Rechtsprechung / BPatG / 2020
BPatG Beschluss vom 12.08.2020 – 23 W (pat) 17/19
23. Senat · ECLI:DE:BPatG:2020:120820B23Wpat17.19.0
BUNDESPATENTGERICHT
23 W (pat) 17/19 _______________________
(Aktenzeichen)
Verkündet am
12. August 2020
…
…
…
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache
…
betreffend die Patentanmeldung 10 2016 215 889.9
hat der 23. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf
die mündliche Verhandlung vom 12. August 2020 unter Mitwirkung des
Vorsitzenden Richters Dr. Strößner und der Richter Dr. Friedrich, Dr. Zebisch und
Dr. Himmelmann
ECLI:DE:BPatG:2020:120820B23Wpat17.19.0
beschlossen:
1.
Der Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H01L des
Deutschen Patent- und Markenamts vom 20. März 2019
wird aufgehoben.
2.
Es wird ein Patent erteilt mit der Bezeichnung
„Halbleitervorrichtung, intelligentes Leistungsmodul und
Leistungswandlervorrichtung“, dem Anmeldetag 24. August
2016 unter Inanspruchnahme der Priorität JP 2015-169145
vom 28. August 2015 auf der Grundlage folgender
Unterlagen:
-
-
-
-
Patentansprüche 1 bis 13,
Beschreibungsseiten 1 bis 18,
2 Seiten Bezugszeichenliste (Seiten 19 und 20),
jeweils überreicht in der mündlichen Verhandlung
am 12. August 2020;
16 Blatt Zeichnungen mit Figuren 1 bis 7, 8A, 8B, 9A,
9B, 10 bis 14, 15A, 15B, 15C, 16, 17, 18A, 18B und
19 bis 21, eingegangen im Deutschen Patent- und
Markenamt am Anmeldetag.
G r ü n d e
I.
Die vorliegende Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2016 215 889.9 und der Bezeichnung
„Halbleitervorrichtung,
intelligentes
Leistungsmodul
und
Leistungswandlervorrichtung“ wurde am 24. August 2016 unter Inanspruchnahme
der japanischen Priorität … beim Deutschen Patent- und Markenamt in deutscher
Sprache zur Prüfung eingereicht und am 2. März 2017 mit der DE 10 2016 215 889
A1 offengelegt.
Die Prüfungsstelle für Klasse H01L hat im Prüfungsverfahren auf den Stand der
Technik gemäß den Druckschriften
D1
D2
US 6 735 065 B2
und
US 2013 / 0 082 283 A1
verwiesen und im einzigen Prüfungsbescheid vom 30. Oktober 2018 ausgeführt,
dass die Halbleitervorrichtung des ursprünglichen Anspruchs 1 sowie das
intelligente Leistungsmodul des nebengeordneten Anspruchs 15 wegen fehlender
Neuheit bezüglich Druckschrift D1 nicht patentfähig seien, und die
Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 16 dem Fachmann durch Druckschrift
D1 nahegelegt werde. Auch die Merkmale der abhängigen Ansprüche 2 bis 14
könnten keine Patentfähigkeit begründen. Mit Eingabe vom 12. Februar 2019 hat
die Anmelderin den Ausführungen widersprochen und weiterhin die Patenterteilung
mit dem ursprünglichen Anspruchssatz sowie eine Anhörung beantragt.
Zum Ende der daraufhin am 20. März 2019 durchgeführten Anhörung, zu der die
Anmelderin, wie mit Telefonat vom 15. März 2019 angekündigt, nicht erschienen ist,
hat die Prüfungsstelle die Anmeldung mit der Begründung fehlender Neuheit der
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 bezüglich Druckschrift D1 zurückgewiesen.
Der mit Gründen versehene Beschluss ist der Anmelderin mit Anschreiben vom
21. März 2019 am 25. März 2019 zugestellt worden.
Gegen diesen Beschluss richtet sich die am 15. April 2019 beim Deutschen Patent-
und Markenamt
eingegangene Beschwerde mit
der
nachgereichten
Beschwerdebegründung vom 21. Juni 2019 und der weiteren Eingabe vom 31. Juli
2020.
In der mündlichen Verhandlung am 12. August 2020 hat die Anmelderin neben einer
neuen Beschreibung einen neuen Anspruchssatz mit Ansprüchen 1 bis 13
vorgelegt.
Sie beantragt:
1.
den Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H01L des
Deutschen Patent- und Markenamts vom 20. März 2019
aufzuheben.
2.
Ein
Patent
zu
erteilen
mit
der
Bezeichnung
„Halbleitervorrichtung,
intelligentes Leistungsmodul und
Leistungswandlervorrichtung“, dem Anmeldetag 24. August
2016 unter Inanspruchnahme der Priorität JP … auf der
Grundlage folgender Unterlagen:
-
-
-
-
Patentansprüche 1 bis 13,
Beschreibungsseiten 1 bis 18
2 Seiten Bezugszeichenliste (Seiten 19 und 20), jeweils
überreicht
in der mündlichen Verhandlung am
12. August 2020;
16 Blatt Zeichnungen mit Figuren 1 bis 7, 8A, 8B, 9A, 9B,
10 bis 14, 15A, 15B, 15C, 16, 17, 18A, 18B und 19 bis
21, eingegangen im Deutschen Patent- und Markenamt
am Anmeldetag.
Die in der mündlichen Verhandlung am 12. August 2020 überreichten zueinander
nebengeordneten Ansprüche 1, 12 und 13 haben folgenden Wortlaut:
1. Halbleitervorrichtung (30), aufweisend:
-
-
-
-
-
ein Leistungshalbleiterelement (46, 46-1 – 46-7);
einen
Hauptelektrodenanschluss
(56)
des
Leistungshalbleiterelements (46, 46-1 – 46-7);
einen Sensorabschnitt (47, 47-1 – 47-7), der ein Signal aussendet,
das
zu
einem
physikalischen
Zustand
des
Leistungshalbleiterelements korrespondiert;
einen Sensorsignalanschluss
(200 - 207), der mit dem
Sensorabschnitt (47, 47-1 – 47-7) verbunden ist;
einen Treiberanschluss (220, 221, 222, 223, 224, 226, 227), der
eine Leistung zum Treiben des Leistungshalbleiterelements (46,
46-1 – 46-7) bereitstellt; und
-
ein Gehäuse (36), welches das Leistungshalbleiterelement (46, 46-
–
46-7),
den Hauptelektrodenanschluss
(56),
den
Sensorabschnitt (47, 47-1 – 47-7), den Sensorsignalanschluss (200
– 207) und den Treiberanschluss (220, 221, 222, 223, 224, 226,
227) aufnimmt,
wobei:
-
der Sensorsignalanschluss (200 – 207) und der Treiberanschluss
(220, 221, 222, 223, 224, 226, 227) so vorgesehen sind, dass sie
von außerhalb des Gehäuses (36) anschließbar sind,
-
der Sensorsignalanschluss (200 – 207) und der Treiberanschluss
(220, 221, 222, 223, 224, 226, 227) einen Anschluss, dessen
oberes Ende niedriger angeordnet ist als ein oberes Oberflächenteil
(104) des Gehäuses (36), und einen Anschluss, dessen oberes
Ende höher angeordnet ist als das obere Oberflächenteil (104) des
Gehäuses (36), aufweisen,
-
ein erstes Steuersubstrat (120) mit dem Sensorsignalanschluss
(200-207) und dem Treiberanschluss (220-227) verbunden ist,
deren oberes Ende niedriger angeordnet ist als das obere
Oberflächenteil (104) des Gehäuses (36), so dass das erste
Steuersubstrat (120) innerhalb des Gehäuses (36) angeordnet ist,
-
ein zweites Steuersubstrat (121) mit dem Sensorsignalanschluss
(200-207) und dem Treiberanschluss (220-227) verbunden ist,
deren oberes Ende höher angeordnet
ist als das obere
Oberflächenteil (104) des Gehäuses (36), so dass das zweite
Steuersubstrat (121) oberhalb des Gehäuses (36) angeordnet ist,
und
-
dadurch ein Reduzieren einer Impedanz und eine Verbesserung
beim Freiheitsgrad der Gestaltung des Anschlusses von außerhalb
erreicht werden.
12. Intelligentes
Leistungsmodul
(70),
aufweisend
eine
Halbleitervorrichtung
(30) gemäß einem der vorangehenden
Ansprüche; wobei
-
die ersten und zweiten Steuersubstrate (120, 121) aufweisen:
-
-
einen externen Eingangs-/Ausgangssteuersignalanschluss
(64); und
eine integrierte Schaltung (66, 66-1 – 66-7), und
-
die integrierte Schaltung (66, 66-1 – 66-7) mit dem externen
Eingangs-/Ausgangssteuersignalanschluss
(64),
dem
Sensorsignalanschluss (200 – 207) und dem Treiberanschluss
(220, 221, 222, 223, 224, 226, 227) verbunden ist und gemäß
einem Signal, welches von dem Sensorsignalanschluss
ausgegeben wird, ein Treiben des Leistungshalbleiterelements (46,
46-1
–
46-7)
steuert
und
einen
Schutzbetrieb des
Leistungshalbleiterelements (46, 46-1 – 46-7) steuert.
13. Leistungswandlervorrichtung (134), welche die Halbleitervorrichtung
(30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 oder das intelligente
Leistungsmodul (70) gemäß Anspruch 12 aufweist.
Hinsichtlich der Unteransprüche 2 bis 11 und der weiteren Einzelheiten wird auf den
Akteninhalt verwiesen.
II.
Die form- und fristgerecht erhobene Beschwerde der Anmelderin ist zulässig und
erweist sich nach dem Ergebnis der mündlichen Verhandlung vom 12. August 2020
auch als begründet. Sie führt zur Aufhebung des Beschlusses der Prüfungsstelle
für Klasse H01L vom 20. März 2019 und zur Erteilung des Patents gemäß dem in
der mündlichen Verhandlung gestellten Antrag (§ 79 Abs. 1 PatG i. V. m. § 49 Abs. 1
PatG), denn die geltenden Patentansprüche sind zulässig (§ 38 PatG), und ihre
gewerblich anwendbare Lehre (§ 5 PatG) ist auch patentfähig (§§ 1 bis 4 PatG).
Als Fachmann
ist hier ein Physiker oder Elektrotechnikingenieur mit
Hochschulabschluss und Erfahrung im Bereich der Halbleitertechnologie zu
definieren.
1.
Die Anmeldung betrifft eine Halbleitervorrichtung sowie ein intelligentes
Leistungsmodul mit
einer
solchen Halbleitervorrichtung
und
eine
Leistungswandlervorrichtung mit einem entsprechenden Leistungsmodul bzw. einer
entsprechenden Halbleitervorrichtung.
Intelligente Leistungsmodule (IPM, Intelligent Power Module) zeichnen sich dadurch
aus, dass sie neben einem Leistungshalbleiterelement, bspw. einem IGBT
(Bipolartransistor mit isoliertem Gate) oder einem MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-
Feldeffekttransistor) und einer Freilaufdiode (FWDi, FreeWheeling Diode) auch eine
Funktion zum Steuern einer Treiberschaltung des Leistungshalbleiterelements und
einen Sensorbereich aufweisen, der Informationen über den Temperatur- und
Betriebszustand des Leistungshalbleiterelements an eine Schutzfunktion weitergibt,
in der die Sensorsignale verwendet werden, um das Leistungshalbleiterelement vor
Überhitzung und überhöhten Betriebsparametern zu schützen.
In herkömmlichen IPMs sind das Leistungshalbleiterelement, der Sensorbereich,
die Treibersteuerschaltung und die Schutzbetriebssteuerschaltung
für das
Leistungshalbleiterelement integriert in einem Gehäuse untergebracht und darin
zum Schutz vor Umwelteinflüssen vergossen. Aus diesem Grund muss, wenn die
Spezifikation für die Treiber- oder Schutzbetriebssteuerschaltung geändert wird, die
Spezifikation für jedes IPM geändert werden, was zeitaufwändig ist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Anmeldung als technisches Problem die Aufgabe
zugrunde, eine Halbleitervorrichtung sowie ein intelligentes Leistungsmodul und
eine Leistungswandlervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine vereinfachte
Änderung der Spezifikation für die Treiber- oder Schutzbetriebssteuerschaltung
gestattet, vgl. die Absätze [0001] bis [0004] der Beschreibung.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Halbleitervorrichtung sowie das intelligente
Leistungsmodul
und
die
Leistungswandlervorrichtung
der
zueinander
nebengeordneten Ansprüche 1, 12 und 13.
Die beanspruchte Halbleitervorrichtung (30) wird in der Anmeldung insbesondere
anhand der Figuren 1 und 12 mit Beschreibung in den Absätzen [0010] bis [0013]
und [0040] bis [0042] erläutert.
Demnach umfasst das Gehäuse (36) beispielsweise als Boden eine Basisplatte
(34), auf der über einer Lötmittelschicht (40) ein Verdrahtungsmuster (38) und ein
isolierendes Substrat (42) mit einem weiteren Verdrahtungsmuster (44) angeordnet
sind. Darauf befinden sich über einer weiteren Lötmittelschicht (48) das
Leistungshalbleiterelement (46) und der Sensorabschnitt (47), der Temperatur- und
Stromdaten weitergibt. Wie in Fig. 12 dargestellt ist, sind ein Sensorsignalanschluss
(203) und ein Treiberanschluss (223) vorhanden, die von außerhalb des Gehäuses
(36) anschließbar sind, wobei der Sensorsignalanschluss (203) und der
Treiberanschluss (223) sowohl einen Anschluss aufweisen, dessen oberes Ende
niedriger angeordnet ist als ein oberes Oberflächenteil (104) des Gehäuses (36),
als auch einen Anschluss, dessen oberes Ende höher angeordnet ist als das obere
Oberflächenteil (104) des Gehäuses (36). Zudem ist ein erstes Steuersubstrat (120)
mit demjenigen Sensorsignal- und Treiberanschluss verbunden, deren jeweiliges
oberes Ende niedriger angeordnet ist als das obere Oberflächenteil (104) des
Gehäuses (36), so dass das erste Steuersubstrat (120) innerhalb des Gehäuses
(36) angeordnet ist, während ein zweites Steuersubstrat (121) mit demjenigen
Sensorsignal- und Treiberanschluss verbunden ist, deren oberes Ende höher
angeordnet ist als das obere Oberflächenteil (104) des Gehäuses (36), so dass das
zweite Steuersubstrat (121) oberhalb des Gehäuses (36) angeordnet ist.
Durch diese Anordnung soll neben einer vereinfachten Änderung der Spezifikation
für die Treiber- oder Schutzbetriebssteuerschaltung auch eine Reduktion der
Impedanz und eine freiere Ausgestaltung des Anschlusses erreicht werden.
2.
Die in der Verhandlung überreichten Ansprüche 1 bis 13 sind zulässig.
Anspruch 1 umfasst die Merkmale der ursprünglichen Ansprüche 1 und 7, und die
Zusatzmerkmale der letzten drei Spiegelstriche sind in Absatz [0042] der
ursprünglichen Beschreibung offenbart. Die Ansprüche 2 bis 13 sind die dem
geänderten Anspruch 1 angepassten ursprünglichen Ansprüche 2 bis 4 und 8 bis
16.
3.
Die gewerblich anwendbare (§ 5 PatG) Halbleitervorrichtung des Anspruchs
1 ist hinsichtlich des vorgenannten Stands der Technik neu (§ 3 PatG) und beruht
diesem gegenüber auch auf einer erfinderischen Tätigkeit des zuständigen
Fachmanns (§ 4 PatG).
Gemäß dem dritt- und vorletzten Merkmal des Anspruchs 1 ist sowohl ein erstes
Steuersubstrat mit dem Sensorsignalanschluss und dem Treiberanschluss
verbunden, deren oberes Ende niedriger angeordnet
ist als das obere
Oberflächenteil des Gehäuses, so dass das erste Steuersubstrat innerhalb des
Gehäuses angeordnet
ist, als auch ein zweites Steuersubstrat mit dem
Sensorsignalanschluss und dem Treiberanschluss verbunden, deren oberes Ende
höher angeordnet ist als das obere Oberflächenteil des Gehäuses, so dass das
zweite Steuersubstrat oberhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Für eine solche Ausgestaltung gibt es in dem entgegengehaltenen Stand der
Technik keine Anregung.
Druckschrift D1 beschreibt gemäß seinem Abstract ein in einem Gehäuse
angeordnetes Halbleitermodul mit einem
integrierten Temperatursensor
(A
semiconductor module includes a housing with at least one semiconductor
component that is conductively connected to at least one output line. An integrated
temperature sensor is also housed in the housing.). Insbesondere offenbart sie in
den nachfolgend wiedergegebenen Figuren 1 und 8 mit Beschreibung in Spalte 6,
Zeilen 35 bis 58 und Spalte 9, Zeilen 21 bis 49 in den Worten des Anspruchs 1 eine
Halbleitervorrichtung (semiconductor module), aufweisend:
-
-
-
-
-
-
ein Leistungshalbleiterelement (power MOSFET 2);
einen Hauptelektrodenanschluss
(terminal
4,
drain D)
des
Leistungshalbleiterelements (2);
einen Sensorabschnitt (temperature sensor 3), der ein Signal aussendet, das
zu einem physikalischen Zustand des Leistungshalbleiterelements
korrespondiert;
einen Sensorsignalanschluss (terminal 7, 8), der mit dem Sensorabschnitt (3)
verbunden ist;
einen Treiberanschluss (terminal 6, drive circuit 22, Gate G), der eine
Leistung zum Treiben des Leistungshalbleiterelements (2) bereitstellt; und
ein Gehäuse (semiconductor module, gestrichelte Linie in Fig. 8), welches
das Leistungshalbleiterelement (2), den Hauptelektrodenanschluss (4, D),
den Sensorabschnitt
(3), den Sensorsignalanschluss (5) und den
Treiberanschluss (6) aufnimmt,
wobei
-
der Sensorsignalanschluss (7, 8) und der Treiberanschluss (6) so
vorgesehen sind, dass sie von außerhalb des Gehäuses
(semiconductor module) anschließbar sind.
Dass auch bei dem in Fig. 8 dargestellten Modul der Temperatursensor über
separate Sensorsignalanschlüsse wie in Fig. 1 anschließbar sein kann, ergibt sich
dabei aus der Beschreibung in Spalte 4, Zeilen 32 bis 38: „Typically, the load
systems of the semiconductor component and the temperature sensor are arranged
in parallel fashion between the terminals for the supply voltage. The temperature
sensor is supplied by the supply voltage of the protected MOSFET. But the
temperature sensor may also conceivably have a separate supply voltage and thus
function independently of the MOSFET.“
Zwar sind dem Fachmann bspw. aus den Figuren 1 und 5 von Druckschrift D2
Halbleitermodule
bekannt,
bei
denen
das
obere
Ende
eines
Verbindungsanschlusses
(junction
terminal
14c)
zwischen
einem
Leistungshalbleiterelement (semiconductor chip 20) und einer Steuerschaltung
(control circuit 34) niedriger oder höher angeordnet ist als das obere Oberflächenteil
des Gehäuses (case 36), doch gibt es für den Fachmann weder in Druckschrift D1
noch in Druckschrift D2 einen Hinweis, zwei Steuersubstrate entsprechend den
Merkmalen der drei letzten Spiegelstriche des Anspruchs 1 mit den jeweiligen
Sensorsignal- und Treiberanschlüssen zu verbinden und inner- bzw. oberhalb des
Gehäuses anzuordnen, um dadurch die Impedanz zu reduzieren und die
Ausgestaltung des Anschlusses zu erleichtern.
Die Halbleitervorrichtung des Anspruchs 1 ist daher neu gegenüber den
Druckschriften D1 und D2, und sie wird dem Fachmann durch diesen Stand der
Technik auch nicht nahegelegt, so dass sie patentfähig ist.
Für das eine solche Halbleitervorrichtung aufweisende intelligente Leistungsmodul
des Anspruchs 12 und die entsprechende Leistungswandlervorrichtung des
Anspruchs 13 gelten diese Ausführungen in gleicher Weise.
4.
Dem Anspruch 1 können sich die Unteransprüche 2 bis 11 anschließen, da sie
die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 vorteilhaft weiterbilden. Zudem sind in
der geltenden Beschreibung mit Zeichnung die Gegenstände der Ansprüche
ausreichend erläutert.
5.
Bei dieser Sachlage war das Patent im beantragten Umfang zu erteilen.
R e c h t s m i t t e l b e l e h r u n g
Gegen diesen Beschluss steht der Anmelderin das Rechtsmittel der Rechtsbeschwerde zu. Da der Senat die Rechtsbeschwerde nicht zugelassen hat, ist sie
nur statthaft, wenn einer der nachfolgenden Verfahrensmängel gerügt wird, nämlich
1. dass das beschließende Gericht nicht vorschriftsmäßig besetzt war,
2. dass bei dem Beschluss ein Richter mitgewirkt hat, der von der
Ausübung des Richteramtes kraft Gesetzes ausgeschlossen oder
wegen Besorgnis der Befangenheit mit Erfolg abgelehnt war,
3. dass einem Beteiligten das rechtliche Gehör versagt war,
4. dass ein Beteiligter im Verfahren nicht nach Vorschrift des
Gesetzes vertreten war, sofern er nicht der Führung des Verfahrens
ausdrücklich oder stillschweigend zugestimmt hat,
5. dass der Beschluss aufgrund einer mündlichen Verhandlung
ergangen ist, bei der die Vorschriften über die Öffentlichkeit des
Verfahrens verletzt worden sind, oder
6. dass der Beschluss nicht mit Gründen versehen ist.
Die Rechtsbeschwerde ist
innerhalb eines Monats nach Zustellung des
Beschlusses
schriftlich durch einen beim Bundesgerichtshof zugelassenen Rechtsanwalt als
Bevollmächtigten beim Bundesgerichtshof, Herrenstr. 45a, 76133 Karlsruhe,
einzureichen oder
durch einen beim Bundesgerichtshof
zugelassenen Rechtsanwalt als
Bevollmächtigten in elektronischer Form. Zur Entgegennahme elektronischer
Dokumente ist die elektronische Poststelle des Bundesgerichtshofs bestimmt. Die
elektronische Poststelle des Bundesgerichtshofs ist über die auf der Internetseite
www.bundesgerichtshof.de/erv.html
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erreichbar. Die Einreichung erfolgt durch die Übertragung des elektronischen
Dokuments in die elektronische Poststelle. Elektronische Dokumente sind mit einer
qualifizierten elektronischen Signatur oder mit einer
fortgeschrittenen
elektronischen Signatur zu versehen.
Dr. Strößner
Dr. Friedrich
Dr. Zebisch
Dr. Himmelmann
prö