極部のレジストをなくしレジスト厚ムラによる静電容量のバラつきを解消することができた。また、ゲイン設定を 0Ω抵抗からジャンバーに変更する事により基板上の部品点数の削減を図った。 4. 機構部と信号処理部の組立て１次試作では、接着剤のキュアの関係から組立てに 1 日かかっていたが、２、３次試作では、構造の変更に伴う部品点数や組立工程の低減により、組立て時間を数十分と大幅に短縮することができた。 5. 完成品の評価と信頼性試験マイクロフォーカスＸ線を試料に照射し、コンピュータを利用したデジタル処理によって、ミクロンオーダーの高分解能で透過画像および断面画像を高速で作成、記録する機能を有するマイクロＸ線ＣＴ装置を用いて、非破壊でポインティングデバイスの組み立て状態の確認を行った。図１は、昨年度の１次試作品および今年度の２次試作品の断面図を示す。各部品および導電ゴムの組み立て状態を観察することがで 1 きた。導電ゴムは、中心付近でやや折れ曲がって収納されているが、対向電極上では所定の形状であり、これにより正常に動作していることがわかった。またプリント基板の Cu 配線とクリップドームも観察された。 1次試作 2次試作図１マイクロＸ線ＣＴ断面図収縮の小さいエポキシ樹脂に試料を包埋し、低速でダメージを与えないように切断後研磨することによって、正確な断面形状を観察し、比較することも行った。信頼性試験は、①低温放置試験（-25℃ 240ｈ）、②高温放置試験（８5℃ 240 ｈ）、③温度サイクル試験（-20℃（30min）←→+85℃（30min）を 20 サイクル）の３種類を実行した。試験後、外観に異常は見られず、感度出力電圧及び零点出力電圧変化は、基準状態で測定された初期値に対し、目標範囲以内であることを確認した。また、完成品の評価・信頼性試験では、昨年度開発された信頼性試験装置を活用して「センターＳＷ打鍵耐久試験」及び「ローリング耐久試験」を実施した。その結果、目標範囲以内であることを確認した。 6. 検査装置の設計・作製ポインティングデバイスの性能を計測評価する装置（自動測定装置及び温度特性評価用治具も設計・製作した。これらの装置を用い、上記の性能評価及び信頼性試験を実施することが出来た。連絡窓口財団法人富山県新世紀産業機構連絡先 TEL 076-444-5636 FAX 076-444-5630 （担当：中川 2 章）