この記事の結論
市場が成長すると、同じ不良率や設備停止でも、その損失は大きくなります。
「生産量が増えたとき、どこで損失が膨らむか」を考えることは、次の発明テーマを見つける一つの方法です。
新しい発明を考えようとすると、「もっと高性能にできないか」「新しい機能を追加できないか」と考えがちです。
もう一つ、発明を見つける入口があります。
生産量が増えたとき、どこで困るのか。
不良率が同じ1％でも、生産量が10倍になれば不良品の数も10倍になります。設備が1時間止まったときの損失も、生産能力が高いほど大きくなります。
現在は小さな問題でも、量産規模が変わると、解決する価値の高い技術課題へ変わることがあります。
半導体後工程装置メーカーTOWAの特許公報を例に、この考え方を見てみます。
1. 生産量が増えると、小さな問題の意味が変わる
2026年4〜6月期、TOWAの受注高は218.1億円。前年同期の2.1倍となり、四半期として過去最高を記録しました。
会社は、受注増加の背景として「AIサーバー関連投資の裾野拡大」を挙げています。
この数字から考えたいのは、TOWAの業績そのものより、市場が急速に拡大したとき、製造工程で何が起こるかです。
たとえば、月に1万個を作っている工程で不良率が1％なら、不良品は100個です。
月10万個になれば、同じ1％でも1,000個になります。
設備停止も同じです。
生産能力が高まり、設備を高い稼働率で動かすほど、1時間の停止が生む損失は大きくなります。
すると、それまで許容できていた、
- 小さな不良
- わずかなばらつき
- 清掃による停止
- 人による微調整
といった問題の経済的な意味が変わってきます。
TOWAの特許には、こうした製造上の問題を発明として扱った例があります。
2. 狭い隙間へ樹脂を入れる
2019年4月25日に出願された特許第7084349号は、樹脂成形装置と樹脂成形品の製造方法に関する特許です。
半導体チップなどを樹脂で封止するとき、基板とチップとの隙間が狭くなると、樹脂を十分に入り込ませることが難しくなります。
この特許では、樹脂を成形する空間であるキャビティの深さを変化させながら成形する構成が請求項に規定されています。
明細書には、基板とチップとの間に狭い空隙がある場合に、まずキャビティを浅くした状態で樹脂を充填し、その後にキャビティを深くする例も示されています。
その約6年後の2025年3月、TOWAは次世代HBM4向けの「Ultra narrow gap Mold Underfill」を発表しました。
HBMでは複数のメモリーチップを積層するため、チップ間の狭いギャップへ樹脂を充填することが重要になります。
ここで見たいのは、将来のHBM市場を予測していたかどうかではありません。
製品の高密度化が進むと、「狭い隙間へどう材料を入れるか」という以前からある問題の重要性が高まるという構造です。
現在の製品では問題になっていなくても、薄型化、小型化、高密度化、増産が進んだとき、今の方法のどこに限界が来るのか。
そこから技術課題が見つかることがあります。
3. 設備停止につながる原因を減らす
2020年11月11日に出願された特許第7394739号は、圧縮成形用の金型に関する特許です。
樹脂成形を繰り返すと、液状の樹脂が金型の摺動する部分へ入り込む場合があります。
明細書では、それによって樹脂カスや型汚れ、樹脂バリなどが生じることが説明されています。
汚れが蓄積すれば、清掃が必要になります。
この特許で採られているのは、清掃作業そのものを速くする方向よりも、樹脂が摺動部分へ入り込みにくくする金型構造です。
ここにも、発明を発掘するヒントがあります。
現場で問題が起きたとき、まず出てくるのは
という問いです。
さらに一段さかのぼると、
という問いもあります。
たとえば7394739号では、「清掃が大変だ」という状態から、「樹脂が摺動部分へ入り込む」という原因へ一段さかのぼったところに解決手段が置かれています。
特に量産設備では、設備停止を1回減らすことや、停止時間を短縮することが、そのまま生産能力に影響します。
生産量が増えるほど、「止まりにくくする」という改善の価値も大きくなります。
4. 検査結果を次の製造へ返す
2021年4月15日に出願された特許第7482824号では、樹脂材料のばらつきが扱われています。
成形前に供給された樹脂材料の状態をカメラで確認するとします。
照明とカメラをともに樹脂の上方へ置くと、樹脂自身によって影が生じ、分布を正確に把握しにくくなる場合があります。
そこで、この特許では、光を通すテーブルを使い、下側から照明して上側から撮像する構成が採られています。
これによって、樹脂材料の分布を確認しやすくします。
さらに、この特許にはもう一段先の構成があります。
画像を取得して状態を確認するだけでなく、画像解析結果に基づいて樹脂材料の供給部を制御する構成が請求項に記載されています。
→ 状態を検出する
→ 結果を解析する
→ 次の供給条件を変える
7482824号では、「偏りを検出する」で止めず、検出結果を次の供給条件へ返すところまでが構成に含まれています。
ここまで考えると、新たな発明へと展開できることがあります。
5. 課題を、どこまで「発明」にするか
課題から発明を発掘するために、次のように問いを進める方法があります。
・なぜ起きるのか。
・何を変えれば起こりにくくなるのか。
・何を検出すれば早く分かるのか。
・検出した結果を、何の制御に使えるのか。
一つの問題から、複数の発明の候補が出てくることもあります。
既に現場で起きている課題を、技術的な因果関係に分けていく。
そこから発明の核が見えてくる場合があります。
6. 発明テーマを探すなら、まず3つを見る
発明テーマの候補を探す最初の段階では、必ずしも大がかりな調査から始める必要はありません。まずは、すでに社内にある記録から始められます。
①設備停止の記録
何が原因で止まり、復旧まで何分かかっているか。同じ理由が繰り返し記録されている項目は、生産量が増えたときに影響が大きくなりやすい項目です。
②不良・手戻りの記録
どの工程で、何が原因となって再作業や廃棄が生じているか。あわせて、その不良を「後から見つけている」のか「発生を抑えている」のかも見ておきます。
③人が毎回調整している作業
条件変更、位置合わせ、判定など、熟練者の判断に依存している部分はどこか。
そのうえで、数値が悪い工程を特定するだけで終わらず、その原因を減らすために現場ですでに行っている工夫に注目します。
仮治具を付けた。順番を変えた。センサーを追加した。条件を自動補正した。
そうした現場改善の中に、出願を検討できる技術的な工夫が含まれていることがあります。
一つ確認しておきたいのは、社外への開示や実施の有無と時期です。こうした工夫は、すでに納入した装置に組み込まれていたり、展示会、技術発表、カタログなどを通じて社外に示されていたりすることがあります。
社外に示されたからといって、技術内容のすべてが直ちに公知になるとは限りません。誰に、いつ、どの内容を開示したか、相手方に秘密保持義務があったかを確認することは、新規性への影響や出願方針を検討するうえで重要です。
まとめ――「増えると困ること」から発明を探す
成長市場を見るとき、「これから何が売れるか」に目が向きます。
発明を探すなら、もう一つ問いを加えてみます。
生産量が増える。
装置の稼働率が上がる。
製品が小型化・高密度化する。
その変化によって、それまで小さかった不良、ばらつき、設備停止、人による調整が、大きな技術課題へ変わることがあります。
発明テーマが見つからないときに、試してみたい視点の一つです。
よくある質問
できます。現在の生産量では問題になっていなくても、生産量、稼働率、製品密度などが変わった場合に、どこがボトルネックになるかを仮定して検討できます。ただし、将来困りそうだという予測だけでなく、その原因を減らすための具体的な構造、処理または制御まで具体化することが重要です。
目標や効果だけで特許になるわけではありません。何が原因で不良や停止が発生し、その原因に対して、装置の構造、材料の供給方法、検出方法、制御条件などをどのように変えたかを具体化する必要があります。
検討できる場合があります。仮治具の形状や配置、センサーとの組み合わせ、自動補正の方法などに技術的な工夫があれば、発明の候補になり得ます。一方、単なる作業上のルールや人の判断だけでは、特許として捉えることが難しい場合があります。
まず、いつ、誰に、どのような条件で装置を納入し、改善内容が外部からどこまで分かる状態だったかを確認する必要があります。納入済みであることだけで直ちに結論は決まりませんが、展示、販売、技術説明、カタログ掲載などの時期と内容を確認し、できるだけ早く出願可能性を検討することが重要です。
現場の工夫を、特許につながる形で検討したい方へ
発明の余白では、完成した発明だけでなく、まだ曖昧な技術構想や現場の工夫について、技術的な特徴や解決手段を明確にする段階からご相談いただけます。