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技術 電子線を用いたICメディアの製法

出願人 トッパン・フォームズ株式会社
発明者 遠藤康博丸山徹
出願日 2000年12月21日 (19年11ヶ月経過) 出願番号 2000-388761
公開日 2002年7月5日 (18年4ヶ月経過) 公開番号 2002-189999
状態 拒絶査定
技術分野 クレジットカード等 デジタルマーク記録担体
主要キーワード 同接着層 ホットメルトタイプ接着剤 被覆金属線 固化乾燥 連続線状 専用アプリ 絶縁性粉末 グローブトップ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年7月5日)のものです。
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図面 (2)

課題

基材が熱により変形したり劣化したりせずに、ICメディア低コストで量産可能な方法の提供。

解決手段

ICチップ実装したアンテナが形成された基材上に接着剤を用いて前記基材の他の部分あるいは他の基材を積層したICメディアの製法であって、前記接着剤として電子線により硬化する化合物を含む電子線硬化型接着剤を用い、電子線を照射して硬化して積層する。

概要

背景

従来、非接触型ICタグなどのように非接触状態でデータの送受信を行ってデータの記録、消去などが行なえる情報記録メディア(RF−ID(RadioFrequency IDentification))の用途に用いられる非接触型データ送受信体は、基材上に導電材よりなるアンテナを配置し、そのアンテナにICチップ実装した構成を有している。この非接触型データ送受信体のアンテナにあっては、例えば、導電ペーストにより印刷形成し、ICチップにあっては、例えば、基材のチップ実装部位に位置しているアンテナの端子部に突き刺さって導通を図る接続端子を備えたものが採用されている。

図1を用いて従来の非接触ICメディアを形成する工程を説明する。
(1)工程で、基材1面の所定部に、導電ペーストを用いてスクリーン印刷して固化乾燥するか、あるいは金属を蒸着するなどの方法によりアンテナ部4およびジャンパ部5を形成する。ジャンパ部5は、後の工程でジャンパ部5のA、Bをアンテナ部4と絶縁した状態でA’とB’と接続させるためのものである。
(2)工程で、ジャンパ部5の所定部に絶縁インク印刷するなどの方法により絶縁層6を形成する。
(3)工程で、絶縁層6を形成後、基材1のチップ実装部位に位置しているアンテナ部5の端子部にICチップ7の図示しない接続端子を突き刺さして導通するなどの方法によりICチップ7を実装する。
(4)工程で、基材1面の所定部に、コーテイング法などにより接着剤を塗布して接着層3を形成するか、あるいは熱融着フィルムあるいはホットメルト接着剤を次の工程(5)で上下の基材1で挟むことができるように配設する。
(5)工程で、ジャンパ部5を形成した方の基材部分折り目線8で折り曲げて重ね合わせ、熱圧着することにより、上下の基材1を接着して、非接触ICメディアを形成する。

概要

基材が熱により変形したり劣化したりせずに、ICメディア低コストで量産可能な方法の提供。

ICチップを実装したアンテナが形成された基材上に接着剤を用いて前記基材の他の部分あるいは他の基材を積層したICメディアの製法であって、前記接着剤として電子線により硬化する化合物を含む電子線硬化型接着剤を用い、電子線を照射して硬化して積層する。

目的

しかし、接着剤として溶剤揮発型接着剤を用いると基材を貼り合わせた際に溶剤が抜けない問題があるとともに、環境への影響も懸念される問題がある。また熱硬化型接着剤を用いると基材の熱による変形や劣化が避けられない上、硬化が基本的に熱伝導に依存するため硬化速度が遅く生産速度をアップできない問題がある。ホットメルトタイプ接着剤を用いるとやはり基材に耐熱性が要求されるためどうようの問題がある上、基材に塗工、塗布するには専用アプリケータが必要となる問題がある。そこで、本発明の目的は、従来の問題を解決し、基材が熱により変形したり劣化したりせずに、ICメディアを低コストで量産可能な方法を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

ICチップ実装したアンテナが形成された基材上に接着剤を用いて前記基材の他の部分あるいは他の基材を積層したICメディア製法であって、前記接着剤として電子線により硬化する化合物を含む電子線硬化型接着剤を用い、電子線を照射して硬化して積層することを特徴とする電子線を用いたICメディアの製法。

請求項2

ICメディアが非接触型データ送受信体であることを特徴とする請求項1記載の電子線を用いたICメディアの製法。

技術分野

0001

本発明は、電子線を用いたICメディア製法に関するものであり、さらに詳しくは電子線を用いた非接触型データ送受信体非接触型ICカード、タグ、ラベルフォーム葉書封筒などの形態のもの)などのICメディアの製法に関するものである。

背景技術

0002

従来、非接触型ICタグなどのように非接触状態でデータの送受信を行ってデータの記録、消去などが行なえる情報記録メディア(RF−ID(RadioFrequency IDentification))の用途に用いられる非接触型データ送受信体は、基材上に導電材よりなるアンテナを配置し、そのアンテナにICチップ実装した構成を有している。この非接触型データ送受信体のアンテナにあっては、例えば、導電ペーストにより印刷形成し、ICチップにあっては、例えば、基材のチップ実装部位に位置しているアンテナの端子部に突き刺さって導通を図る接続端子を備えたものが採用されている。

0003

図1を用いて従来の非接触ICメディアを形成する工程を説明する。
(1)工程で、基材1面の所定部に、導電ペーストを用いてスクリーン印刷して固化乾燥するか、あるいは金属を蒸着するなどの方法によりアンテナ部4およびジャンパ部5を形成する。ジャンパ部5は、後の工程でジャンパ部5のA、Bをアンテナ部4と絶縁した状態でA’とB’と接続させるためのものである。
(2)工程で、ジャンパ部5の所定部に絶縁インク印刷するなどの方法により絶縁層6を形成する。
(3)工程で、絶縁層6を形成後、基材1のチップ実装部位に位置しているアンテナ部5の端子部にICチップ7の図示しない接続端子を突き刺さして導通するなどの方法によりICチップ7を実装する。
(4)工程で、基材1面の所定部に、コーテイング法などにより接着剤を塗布して接着層3を形成するか、あるいは熱融着フィルムあるいはホットメルト接着剤を次の工程(5)で上下の基材1で挟むことができるように配設する。
(5)工程で、ジャンパ部5を形成した方の基材部分折り目線8で折り曲げて重ね合わせ、熱圧着することにより、上下の基材1を接着して、非接触ICメディアを形成する。

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、接着剤として溶剤揮発型接着剤を用いると基材を貼り合わせた際に溶剤が抜けない問題があるとともに、環境への影響も懸念される問題がある。また熱硬化型接着剤を用いると基材の熱による変形や劣化が避けられない上、硬化が基本的に熱伝導に依存するため硬化速度が遅く生産速度をアップできない問題がある。ホットメルトタイプ接着剤を用いるとやはり基材に耐熱性が要求されるためどうようの問題がある上、基材に塗工、塗布するには専用アプリケータが必要となる問題がある。そこで、本発明の目的は、従来の問題を解決し、基材が熱により変形したり劣化したりせずに、ICメディアを低コストで量産可能な方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0005

本発明の請求項1は上記課題を考慮してなされたもので、ICチップを実装したアンテナが形成された基材上に接着剤を用いて前記基材の他の部分あるいは他の基材を積層したICメディアの製法であって、前記接着剤として電子線により硬化する化合物を含む電子線硬化型接着剤を用い、電子線を照射して硬化して積層することを特徴とする電子線を用いたICメディアの製法である。

0006

本発明の請求項2は、請求項1記載の電子線を用いたICメディアの製法において、ICメディアが非接触型データ送受信体であることを特徴とする。

0007

電子線硬化フリーラジカル重合)に一般に使用される電子線のエネルギー低エネルギーのものでも150〜300KeV程度と大きく、照射と同時に重合架橋の反応が開始されるので、開始剤増感剤を添加する必要がなく、数分の1秒またはそれ以下で硬化が完了する。そして10Mrad以下の電子線の場合は熱の影響がほとんど問題にならないので、基材が熱により変形したり劣化したりするのを避けることができ、また処理時間短縮が可能となるので低コストでの量産が可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0008

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1を用いて本発明の電子線を用いたICメディアの製法を説明する。
(1)工程で、従来と同様にして基材1面の所定部に、導電ペーストを用いてスクリーン印刷して固化乾燥するか、あるいは金属を蒸着するなどの方法によりアンテナ部4およびジャンパ部5を形成する。ジャンパ部5は、後の工程でジャンパ部5のA、Bをアンテナ部4と絶縁した状態でA’とB’と接続させるためのものである。
(2)工程で、ジャンパ部5の所定部に絶縁インクを印刷するなどの方法により絶縁層6を形成する。
(3)工程で、絶縁層6を形成後、基材1のチップ実装部位に位置しているアンテナ部5の端子部にICチップ7の図示しない接続端子を突き刺さして導通するなどの方法によりICチップ7を実装する。
(4)工程で、基材1面の所定部に、本発明で用いる電子線硬化型接着剤を印刷法などにより塗布して接着層3を形成する。
(5)工程で、ジャンパ部5を形成した方の基材部分を折り目線8で折り曲げて重ね合わせ、基材1の上面あるいは下面から電子線を照射して接着層3を硬化し上下の基材1を接着、積層して、非接触ICメディアを形成する。

0009

上記の実施形態では基材1を折り目線8で折り曲げて重ね合わせて積層する例を示したが、積層する方法はこれに限定されず、例えば積層面に電子線硬化型接着剤の接着層を有するかあるいは同接着層を有しない他の基材を重ね合わせて積層することもできる。

0010

本発明で用いる電子線により硬化する化合物としては、例えば、公知の光重合性モノマーおよび/または光重合性オリゴマーから任意に選んで用いることができる。このような光重合性モノマーとしては、具体的には、例えばアクリル酸メタクリル酸などの不飽和カルボン酸又はそのエステル、例えばアルキル−、シクロアルキル−、ハロゲン化アルキル−、アルコキシアルキル−、ヒドロキシアルキル−、アミノアルキル−、テトラヒドロフルフリル−、アリル−、グリシジル−、ベンジル−、フェノキシアクリレート及びメタクリレートアルキレングリコールポリオキシアルキレングリコールモノ又はジアクリレート及びメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート及びメタクリレート、ペンタエリトリットテトラアクリレート及びメタクリレートなど、アクリルアミドメタクリルアミド又はその誘導体、例えばアルキル基ヒドロキシアルキル基モノ置換又はジ置換されたアクリルアミド及びメタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド及びメタクリルアミド、N,N′−アルキレンビスアクリルアミド及びメタクリルアミドなど、アリル化合物、例えばアリルアルコールアリルイソシアネートジアリルフタレートトリアリルイソシアヌレートなど、マレイン酸無水マレイン酸フマル酸又はそのエステル、例えばアルキル、ハロゲン化アルキル、アルコキシアルキルのモノ又はジマレエート及びフマレートなど、その他の不飽和化合物、例えばスチレンビニルトルエンジビニルベンゼンN−ビニルカルバゾール、N−ビニルピロリドンなどが用いられる。

0011

また、硬化収縮が支障となる用途の場合には、例えばイソボルニルアクリレート又はメタクリレート、ノルボルニルアクリレート又はメタクリレート、ジシクロペンテノキシエチルアクリレート又はメタクリレート、ジシクロペンテノキシプロピルアクリレート又はメタクリレートなど、ジエチレングリコールジシクロペンテニルモノエーテルアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルポリオキシエチレン若しくはポリプロピレングリコールジシクロペンテニルモノエーテルのアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルなど、ジシクロペンテニルシンナメート、ジシクロペンテノキシエチルシンナメート、ジシクロペンテノキシエチルモノフマレート又はジフマレートなど、3,9−ビス(1,1−ビスメチル−2−オキシエチル)−スピロ[5,5]ウンデカン、3,9−ビス(1,1−ビスメチル−2−オキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、3,9−ビス(2−オキシエチル)−スピロ[5,5]ウンデカン、3,9−ビス(2−オキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなどのモノ−、ジアクリレート又はモノ−、ジメタアクリレート、あるいはこれらのスピログリコールエチレンオキシド又はプロピレンオキシド付加重合体のモノ−、ジアクリレート、又はモノ−、ジメタアクリレート、あるいは前記モノアクリレート又はメタクリレートのメチルエーテル、1−アザビシクロ[2,2,2]−3−オクテニルアクリレート又はメタクリレート、ビシクロ[2,2,1]−5−ヘプテン−2,3−ジカルボキシルモノアリルエステルなど、ジシクロペンタジエニルアクリレート又はメタクリレート、ジシクロペンタジエニルオキシエチルアクリレート又はメタクリレート、ジヒドロジシクロペンタジエニルアクリレート又はメタクリレートなどの光重合性モノマーを用いることができる。これらの光重合性モノマーは単独で用いてもよいし2種以上組み合わせて用いてもよい。

0012

光重合性オリゴマーとしては、エポキシ樹脂のアクリル酸エステル例えばビスフェノールAのジグリシジルエーテルジアクリレート、エポキシ樹脂とアクリル酸とメチルテトラヒドロフタル酸無水物との反応生成物、エポキシ樹脂と2−ヒドロキシエチルアクリレートとの反応生成物、エポキシ樹脂のジグリシジルエーテルとジアリルアミンとの反応生成物などのエポキシ樹脂系プレポリマーや、グリシジルジアクリレートと無水フタル酸との開環共重合エステル、メタクリル酸二量体ポリオールとのエステル、アクリル酸と無水フタル酸とプロピレンオキシドから得られるポリエステルポリエチレングリコールと無水マレイン酸とグリシジルメタクリレートとの反応生成物などのような不飽和ポリエステル系プレポリマーや、ポリビニルアルコールN−メチロールアクリルアミドとの反応生成物、ポリビニルアルコールを無水コハク酸エステル化した後、グリシジルメタクリレートを付加させたものなどのようなポリビニルアルコール系プレポリマー、ピロメリット酸二無水物ジアリルエステル化物に、p,p′−ジアミノジフェニルを反応させて得られるプレポリマーのようなポリアミド系プレポリマーや、エチレン無水マレイン酸共重合体アリルアミンとの反応生成物、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体と2−ヒドロキシエチルアクリレートとの反応生成物又はこれにさらにグリシジルメタクリレートを反応させたものなどのポリアクリル酸又はマレイン酸共重合体系プレポリマーなど、そのほか、ウレタン結合を介してポリオキシアルキレンセグメント又は飽和ポリエステルセグメントあるいはその両方が連結し、両末端アクリロイル基又はメタクロイル基を有するウレタン系プレポリマーなどを挙げることができる。これらの光重合性オリゴマーは、重量平均分子量凡そ2000〜30000の範囲のものが適当である。

0013

これらの光重合性モノマーおよび/または光重合性オリゴマーに、必要に応じてさらに公知の樹脂熱可塑性エラストマーゴムなどを添加できる。樹脂としては、具体的には、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂ユリア樹脂キシレン樹脂アルキッド樹脂不飽和ポリエステル樹脂アクリル樹脂ポリイミド樹脂フラン樹脂ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂ポリエチレンポリプロピレンポリステレン、ABS樹脂ポリメタクリル酸メチルポリ塩化ビニルポリ塩化ビニリデンポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアセタールポリカーボネートポリエチレンテレフタレートポリブチレンテレフタレートポリフェニレンオキサイドポリスルホンポリイミドポリエーテルスルホンポリアリレートポリエーテルエーテルケトンポリ4フッ化エチレン、シリコーン樹脂など、およびこれらの2種以上の混合物を挙げることができる。熱可塑性エラストマーやゴムは天然品でも合成品もあるいはこれらの混合物でもよい。

0014

本発明で用いる電子線硬化型接着剤に、基材を積層する前に除くことが可能なものであれば、必要に応じてさらに公知の溶剤を添加できる。溶剤としては、具体的には、例えば、トルエンシクロヘキサンメチルシクロヘキサンn−ヘキサンペンタンなどの炭化水素溶剤イソプロピルアルコールブチルアルコールなどのアルコール類シクロヘキサノンメチルエチルケトンメチルイソブチルケトンジエチルケトンイソホロンなどのケトン類酢酸エチル酢酸プロピル酢酸ブチルなどのエステル類エチレングリコールモノメチルエーテルプロピレングリコールモノエチルエーテルジエチレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテートなどのグリコールモノエーテル類およびそれらのアセテート化合物、あるいはこれらの1種ないし2種以上の混合物などを挙げることができる。

0015

本発明で用いる電子線硬化型接着剤に、シリカアルミナガラスタルク、各種ゴムなどの絶縁性粉末、あるいは離型剤表面処理剤充填剤顔料染料などの公知の添加剤を添加したりすることができる。

0016

本発明で用いる電子線硬化型接着剤は、上記の成分を混合することにより均一なワニスの形態のもの、あるいは攪拌機ニーダーあるいはロールミルなどを用いる公知の方法で混練して均一にしたもの、あるいはフィルム状の形態にしたものなどいずれも使用でき、印刷、デイスペンス、貼り付けなどの公知の方法を用いて基材の所定箇所に接着層を形成できる。接着層は基材の片面だけに形成してもよく、あるいは積層する基材のそれぞれの面に接着層を形成してもよい。基材を積層する前に接着層に電子線を照射して硬化してから積層することも、あるいは基材を積層した後に電子線を照射して接着層を硬化さて積層することも、あるいはこれらを組み合わせて積層することもできる。

0017

本発明で用いる電子線照射装置としては特に限定されず、公知のものを使用することができる。しかし、例えば加速電圧100〜500kvの電子線照射装置を用いることが好ましい。照射条件は特に限定されないが、吸収線量が10〜100kGyキログレイ)程度になる条件で、不活性ガス雰囲気下で照射することが好ましい。

0018

本発明において、積層後の接着特性をさらに向上させるため、あるいはレベリング性を確保、維持するため、あるいは溶剤を用いた場合は溶剤を除去するなどのために、電子線照射前、あるいは電子線照射後あるいは、電子線照射前および電子線照射後に、あるいは電子線照射と同時に、基材が着色、熱収縮軟化炭化などの著しい劣化をしない限りにおいて、オーブン加熱熱風吹き付け、熱板接触、赤外線あるいはマイクロ波照射などを利用して、加熱処理を併用することができる。

0019

基材を積層する際、積層しようとする基材を接着層を介して挟み、特に外力を加えずフリーな状態で電子線を照射してもよいが、厚みを均一にするためなどの目的で、電子線透過可能な板状あるいは網状、連続線状などの形態の公知の物質で挟んで圧着した状態で電子線を照射してもよい。

0020

さらに電子線を照射する場合、基材の片面からだけでもよいが、両面から照射してもよく、両面から照射すれば片面の場合よりも電子線エネルギーを抑えることができる。接着剤層への直接電子線照射を併用することもできる。

0022

基材上へのアンテナ形成は公知の方法で行うことができる。例えば、導電ペーストのスクリーン印刷、被覆あるいは非被覆金属線の貼り付け、エッチング金属箔貼り付け、金属の直接蒸着、金属蒸着膜転写などが挙げられる、またこれらを多重複合させたアンテナでもよい。

0023

ICチップとアンテナを確実に接続、固定するに当たっては公知の熱硬化性接着剤が用いられ、具体的には、ACF(Anisotropic ConductiveFilm(異方導電性フィルム))、ACP(AnisotropicConductive Paste(異方導電性ペースト))などの異方導電性接着物質を用いたり、NCF(Non−Conductive Film(絶縁性フィルム))、近年にあってはNCP(Non−Conductive Paste(絶縁性ペースト))などの絶縁接着物質(導電物質を含まない接着物質)や両面テープなどを用いることができ、塗布するにはデイスペンス法、印刷法、スプレー法などを用いることができる。これらの中でもACPあるいはNCPを用いてデイスペンス法あるいは印刷法で行うことが好ましい。

0024

本発明に使用するICチップの厚みは、アンテナ厚とほぼ同程度あることが望ましく、実際に形成できるアンテナ厚を考慮すれば、200〜10μm程度が好ましい。

0025

ICチップの接続端子には、必要に応じて、金属電メッキスタッド無電解金属メッキ導電性樹脂固定化などによるバンプを形成しておいてもよい。

0026

ICチップの実装の際、必要に応じて圧力、および接着剤に応じて熱、光、高周波などの電磁波、超音波などのエネルギーを与えてもよい。

0027

さらにICチップの実装の後、固定化を十分にするために、後硬化を行ってもよい。

0028

本発明において、基材にICチップを実装した後、IC実装部を物理的あるいは化学的な衝撃から守るために、実装部全体あるいは一部をグローブトップ材やアンダーフィル材などで、被覆保護してもよい。

0029

なお、上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮するものではない。又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

発明の効果

0030

本発明の請求項1は、ICチップを実装したアンテナが形成された基材上に接着剤を用いて前記基材の他の部分あるいは他の基材を積層したICメディアの製法であって、前記接着剤として電子線により硬化する化合物を含む電子線硬化型接着剤を用い、電子線を照射して硬化して積層するので、硬化・積層が基本的に熱伝導によらないため処理時間短縮を図り低コストでの量産が可能となる上、基材が熱により変形したり劣化したりするのを避けることができるという顕著な効果を奏する。なお、電子線硬化型接着剤を硬化するために電子線を照射してもICチップは損傷を受けない。また、電子線硬化型接着剤を用いると光開始剤や各種硬化触媒などを使用しなくてもよいので、残存した触媒や光開始剤の分解物などの影響による信頼性の低下などの懸念がなくなるという顕著な効果を奏する。

0031

本発明の請求項2は、請求項1記載のICメディアの製法において、ICメディアが非接触型データ送受信体であることを特徴とするものであり、請求項1と同様な効果を奏する上、信頼性の高い非接触型データ送受信体を低コストで量産できるという顕著な効果を奏する。

図面の簡単な説明

0032

図1(1)〜(5)はICメディアを製造する工程を説明する説明図である。

--

0033

1基材
3接着層
4アンテナ部
5ジャンパ部
6絶縁層
7ICチップ
8 折り目線

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