Urteil des BPatG vom 12.02.2008, 23 W (pat) 76/05

BUNDESPATENTGERICHT

23 W (pat) 76/05 _______________ Verkündet am 12. Februar 2008 …

(Aktenzeichen)

BESCHLUSS

In der Beschwerdesache

…

betreffend die Patentanmeldung 103 30 053.8-33

hat der 23. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf

die mündliche Verhandlung vom 12. Februar 2008 unter Mitwirkung des Vorsitzenden Richters Dr. Tauchert sowie der Richter Lokys, Schramm und Brandt

BPatG 154

08.05

beschlossen:

Die Beschwerde der Anmelderinnen wird zurückgewiesen.

Gründe

I.

Die vorliegende Patentanmeldung 103 30 053.8-33 ist am 3. Juli 2003 unter der

Bezeichnung „Halbleiterbauelement mit einem Druckkontakt und Ronde für einen

Druckkontakt eines Halbleiterbauelements“ beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht worden.

Die Prüfungsstelle für Klasse H01L des Deutschen Patent- und Markenamts hat

im Prüfungsverfahren den Stand der Technik gemäß den Druckschriften

(1) DE 2 204 490 A1,

(2) DE 30 09 511 A1,

(3) DE 32 21 794 C2 und

(4) US 4 500 907 A

ermittelt und die Anmeldung mit Beschluss vom 4. Mai 2005, zugestellt am

7. Juni 2005, zurückgewiesen, weil das aus der Druckschrift (2) bekannte Halbleiterbauelement sämtliche Merkmale des Halbleiterbauelements nach dem geltenden Anspruch 1 nach Hauptantrag und nach dem geltenden Anspruch 1 nach

Hilfsantrag aufweise.

Gegen diesen Beschluss wendet sich die Beschwerde der Anmelderinnen vom

1. Juli 2005.

In der mündlichen Verhandlung vom 12. Februar 2008 haben die Beschwerdeführerinnen neue Ansprüche 1 bis 8 überreicht und die Auffassung vertreten, dass

das Halbleiterbauelement gemäß dem Patentanspruch 1 und die Ronde gemäß

Patentanspruch 8 gegenüber dem nachgewiesenen Stand der Technik neu sind

und auf einer erfinderischen Tätigkeit beruhen.

Sie beantragen,

den Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse H01L des Deutschen

Patent- und Markenamts vom 4. Mai 2005 aufzuheben, und das

Patent mit folgenden Unterlagen zu erteilen:

Patentansprüche 1 bis 8, überreicht in der mündlichen Verhandlung vom 12. Februar 2008,

ursprüngliche Beschreibung, Seiten 1 bis 11,

Zeichnung, Figuren 1 bis 6, eingegangen am 17. Juli 2003.

Der geltende Anspruch 1 lautet:

„Halbleiterbauelement mit einem Druckkontakt, das folgende

Merkmale aufweist:

- ein Halbleitersubstrat (10) mit einer an einer Seite (101) angeordneten Anschlusselektrode (12),

- eine auf die Anschlusselektrode (12) aufgebrachte, plattenförmig ausgebildete, elektrisch leitende Ronde (16), die einen peripheren Rand (16A; 16B; 16C; 16D) aufweist,

- eine auf die Ronde (16) aufgebrachte mit Druck beaufschlagbare Druckplatte (20),

- eine von der Druckplatte (20) überdeckte Aussparung (163)

der Ronde, wobei diese Aussparung einen weiteren

Rand (16E) definiert,

wobei die Dicke der Ronde (16) im Bereich des peripheren und

des weiteren Randes (16A; 16B; 16C; 16D; 16E; 16F) derart stetig

abnimmt, dass die Auflagefläche der Ronde (16) auf dem Halbleitersubstrat (10) größer ist als auf der dem Halbleitersubstrat (10)

abgewandten Seite, an der die Druckplatte (20) angreift, und dass

der Randabschnitt mit abnehmender Dicke wie ein Federelement

mit einer sich in Richtung eines äußersten Randes reduzierenden

Federkonstante wirkt.“

Hinsichtlich des nebengeordneten Anspruch 8 und der Unteransprüche 2 bis 7

wird ebenso wie hinsichtlich weiterer Einzelheiten auf den Akteninhalt verwiesen.

II.

Die zulässige Beschwerde der Anmelderinnen ist nicht begründet, denn der Gegenstand des geltenden Anspruchs 1 erweist sich als nicht patentfähig. Bei dieser

Sachlage kann die Frage der Zulässigkeit und der Neuheit der Gegenstände gemäß den geltenden Ansprüchen dahingestellt bleiben, weil die Lehre des Patentanspruchs 1 auf jeden Fall nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit beruht, vgl. BGH

GRUR 1991, 120, 121 Abschnitt II.1 - „Elastische Bandage“.

1.Die Anmeldung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einem Druckkontakt sowie

eine Ronde für einen Druckkontakt eines Halbleiterbauelements.

Hochspannungs- und hochstromfeste (Leistungs-)Halbleiterbauelemente sind

scheibenförmige Bauelemente, die in der Regel mit Hilfe von Druckkontakten

kontaktiert werden. Ausweislich der Darlegungen in der Beschreibungseinleitung

der vorliegenden Anmeldung auf Seite 1, Zeile 10 bis Seite 4, Zeile 7 ist ein Halbleiterbauelement in Form eines Thyristors bekannt, bei dem zur Herstellung eines

solchen Druckkontaktes die Unterseite der Halbleiterscheibe auf eine elektrisch

leitende Trägerscheibe aufgebracht wird, die auf eine den Anodenkontakt des

Bauelements bildende Anschlussplatte eines Gehäuses aufgelegt wird. Auf die mit

der Kathodenelektrode versehene Oberseite der Thyristor-Scheibe wird eine

Ronde aufgebracht, die mittels einer Druckplatte von oben auf die Halbleiterscheibe aufgedrückt wird. Da Thyristoren in der Regel über eine auf ihrer Oberseite angeordnete Gateelektrode angesteuert werden, wird in dem entsprechenden Bereich der Ronde (d. h. einer flachen Metallscheibe, deren Höhe gering gegenüber dem Durchmesser ist) eine Aussparung vorgesehen, um einen Kurzschluss zwischen der Gateelektrode und der Kathodenelektrode auf der Oberseite

des Bauelements zu verhindern. Der Mittenbereich der Halbleiterscheibe wird somit nicht mit Druck beaufschlagt.

Gleiches gilt auch für den äußeren Randbereich des Halbleitermaterials, denn die

Ronde überdeckt die Halbleiterscheibe auch am Rand nicht vollständig. Um die

Hochspannungsfestigkeit der Anordnung gegenüber dem Gehäuse sicherzustellen, ist der Durchmesser der auf dem Kathodenpotential liegenden Ronde nämlich

kleiner als der Durchmesser der Halbleiterscheibe, so dass sichergestellt ist, dass

am Rand der Anordnung zwischen der Ronde und dem Gehäuse ein ausreichend

breiter Luftspalt verbleibt.

An den entsprechenden Außen- und Innenrändern der Ronde treten wegen der

ungleichmäßigen Druckbelastung des Halbleiterkristalls in diesen Bereichen lokal

stark erhöhte Scher- und Normalspannungen auf. Bei der hohen thermischen Belastung des Leistungsbauelements im Betrieb können diese Spannungen zur Ausbildung von Kristallfehlern wie bspw. Versetzungen führen, die durch den Halbleiterkristall hindurchwandern und zur Zerstörung des Bauelements führen.

Dieses Problem verschärft sich bei zunehmendem Durchmesser der Substratscheiben, insbesondere wegen der abweichenden Ausdehnungskoeffizienten des

Halbleitersubstrats und der darunter liegenden Trägerscheibe einerseits und der

abweichenden Ausdehnungskoeffizienten von Ronde und Halbleitermaterial andererseits.

Dementsprechend liegt der vorliegenden Anmeldung gemäß den ursprünglichen

Beschreibungsunterlagen, Seite 4, Absatz 2 als technisches Problem die Aufgabe

zugrunde, ein Halbleiterbauelement mit einem Druckkontakt zur Verfügung zu

stellen, bei dem mechanische Spannungsspitzen im Halbleitersubstrat an Rändern

der Ronde reduziert sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Halbleiterbauelement mit einem Druckkontakt gemäß dem geltenden Anspruch 1 gelöst. Wesentlich dabei ist, dass eine plattenförmig ausgebildete und einen peripheren Rand aufweisende elektrisch leitende

Ronde zwischen einer mit Druck beaufschlagten Druckplatte und einer auf ein

Halbleitersubstrat aufgebrachten Anschlusselektrode angeordnet ist, wobei eine

von der Druckplatte überdeckte Aussparung der Ronde einen weiteren Rand definiert. Die Dicke der Ronde nimmt im Bereich des peripheren und des weiteren

Randes stetig derart ab, dass die Auflagefläche der Ronde auf dem Halbleitersubstrat größer ist als auf der dem Halbleitersubstrat abgewandten Seite, an

der die Druckplatte angreift, und dass der Randabschnitt mit abnehmender Dicke

wie ein Federelement mit einer sich in Richtung eines äußersten Randes

reduzierenden Federkonstante wirkt.

2.Eine derartige Ausbildung eines Halbleiterbauelements mit einem Druckkontakt ergibt sich für den zuständigen Fachmann, der hier als ein mit der Entwicklung

von Leistungshalbleiter-Gehäusemodulen mit den zugehörigen Kontaktiervorrichtungen betrauter Fachhochschulingenieur der Elektrotechnik oder der Mikrosystemtechnik mit einschlägiger Berufserfahrung zu definieren ist, in naheliegender

Weise aus dem Stand der Technik.

Die Druckschrift (1) offenbart ein Halbleiterbauelement mit einem Druckkontakt,

bei dem das Halbleiterbauelement gemäß der Figur 6 und der zugehörigen Beschreibung auf Seite 5, Absatz 2 und 3 ein Halbleitersubstrat (Halbleiterkörper 28)

aufweist mit einer an einer Seite angeordneten Anschlusselektrode (obere Elektrode 34). Auf diese Anschlusselektrode (34) ist eine plattenförmig ausgebildete,

elektrisch leitende Ronde, die einen peripheren Rand aufweist (scheibenförmige

und kegelstumpfförmige Zuführungselektrode 33), aufgebracht, deren Durchmesser kleiner ist als der des Halbleitersubstrats (28), so dass der periphere Rand der

Ronde auf dem Halbleitersubstrat aufliegt.

Gemäß der Beschreibung Seite 5, Absatz 3 kann die als Zuführungselektrode bezeichnete Ronde (33) aus Kupfer oder Molybdän bestehen und weist eine Dicke

von 1 mm bis 3 mm auf. Damit handelt es um eine Ronde (33), d. h. um eine flache Metallscheibe, deren Höhe gering gegenüber dem Durchmesser ist.

Die Ronde (33) wird über eine auf ihr angeordnete Druckplatte (Druckfläche 35)

mit Druck beaufschlagt und an die auf der Oberseite des Halbleitersubstrats (28)

aufgebrachte Anschlusselektrode (34) angedrückt. Dabei ist die kegelstumpfförmige Ronde (33) so auf das Halbleitersubstrat aufgelegt, dass ihre Auflagefläche

auf dem Halbleitersubstrat größer ist als auf der dem Halbleitersubstrat abgewandten, der Druckplatte (35) zugewandten Seite. Weiterhin nimmt die Dicke der

Ronde - entsprechend der kegelstumpfförmigen Ausbildung - im Bereich des Außenrandes stetig ab.

Wie in der Druckschrift (1), Beschreibung Seite 3 unten angegeben wird, führt dies

dazu, dass die auf den Halbleiterkörper gedrückte Ronde sich in ihrem stetig dünner werdenden Randbereich elastisch verformt und somit wie ein Federelement

mit einer sich in Richtung des äußeren Randes reduzierenden Federkonstante

wirkt. Der am peripheren Rand der Ronde auf das Halbleitersubstrat ausgeübte

Druck verteilt sich damit auf eine größere Fläche, so dass das Auftreten von mechanischen Spannungsspitzen, die zur Zerstörung des Halbleiterbauelements füh-

ren könnten, in diesem Bereich verhindert wird, vgl. in der Druckschrift (1) hierzu

die Fig. 1 und 2 mit zugehöriger Beschreibung.

Das Halbleiterbauelement nach dem geltenden Patentanspruch 1 unterscheidet

sich von demjenigen gemäß Druckschrift (1) dadurch, dass in der Ronde eine von

der Druckplatte überdeckte Aussparung vorgesehen ist und neben dem Außenrand auch der an der Aussparung gebildete Innenrand der Ronde so ausgestaltet

ist, dass die Dicke der Ronde in diesem Bereich stetig abnimmt. Diese Zusatzmerkmale liegen jedoch für den oben definierten Fachmann nahe.

Wegen ihrer verbesserten Steuerungsmöglichkeiten weisen nach der Veröffentlichung der Druckschrift (1) und vor dem Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung

entwickelte Leistungs-Halbleiterbauelemente auf ihrer Oberseite einen Anschluss

für eine Steuerelektrode auf, der von der übrigen Elektrodenfläche elektrisch isoliert ist. Ein Druckkontakt für ein solches Bauelement muss zwangsläufig gegenüber der aus der Druckschrift (1) bekannten Kontaktvorrichtung so modifiziert werden, dass ein Kurzschließen der benachbarten Elektrodenflächen auf der Oberseite des Halbleitersubstrats durch die Ronde verhindert wird. Hierzu wird die

Ronde im Bereich der Steuerelektrode mit einer Aussparung versehen, wie es

beispielhaft die Druckschrift (3) offenbart. Anhand der Fig. 2 und der zugehörigen

Beschreibung Sp. 3, Zeilen 39 bis 51 wird dort ein über eine Gateelektrode (Gateanschluss 4) ansteuerbares Leistungs-Halbleiterbauelement mit Druckkontakt

offenbart, bei dem das Halbleitersubstrat (Halbleiterchip 5) zwischen zwei Molybdän-Ronden angeordnet ist, die ihrerseits zwischen zwei Druckplatten (Druckkontaktscheiben 2) eingespannt sind. Dabei ist in der oberen Druckplatte (2) eine

Aussparung (13) eingearbeitet, durch die der Gateanschluss geführt ist, der durch

eine weitere Aussparung in der oberen Ronde den Mittenbereich des Halbleitersubstrats (5) kontaktiert, vgl. dort die Fig. 2.

Dementsprechend bedarf es für den oben definierten Fachmann keiner erfinderischen Tätigkeit, bei der in der Druckschrift (1) offenbarten Druckkontaktanordnung

des Halbleiterbauelements eine Aussparung in der Ronde im Bereich der Steuerelektrode des Bauelements vorzusehen.

Da in dem von der Aussparung gebildeten Randbereich genauso wie am peripheren Rand der Ronde wegen der starken Druckunterschiede erhöhte Druck- und

Scherspannungen im Halbleiterkristall verursacht werden, liegt es unmittelbar

nahe, auch in diesem Randbereich für eine Entspannung der Verhältnisse zu sorgen und der in der Druckschrift (1) gegebenen Lehre folgend die Ronde auch am

Rand der Aussparung so auszubilden, dass ihre Dicke stetig abnimmt, so dass

sich das Material auch hier elastisch verformen und damit dem Ausbilden von

Spannungsspitzen entgegenwirken kann.

Das Halbleiterbauelement nach dem geltenden Anspruch 1 ergibt sich für den

Fachmann somit in naheliegender Weise aus dem Stand der Technik.

3.Die Anmelderinnen haben weder auf den nebengeordneten Anspruch 8 einen

selbständigen Hilfsantrag gerichtet noch für die in den Unteransprüchen 2 bis 7

genannten Merkmale eine gesonderte patentbegründende Wirkung geltend gemacht. Somit fallen mit dem Anspruch 1 wegen der Antragsbindung sowohl der

nebengeordnete Anspruch 8 als auch die Unteransprüche 2 bis 7, vgl. BGH

GRUR 1997, 120 amtlicher Leitsatz - „Elektrisches Speicherheizgerät“ sowie BGH

GRUR 2007, 862, 863, Tz. 18 - „Informationsübermittlungsverfahren II“.

4.Bei dieser Sachlage war die Beschwerde der Anmelderin zurückzuweisen.

Dr. Tauchert Lokys Schramm Brandt

Pr