Rechtsprechung / BPatG / 2002
BPatG Beschluss vom 03.12.2002 – 23 W (pat) 29/01
23. Senat
BUNDESPATENTGERICHT
_______________
(Aktenzeichen)
Verkündet am
3. Dezember 2002
…
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache
betreffend die Patentanmeldung 199 49 429. 0 - 34
…
hat der 23. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf
die mündliche Verhandlung vom 3. Dezember 2002 unter Mitwirkung des Vorsitzenden Richters Dr. Beyer sowie der Richter Knoll, Lokys und Dr. Häußler
beschlossen:
Auf die Beschwerde der Anmelderin wird der Beschluss der
Prüfungsstelle für Klasse H 05 K des Deutschen Patent- und 6.70
Markenamts vom 3. April 2001 aufgehoben und das Patent
199 49 429 mit folgenden Unterlagen erteilt:
Ansprüche 1 bis 3 und Beschreibungsseiten 1 und 5, diese
Unterlagen überreicht in der mündlichen Verhandlung vom
3. Dezember 2002, ursprüngliche Beschreibungsseiten 2 bis
4 und 6, und offengelegte Zeichnung (Figuren 1 und 2).
Bezeichnung: Verfahren zur Bearbeitung einer durchkontaktierten Leiterplatte
Anmeldetag: 13. Oktober 1999.
G r ü n d e
I
Die Prüfungsstelle für Klasse H 05 K des Deutschen Patent- und Markenamts hat
die am 13. Oktober 1999 mit der Bezeichnung “Durchkontaktierte Leiterplatte mit
Leiterplattenbohrung" eingereichte Patentanmeldung durch Beschluss vom
3. April 2001 zurückgewiesen.
Zur Begründung ist in der Entscheidung ausgeführt, dass es dem Gegenstand des
ursprünglich eingereichten Anspruchs 1 im Hinblick auf den aus den Entgegenhaltungen
- deutsche Patentschrift 35 36 963
- deutsche Offenlegungsschrift 195 32 992
- deutsche Offenlegungsschrift 31 10 806 und
- US-Patentschrift 5 659 458
bekannten Stand der Technik an der für eine Patenterteilung zu fordernden erfinderischen Tätigkeit fehle. Im Prüfungsverfahren war darüber hinaus noch die
- britische Offenlegungsschrift 2 252 451
in Betracht gezogen worden. In der Beschreibungseinleitung wird zum Stand der
Technik außerdem auf folgende Druckschriften verwiesen:
- deutsche Offenlegungsschrift 43 26 506
- deutsche Offenlegungsschrift 41 07 312
- deutsche Offenlegungsschrift 42 20 966
- deutsche Offenlegungsschrift 196 01 649
- europäische Offenlegungsschrift 0 836 227
- US-Patentschrift 5 014 904
- US-Patentschrift 5 095 404 und
-
japanische Offenlegungsschrift 03 – 15 29 93
Gegen den vorgenannten Beschluss richtet sich die Beschwerde der Anmelderin.
Sie verfolgt ihr Schutzbegehren mit den in der mündlichen Verhandlung vorgelegten neuen Patentansprüchen 1 bis 3 mit angepasster Beschreibung sowie der offengelegten Zeichnung weiter und vertritt die Auffassung, dass der Gegenstand
des neuen Hauptanspruchs gegenüber dem nachgewiesenen Stand der Technik
patentfähig sei.
Sie beantragt,
den Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H 05 K des
Deutschen Patent- und Markenamts vom 3. April 2001 aufzuheben und das Patent mit folgenden Unterlagen zu erteilen:
Ansprüche 1 bis 3 und Beschreibungsseiten 1 und 5, diese
Unterlagen überreicht in der mündlichen Verhandlung vom
3. Dezember 2002, ursprüngliche Beschreibungsseiten 2 bis
4 und 6, und offengelegte Zeichnung (Figuren 1 und 2).
Der geltende Patentanspruch 1 lautet:
“Verfahren zur Bearbeitung einer durchkontaktierten Leiterplatte (9) mit Metallisierungen (8A, 8B, 8C) und einer Leiterplattenbohrung (11) zur Einbringung eines Metallnietes (5),
der der Wärmeableitung von einem auf der Leiterplatte (9)
angebrachten Leistungsbauelement (1) zu einem metallischen Träger (10) dient und dazu mit dem Leistungsbauelement (1) verlötet ist, wobei zwischen der Leiterplatte (9) und
dem Metallniet (5) ein Sicherheitsabstand in Form eines
Spaltes (7) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Metallisierung (8C)
im
Innern der Leiterplattenbohrung (11) entfernt wird, so dass der Spalt (7) vergrößert wird,
um eine Kapillarwirkung zu verringern, durch die Lot in den
Spalt (7) fließt.”
Hinsichtlich der geltenden Unteransprüche 2 und 3 sowie hinsichtlich weiterer Einzelheiten wird auf den Akteninhalt verwiesen.
II
Die zulässige Beschwerde der Anmelderin ist begründet, denn die Lehre des geltenden Anspruchs 1 wird durch den nachgewiesenen Stand der Technik nicht patenthindernd getroffen.
1.) Der geltende Patentanspruch 1 ist zulässig, denn er findet inhaltlich eine ausreichende Stütze im ursprünglichen Anspruch 1 sowie dem in der Beschreibung
anhand der Figur 2 erläuterten Ausführungsbeispiel (Seite 5, letzter Absatz bis
Seite 6, 1. Absatz). Das im Oberbegriff des Anspruchs eingefügte Merkmal, wonach zwischen der Leiterplatte (9) und dem Metallniet (5) ein Sicherheitsabstand
in Form eines Spaltes (7) ausgebildet sein soll, ergibt sich aus der Beschreibung
(Seite 1, Zeile 23 bis 25 und Seite 2, Zeile 11 bis 13), ebenso wie das den kennzeichnenden Teil ergänzende Merkmal, wonach der Spalt (7) vergrößert wird, um
eine Kapillarwirkung zu verringern, durch die Lot in den Spalt fließt (Seite 6, Zeile 24 bis 26).
Die geltenden Unteransprüche 2 und 3 entsprechen bis auf eine redaktionelle Änderung im Unteranspruch 2 [“Leiterplattenöffnung (11) ersetzt durch “Leiterplattenbohrung (11)”] den ursprünglichen Unteransprüchen 2 und 3 und sind von daher ebenfalls zulässig.
2.) Nach ihren Ausführungen in der geltenden Beschreibung (Seite 1, 2. Absatz
bis Seite 2, 1. Absatz) geht die Anmelderin bei dem von ihr beanspruchten Verfahren von einem -- druckschriftlich nicht belegten -- Stand der Technik aus, bei welchem, wie aus Figur 1 ersichtlich, eine mit Metallisierungen (8A, 8B) versehene
Leiterplatte (9) eine Leiterplattenbohrung (11) aufweist, deren Wandung ebenfalls
eine Metallisierung (8C) trägt. Derartige, beidseitig metallisierte Leiterplatten mit
Durchkontaktierungen werden von der Anmelderin, wie sie in der mündlichen Verhandlung dargelegt hat, in großen Stückzahlen von einem Zulieferer erworben und
in der eigenen Produktion, d.h. bei der Fertigung von Steuergeräten, insbesondere
für ABS-Systeme, automatisch mit Bauelementen bestückt. Ein Teil der vorgefertigten Durchkontaktierungen dient dabei allerdings der elektrischen Verbindung
der Leiterbahnen auf der Ober- und Unterseite der Leiterplatten; die übrigen
Durchkontaktierungen werden für die Wärmeableitung von Leistungsbauelementen verwendet, indem ein Metallniet eingesetzt wird, durch welchen die Verlustwärme eines auf der Leiterplatte angebrachten Leistungsbauelements zu einem
metallischen Träger unterhalb der Leiterplatte abgeführt werden kann. Zur Verbesserung des Wärmeflusses wird der Metallniet mit dem Leistungsbauelement verlötet. Auf die Metallisierung im Innern der Leiterplattenbohrung kommt es jetzt nicht
mehr an; sie könnte, weil sie für die elektrische Verbindung von Leiterbahnen nicht
benötigt wird, ebenso gut weggelassen werden. Den Ausführungen der Anmelderin in der mündlichen Verhandlung zufolge ist es jedoch angesichts der von ihr benötigten hohen Stückzahlen erheblich kostengünstiger, beidseitig metallisierte Leiterplatten zu erwerben, bei der sämtliche Leiterplattenbohrungen einheitlich durchkontaktiert sind.
Aus fertigungstechnischen Gründen muss zwischen dem Metallniet und der Leiterplatte ein Sicherheitsabstand in Form eines Spaltes eingehalten werden (Seite 1,
Zeile 23 bis 25 und Seite 2, Zeile 11 bis 13). Die Anmelderin sieht es nun als
nachteilig an, dass beim Verlöten des Metallniets mit dem Leistungsbauelement
aufgrund einer Kapillarwirkung ein Teil der Lötpaste entlang der Metallisierung im
Innern der Leiterplattenbohrung in den Spalt abfließt (Seite 2, 2. Absatz). Wie sie
in der mündlichen Verhandlung dargelegt hat, verbleiben infolge dieses Abfließens
nur noch einzelne “Inseln” aus Lotmaterial zwischen dem Leistungsbauelement
und dem Metallniet, wodurch sich der Wärmewiderstand der Lötstelle erhöht, die
Wärmeableitung vom Leistungsbauelement zur metallischen Trägerplatte also verschlechtert wird (Seite 2, Zeile 8 und 9).
Vor diesem Hintergrund liegt dem Anmeldungsgegenstand als technisches Problem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich die Anbindung zwischen dem Metallniet und dem Leistungsbauelement und damit auch die
Wärmeabführung vom Leistungsbauelement über den Metallniet zur metallischen
Trägerplatte verbessern lässt (Seite 5, 2. Absatz).
Diese Aufgabe wird durch den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritt gelöst. Denn dadurch, dass die Metallisierung (8C) im Innern der Leiterplattenbohrung (11) entfernt wird, vergrößert sich zum einen der
Spalt (7) zwischen dem dem Metallniet (5) und der Leiterplatte (9), was bereits zur
Folge hat, dass die Kapillarwirkung verringert wird; zum anderen bewirkt die Entfernung der Metallisierung (8C), dass das Innere der Leiterplattenbohrung (11)
nun nicht mehr “metallisch benetzt” ist, was die Kapillarwirkung bekanntlich ebenfalls reduziert.
3.) Das -- zweifelsohne gewerblich anwendbare (§ 5 PatG) -- Verfahren gemäß
geltendem Anspruch 1 ist gegenüber dem nachgewiesenen Stand der Technik
und Bestückung von Leiterplatten befasster, berufserfahrener Fachhochschulingenieur der Fachrichtung Elektrotechnik anzusehen ist.
a) Die Neuheit des Anmeldungsgegenstandes ergibt sich schon daraus, dass
-- wie aus den nachfolgenden Ausführungen zur erfinderischen Tätigkeit zu ersehen ist -- keine der eingangs genannten Druckschriften ein Verfahren offenbart,
bei dem eine an der Innenwand einer Leiterplattenbohrung befindliche Metallisierung entfernt wird, um auf diese Weise den Spalt zwischen einem in die Leiterplattenbohrung eingebrachten Metallniet und der Leiterplatte zu vergrößern.
b) Die eine Anordnung zur Verbesserung der Wärmeableitung bei elektrischen
und elektronischen Bauelementen betreffende deutsche Offenlegungsschrift
196 01 649, die als nächstliegender Stand der Technik anzusehen ist, vermag
dem vorstehend definierten Fachmann den Anmeldungsgegenstand weder für
sich noch in einer Zusammenschau mit den übrigen, im Verfahren befindlichen
Druckschriften nahezulegen.
In der deutschen Offenlegungsschrift 196 01 649 ist zwar ein Verfahren zur Bearbeitung einer mit einer Leiterplattenbohrung (Öffnung 8) versehenen Leiterplatte (1) offenbart, bei welchem ein Metallniet (Warze 9) in die Leiterplattenbohrung
eingeführt und zum Zwecke der Wärmeableitung zu einem metallischen Träger
(Metallplatte 5) mit einem auf der Leiterplatte angebrachten Leistungsbauelement
(Bauelement 3) verlötet wird, wobei sich zwischen dem Metallniet und der Leiterplattenbohrung offenbar ein Spalt befindet; jedoch ist die Leiterplatte nicht durchkontaktiert, d.h. die Leiterplattenbohrung weist in ihrem Innern keine Metallisierung
auf (Figur 2 und Beschreibung Spalte 2, Zeile 33 bis 49). Insofern findet sich in der
Druckschrift kein Hinweis darauf, dass es von Vorteil sein könnte, die Leiterplatte
im Sinne des geltenden Patentanspruchs 1 zu bearbeiten.
Eine Anregung zu einer solchen Vorgehensweise erhält der Fachmann aber auch
nicht bei Einbeziehung des übrigen, im Verfahren befindlichen Standes der Technik.
Die eine Baugruppenanordnung betreffende deutsche Patentschrift 35 36 963 offenbart zwar ein Verfahren zur Bearbeitung einer durchkontaktierten Leiterplatte
(Mehrlagenleiterplatte 12), bei welchem in eine mit einer Metallisierung (Durchkontaktierung 39) versehene Leiterplattenbohrung zur Ableitung der Verlustwärme
von einem Leistungsbauelement (Bauelement 15) eine Wärmeleitmasse (40) eingefüllt oder ein Metallniet (nietförmiger, massiver Stift) eingepresst wird, doch tritt
bei beiden Vorgehensweisen ein Spalt zwischen der Wärmeleitmasse bzw. dem
Metallniet und der Leiterplattenbohrung, in welchen Lotmaterial einfließen könnte,
nicht auf (Figur 5 und Beschreibung Spalte 8, Zeile 14 bis 26). Von daher vermag
auch diese Druckschrift dem Fachmann keinen Hinweis dahingehend zu vermitteln, die Metallisierung wie beim anmeldungsgemäßen Verfahren zu entfernen.
Entsprechendes gilt für die ein elektrisches Gerät, insbesondere Schalt- oder
Steuergerät
für Kraftfahrzeuge betreffende deutsche Offenlegungsschrift
43 26 506 (Figur 1 und Beschreibung Spalte 2, Zeile 30 bis Spalte 3, Zeile 7) und
die eine Montageanordnung von Halbleiterbauelementen auf einer Leiterplatte betreffende deutsche Offenlegungsschrift 41 07 312 (Figur und Beschreibung Spalte 2, Zeile 26 bis 44), aus denen jeweils schon bekannt ist, durchkontaktierte Leiterplattenbohrungen (Ausnehmung 22 bzw. Durchkontaktierung 7) zum Zwecke
der Wärmeabfuhr von einem Leistungsbauelement (SMD-Leistungsbauelement 18
bzw. Halbleiterbauelement 1) mit wärmeleitendem Material (wärmeleitende Masse 25 bzw. Lot 4b) aufzufüllen.
Die eine Leiterplatte betreffende deutsche Offenlegungsschrift 195 32 992 lehrt
wiederum, ein Leistungsbauelement (Bauelement 4), welches auf einer Leiterplatte (1) angebracht ist, mit Hilfe eines in eine Leiterplattenbohrung (Bohrung 7) eingepressten Metallniets (Kupferbolzen 6) zu kühlen, so dass der Fachmann auch
aus dieser Druckschrift keine Anregung in Richtung auf das beanspruchte Verfahren erhält (Figur 1 und Beschreibung Spalte 2, Zeile 43 bis Spalte 3, Zeile 3).
Dies gilt in gleicher Weise für die ein Verfahren zum Herstellen einer Trägerplatte
für elektrische Bauteile betreffende deutsche Offenlegungsschrift 42 20 966 (Figuren 2 und 3 und Beschreibung Spalte 3, 2. und 3. Absatz) sowie für die eine auf einer Leiterplatte angeordnete wärmeleitende Verbindung und eine Wärmesenke
betreffende US-Patentschrift 5 014 904 (Figur 6 und Beschreibung Spalte 4, Zeile 53 bis 68). Aus der erstgenannten Schrift ist bekannt, einen zur Kühlung von
Leistungsbauelementen (elektrische Bauteile 2, 3, 4) vorgesehenen Metallniet
(Wärmesenke 6) in eine Leiterplattenbohrung (Durchgangsöffnung 5) durch plastische Verformung einzupressen; die zweite Schrift lehrt, einen derartigen Metallniet
(conductor pad 76) in eine Leiterplattenbohrung einzupressen oder einzukleben.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 31 10 806 ist bekannt, ein Leistungsbauelement (integrierter Schaltkreis 2) auf der einen Seite einer wärmeleitenden Trägerplatte (1) anzuordnen, welche auf der gegenüberliegenden Seite mit wärmeleitenden Stiften (3) versehen ist, die durch entsprechende Leiterplattenbohrungen
(Bohrungen 4) der Leiterplatte (5) hindurchgesteckt sind (Figur und Beschreibung
Seite 4, Zeile 4 bis 12). Selbst wenn man unterstellt, dass zwischen den Stiften (3)
und der Leiterplatte (5) Spalte vorhanden sind, vermag diese Schrift dem Fachmann eine Bearbeitung der Leiterplatte im Sinne des Anmeldungsgegenstandes
schon insofern nicht nahezulegen, als die Trägerplatte (1) die Leiterplattenbohrungen überdeckt, so dass kein Lot in die Spalte eindringen kann.
Ebenso verhält es sich mit der eine Wärmeableitungsvorrichtung für dicht gepackte, integrierte Schaltkreise betreffenden US-Patentschrift 5 659 458, bei welcher
die Bohrungen in einer Leiterplatte (printed circuit board or substrate 40), durch
welche Stifte (elongated thermal conductive members 130) zur Wärmeableitung
gesteckt werden, mittels einer wärmeleitenden Platte (plate 58) abgedeckt sind
(Figur 11 und Beschreibung Spalte 6, 2. und 4. Absatz).
Die eine wärmeableitende Struktur für ein Halbleiterbauelement betreffende britische Offenlegungsschrift 2 252 451 (Figur 2 und Beschreibung Seite 4, Zeile 34
bis Seite 5, Zeile 9) sowie die eine Vorrichtung zur Montage und Kühlung eines für
die automatische Bestückung vorgesehenen, integrierten Schaltkreises betreffende US-Patentschrift 5 095 404 (Figuren 3 und 5 sowie Beschreibung Spalte 3, Zeile 50 bis 57) lehren übereinstimmend, ein Leistungsbauelement (semiconductor
device 2 bzw. chip 21) mit einem in einer Leiterplattenbohrung angeordneten Metallniet (heat transferring member 3, 11 bzw. pedestal 31) zu verkleben, so dass
sich für den Fachmann das dem Anmeldungsgegenstand zugrunde liegende Problem, dass geschmolzene Lotsubstanz in etwa vorhandene Spalte abfließen könnte, auch bei diesem Stand der Technik nicht stellt.
Entsprechendes gilt für die ein wärmeleitendes, in einem gedruckten Schaltkreis
angeordnetes Substrat zur Wärmeableitung zu einer Wärmesenke betreffende
europäische Offenlegungsschrift 0 836 227, welche lehrt, ein Leistungsbauelement (integrated circuit 42) auf einem Metallniet (heat conductive substrate 50) mit
Hilfe eines wärmeleitenden Klebers zu befestigen (Figur 5 und Beschreibung Spalte 5, Zeile 37 bis Spalte 6, Zeile 2).
Die das Befestigen von Komponenten auf einer gedruckten Schaltung betreffende
japanische Offenlegungsschrift 03 – 15 29 93 schließlich behandelt das Aufbringen von Harzpaste (resin paste 8) auf einer mit einer Durchkontaktierung
(through-hole plated hole 4) versehenen Leiterplatte (printed wiring board 1) mittels einer Maske (mask 7) an jenen Stellen, die beim anschließenden Schwalllöten
frei von Lotmasse bleiben sollen (Figuren (a) bis (c) und englischsprachiges Abstract). Auch diese Schrift vermag dem Fachmann somit nicht nahezulegen, eine
Leiterplatte im Sinne des Anspruchs 1 zu bearbeiten.
Der Gegenstand des geltenden Anspruchs 1 ist nach alledem patentfähig.
4.) Die Unteransprüche 2 und 3 betreffen vorteilhafte, nicht selbstverständliche
Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Anspruch 1; die Patentfähigkeit ihrer
Gegenstände wird von derjenigen des Gegenstandes gemäß Hauptanspruch mitgetragen.
5.) In der Beschreibung ist der maßgebliche Stand der Technik angegeben und
das beanspruchte Verfahren anhand der Zeichnung ausreichend erläutert.
Dr. Beyer
Knoll
Lokys
Dr. Häußler
Ko