发明创造名称：金属/合金固液相变和蒸汽压缩制冷循环组合的电子元器件散热器和方法
外观设计名称：
决定号：180295
决定日：2019-05-24
委内编号：1F262091
优先权日：
申请（专利）号：201310105599.0
申请日：2013-03-28
复审请求人：北京航空航天大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：曾雪莲
合议组组长：刘晓华
参审员：卢鹏
国际分类号：H05K7/20
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求与一篇对比文件相比存在多个区别特征，其中部分区别特征属于本领域的公知常识，而其余区别特征既未被对比文件公开也不属于本领域的公知常识，即现有技术整体上没有给出解决本申请技术问题的技术启示，且包含该区别特征的技术方案具有有益的技术效果，则该项权利要求具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201310105599.0，名称为“金属/合金固液相变和蒸汽压缩制冷循环组合的电子元器件散热器和方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为北京航空航天大学。本申请的申请日为2013年03月28日，公开日为2014年10月01日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年06月22日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：2017年09月04日提交的权利要求第1-5项；申请日2013年03月28日提交的说明书第1-30段（即第1-3页），说明书附图第1-2页，说明书摘要及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书的内容如下：
“1. 一种金属固液相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于包括：
相变金属封装盒（1），其中封装有低温固液相变金属（1-1），
蒸汽压缩式制冷子系统（2），
其中，所述相变金属封装盒（1）与待冷却的电子元器件热接触，
相变金属封装盒（1）四周外壁及顶部可布置有翅片（1-2），盒体、翅片均为高导热系数的材料，
所述制冷子系统（2）包括冷凝机组（2-1）和蒸发器（2-2），
其中，蒸发器（2-2）封装在相变金属封装盒（1）内并浸泡在相变金属（1-1）中；蒸发器管路从与重力相反的方向进入封装盒。
2. 根据权利要求1所述的金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于：
当电子元器件功率突升，散热量迅速增加，相变金属（1-1）熔化成液态，在较短时间内带走大量的热量，与此同时制冷子系统（2）启动；
待电子元器件制冷子系统（2）启动完毕开始进入稳定工作状态时，制冷剂经冷凝机组（2-1）压缩、冷凝、节流，进入蒸发器（2-2）蒸发，带走电子元器件的产生的热量，同时带走金属液固相变产生的热量，液态金属冷凝成固态，蒸发后的制冷剂以气态形式回到冷凝机组（2-1），完成一个蒸汽压缩式制冷循环。
3. 根据权利要求1所述的金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于：
制冷子系统（2）的启动信号来自于贴在电子元器件表面的温度传感器，
当电子元器件温度达到接近相变金属（1）熔点的设定值时，制冷子系统（2）启动；
当电子元器件温度随后降至所述设定值以下某个温度时，相变金属（1-1）完全凝固，制冷子系统（2）停止运行，避免蒸发温度过低可能产生冷凝水，保证电子设备的安全工作；电子元器件少量的产热由空气通过金属封装盒四周的翅片带走。
4. 一种金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热方法，其特征在于包括：
使相变金属封装盒（1）与待冷却的电子元器件热接触，所述相变金属封装盒（1）中封装有相变金属（1-1），
当电子元器件功率突升而使散热量迅速增加时，此时相变金属（1-1）熔化成液态，在较短时间内带走大量的热量，同时启动蒸汽压缩式制冷子系统（2），
其中，
所述制冷子系统（2）包括冷凝机组（2-1）和蒸发器（2-2），
蒸发器（2-2）封装在相变金属封装盒（1）内并浸泡在相变金属（1-1）中，
待制冷子系统（2）启动完毕开始进入稳定工作状态时，制冷剂经冷凝机组（2-1）压缩、冷凝、节流，进入蒸发器（2-2）蒸发，带走电子元器件的产生的热量，同时带走金属液固相变产生的热量，液态金属冷凝成固态，蒸发后的制冷剂以气态形式回到冷凝机组（2-1），完成一个蒸汽压缩式制冷循环。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
制冷子系统（2）的启动信号来自于贴在电子元器件表面的温度传感器，
当电子元器件温度达到接近相变金属（1）熔点的设定值时，制冷子系统（2）启动；
当电子元器件温度随后降至所述设定值以下某个温度时，制冷子系统（2）停止运行，相变金属（1-1）完全凝固，制冷子系统（2）停止运行，避免蒸发温度过低可能产生冷凝水，保证电子设备的安全工作；电子元器件少量的产热由空气通过金属封装盒四周的翅片带走。”
驳回决定中引用了以下两篇对比文件：
对比文件1：CN102664292A，公开日为2012年09月12日；
对比文件2：CN102026527A，公开日为2011年04月20日。
驳回决定中指出：1）独立权利要求1与对比文件1的区别特征在于：1a）相变材料为固液相变金属；相变金属封装盒除底部外的其余各壁均可布置翅片，翅片亦为高导热系数的材料；1b）制冷子系统为蒸汽压缩式制冷子系统，所述制冷子系统包括冷凝机组，蒸发器管路从与重力相反的方向进入封装盒，然而上述区别特征1a）是本领域的公知常识，上述区别特征1b）的一部分已被对比文件2公开，上述区别特征1b）的其余部分是本领域的公知常识，因此权利要求1相对于对比文件1-2和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性；从属权利要求2的部分附加特征已被对比文件1和2公开，部分附加特征是本领域的公知常识；从属权利要求3的部分附加特征已被对比文件1公开，部分附加特征是本领域的公知常识，因此，上述从属权利要求2和3均不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2）独立权利要求4与对比文件1的区别特征在于：2a）相变材料为固液相变金属，相变金属熔化成液态时启动制冷子系统；2b）制冷子系统为蒸汽压缩式制冷子系统，待制冷子系统启动完毕开始进入稳定工作状态时，制冷剂经冷凝机组压缩、冷凝、节流，进入蒸发器蒸发，带走电子元器件的产生的热量，同时带走金属液固相变产生的热量，液态金属冷凝成固态，蒸发后的制冷剂以气态形式回到冷凝机组，完成一个蒸汽压缩式制冷循环，然而上述区别特征2a）是本领域的公知常识，上述区别特征2b）的一部分已被对比文件2公开，上述区别特征2b）的其余部分是本领域的公知常识，因此权利要求4相对于对比文件1-2和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性；从属权利要求5的部分附加特征已被对比文件1公开，部分附加特征是本领域的公知常识，因此，上述从属权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年10月07日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的全文修改替换页，其中复审请求人根据原始权利要求书重新修改后得到权利要求第1-7项，并认为：（1）对比文件2公开的蒸发器4的制冷作用是直接加在电子元器件7的表面上的，而本申请中蒸发器的制冷作用是加在相变金属上的，两者作用不同，本申请可以避免产生冷凝水，而对比文件2会在电子元器件上产生冷凝水；（2）“散热”和“制冷”是两个完全不同的过程，是两种不同的功能。对比文件1的散热/换热系统不是制冷系统，因为在一个散热的系统里，是不会有“产生冷凝水”的问题的，只有在“制冷”的系统中才会（在一定情况下）出现“产生冷凝水”的问题；（3）“对比文件1＋对比文件2”显然要比权利要求1多出了“主动式液体冷却系统”这个部分，因此本申请相对于对比文件1实际上是“要素替代的发明”，按照《审查指南》关于“要素替代的发明”的判断规则，本申请具备创造性。
复审请求时新修改的权利要求书的内容如下：
“1. 一种金属固液相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于包括：
相变金属封装盒（1），其中封装有低温固液相变金属（1-1），
蒸汽压缩式制冷子系统（2），
其中：
所述相变金属封装盒（1）与待冷却的电子元器件热接触，
所述制冷子系统（2）包括冷凝机组（2-1）和蒸发器（2-2），
蒸发器（2-2）封装在相变金属封装盒（1）内并浸泡在相变金属（1-1）中。
2. 根据权利要求1所述的金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于：
相变金属封装盒（1）四周外壁及顶部可布置有翅片（1-2），盒体、翅片均为高导热系数的材料。
3. 根据权利要求2所述的金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于：
蒸发器管路从与重力相反的方向进入封装盒。
4. 根据权利要求1所述的金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于：
当电子元器件功率突升，散热量迅速增加，相变金属（1-1）熔化成液态，在较短时间内带走大量的热量，与此同时制冷子系统（2）启动；
待电子元器件制冷子系统（2）启动完毕开始进入稳定工作状态时，制冷剂经冷凝机组（2-1）压缩、冷凝、节流，进入蒸发器（2-2）蒸发，带走电子元器件的产生的热量，同时带走金属液固相变产生的热量，液态金属冷凝成固态，蒸发后的制冷剂以气态形式回到冷凝机组（2-1），完成一个蒸汽压缩式制冷循环。
5. 根据权利要求1所述的金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于：
制冷子系统（2）的启动信号来自于贴在电子元器件表面的温度传感器，
当电子元器件温度达到接近相变金属（1）熔点的设定值时，制冷子系统（2）启动；
当电子元器件温度随后降至所述设定值以下某个温度时，相变金属（1-1）完全凝固，制冷子系统（2）停止运行，避免蒸发温度过低可能产生冷凝水，保 证电子设备的安全工作；电子元器件少量的产热由空气通过金属封装盒四周的翅片带走。
6. 一种金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热方法，其特征在于包括：
使相变金属封装盒（1）与待冷却的电子元器件热接触，所述相变金属封装盒（1）中封装有相变金属（1-1），
当电子元器件功率突升而使散热量迅速增加时，此时相变金属（1-1）熔化成液态，在较短时间内带走大量的热量，同时启动蒸汽压缩式制冷子系统（2），
其中，
所述制冷子系统（2）包括冷凝机组（2-1）和蒸发器（2-2），
蒸发器（2-2）封装在相变金属封装盒（1）内并浸泡在相变金属（1-1）中，
待制冷子系统（2）启动完毕开始进入稳定工作状态时，制冷剂经冷凝机组（2-1）压缩、冷凝、节流，进入蒸发器（2-2）蒸发，带走电子元器件的产生的热量，同时带走金属液固相变产生的热量，液态金属冷凝成固态，蒸发后的制冷剂以气态形式回到冷凝机组（2-1），完成一个蒸汽压缩式制冷循环。
7. 根据权利要求6所述的电子元器件散热方法，其特征在于：
制冷子系统（2）的启动信号来自于贴在电子元器件表面的温度传感器，
当电子元器件温度达到接近相变金属（1）熔点的设定值时，制冷子系统（2）启动；
当电子元器件温度随后降至所述设定值以下某个温度时，制冷子系统（2）停止运行，相变金属（1-1）完全凝固，制冷子系统（2）停止运行，避免蒸发温度过低可能产生冷凝水，保证电子设备的安全工作；电子元器件少量的产热由空气通过金属封装盒四周的翅片带走”。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年10月17日依法受理了该复审请求，并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中认为：（1）对比文件1公开了一种复合式冷却方式，通过相变材料和主动式液体冷却系统的共同作用，达到防止温度发生骤变的技术效果，现有技术中冷凝水的产生通常也是温度骤变发生的，在一种能够提供热缓冲的系统中，只要相变材料的熔点温度和主动式液体冷却系统的效率配合得当，不在电子元器件上产生冷凝水是其带来的附加效果；（2）蛇形铜管10在对比文件1中相当于蒸发器的作用，泵也是用于为冷却液流动提供动力，其也是属于一种强制的冷却方式，因此本领域技术人员可以将蛇形铜管10、泵5以及外部换热器组成的结构相当于制冷子系统。同时如果散热效果不好，当电子元器件表面温度与环境温度相差较大，其仍然会出现冷凝水的问题，该问题并不是只出现在制冷系统中；（3）本领域技术人员在将对比文件2的制冷系统应用于对比文件1中时，旨在对热流密度大的电子设备冷却进行改进，容易想到将对比文件1中的主动式液体冷却系统替换为对比文件2中的制冷系统，因此并不会多出“主动式液体冷却系统”，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年01月31日向复审请求人发出复审通知书，该复审通知书针对的审查文本为：2018年10月07日提交的权利要求第1-7项；申请日2013年03月28日提交的说明书第1-3页，说明书附图第1-2页、说明书摘要及摘要附图。复审通知书引用的对比文件与驳回决定引用的对比文件相同，即对比文件1和2，并指出：1）独立权利要求1与对比文件1的区别特征在于：1a）相变材料为“固液相变金属”；1b）制冷子系统为“蒸汽压缩式制冷子系统”，然而上述区别特征1a）是本领域的公知常识，上述区别特征1b）已被对比文件2公开，因此权利要求1相对于对比文件1-2和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性；从属权利要求2、5的部分附加特征已被对比文件1公开，部分附加特征是本领域的公知常识；从属权利要求3的附加特征是本领域的公知常识；从属权利要求4的部分附加特征已被对比文件1和2公开，部分附加特征是本领域的公知常识，因此，上述从属权利要求2-5均不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2）独立权利要求6与对比文件1的区别特征在于：2a）相变材料为“固液相变金属”；2b）制冷子系统为“蒸汽压缩式制冷子系统”；“待制冷子系统(2)启动完毕开始进入稳定工作状态时，制冷剂经冷凝机组(2-1)压缩、冷凝、节流，进入蒸发器(2-2)蒸发，带走电子元器件的产生的热量，同时带走金属液固相变产生的热量，液态金属冷凝成固态，蒸发后的制冷剂以气态形式回到冷凝机组(2-1)，完成一个蒸汽压缩式制冷循环”，然而上述区别特征2a）是本领域的公知常识，上述区别特征2b）的一部分已被对比文件2公开，上述区别特征2b）的其余部分是本领域的公知常识，因此权利要求6相对于对比文件1-2和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性；从属权利要求7的部分附加特征已被对比文件1公开，部分附加特征是本领域的公知常识，因此，上述从属权利要求7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。同时对复审请求人的意见陈述进行了回应。
复审请求人于2019年03月15日提交了复审无效宣告程序意见陈述书，于2019年04月15日提交了复审无效宣告程序意见陈述书和在原始权利要求书的基础上修改的权利要求书全文替换页，以及于2019年05月02日再次提交了复审无效宣告程序意见陈述书和在原始权利要求书的基础上修改的权利要求书全文替换页。对于2019年05月02日提交的权利要求书全文替换页，复审请求人将原权利要求3的部分附加特征以及原权利要求4的全部附加特征并入独立权利要求1中形成新的独立权利要求1，将原权利要求7和8的全部附加特征并入独立权利要求6中形成新的独立权利要求5，修改后的权利要求书的内容如下：
“1. 一种金属固液相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于包括：
相变金属封装盒（1），其中封装有低温固液相变金属（1-1），
蒸汽压缩式制冷子系统（2），
其中，所述相变金属封装盒（1）与待冷却的电子元器件热接触，
所述制冷子系统（2）包括冷凝机组（2-1）和蒸发器（2-2），
其中，蒸发器（2-2）封装在相变金属封装盒（1）内并浸泡在相变金属（1-1）中；
当电子元器件功率突升，散热量迅速增加，相变金属（1-1）熔化成液态，在较短时间内带走大量的热量，与此同时制冷子系统（2）启动；
待电子元器件制冷子系统（2）启动完毕开始进入稳定工作状态时，制冷剂经冷凝机组（2-1）压缩、冷凝、节流，进入蒸发器（2-2）蒸发，带走电子元器件的产生的热量，同时带走金属液固相变产生的热量，液态金属冷凝成固态，蒸发后的制冷剂以气态形式回到冷凝机组（2-1），完成一个蒸汽压缩式制冷循环。
2. 根据权利要求1所述的金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于：
相变金属封装盒（1）四周外壁及顶部可布置有翅片（1-2），盒体、翅片均为高导热系数的材料。
3. 根据权利要求1所述的金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于：
蒸发器管路从与重力相反的方向进入封装盒。
4. 根据权利要求1所述的金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，其特征在于：
制冷子系统（2）的启动信号来自于贴在电子元器件表面的温度传感器，
当电子元器件温度达到接近相变金属（1）熔点的设定值时，制冷子系统（2）启动；
当电子元器件温度随后降至所述设定值以下某个温度时，相变金属（1-1）完全凝固，制冷子系统（2）停止运行，避免蒸发温度过低可能产生冷凝水，保证电子设备的安全工作；电子元器件少量的产热由空气通过金属封装盒四周的翅片带走。
5. 一种金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热方法，其特征在于包括：
使相变金属封装盒（1）与待冷却的电子元器件热接触，所述相变金属封装盒（1）中封装有相变金属（1-1），
当电子元器件功率突升而使散热量迅速增加时，此时相变金属（1-1）熔化成液态，在较短时间内带走大量的热量，同时启动蒸汽压缩式制冷子系统（2），
其中，
所述制冷子系统（2）包括冷凝机组（2-1）和蒸发器（2-2），
蒸发器（2-2）封装在相变金属封装盒（1）内并浸泡在相变金属（1-1）中，
待制冷子系统（2）启动完毕开始进入稳定工作状态时，制冷剂经冷凝机组（2-1）压缩、冷凝、节流，进入蒸发器（2-2）蒸发，带走电子元器件的产生的热量，同时带走金属液固相变产生的热量，液态金属冷凝成固态，蒸发后的制冷剂以气态形式回到冷凝机组（2-1），完成一个蒸汽压缩式制冷循环，
制冷子系统（2）的启动信号来自于贴在电子元器件表面的温度传感器，
当电子元器件温度达到接近相变金属（1）熔点的设定值时，制冷子系统（2）启动；
当电子元器件温度随后降至所述设定值以下某个温度时，制冷子系统（2）停止运行，相变金属（1-1）完全凝固，制冷子系统（2）停止运行，避免蒸发温度过低可能产生冷凝水，保证电子设备的安全工作；电子元器件少量的产热由空气通过金属封装盒四周的翅片带走。”
复审请求人主要认为：（1）对比文件1是针对车用电池的冷却，与本申请的电子元器件的冷却，在应用上有所不同，技术效果和/或技术手段也不同，石蜡VS金属相变材料的用量、成本及导热率等均存在较大差别；（2）对比文件1和2中没有“避免冷凝水产生”这方面的教导，对比文件1的“散热”不能产生环境温度以下的低温，是不会在电子元器件上产生冷凝水的，而本申请的“蒸汽压缩式制冷循环”能够产生低于环境温度的低温，冷凝水只有在出现低于环境温度的低温时才有可能产生；（3）对比文件1中的蛇形铜管10不是蒸发器，对比文件2也没有给出结合启示；（4）对比文件2的压缩机是变转速压缩机，与本申请的压缩机不同，本申请产生了“不再需要采用变转速压缩机”的技术效果，属于“发明取得了预料不到的技术效果”。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2019年05月02日提交了权利要求书的全文修改替换页。经审查，上述修改文本的修改之处符合专利法第33条的规定。本复审请求审查决定针对如下审查文本：2019年05月02日提交的权利要求第1-5项；申请日2013年03月28日提交的说明书第1-3页，说明书附图第1-2页，说明书摘要及摘要附图。
关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
本复审请求审查决定引用的对比文件与驳回决定以及复审通知书引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN102664292A，公开日为2012年09月12日；
对比文件2：CN102026527A，公开日为2011年04月20日。
1）权利要求1要求保护一种金属固液相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热器，对比文件1公开了一种用于动力电池的散热冷却装置（相当于电子元器件散热器），并具体公开了如下技术特征（参见说明书第[0008]、[0019]-[0028]段，附图1-4）：动力电池散热冷却结构，由铝制空心冷板外壳2、相变材料9、翅片8、蛇形铜管10构成，将铝制冷板外壳2加工成带有凹槽的空壳结构，铝制空心外壳2（相当于封装盒）形成有数个的凹槽空间，在凹槽内部可以并排嵌入多个动力电池1（相当于封装盒与待冷却的电子元器件热接触），铝板外壳2底板上安装散热翅片8，且铝制空壳体内部填充相变材料9（相当于封装有低温固液相变材料），相变材料的相变温度为35℃-50℃，可以是常规的均质相变材料如石蜡，也可以是通过掺杂提高性能的复合材料如掺杂不同质量分数的石墨、碳纤维或碳纳米管等所组成的复合相变材料，如图2所示主视剖面图，蛇形铜管10位于壳体底部，与相变材料9接触，如图3所示散热冷却装置蛇形管位置与流动方式示意图，在蛇形铜管10内有液体冷却工质3，液体冷却工质3由泵5驱动，将动力电池1的产热带出热量经由外部换热器4散发，形成一套主动式液体冷却系统（相当于冷却子系统）。当动力电池1运行环境比较恶劣（如夏季）或者短时间大功率放电时，动力电池1的温度进而急剧升高时，系统内翅片8无法满足电池散热的需要，当温度采集仪7采集到电池外表面温度升高达到50℃时，温控开关6闭合，泵5开启运转，驱动液体冷却工质3在蛇形铜管10内流动，液体冷却工质3与壳体底部的相变材料9进行换热（相当于固液相变和冷却循环相结合），将相变材料9所吸收的动力电池1热量迅速带走，液体冷却工质3循环流入外部换热器，汽车行驶时的迎风将外部换热器的热量带走，达到了散热目的（相当于当电子元器件功率突升，散热量迅速增加，相变材料熔化成液态，在较短时间内带走大量的热量，与此同时冷却子系统启动）。
权利要求1的技术方案与对比文件1公开的内容相比，其区别特征在于：（1）相变材料为“固液相变金属”；（2）与相变冷却相结合的冷却方式是“蒸汽压缩式制冷循环/子系统”,包括冷凝机组和蒸发器，且蒸发器封装在相变金属封装盒内并浸泡在相变金属中；待电子元器件制冷子系统启动完毕开始进入稳定工作状态时，制冷剂经冷凝机组压缩、冷凝、节流，进入蒸发器蒸发，带走电子元器件的产生的热量，同时带走金属液固相变产生的热量，液态金属冷凝成固态，蒸发后的制冷剂以气态形式回到冷凝机组，完成一个蒸汽压缩式制冷循环。基于上述区别特征所能达到的技术效果可以确定该权利要求实际解决的技术问题是：如何选择合适的相变材料以及如何应对电子元器件功率突升所带来的冷却响应问题。
对于区别特征（1），固液相变金属是散热领域常见的相变材料类型之一，尽管本申请中的相变材料为“固液相变金属”，用于大功率微电子元器件的散热，而对比文件1中的相变材料为石蜡或复合相变材料，用于电动汽车中动力电池的散热，两者在选材、用量、成本及导热率等方面均存在差异，但是对本领域技术人员来说，无论哪种类型的相变材料，其散热原理都是利用相变材料的相变对发热部件进行大量吸热储热，而利用相变材料的固有相变属性，根据待冷却发热部件的体积大小、工作温度范围以及散热需要，具体选择相变材料的种类为本领域常用的固液相变金属是本领域的常规选择，其不需要付出创造性的劳动，属于公知常识。
对于区别特征（2），首先，对比文件1中公开的与相变冷却相结合的冷却方式是“主动式液体冷却系统”：如图2所示主视剖面图，蛇形铜管10位于壳体底部，与相变材料9接触，如图3所示散热冷却装置蛇形管位置与流动方式示意图，在蛇形铜管10内有液体冷却工质3，液体冷却工质3由泵5驱动，将动力电池1的产热带出热量经由外部换热器4散发，形成一套主动式液体冷却系统。可见，对比文件1中没有明确公开本申请的蒸发器和冷凝机组，尽管蛇形铜管10内有液体冷却工质3，并位于壳体底部与相变材料9接触，其可以吸收相变材料9中的热量并通过液体冷却工质3带走，带出热量经由外部换热器4散发，但是此处的蛇形铜管10仅是位置上处于热端，被动地在高温处吸热，而无法像蒸发器一样主动地气化制冷剂，此处的外部换热器4仅是位置上处于冷端，被动地在相对低温处（实际为环境温度处）放热，而无法像冷凝机组一样主动地制冷/冷凝制冷剂，使得制冷剂的温度明显降低至环境温度以下，也就是说，本申请在完成一个蒸汽压缩式制冷循环中，制冷剂的形态借助配套器件（如蒸发器、压缩机、冷凝机组等）发生了从液态到气态再到液态的循环变化，将气化吸收的热量迅速制冷至外部环境温度以下，实现快速制冷，极大地提高了散热效率，而对比文件1只能将热量从一端带到另一端，然后通过外部环境温度进行自然散热，根本无法实现快速制冷的效果，因此，对比文件1没有公开上述区别特征（2），且对比文件1中的冷却方式目的在于保证电池单体温度的一致性，不会出现低于环境温度的情况，故而不会发生产生冷凝水的问题，而本申请中由于蒸汽压缩式制冷循环的存在，则可能出现低于环境温度的情况，此时适时使蒸汽压缩式制冷循环停止运行，可避免制冷系统的蒸发温度过低引起可能产生的冷凝水，也就是说，本申请在将固液相变和蒸汽压缩式制冷循环结合时，不可避免地引入了新的技术问题，即如何避免产生冷凝水的问题，而对比文件1则根本不涉及需要避免产生冷凝水的问题，显然，两者实际解决的技术问题、采用的具体冷却手段以及实际达到的技术效果均不同；
其次，对比文件2公开的一种电子设备冷却用微型制冷器，包括装配在底板8上的微型压缩机1、冷凝器2（相当于冷凝机组）、电子膨胀阀3、蒸发器4、过滤器5及微电脑控制系统6；其中微型压缩机1、冷凝器2、电子膨胀阀3、蒸发器4和过滤器5依次通过连接管密封连接，形成循环封闭的回路，制冷剂在其中循环流动（相当于蒸汽压缩式制冷子系统），蒸发器表面贴合被冷却部件，该制冷器能够直接针对被冷却部件降温，热流密度大。可见，对比文件2虽然公开了蒸汽压缩式制冷循环/子系统的部分零部件以及采用蒸汽压缩式制冷方式直接对芯片降温，但是对比文件2没有给出蒸汽压缩式制冷方式可以结合相变冷却的任何技术启示，具体分析如下：1）对比文件2和本申请解决的技术问题不同，本申请要解决的技术问题是如何在芯片温度突然迅速上升时进行快速散热且无冷凝水产生，而对比文件2解决的技术问题是芯片温度不可控且难以低于环境温度的问题，也就是说，对比文件2仅涉及快速降温（散热）的问题，而不涉及是否会有冷凝水的问题以及如何解决避免冷凝水的问题；2）对比文件2和本申请为解决上述各自的技术问题而分别采用了两种不同的技术手段，其中，对比文件2采用变速压缩机的手段来实现温度可控的冷却，以避免制冷循环的高频反复启停（参见说明书第[0032]段）：压缩机1的启停由微电脑控制器6的主控板61控制，根据蒸发器4表面温度的变化，自动调节压缩机的转速和启停，压缩机1的转速可无极调节，微型压缩机1是可变速压缩机，其转速在1000rpm- 6500rpm之间连续调节，因此可精确调节蒸发器4的蒸发温度，显然，对比文件2对蒸汽压缩式制冷循环中的压缩机有特殊要求，即必须是变速压缩机才能既实现温度可控又避免制冷循环的高频反复启停；而本申请采用的技术手段则是借助相变冷却这种辅助冷却方式来为蒸汽压缩式制冷循环的启动和停止提供缓冲时间，从而将蒸汽压缩式制冷循环对电子元器件功率突变时的快速响应的要求转移到相变冷却这种辅助冷却方式上，而相变冷却能够在较短时间内大量吸热储热的固有性质决定了其完全可以满足对电子元器件功率突变时做出快速响应（快速降温冷却）的要求，显然本申请对蒸汽压缩式制冷循环中的压缩机没有特殊要求，不必一定是变速压缩机，也就是说，尽管对比文件2存在与本申请相似的需要快速散热的技术问题，但是两者实际采用的技术手段完全不同，对比文件2采用的技术手段是变速压缩机，而本申请采用的技术手段是借助相变冷却这种辅助冷却方式，同时本申请还通过适时使蒸汽压缩式制冷循环停止运行或关闭相应支路电子膨胀阀的方式进一步解决了当芯片温度低于环境温度时引起的产生冷凝水的问题；3）对比文件2和本申请实际达到的技术效果也不同，对比文件2能够直接对被冷却部件降温、热流密度大、温度可控、可轻易达到环境温度以下，但是对压缩机的功率跟随要求很高，对电子元器件功率突变的响应速度有限，且无法避免可能产生冷凝水的问题，而本申请则能够满足高热流密度散热要求，对于电子元器件功率骤升的情况，只需少量的相变金属即可起到制冷系统启动缓冲的作用，而且可以避免低温过冷可能产生冷凝水的问题。因此对比文件2没有给出可以与对比文件1进行结合的任何启示。
因此，上述区别特征（2）没有被对比文件1和/或2公开，并且尚无证据证明上述区别特征（2）是本领域的公知常识，因此，本领域技术人员在对比文件1和2以及本领域公知常识结合的基础上，并不能显而易见地得出该权利要求所请求保护的技术方案。事实上，正是由于上述区别特征（2）将金属固液相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合，使得本申请的技术方案可以在蒸汽压缩式制冷循环正常运行时满足高热流密度散热要求，而在面对电子元器件功率骤升的情况时，只需少量的相变金属即可起到制冷系统启动缓冲的作用，而且可以避免低温过冷可能产生冷凝水的问题。因此权利要求1具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2）由于独立权利要求1具备创造性，因此从属权利要求2-4也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3）权利要求5请求保护一种金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的电子元器件散热方法，对比文件1公开一种用于动力电池的散热冷却装置及其工作原理（参见说明书第[0008]、[0019]-[0028]段，附图1-4）：动力电池散热冷却结构，由铝制空心冷板外壳2、相变材料9、翅片8、蛇形铜管10构成，将铝制冷板外壳2加工成带有凹槽的空壳结构，铝制空心外壳2（相当于封装盒）形成有数个的凹槽空间，在凹槽内部可以并排嵌入多个动力电池1（相当于封装盒与待冷却的电子元器件热接触），铝板外壳2底板上安装散热翅片8，且铝制空壳体内部填充相变材料9（相当于封装有相变材料），相变材料的相变温度为35℃-50℃，可以是常规的均质相变材料如石蜡，也可以是通过掺杂提高性能的复合材料，如图2所示主视剖面图，蛇形铜管10位于壳体底部，与相变材料9接触，如图3所示散热冷却装置蛇形管位置与流动方式示意图，在蛇形铜管10内有液体冷却工质3。液体冷却工质3由泵5驱动，将动力电池1的产热带出热量经由外部换热器4散发，形成一套主动式液体冷却系统（相当于冷却子系统）。
如图4所示控制电路图，温度感应控制部分是由温度传感器7、温控开关6组成。温度传感器7的测点设置在动力电池1的表面（相当于冷却子系统的启动信号来自于贴在电子元器件表面的温度传感器），温度开关6串联在泵5的泵体电源回路中。电动汽车运行时，动力电池1以不同的倍率放电，这将引起动力电池1温度的升高，当动力电池1产生热量不太大时，电池温度升高比较缓慢，此时系统的温控开关6是断开的，液冷部分泵5不运转。当动力电池1运行环境比较恶劣（如夏季）或者短时间大功率放电时，动力电池1的温度进而急剧升高时，系统内翅片8无法满足电池散热的需要，当温度采集仪7采集到电池外表面温度升高达到50℃时，温控开关6闭合，泵5开启运转（相当于当电子元器件温度达到接近相变材料熔点的设定值时，冷却子系统启动），驱动液体冷却工质3在蛇形铜管10内流动，冷却工质3与壳体底部的相变材料9进行换热（相当于固液相变和冷却循环相结合），将相变材料9所吸收的动力电池1热量迅速带走，冷却工质3循环流入外部换热器，汽车行驶时的迎风将外部换热器的热量带走，达到了散热目的（相当于当电子元器件功率突升而使散热量迅速增加时，相变材料熔化成液态，在较短时间内带走大量的热量，同时启动冷却子系统）。当动力电池1无需大功率放电时，电池的发热量逐步降低。此时温度传感器7检测到电池外表面温度降低到50℃以下时，温控开关6断开，泵5停止运转，液体冷却系统处于关闭状态（相当于当电子元器件温度随后降至所述设定值以下某个温度时，冷却子系统停止运行）。动力电池1的散热方式是依靠铝制冷板1壳体内的相变材料9吸热以及壳体底部翅片8的对环境散热来实现（相当于电子元器件少量的产热由空气通过金属封装盒的翅片带走）。
权利要求5的技术方案与对比文件1公开的内容相比，其区别特征在于：（1）相变材料为“固液相变金属”；（2）与相变冷却相结合的冷却方式是“蒸汽压缩式制冷循环/子系统”,包括冷凝机组和蒸发器，且蒸发器封装在相变金属封装盒内并浸泡在相变金属中；待电子元器件制冷子系统启动完毕开始进入稳定工作状态时，制冷剂经冷凝机组压缩、冷凝、节流，进入蒸发器蒸发，带走电子元器件的产生的热量，同时带走金属液固相变产生的热量，液态金属冷凝成固态，蒸发后的制冷剂以气态形式回到冷凝机组，完成一个蒸汽压缩式制冷循环；（3）设定值接近相变金属熔点，降至所述设定值以下某个温度时，相变金属完全凝固。基于上述区别特征所能达到的技术效果可以确定该权利要求实际解决的技术问题是：如何选择合适的相变材料以及如何应对电子元器件功率突升所带来的冷却响应问题。
对于区别特征（1），固液相变金属是散热领域常见的相变材料类型之一，尽管本申请中的相变材料为“固液相变金属”，用于大功率微电子元器件的散热，而对比文件1中的相变材料为石蜡或复合相变材料，用于电动汽车中动力电池的散热，两者在选材、用量、成本及导热率等方面均存在差异，但是对本领域技术人员来说，无论哪种类型的相变材料，其散热原理都是利用相变材料的相变对发热部件进行大量吸热储热，而利用相变材料的固有相变属性，根据待冷却发热部件的体积大小、工作温度范围以及散热需要，具体选择相变材料的种类为本领域常用的固液相变金属是本领域的常规选择，其不需要付出创造性的劳动，属于公知常识。
对于区别特征（3），选择相变金属熔点附近的一个值作为温度设定值是本领域技术人员的惯用手段，且当温度降至该设定值以下时相变金属凝固是相变材料的固有属性，属于公知常识。
对于区别特征（2），首先，对比文件1中公开的与相变冷却相结合的冷却方式是“主动式液体冷却系统”：如图2所示主视剖面图，蛇形铜管10位于壳体底部，与相变材料9接触，如图3所示散热冷却装置蛇形管位置与流动方式示意图，在蛇形铜管10内有液体冷却工质3，液体冷却工质3由泵5驱动，将动力电池1的产热带出热量经由外部换热器4散发，形成一套主动式液体冷却系统。可见，对比文件1中没有明确公开本申请的蒸发器和冷凝机组，尽管蛇形铜管10内有液体冷却工质3，并位于壳体底部与相变材料9接触，其可以吸收相变材料9中的热量并通过液体冷却工质3带走，带出热量经由外部换热器4散发，但是此处的蛇形铜管10仅是位置上处于热端，被动地在高温处吸热，而无法像蒸发器一样主动地气化制冷剂，此处的外部换热器4仅是位置上处于冷端，被动地在相对低温处（实际为环境温度处）放热，而无法像冷凝机组一样主动地制冷/冷凝制冷剂，使得制冷剂的温度明显降低至环境温度以下，也就是说，本申请在完成一个蒸汽压缩式制冷循环中，制冷剂的形态借助配套器件（如蒸发器、压缩机、冷凝机组等）发生了从液态到气态再到液态的循环变化，将气化吸收的热量迅速制冷至外部环境温度以下，实现快速制冷，极大地提高了散热效率，而对比文件1只能将热量从一端带到另一端，然后通过外部环境温度进行自然散热，根本无法实现快速制冷的效果，因此，对比文件1没有公开上述区别特征（2），且对比文件1中的冷却方式目的在于保证电池单体温度的一致性，不会出现低于环境温度的情况，故而不会发生产生冷凝水的问题，而本申请中由于蒸汽压缩式制冷循环的存在，则可能出现低于环境温度的情况，此时适时使蒸汽压缩式制冷循环停止运行，可避免制冷系统的蒸发温度过低引起可能产生的冷凝水，也就是说，本申请在将固液相变和蒸汽压缩式制冷循环结合时，不可避免地引入了新的技术问题，即如何避免产生冷凝水的问题，而对比文件1则根本不涉及需要避免产生冷凝水的问题，显然，两者实际解决的技术问题、采用的具体冷却手段以及实际达到的技术效果均不同；
其次，对比文件2公开的一种电子设备冷却用微型制冷器，包括装配在底板8上的微型压缩机1、冷凝器2（相当于冷凝机组）、电子膨胀阀3、蒸发器4、过滤器5及微电脑控制系统6；其中微型压缩机1、冷凝器2、电子膨胀阀3、蒸发器4和过滤器5依次通过连接管密封连接，形成循环封闭的回路，制冷剂在其中循环流动（相当于蒸汽压缩式制冷子系统），蒸发器表面贴合被冷却部件，该制冷器能够直接针对被冷却部件降温，热流密度大。可见，对比文件2虽然公开了蒸汽压缩式制冷循环/子系统的部分零部件以及采用蒸汽压缩式制冷方式直接对芯片降温，但是对比文件2没有给出蒸汽压缩式制冷方式可以结合相变冷却的任何技术启示，具体分析如下：1）对比文件2和本申请解决的技术问题不同，本申请要解决的技术问题是如何在芯片温度突然迅速上升时进行快速散热且无冷凝水产生，而对比文件2解决的技术问题是芯片温度不可控且难以低于环境温度的问题，也就是说，对比文件2仅涉及快速降温（散热）的问题，而不涉及是否会有冷凝水的问题以及如何解决避免冷凝水的问题；2）对比文件2和本申请为解决上述各自的技术问题而分别采用了两种不同的技术手段，其中，对比文件2采用变速压缩机的手段来实现温度可控的冷却，以避免制冷循环的高频反复启停（参见说明书第[0032]段）：压缩机1的启停由微电脑控制器6的主控板61控制，根据蒸发器4表面温度的变化，自动调节压缩机的转速和启停，压缩机1的转速可无极调节，微型压缩机1是可变速压缩机，其转速在1000rpm- 6500rpm之间连续调节，因此可精确调节蒸发器4的蒸发温度，显然，对比文件2对蒸汽压缩式制冷循环中的压缩机有特殊要求，即必须是变速压缩机才能既实现温度可控又避免制冷循环的高频反复启停；而本申请采用的技术手段则是借助相变冷却这种辅助冷却方式来为蒸汽压缩式制冷循环的启动和停止提供缓冲时间，从而将蒸汽压缩式制冷循环对电子元器件功率突变时的快速响应的要求转移到相变冷却这种辅助冷却方式上，而相变冷却能够在较短时间内大量吸热储热的固有性质决定了其完全可以满足对电子元器件功率突变时做出快速响应（快速降温冷却）的要求，显然本申请对蒸汽压缩式制冷循环中的压缩机没有特殊要求，不必一定是变速压缩机，也就是说，尽管对比文件2存在与本申请相似的需要快速散热的技术问题，但是两者实际采用的技术手段完全不同，对比文件2采用的技术手段是变速压缩机，而本申请采用的技术手段是借助相变冷却这种辅助冷却方式，同时本申请还通过适时使蒸汽压缩式制冷循环停止运行或关闭相应支路电子膨胀阀的方式进一步解决了当芯片温度低于环境温度时引起的产生冷凝水的问题；3）对比文件2和本申请实际达到的技术效果也不同，对比文件2能够直接对被冷却部件降温、热流密度大、温度可控、可轻易达到环境温度以下，但是对压缩机的功率跟随要求很高，对电子元器件功率突变的响应速度有限，且无法避免可能产生冷凝水的问题，而本申请则能够满足高热流密度散热要求，对于电子元器件功率骤升的情况，只需少量的相变金属即可起到制冷系统启动缓冲的作用，而且可以避免低温过冷可能产生冷凝水的问题。因此对比文件2没有给出可以与对比文件1进行结合的任何启示。
因此，上述区别特征（2）没有被对比文件1和/或2公开，并且尚无证据证明上述区别特征（2）是本领域的公知常识，因此，本领域技术人员在对比文件1和2以及本领域公知常识结合的基础上，并不能显而易见地得出该权利要求所请求保护的技术方案。事实上，正是由于上述区别特征（2）将金属固液相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合，使得本申请的技术方案可以在蒸汽压缩式制冷循环正常运行时满足高热流密度散热要求，而在面对电子元器件功率骤升的情况时，只需少量的相变金属即可起到制冷系统启动缓冲的作用，而且可以避免低温过冷可能产生冷凝水的问题。因此权利要求5具备专利法第22条第3款规定的创造性。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年06月22日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局实质审查部门以下述文本为基础继续进行审批程序：
复审请求人于2019年05月02日提交的权利要求第1-5项；
复审请求人于2013年03月28日提交的说明书第1-3页，说明书附图第1-2页；
复审请求人于2013年03月28日提交的说明书摘要；
复审请求人于2013年03月28日提交的摘要附图。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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