发明创造名称：引线键合结构及引线键合方法
外观设计名称：
决定号：181974
决定日：2019-06-20
委内编号：1F260089
优先权日：
申请（专利）号：201410187038.4
申请日：2014-05-05
复审请求人：中芯国际集成电路制造（上海）有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：张弘
合议组组长：钟翊
参审员：商纪楠
国际分类号：H01L23/488，H01L21/60
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果对比文件未公开本申请权利要求的某些技术特征，现有技术整体上也不存在将上述区别技术特征应用到对比文件中以解决其技术问题的技术启示，且上述区别技术特征使得权利要求的技术方案具备有益的技术效果，则权利要求所要求保护的技术方案具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410187038.4，名称为“引线键合结构及引线键合方法”的发明专利申请（下称本申请），申请人为中芯国际集成电路制造（上海）有限公司。本申请的申请日为2014年05月05日，公开日为2015年11月25日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年05月22日发出驳回决定，以权利要求1-7不符合专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请，其中引用了如下一篇对比文件：
对比文件1：US 2011/0192885A，公开日为2011年08月11日。
驳回决定的主要理由是：独立权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1的区别特征在于：凹陷部的深度为50nm～100nm。然而在对比文件1公开内容的基础上，本领域技术人员容易想到调整凹陷部具体深度，在此基础上本领域技术人员可以通过有限的试验来得到具体范围的凹陷部深度，因此权利要求1相对于对比文件1和公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性；独立权利要求4所要求保护的技术方案与对比文件1的区别特征在于：步骤S2中，通过离子轰击在焊盘表面形成凹陷部，并采用氩离子轰击，所述离子轰击的射频频率为13.56MHz，所述离子轰击的时间为15s～30s，所述氩离子轰击的射频功率600W～800W，所述氩离子的流量为500～600sccm。然而通过离子轰击对物体表面进行粗糙化处理是公知常识，且氩离子轰击是离子轰击中常见的一种，且要形成一定深度的凹陷部是与材料、工艺条件及工艺参数相关的，为了形成满足实际需要的凹陷部深度，本领域技术人员容易想到通过调整工艺参数，如氩离子轰击时的射频频率、轰击时间、射频功率、氩离子的流量等从而实现所需凹陷部深度，基于此本领域技术人员可以通过有限的试验来得到相应工艺参数值，因此权利要求4相对于对比文件1和公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性；从属权利要求2-3和5-7的附加技术特征，或者是本领域技术人员的常规选择，或者已被对比文件1公开，因此权利要求2-3和5-7也均不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定所依据的文本为：申请日2014年05月05日提交的说明书摘要、说明书第1-53段、摘要附图、说明书附图图1-6；2018年01月26日提交的权利要求第1-7项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种引线键合结构，包括：
焊盘；
金属球，固定在所述焊盘上；
键合引线，与所述金属球一体设置，其特征在于，所述焊盘与所述金属球接触的接触表面分布有多个凹陷部，所述凹陷部的深度为50nm～100nm。
2. 根据权利要求1所述引线键合结构，其特征在于，所述接触表面与所述焊盘的远离所述金属球的表面的面积比为1.5：1～1.2:1。
3. 根据权利要求1所述引线键合结构，其特征在于，所述焊盘为铝焊盘，所述金属球为金球或铜球，所述键合引线为金线或铜线。
4. 一种引线键合方法，其特征在于，所述引线键合方法包括：
步骤S1，设置焊盘；
步骤S2，对所述焊盘的表面进行离子轰击形成凹陷部；以及
步骤S3，将键合引线通过金属球与所述离子轰击后的表面键合，
所述步骤S2采用氩离子轰击，所述离子轰击的射频频率为13.56MHz，所述离子轰击的时间为15s～30s，所述氩离子轰击的射频功率600W～800W，所述氩离子的流量为500～600sccm。
5. 根据权利要求4所述的引线键合方法，其特征在于，所述步骤S3采用超声键合或热压键合的方式实施。
6. 根据权利要求5所述的引线键合方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31，将所述键合引线的一端热熔形成金属球；
步骤S32，将所述金属球接触所述离子轰击后的表面并对所述金属球施压，使所述金属球固定在所述离子轰击后的表面上。
7. 根据权利要求4所述的引线键合方法，其特征在于，所述焊盘为铝焊盘，所述金属球为金球或铜球，所述键合引线为金线或铜线。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年09月06日向国家知识产权局提出了复审请求，提交了权利要求书替换页，包括第1-6项权利要求，其中对权利要求作出了如下修改：将原权利要求2中的附加技术特征并入原权利要求1中，删除了原权利要求2，并对相应权利要求的序号和引用关系作出了适应性修改。此外，复审请求人还提出如下陈述意见：（1）将从属权利要求2的技术特征“所述接触表面与所述焊盘的远离所述金属球的表面的面积比为1.5:1～1.2:1”合并到独立权利要求1中，并在意见陈述中引入了补充性试验数据证明上述参数值范围内的键合结构其金属球与焊盘接触非常牢固，是不容易剥离开的，此外认为本申请首次提出了利用上述接触表面与焊盘的远离所述金属球的表面的面积比这一概念提高焊盘和引线之间的键合力；关于技术特征“所述凹陷部的深度为50nm～100nm”，则认为在对比文件1没有公开任何粗糙度数据以及如何形成粗糙面的工艺的情况上，本领域技术人员即使进行试验，也没有任何能够进行粗糙度选择的可能的、有限的范围，且难以想到利用上述纳米级深度的凹陷部来增大粗糙度；（2）对于限定了利用具有特定工艺参数的离子轰击工艺制备凹陷部的方法权利要求，虽然现有技术存在采用等离子体轰击形成粗糙面的技术手段，但是在现有技术没有具体公开离子轰击的具体条件的情况下本领域技术人员无法通过有限的试验得到本申请所限定的离子轰击条件；并且现有技术没有给出离子轰击条件与凹陷部关系的启示，也没有给出凹陷部大小与剥离阻力之间关系的启示，因此，本领域技术人员难以想到通过控制离子轰击的条件来得到预定深度的凹陷部并将接触表面与焊盘的远离所述金属球的表面的面积实现为特定数值范围内。
复审请求人提交复审请求时修改的独立权利要求1如下：
“1. 一种引线键合结构，包括：
焊盘；
金属球，固定在所述焊盘上；
键合引线，与所述金属球一体设置，其特征在于，所述焊盘与所述金属球接触的接触表面分布有多个凹陷部，所述凹陷部的深度为50nm～100nm，所述接触表面与所述焊盘的远离所述金属球的表面的面积比为1.5：1～1.2:1。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年09月14日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：在对比文件1已经公开了通过形成粗糙表面可以增加焊盘与金属球接合强度从而抑制剥离阻力的基础上，对于接触表面的粗糙度，本领域技术人员可以预期当粗糙度等于0时（极小的情况，即平面接触），焊盘与金属球之间剥离时的阻力并不会改善；当粗糙度极大时，其必然也会影响焊盘的整体结构，不利于焊盘与金属球的有力接触，增大接触电阻。因此，为满足实际需要的剥离阻力，本领域技术人员容易想到通过调整接触表面粗糙度大小（具体表征手段为：接触表面与焊盘的远离金属球的表面的面积比以及凹陷部的具体深度）从而满足实际需要剥离阻力的大小，在此过程中，本领域技术人员可通过有限的试验得到上述数值范围，这不需要付出创造性劳动的，且其技术效果可预料。因此，修改后的权利要求相对于对比文件1以及公知常识的结合，不具备创造性。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，本次复审通知书指出：独立权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别技术特征在于：凹陷部的深度为50nm～100nm，接触表面与焊盘的远离金属球的表面的面积比为1.5：1～1.2:1。但本领域技术人员基于对比文件1公开的内容经由有限的试验调整即能够得到上述区别特征，且该调整所产生的技术效果是本领域技术人员能够预期到的，因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性；独立权利要求3请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别技术特征在于：形成凹陷部的工艺为离子轰击，且该离子轰击的具体参数如下：采用氩离子轰击，射频频率为13.56MHz，离子轰击的时间为15s～30s，射频功率为600W～800W，氩离子的流量为500～600sccm。但本领域技术人员根据本领域中“采用离子轰击工艺制备粗糙面”的公知常识，基于对比文件1公开的内容经由有限的试验调整即能够得到上述区别特征，且该调整所产生的技术效果是本领域技术人员能够预期到的，因此权利要求3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和4-6的附加技术特征，或者已被对比文件1公开，或者属于本领域公知常识，因此权利要求2和4-6也均不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人的意见，合议组认为：（1）意见陈述中引入的补充性试验数据所证明的相应技术效果是本领域技术人员在与金属球接触的焊盘表面增设凸起和凹陷部分从而提高该表面的粗糙度时即能够预期到的，在对比文件1中也明确提出了其公开的引线键合方法中通过提供一粗糙的键合焊盘表面从而能够提高键合引线和键合焊盘之间的机械耦合强度（参见对比文件1说明书第33段）。至于与金属球接触的焊盘接触表面与焊盘的远离金属球的表面的面积比这一概念，其仅是用来表征在焊盘接触表面上所设置的凹陷部使得该接触表面的面积所增大的情况，焊盘和引线之间的键合力的提高是由所述凹陷部的存在和设置情况所决定的，而并非是利用这一概念来提高的，且在一表面上设置凹陷部时利用所述凹陷部设置前后的表面面积变化情况来反映凹陷部的设置情况也并非首次提出的新颖概念；此外，由于“所述接触表面与所述焊盘的远离所述金属球的表面的面积比为1.5:1～1.2:1”所限定的面积比数值范围较为宽泛，本领域技术人员采用常规手段对凹陷部的设置进行有限的试验调整即能够使得设置了该凹陷部的焊盘表面的面积与凹陷部设置之前的该焊盘表面的面积的比值落入上述数值范围内；关于技术特征“所述凹陷部的深度为50nm～100nm”，尽管根据对比文件1中所公开的粗糙度实现工艺能够确定相应的凸起或凹陷的尺寸在微米级别（参见说明书第43-45段、附图3，5），但由于对比文件1中也提出了其公开的引线键合方法能够适用于向高集成度发展的硅技术工艺，而本领域技术人员知晓要提高相应器件的集成度必然需要缩减相应器件的尺寸，基于此本领域技术人员在需要提高器件集成度的情况下有动机缩减对比文件1所公开的引线键合结构的相应部件尺寸，因此本领域技术人员有动机将凹陷部的尺寸级别向较小尺寸方向调整而实现上述所限定的纳米级别的凹陷部，因此本领域技术人员采用常规手段经由有限的试验即能够使得在焊盘表面上所形成的凹陷部的深度落入上述相应数值范围内；并且以上调整均也不会产生任何预料不到的技术效果，因此均不能使得相应权利要求具备创造性；（2）在本领域中采用离子轰击形成粗糙面是一种广泛应用的惯用手段，这属于本领域公知常识。而根据前述意见可知本领域技术人员在提高器件集成度需要的情况下有动机缩减对比文件1所公开的引线键合结构的相应部件尺寸，因而能够实现纳米级别的凹陷部深度，而由于离子轰击得到的凹陷部尺寸较小因此在制备具有纳米级别深度的小尺寸凹陷部时，本领域技术人员根据上述公知常识能够想到采用离子轰击工艺来实现，而离子轰击的射频频率、轰击离子、轰击时间、功率和离子流量等工艺参数直接决定了离子轰击的效果，从而调整控制上述工艺参数即能够实现对轰击所产生的凹陷部的尺寸的调整控制，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。基于此，本领域技术人员为了得到预期尺寸和设置的凹陷部，经由有限的试验调整即能够得到方法权利要求所限定的相应工艺参数，这并不必付出任何创造性劳动，且调整实现的相应工艺参数也并未产生任何预料不到的技术效果。
复审请求人于2019年03月13日提交了意见陈述书，并提交了权利要求书的修改替换页，包括权利要求第1-4项。其中作出了如下修改：将与原权利要求1相关的技术特征“所述凹陷部的深度为50nm～100nm，所述焊盘与所述金属球接触的接触表面与所述焊盘的远离所述金属球的表面的面积比为1.5：1～1.2:1”并入至原权利要求3并将其作为新的独立权利要求1；删除了原权利要求1和2，并对权利要求的序号和引用关系作出了适应性修改。复审请求人还提出：对比文件1和现有技术中没有公开与本申请技术方案上述修改特征相关的粗糙度数据，本领域技术人员无法通过有限的试验得到上述数值范围；且本领域技术人员在现有技术基础上难以想到利用本申请所公开的纳米级的深度来解决相应技术问题；且对焊盘表面进行离子轰击以形成凹陷部的具体工艺条件与上述数据相匹配，在现有技术没有任何技术启示的情况下，本领域技术人员无法经由有限的实现得到权利要求中所限定的具体工艺条件数据。
此次提交的权利要求书如下：
“1. 一种引线键合方法，其特征在于，所述引线键合方法包括：
步骤S1，设置焊盘；
步骤S2，对所述焊盘的表面进行离子轰击形成凹陷部；以及
步骤S3，将键合引线通过金属球与所述离子轰击后的表面键合，
所述步骤S2采用氩离子轰击，所述离子轰击的射频频率为13.56MHz，所述离子轰击的时间为15s～30s，所述氩离子轰击的射频功率600W～800W，所述氩离子的流量为500～600sccm；所述凹陷部的深度为50nm～100nm，所述焊盘与所述金属球接触的接触表面与所述焊盘的远离所述金属球的表面的面积比为1.5：1～1.2:1；。
2. 根据权利要求1所述的引线键合方法，其特征在于，所述步骤S3采用超声键合或热压键合的方式实施。
3. 根据权利要求2所述的引线键合方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31，将所述键合引线的一端热熔形成金属球；
步骤S32，将所述金属球接触所述离子轰击后的表面并对所述金属球施压，使所述金属球固定在所述离子轰击后的表面上。
4. 根据权利要求1所述的引线键合方法，其特征在于，所述焊盘为铝焊盘，所述金属球为金球或铜球，所述键合引线为金线或铜线。”
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。
决定的理由
（一）审查文本的认定
复审请求人于2019年03月13日提交了权利要求书全文的修改替换页，包括权利要求第1-4项，经审查，上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。
本复审决定依据的文本为：申请日2014年05月05日提交的说明书摘要、说明书第1-53段、摘要附图、说明书附图图1-6；2019年03月13日提交的权利要求第1-4项。
（二）关于专利法第22条第3款
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。
如果对比文件未公开本申请权利要求的某些技术特征，现有技术整体上也不存在将上述区别技术特征应用到对比文件中以解决其技术问题的技术启示，且上述区别技术特征使得权利要求的技术方案具备有益的技术效果，则权利要求所要求保护的技术方案具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
在本决定中引用原审查部门在实审程序中所引用的对比文件1作为现有技术，即：
对比文件1：US 2011/0192885A，公开日为2011年08月11日。
1、关于权利要求1的创造性
权利要求1请求保护一种引线键合方法，对比文件1公开了一种引线键合方法，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第7段，第33-48段、附图3-5）：首先提供了焊盘30；然后在焊盘30的表面形成多个凸起32，则所述多个凸起32之间的位置处即形成了多个凹陷部（相当于在焊盘的表面形成凹陷部）；接着如图3所示将键合引线通过金属球14与焊盘30的表面键合。权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别技术特征在于：形成凹陷部的工艺为离子轰击，且该离子轰击的具体参数如下：采用氩离子轰击，射频频率为13.56MHz，离子轰击的时间为15s～30s，射频功率为600W～800W，氩离子的流量为500～600sccm；所述凹陷部的深度为50nm～100nm，所述焊盘与所述金属球接触的接触表面与所述焊盘的远离所述金属球的表面的面积比为1.5：1～1.2:1。基于上述区别技术特征可以确定本申请实际解决的技术问题是：如何在焊盘表面形成满足实际需要的特定尺寸和设置的凹陷部。
对于该区别技术特征，根据对比文件1中所公开的凸起和凹陷部的制备方法可知其粗糙度实现工艺为（参见说明书第43-45段、附图3，5）：形成导致粗糙度的凸起和凹陷采用如下具体工艺：在下层设置金属结构从而利用不平整层将上述粗糙度传递给顶表面，或者在金属沉积之前对硅表面进行微加工或通过在铝顶层焊盘内刻蚀出砖面结构而得到；并且根据对比文件1说明书第44段所公开的相应结构尺寸能够确定，所形成的相应凸起或凹陷的尺寸在微米级别、即在对比文件1中在焊盘与金属球接触的接触表面中的凹陷部的尺寸是微米级别的；并且对比文件1中并未提及针对性地设置调整凹陷或凸起从而使得相应表面的表面积产生特定比例的增加。由此可见，对比文件1中所公开的制备工艺与权利要求1完全不同，且对比文件1的制备方法所要制备的是尺寸为微米级的凹陷部，这与本申请中的纳米级别的凹陷部尺寸差距非常大，因此尽管离子轰击工艺是轰击产生微小凹坑从而将相应表面粗糙化的惯用手段，但离子轰击工艺所制备出的凹陷部尺寸与对比文件1所公开的工艺方法所制备的凹陷部尺寸相差很大，则在对比文件1明确公开了其所要制备的目标为微米级凹陷部的情况下，本领域技术人员无法想到将对比文件1中所公开的制备目标为微米级凹陷部的上述特定工艺方法调整为制备纳米级别尺寸凹陷部的离子轰击工艺，更无法想到对离子轰击工艺的具体参数进行针对性调整以得到权利要求1中所限定的氩离子轰击工艺的具体工艺参数和离子轰击所产生的具体结构尺寸，即现有技术整体上不存在将对比文件1中的工艺方法和工艺参数调整为本申请权利要求1所限定的特定工艺方法和参数以实现具体特定特征的凹陷部的技术启示。并且上述区别技术特征的应用能够使得引线键合方法所制备出的引线键合结构能够有效增加焊盘与金属球之间剥离阻力且不必再采用高温加热方法加固焊盘与金属球之间的作用力，因此能够产生有益的技术效果。
由此可见，权利要求1相对于对比文件1具备突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2、关于权利要求2-4的创造性
权利要求2-4引用了权利要求1，在权利要求1具备创造性的情况下，权利要求2-4也均具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
（三）关于驳回决定中相关意见的评述
实质审查部门在驳回决定中认为：现有技术存在采用等离子轰击形成粗糙面的技术手段，本领域技术人员有动机为了使焊盘表面形成凹陷部而对其进行离子轰击。此外，氩离子轰击是离子轰击中常见的一种，且要形成一定深度的凹陷部是与材料、工艺条件及其工艺参数相关，在实际操作中，通过离子轰击的工艺参数得到具有粗糙度的凹陷部，经过测试并反馈调整离子轰击的工艺参数，如氩离子轰击时的射频频率、轰击时间、射频功率、氩离子的流量等从而实现所需的剥离阻力所对应的所需凹陷部深度，即本领域技术人员可以通过有限的试验来得到一组工艺参数值，这是不需要付出创造性劳动的。
对此，合议组认为：本领域技术人员在选取现有技术中的已知工艺方法来制备相应结构时，必然要在考虑相应工艺方法的特性与要制备的相应结构的特征是否对应相符的前提下进行，如果二者相符则该已知工艺方法即能够解决具备该特征的特定结构的制备问题，也就意味着现有技术中存在选取该已知工艺方法来制备该特定结构的技术启示，因此本领域技术人员才有动机在制备该特定结构时选取该已知工艺方法，否则如果某已知工艺方法的特性与相应结构的特征相差很大，利用该已知工艺方法所制备的结构与该特定结构在某些特征上完全不符，则本领域技术人员在制备具备所述特征的特定结构时，即使面对现有技术中已存在的该已知工艺方法也无法想到采用该工艺方法来制备该特定结构，即现有技术整体上不存在采用该已知工艺方法来制备该特定结构的技术启示，此时本领域技术人员在制备该特定结构时就没有动机去选取该已知工艺方法。具体到本申请，如前所述可知对比文件1中所公开的凸起和凹陷部的制备方法与本申请所限定的工艺方法完全不同，且对比文件1的制备方法所要制备的是尺寸为微米级的凹陷部，这与本申请中的纳米级别的凹陷部尺寸差距非常大，因此尽管离子轰击工艺是轰击产生微小凹坑从而将相应表面粗糙化的已知工艺方法，但离子轰击工艺所制备出的凹陷部尺寸与对比文件1所要制备的凹陷部尺寸相差很大，则在对比文件1明确公开了其所要制备的目标为微米级凹陷部的情况下，本领域技术人员无法想到将对比文件1中所公开的制备目标为微米级凹陷部的上述特定工艺方法调整为制备纳米级别尺寸凹陷部的离子轰击工艺，更无法想到对离子轰击工艺的具体参数进行针对性调整以得到权利要求1中所限定的氩离子轰击工艺的具体工艺参数和离子轰击所产生的具体结构尺寸，即现有技术整体上不存在将对比文件1中的工艺方法和工艺参数调整为本申请权利要求1所限定的特定工艺方法和参数以实现特定特征的凹陷部的技术启示。
根据上述事实和理由，本案合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局原审查部门于2018年05月22日对本申请作出的驳回决定。
由国家知识产权局原审查部门以下述文本为基础继续进行审批程序：
复审请求人于申请日2014年05月05日提交的说明书摘要、说明书第1-53段、摘要附图、说明书附图图1-6；2019年03月13日提交的权利要求第1-4项。
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，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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