BPatG Beschluss vom 19.09.2002 – 17 W (pat) 29/01

BUNDESPATENTGERICHT

17 W (pat) 29/01

_______________

(Aktenzeichen)

Verkündet am

19. September 2002

…

B E S C H L U S S

In der Beschwerdesache

betreffend das Patent 42 44 450

… 6.70

…

hat der 17. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf

die mündliche Verhandlung vom 19. September 2002 unter Mitwirkung des

Vorsitzenden Richters Dipl.-Phys. Grimm sowie der Richter Dr. Schmitt,

Dipl.-Ing. Bertl und Dipl.-Ing. Schuster

beschlossen:

Auf die Beschwerde der Patentinhaberin wird der Beschluß der

Patentabteilung 52 des Deutschen Patent- und Markenamts vom

19. Januar 2001 aufgehoben. Das Patent Nr. 42 44 450 wird in beschränktem Umfang mit folgenden Unterlagen aufrechterhalten:

Patentansprüche 1 und 2 nebst Beschreibung und Zeichnungen

mit Figuren 1 bis 5 G, sämtliche Unterlagen überreicht in der

mündlichen Verhandlung vom 19. September 2002.

G r ü n d e

I .

Die Erteilung des Patents 42 44 450 mit der Bezeichnung

"Verfahren zur Herstellung eines kapazitiven Drucksensors"

wurde am 2. Mai 1998 veröffentlicht.

Nach einem Einspruch hat die Patentabteilung 52 des Deutschen Patent- und

Markenamtes das Patent mit Beschluß vom 19. Januar 2001 widerrufen.

Gegen diesen Beschluß ist die Beschwerde der Patentinhaberin gerichtet. Sie verteidigt ihr Patent auf der Basis der in der mündlichen Verhandlung überreichten

Ansprüche 1 und 2.

Diese Ansprüche lauten:

1. Verfahren zur Herstellung eines Drucksensors, umfassend die Schritte:

(1)

Bereitstellung erster und zweiter Substrate (11, 14) aus dem selben

elektrisch isolierenden Material mit Oberflächenabschnitten, die so angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen, und die einem Verbindungsvorgang unterworfen werden;

(2)

Ausbilden einer Aussparung, eines Einschnitts oder Einstichs (12) in einem

Abschnitt derjenigen Oberfläche des ersten Substrats (11), die mit dem

zweiten Substrat (14) zu verbinden ist, durch Naß- oder Trocken-Ätzen;

(3)

Ausbilden einer aus einer leitfähigen Dünnschicht bestehenden ersten

Elektrode in der Aussparung (12) des ersten Substrats (11) durch CVD

(chemische Gasphasenabscheidung), Sputtern oder Vakuumablagerung;

(4)

Ausbilden einer aus einer leitfähigen Dünnschicht bestehenden zweiten

Elektrode (15) auf einem Abschnitt derjenigen Oberfläche des zweiten Substrats (14), die mit dem ersten Substrat (11) zu verbinden ist, durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD), Sputtern oder Vakuumablagerung;

dadurch gekennzeichnet, daß

(5)

erste und zweite aus Saphir bestehende Substrate (11, 14) verwendet werden,

(6)

in Schritt (1) wenigstens die Oberflächenabschnitte der Substrate (11, 14)

mit einer Oberflächenrauhigkeit von nicht höher als 100 Å versehen werden

und daß das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfaßt:

(7) Direktverbinden des ersten Substrats (11), auf dem die erste Elektrode (13)

ausgebildet ist, und des zweiten Substrats (14), auf dem die zweite

Elektrode (15) ausgebildet ist, bei Reinraum-Bedingungen und bei Raumtemperatur derart, daß die mit Elektroden ausgebildeten Oberfläche der

ersten und zweiten Substrate (11, 14) einander gegenüberliegen;

(8)

festes Verbinden der ersten und zweiten Substrate (11, 14) mittels

Durchführung einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur, die unterhalb

der Schmelztemperatur von Saphir liegt; und

(9) Reduzieren mindestens eines der ersten und zweiten Substrate (11, 14) auf

eine einem Meßdruck-Bereich entsprechende Stärke.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (8) bei einer

Temperatur von 200°C durchgeführt wird.

Gegenüber dem im Einspruchs- und Einspruchsbeschwerdeverfahren herangezogenen Stand der Technik erfüllt der beanspruchte Gegenstand nach Ansicht der

Patentinhaberin die Patentierungsvoraussetzungen, da insbesondere die in den

Merkmalen 6) bis 8) enthaltenen Verfahrensschritte weder bekannt noch nahegelegt seien.

Die Patentinhaberin stellt den Antrag,

den angefochtenen Beschluß aufzuheben und das Patent aufrechtzuerhalten mit folgenden Unterlagen:

Patentansprüche 1 und 2 nebst Beschreibung und Zeichnungen

mit Figuren 1 bis 5 G, sämtliche Unterlagen überreicht in der

mündlichen Verhandlung vom 19. September 2002.

Die Einsprechende beantragt,

die Beschwerde zurückzuweisen.

Sie trägt vor, daß das beanspruchte Verfahren nicht auf erfinderischer Tätigkeit

beruhe. Die Verwendung von Saphir als Substratmaterial bei Drucksensoren sei

beispielsweise aus der Druckschrift US 5 044 202 bekannt. Die Behandlung eines

solchen Substratmaterials entsprechend den Verfahrensschritten (2) bis (4) des

Anspruchs 1 sei für den Fachmann gängige Technik. Die in den Verfahrensschritten (6) bis (8) beschriebene Methode zur Verbindung zweier zu einem Drucksensor gehörender Saphirsubstrate könne dem Verfahren nach Anspruch 1 ebenfalls

keine erfinderische Qualität geben, da eine Substratverbindung ohne Verwendung

von Verbindungsmaterial für Quarz als Substratmaterial bereits bekannt sei und im

übrigen die Notwendigkeit des Einsatzes von Reinraum-Bedingungen bei der Produktion sowie die Beachtung von entsprechenden Oberflächenrauhigkeiten bei der

Substratverbindung ebenfalls zum Fachwissen gehörten.

Zu den Ausführungen der Verfahrensbeteiligten im einzelnen wird auf den Inhalt

der Akten verwiesen.

II.

Die zulässige Beschwerde ist begründet, da der Gegenstand des Patents in der

beschränkten Fassung eine patentfähige Erfindung im Sinne der §§ 1 bis 5 PatG

darstellt.

1. Der Antrag auf beschränkte Aufrechterhaltung des Patents ist zulässig, da der

geltende Anspruch 1 aus den erteilten Ansprüchen 1 und 3 hervorgeht. Das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 2 ist in zulässiger Weise der Beschreibung

des erteilten Gegenstandes - Sp. 6, Z.21 bis 24 der Patentschrift - entnommen.

2. Das Patent bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines kapazitiven

Drucksensors. Die diesbezüglich im Anspruch 1 enthaltene technische Lehre lautet wie folgt:

"Verfahren zur Herstellung eines Drucksensors, umfassend die Schritte:

(1)

Bereitstellung erster und zweiter Substrate (11, 14) aus demselben

elektrisch

isolierenden Material mit Oberflächenabschnitten, die so

angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen, und die einem

Verbindungsvorgang unterworfen werden;

(2)

Ausbilden einer Aussparung, eines Einschnitts oder Einstichs (12) in einem

Abschnitt derjenigen Oberfläche des ersten Substrats (11), die mit dem

zweiten Substrat (14) zu verbinden ist, durch Naß- oder Trocken-Ätzen;

(3)

Ausbilden einer aus einer leitfähigen Dünnschicht bestehenden ersten

Elektrode in der Aussparung (12) des ersten Substrats (11) durch CVD

(chemische Gasphasenabscheidung), Sputtern oder Vakuumablagerung;

(4)

Ausbilden einer aus einer leitfähigen Dünnschicht bestehenden zweiten

Elektrode (15) auf einem Abschnitt derjenigen Oberfläche des zweiten Substrats (14), die mit dem ersten Substrat (11) zu verbinden ist, durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD), Sputtern oder Vakuumablagerung;

dadurch gekennzeichnet, daß

(5)

erste und zweite aus Saphir bestehende Substrate (11, 14) verwendet werden,

(6)

in Schritt (1) wenigstens die Oberflächenabschnitte der Substrate (11, 14)

mit einer Oberflächenrauhigkeit von nicht höher als 100 Å versehen werden

und daß das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfaßt:

(7) Direktverbinden des ersten Substrats (11), auf dem die erste Elektrode (13)

ausgebildet ist, und des zweiten Substrats (14), auf dem die zweite

Elektrode (15) ausgebildet ist, bei Reinraum-Bedingungen und bei Raumtemperatur derart, daß die mit Elektroden ausgebildeten Oberfläche der

ersten und zweiten Substrate (11, 14) einander gegenüberliegen;

(8)

festes Verbinden der ersten und zweiten Substrate (11, 14) mittels

Durchführung einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur, die unterhalb

der Schmelztemperatur von Saphir liegt; und

(9) Reduzieren mindestens eines der ersten und zweiten Substrate (11, 14) auf

eine einem Meßdruck-Bereich entsprechende Stärke."

Die zugehörige patentgemäße Zielsetzung wird in der Schaffung eines kapazitiven

Drucksensors ohne parasitäre Kapazitäten gesehen, der außerdem ausgezeichnet

ist hinsichtlich Genauigkeit, Rentabilität und Zuverlässigkeit der Messungen.

Die Einsprechende hat im Verfahren vor dem Deutschen Patent- und Markenamt

folgende Druckschriften genannt:

1) US 4 196 632

2) US 4 806 783

3) US 4 542 436

4) US 4 084 438

5) DE-OS 24 59 612

6) DE-OS 22 21 062

7) JP - 63 - 285 195 A (mit engl. Übers.)

8) US 5 013 380

9) "Optical - contact bonding strength of glass components",

Sov. J. Opt. Technol. 47 (3) 1980, S.159 - 161

10) US 5 024 098

11) "Materials and Science Technology", Bd. 17B, (Processing of

Ceramics Part II), 1996, S.252

12) Brockhaus "Naturwissenschaften und Technik", Zweiter Band,

1989,

S. 142 und 209

13) "Silicon - On - Insulator Wafer Bonding - Wafer Thinning

Technological Evaluations", Jap. J. Appl. Phys. Vol. 28 No. 8,

August 1989, S.1426, 1429, 1431, 1443

14) "Silicon - On - Insulator by Wafer Bonding and Etch-Back" IEEE

SOS/SOI Technology Workshop, Oktober 1988, S.15

15) CH-Auslegeschrift 632 891 G

16) DE-OS 2 651 563.

Die Patentinhaberin hat im Verfahren vor dem Deutschen Patent- und Markenamt

ergänzend Bezug genommen auf

17) "Designing Clean Space for the Semiconductor Factory",

1980, S.118, 119.

Im angegriffenen Patent sind darüber hinaus genannt:

18) DE 39 01 492 A1

19) US 45 07 973

20) US 35 89 965

21) "Quartz Capsule Pressure Transducer for the Automotive

Industry", Society of Automotive Engineers Inc., SAE Technical

Paper Series, Febr. 1981;

Von der Einsprechenden wurde im Beschwerdeverfahren noch auf die Druckschrift

22) US 5 044 202

hingewiesen.

3. Der Gegenstand des Anspruch 1 des angegriffenen Patents ist neu, da keine

der vorstehend genannten Druckschriften ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines Drucksensors zeigt. Das beanspruchte Verfahren beruht darüber

hinaus auch auf erfinderischer Tätigkeit, da es für den durchschnittlichen Fachmann, einem Physik-Ingenieur mit Fachhochschulausbildung und mehrjähriger

Berufserfahrung in der Druckmesstechnik, durch den aufgezeigten Stand der

Technik nicht nahegelegt ist.

Hierbei kann es dahingestellt bleiben, inwieweit die im beanspruchten Verfahren

enthaltenen Maßnahmen

-

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-

der Saphirsubstratbehandlung durch Naß- oder Trocken-Ätzen,

der Aufbringung der Elektroden auf den Substraten durch chemische

Gasphasenabscheidung, Sputtern oder Vakuumablagerung

des Einsatzes von Reinraumbedingungen und

der Reduzierung der Substratstärke(n) entsprechend dem Meßbereich

dem Fachmann ohne erfinderische Überlegungen zu Gebote stehen.

Die erfinderische Qualität des beanspruchten Verfahrens stützt sich, wie nachfolgend dargelegt, auf die Herstellung der Substratverbindungen.

Kapazitive Drucksensoren mit Saphirsubstraten gehen aus den Druckschriften

D 18 (DE 39 01 492 A1) und D 22 (US 5 044 202) hervor. Die Saphirsubstrate dieser bekannten Drucksensoren sind gegenüberliegend angeordnet und mit Elektroden zur Bildung der benötigten Kapazitäten ausgestattet (D 18: Fig. 2 mit Sp. 4,

Z. 53; D 22: Fig. 1 mit Sp. 6, Z. 50). Wie beispielsweise in D 22 (vergl. Sp. 4,

Z. 37 ff.) ausgeführt, muss der Raum zwischen den Substraten, in dem sich die

Kapazitätselektroden befinden, hermetisch abgedichtet werden.

Beim Drucksensor nach D22 wird die Verbindung der (Saphir-)Substrate 12 und

16 durch dazwischen befindliches Glasmaterial 40 hergestellt, das zum Schmelzen gebracht wird und mittels der hierdurch hervorgerufenen Glasbenetzung beider Substrate die erforderliche Dichtigkeit erzeugt (Sp. 5, Z. 51 bis Sp. 6, Z. 6;

Sp. 6, Z. 50). Durch die gekrümmte Oberfläche des Substrates 12 ergibt sich noch

der der Messgenauigkeit zugute kommende Vorteil der gleichbleibenden Abstandseinstellung zwischen den Substraten unterschiedlicher Drucksensoren

(Sp. 6, Z. 7-9). Außerdem sind die Sensoren nach D 22 trotz einfacher und

kostengünstiger Herstellung zuverlässig und langlebig (Sp. 2, Z. 42-50).

Beim Drucksensor nach D18 erfolgt die für "eine dicht abgeschlossene Kammer"

(Sp. 1, Z. 5) erforderliche Verbindung der beiden Saphirsubstrate mit Hilfe des "direct copper bonding" - Verfahrens (Sp. 1, Z. 32-36 und Sp. 3, Z. 46-56), d.h. mit

Hilfe eines Kupfer-Formteiles, das zwischen den beiden Saphirsubstraten 11, 12

angebracht ist und das durch eine - durch entsprechende Wärmebehandlung nur

an der Oberfläche - sich ausbildende eutektische Schmelze mit beiden Substraten

verbunden ist (Ansprüche 1, 5 und 14).

In D 10 (US 5 024 098) wird ein Drucksensor mit Dehnungsmeßstreifen 34 beschrieben, wobei letztere auf einer aus Saphirsubstraten 10A, 10B bestehenden

Messzelle angebracht sind (Fig. 3, Sp. 3, Z. 52-58). Die durch das Innere der

Messzelle gebildete Kammer 12 muß (aus Messgenauigkeitsgründen) auch bei

dieser Art von Sensor hermetisch abgedichtet sein (Sp. 3, Z. 26-31). Die Verbindung der Saphirsubstrate wird mit Glas vorgenommen (Sp. 3, Z. 59-64).

Im Unterschied zu diesen bekannten, auf der Verwendung von Kupfer oder Glas

beruhenden und den praktischen Anforderungen genügenden Techniken zur Verbindung von Drucksensor-Saphirsubstraten wird beim Verfahren nach Anspruch 1

entsprechend den Verfahrensschritten 6 bis 8 kein zusätzliches Material zur Verbindung der beiden Substrate eingesetzt. Zu dieser Vorgehensweise vermögen

die abgehandelten Druckschriften 10, 18 und 22 wegen des jeweiligen Einsatzes

von Substrat-Verbindungsmaterial keine Anregungen zu geben.

Auch D 8 (US 5 013 380) legt dem Fachmann die im Anspruch 1 enthaltene Substrat-Verbindungstechnik nicht nahe. Diese Druckschrift beschreibt synthetisches

Korund (darunter auch Saphir, vergl. Sp. 1, Z. 16, 53), das in Blockform aus mehreren Scheiben zusammengesetzt ist und als Ziergegenstand oder für wissenschaftliche bzw. industrielle Zwecke eingesetzt werden kann (Sp. 1, Z. 11, 12). Zur

festen Verbindung der Scheiben werden diese optisch poliert, aneinander gesetzt

und dann auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur gebracht (Sp. 6,

Z. 26,27; Sp. 11, Z. 23-33). Als konkrete Anwendungsbeispiele für Messzellen, die

aus solcherart zusammengefügten Saphir-Scheibenblöcken hergestellt werden

(Fig. 8, Sp. 7, Z. 34-41; Fig. 11, Sp. 9, Z. 35), sind die Spektroskopie und die

Tieftemperaturtechnik (Supraleitung) genannt (Sp. 1, Z. 16-23). Der Fachmann erhält somit aus D 8 keine Anregung, bei der Verbindung von Drucksensor-Saphirsubstraten von den diesbezüglich auf Verbindungsmaterial gestützten Techniken

gemäß den Druckschriften 10, 18 und 22 abzugehen.

D 15 (CH 632 891 G) beschreibt die Herstellung eines Uhrglases, bei dem eine

(hochkratzfeste) Saphirplatte mit einem Ring aus Sinteraluminiumoxid durch Einsatz unterschiedlicher Verbindungsmaterialien (Glaslotpulver, S. 4, Z. 67; Mineralstoff oder Mineralstoffmischung, S. 4, Z. 38, 39) oder durch Sinterung (S. 5,

Z. 25 ff.) verbunden wird. Diese Druckschrift wird zwar in D 10 zitiert und ist

deshalb dem Fachmann für Drucksensoren bekannt, sie vermag ihm jedoch keine

Hinweise zu den in Merkmalen (6) bis (8) des Anspruchs 1 enthaltenen

Verfahrensschritten zu geben.

Auch gegenüber den weiteren keinen Bezug auf Saphir aufweisenden Druckschriften beruht das Verfahren nach Anspruch 1 auf erfinderischer Tätigkeit.

Die Substrate der in den Druckschriften 1 bis 7, 19 und 21 beschriebenen Drucksensoren bestehen aus Quarz oder Keramikmaterialien; Hinweise auf Saphir als

Substratmaterial gibt es in diesen Druckschriften nicht. Folglich können diese

Druckschriften dem Fachmann auch keine Anregungen geben, die bei den Drucksensoren gemäß den Druckschriften 10, 18 und 22 eingesetzten und die Materialien Glas oder Kupfer nutzenden Verbindungstechniken für die Saphirsubstrate

entsprechend den im Anspruch 1 enthaltenen Verfahrensschritten (6) bis (8) zu

gestalten. Dieses gilt insbesondere im Hinblick auf D 22, da bei dem dort beschriebenen Drucksensor - wie vorstehend aufgezeigt - die patentgemäßen Ziele

der Genauigkeit, Rentabilität und Zuverlässigkeit bereits verwirklicht sind.

Auch die Druckschriften 9, 12 bis 14 und 16 vermögen die patentierte Lehre nicht

nahezulegen, da dieser Stand der Technik sich ebenfalls nicht mit der Anwendung

von Saphir in der Druckmesstechnik beschäftigt.

Die Druckschrift 11 stellt keinen zu beachtenden Stand der Technik dar, da sie

aus dem Jahre 1996 stammt und somit nachveröffentlicht ist.

Aus den aufgezeigten Gründen basiert die in den Verfahrensschritten (6) bis (8)

des Anspruchs 1 enthaltene Verbindungstechnik für Drucksensor-Saphirsubstrate

auf Überlegungen, die durch den abgehandelten Stand der Technik nicht nahe

gelegt sind. Folglich beruht das Verfahren nach Anspruch 1 auf erfinderischer Tätigkeit.

Dieser Anspruch ist somit rechtsbeständig.

Der Anspruch 2 beinhaltet eine zweckmäßige, nicht selbstverständliche Weiterbildung der Erfindung und ist demzufolge ebenfalls rechtsbeständig.

Somit war das Patent in beschränktem Umfang aufrechtzuerhalten.

Grimm

Dr. Schmitt

Bertl

Schuster

Bb