发明创造名称：一种微流体器件及其制造方法
外观设计名称：
决定号：195820
决定日：2019-11-20
委内编号：1F262000
优先权日：
申请（专利）号：201310180749.4
申请日：2013-05-16
复审请求人：昌微系统科技(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：邹鑫
合议组组长：李鹏
参审员：王维
国际分类号：B01L3/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：评价一项发明是否具备创造性时，应将其与最接近的现有技术比较以确定区别特征和实际解决的技术问题，然后考察现有技术整体上是否给出了将上述区别特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示。如果现有技术中没有公开所述区别特征，也不存在得到该区别特征的启示，且要求保护的技术方案能够获得有益的技术效果，则该发明具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201310180749.4，名称为“一种微流体器件及其制造方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为昌微系统科技(上海)有限公司。本申请的申请日为2013年5月16日，公开日为2014年11月26日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年6月26日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-7不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定所依据的文本为：申请日提交的说明书摘要、说明书第1-35段、摘要附图、说明书附图；2018年3月7日提交的权利要求第1-7项。
驳回决定中引用了以下对比文件：
对比文件1：CN 103109186A，公开日：2013年5月15日。
驳回决定中认为：权利要求1-7相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合是显而易见的。因此，权利要求1-7不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种微流体器件，用于控制和/或处理和/或检测微流体的一种或多种信号，其包括逻辑电路区域及流体区域，其特征在于，在所述流体区域中包括至少一个贯穿所述器件的上下表面且允许所述微流体流过的流体通道，
其中，所述流体通道为一通过通孔刻蚀技术或者打孔技术形成的贯穿衬底的上下表面的流体通道，
其中，所述逻辑电路区域中设置有具有行选择器及列选择器的逻辑电路，所述流体阵列中的每个流体通道的内壁上均附着有至少一个传感器，所述传感器与所述行选择器和/或列选择器相关联。
2. 如权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，所述每个流体通道内的内壁上都附着有至少一个传感器，用于感测流过所述流体通道的微流体的一种或多种信号。
3. 如权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，在所述流体区域内包括由mxn个流体通道组成的流体阵列，其中m，n为自然数。
4. 如权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，所述逻辑电路区域设置在所述流体区域的外围。
5. 如权利要求1-4中任一项所述的微流体器件，其特征在于，所述流体通道的孔径及密度被设计成使所述微流体经过所述流体通道分流之后的流量范围在0.01皮升至10毫升之间。
6. 一种用于制造如权利要求1-5所述的微流体器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
-提供一衬底；
-在所述衬底上沉积材料层；
-通过微电子加工工艺对所述材料层进行图形化，以在所述流体区域内形成至少一个开口区域；
-通过通孔刻蚀技术或打孔技术对所述开口区域中的衬底进行刻蚀或打孔，以形成至少一个贯穿衬底上下表面的流体通道；
-去除所述材料层。
7. 如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述衬底的材料选自导体材料、半导体材料、绝缘材料及高分子材料中的一种或多种。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年9月30日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，将原权利要求4进一步限定到原权利要求1中。复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种微流体器件，用于控制和/或处理和/或检测微流体的一种或多种信号，其包括逻辑电路区域及流体区域，其特征在于，在所述流体区域中包括至少一个贯穿所述器件的上下表面且允许所述微流体流过的流体通道，
其中，所述流体通道为一通过通孔刻蚀技术或者打孔技术形成的贯穿衬底的上下表面的流体通道，
其中，所述逻辑电路区域设置在所述流体区域的外围，所述逻辑电路区域中设置有具有行选择器及列选择器的逻辑电路，所述流体阵列中的每个流体通道的内壁上均附着有至少一个传感器，所述传感器与所述行选择器和/或列选择器相关联。
2. 如权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，所述每个流体通道内的内壁上都附着有至少一个传感器，用于感测流过所述流体通道的微流体的一种或多种信号。
3. 如权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，在所述流体区域内包括由mxn个流体通道组成的流体阵列，其中m，n为自然数。。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的微流体器件，其特征在于，所述流体通道的孔径及密度被设计成使所述微流体经过所述流体通道分流之后的流量范围在0.01皮升至10毫升之间。
5. 一种用于制造如权利要求1-4所述的微流体器件的制造方法，其 特征在于，包括如下步骤：
-提供一衬底；
-在所述衬底上沉积材料层；
-通过微电子加工工艺对所述材料层进行图形化，以在所述流体区域内形成至少一个开口区域；
-通过通孔刻蚀技术或打孔技术对所述开口区域中的衬底进行刻蚀或打孔，以形成至少一个贯穿衬底上下表面的流体通道；
-去除所述材料层。
6. 如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述衬底的材料选自导体材料、半导体材料、绝缘材料及高分子材料中的一种或多种。”
复审请求人认为：本申请修改后的权利要求1具有区别技术特征：（1）所述流体通道为一通过通孔刻蚀技术或者打孔技术形成的贯穿衬底的上下表面的流体通道。对比文件1中是通过两个具有开口的微沟槽的微器件相键合形成封闭的通道。本领域人员所公知的，尺寸微小的器件之间的键合工艺较为复杂，且对设备的要求高。且对比文件1通过键合形成的封闭通道的稳定性无法保证，很可能会产生使用过程中的封闭性被损坏，从而影响微器件性能的现象。另外，对比文件1中虽然也有利用到光刻和刻蚀技术，但是，对比文件1中并未将该光刻和刻蚀技术应用到流体通道的形成中。（2）包括逻辑电路区域及流体区域。对比文件1中的位线4721和字线4722是与通道相互交互的，并未实现逻辑电路与流体区域独立设置。（3）所述逻辑电路区域设置在所述流体区域的外围。本申请采用将逻辑电路与流体区域独立设置，且将逻辑电路区域设置在所述流体区域的外围的技术方案，有效防止了流体在流体区域的运动对逻辑电路工作的影响，大大提高了微流体器件的灵敏性和准确性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年10月12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，对比文件1已经公开了本申请的发明构思，修改后权利要求依然不具备创造性，坚持原驳回决定。
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9月12日向复审请求人发出复审通知书，指出权利要求1-6相对于对比文件1与现有技术（公知常识证据1，《微装配与MEMS仿真导论》，康晓洋 等，第二章 MEMS工艺及器件特性，第20页，西安电子科技大学出版社，2011年3月）中已存在的通过直接刻蚀形成贯穿衬底上下表面的通孔的技术手段的结合不具备创造性。
针对复审通知书，复审请求人于2019年10月21日提交了意见陈述书和修改后的权利要求1-5。复审请求人认为：（1）本申请的具有两端开口的流体通道为在衬底上通过打孔或刻蚀而一体成型，步骤简化，流体通道的结构简单、密闭性好、稳固性好；而对比文件1中是通过两个具有开口的微沟槽的微器件相互间键合形成封闭的通道。本领域人员公知的，尺寸微小的器件之间的键合工艺较为复杂，且对设备的要求高。且对比文件1通过键合形成的封闭通道的稳定性无法保证，很可能会产生使用过程中的封闭性被损坏，从而影响微器件性能的现象。此外，虽然对比文件1中也用到光刻和蚀刻技术，但是，对比文件1中并未将该光刻和蚀刻技术应用到封闭通道的形成中。而《微装配与MEMS仿真导论》中公开的将硅片进行腐蚀刻穿得到的泵腔为只有一端开口的圆孔，并非是两端开口的通孔，因为泵腔的一端覆盖有PDMS泵膜。（2）本申请的每个流体通道内的内壁上都附着有至少一个传感器。对比文件1中的探针或测试器件是嵌入微型通道的侧壁或底部的，而非微型通道内，与本申请中的传感器附着于流体通道内的内壁上的技术方案是不同的。两种不同的技术方案，其实现的技术效果不同，技术实现的难易程度不同，检测的精度不同。上述区别技术特征并非本领域公知常识，本申请具备专利法第22条第3款规定的创造性。新修改的权利要求书如下：
“1. 一种微流体器件，用于控制和/或处理和/或检测微流体的一种或多种信号，其包括逻辑电路区域及流体区域，其特征在于，在所述流体区域中包括至少一个贯穿所述器件的上下表面且允许所述微流体流过的流体通道，
其中，所述流体通道为一通过通孔刻蚀技术或打孔技术形成的贯穿衬底的上下表面的流体通道，
其中，所述逻辑电路区域设置在所述流体区域的外围，所述逻辑电路区域中设置有具有行选择器及列选择器的逻辑电路，所述流体阵列中的每个流体通道的内壁上均附着有至少一个传感器，用于感测流过所述流体通道的微流体的一种或多种信号，所述传感器与所述行选择器和/或列选择器相关联；
流体通道中所能检测的信号包括但不限于电学，磁学，电磁学，热学，光学，声学，生物学，化学，机电学，电化学，电光学，电学，热学，电化学机械，生物化学，生物力学，生物光学，生物热学，生物物理学，生物电力学，生物电化学，生物电光学，生物电热学，生物机械光学，生物热力学，生物热光学，生物电化学光学，生物机电光学，生物电热光学，生物电化力学，物理学或力学性质，或它们的组合。
2. 如权利要求1所述的微流体器件，其特征在于，在所述流体区域内包括由mxn个流体通道组成的流体阵列，其中m，n为自然数。
3. 如权利要求1-2中任一项所述的微流体器件，其特征在于，所述流体通道的孔径及密度被设计成使所述微流体经过所述流体通道分流之后的流量范围在0.01皮升至10毫升之间。
4. 一种用于制造如权利要求1-3所述的微流体器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
-提供一衬底；
-在所述衬底上沉积材料层；
-通过微电子加工工艺对所述材料层进行图形化，以在所述流体区域内 形成至少一个开口区域；
-通过通孔刻蚀技术或打孔技术对所述开口区域中的衬底进行刻蚀或打孔，以形成至少一个贯穿衬底上下表面的流体通道；
-去除所述材料层。
5. 如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述衬底的材料选自导体材料、半导体材料、绝缘材料及高分子材料中的一种或多种。”
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
1、关于审查文本
复审请求人于2019年10月21日提交了权利要求书的修改替换页。经审查，其修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审请求审查决定所针对的文本为：说明书摘要、说明书第1-35段、摘要附图、说明书附图；2019年10月21日提交的权利要求第1-5项。
2、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。
评价一项发明是否具备创造性时，应将其与最接近的现有技术比较以确定区别特征和实际解决的技术问题，然后考察现有技术整体上是否给出了将上述区别特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示。如果现有技术中没有公开所述区别特征，也不存在得到该区别特征的启示，且要求保护的技术方案能够获得有益的技术效果，则该发明具备创造性。
具体到本申请：
（1）权利要求1请求保护一种微流体器件。对比文件1公开了一种微器件（参见说明书第0012、0249-0286、0331-0332、0365段，附图1-5、30-31、47）：“作为检测仪的关键组件，微器件至少包括对来自探头的信息进行处理、控制、加压、接收、放大或存储的功能、这就需要一个中央处理器，它包括控制电路、寻址单元、放大电路(如锁相放大器)、逻辑处理电路、记忆单元、应用程序特定的芯片、信号发射器、信号接收器、传感器。提供了制造带有微型沟槽，沟槽侧墙内带有微探头的微器件。微器件上的微沟槽是开口的(见图2(i)2030)，需要和另一与之对称的结构(见图2(k)，2031)键合在一起形成一个封闭的通道(见图2(l)，2020)。制造方法包括利用学气相淀积，物理气相淀积，原子层淀积等方法向衬底淀积各种材料；利用光刻、刻蚀，将设计化成具体结构，化学机械抛光技术用于表面平坦化，化学清洗用于去除颗粒；扩散或离子注入用于特定层元素掺杂；热退火用于减少晶格缺陷，并激活离子。举例说明这种方法，向衬底淀积第一层材料；在第一层材料上淀积第二层材料，并利用微电子技术（光刻、刻蚀）图形化第二层材料，形成用于检测的尖端结构；淀积第三层材料并利用化学机械抛光将进行平坦化；淀积第四层材料并利用微电子技术将其图形化，利用微电子技术去除部分第三层材料，也可以去除部分第一层材料，刻蚀对第二层材料是有选择性的，这里第四层材料作为硬掩膜。硬掩膜一般指半导体工艺中用来替代聚合物或有机软材料掩膜的材料。在某些情况下可以将对称器件键合形成带有沟道的检测器件。该方法还包括将三个或更多个微器件整合成具有通道阵列的器件（相当于权利要求1的微流体器件）。涉及多个微器件，其中每个微器件包括一个微型槽，安装在微型槽侧壁或底部的探针，用于移动探针的支撑结构以及控制电路，微器件能够捕获，分类和修改DNA并测量其特性(例如，电学、热学或光学特性)。微型槽可以用来包住DNA双螺旋。微器件可以包括微型槽阵列以提高效率。图2（a）是集成了多个相同的微器件（311）的疾病检测仪（122）的剖面透视图。其中血液样品（211）可以放置在检测仪内部测试或在流过时测试一种或几种微观特性，如电气性能（包括表面电荷、表面电位、电流、阻抗等电学性能）、磁学性质、电磁性能、力学性能（如密度、硬度、剪切 强度、延展强度、断裂应力、附着力）、生物学特性、化学性质（如pH值或离子强度）、生化特性、热性能（例如温度）、光学特性和辐射特性。图47展示了阵列排布的生物检测器件。4701为阵列的微型通道，可以流过流体与生物体。4702是通道旁嵌入式的测试器件。传感器连接到位线4721和字线4722。信号被解码器R收集。4742执行行选择，4741执行列选择（即公开了具有行选择器及列选择器的逻辑电路）。如图47（b）所示，微型阵列生物检测器件4700可嵌入宏观通道4701。微型通道的尺寸范围约为1微米至1毫米。微型通道的形状可以是矩形、椭圆形、圆形或多边形”。
由对比文件1公开的内容可知，具有通道阵列的器件包括探头，其可用于控制和/或处理和/或检测微流体的一种或多种信号，其具有中央处理器，中央处理器包括逻辑处理电路、记忆单元、应用程序特定的芯片、信号发射器、信号接收器、传感器等部件，即包括逻辑电路区域及流体区域；流体通道的制造方法中可包括刻蚀的步骤，逻辑电路中具有行选择器和列选择器，流体阵列中的每个流体通道的内壁上均设置有至少一个传感器，所述传感器与所述行选择器和/或列选择器相关联。
权利要求1所请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别特征在于：权利要求1限定了在流体区域中包括至少一个贯穿所述器件的上下表面且允许微流体流过的流体通道，其中，流体通道为一通过通孔刻蚀技术或者打孔技术形成的贯穿衬底的上下表面的流体通道，逻辑电路区域设置在所述流体区域的外围，所述流体阵列中的每个流体通道的内壁上均附着有至少一个传感器，并限定了流体通道中所能检测的具体信号形式。基于上述区别特征，可以确定权利要求1实际要解决的技术问题是：如何对待处理微流体进行高度精密控制和/或处理和/或检测。
对于上述技术问题，本申请权利要求1的流体通道为一通过通孔刻蚀技术或打孔技术形成的贯穿衬底的上下表面的流体通道，流体阵列中的每个流体通道的内壁上均附着有至少一个传感器。权利要求1的技术方案克服了在流体运动方向上的绝大部分路径排布在器件平面内的缺陷，达到了提供的微流体器件包含贯穿于器件的通道阵列，能够对待处理微流体进行分流，形成更小量的流体的技术效果，同时也可以对微流体进行检查。而对比文件1要解决的技术问题是如何提高疾病检测的敏感性和特异性，减少样品制备的复杂程序。对比文件1是通过两个具有开口的微沟槽的微器件相互间键合形成封闭的通道，在形成对称器件的沟槽时，通过向衬底淀积各种材料、并利用微电子技术（光刻、刻蚀）图形化第二层材料来形成用于检测的尖端结构，即对比文件1的探针或测试器件是嵌入微型通道的侧壁或底部的，而非附着于微型通道内。
对比文件1与权利要求1的流体通道制备方法、传感器的连接方式存在不同，对比文件1并没有教导使用权利要求1所限定的通过通孔刻蚀技术或打孔技术形成的贯穿衬底的上下表面的流体通道和每个流体通道的内壁上均附着有至少一个传感器。
公知常识证据1教导了使用通孔刻蚀技术来形成贯穿衬底的上下表面的泵腔，而泵腔无法单独控制微流体流量，其需要与其它部件配合使用来调节微流体的配给精度；尽管在泵腔的制作过程中使用了通孔刻蚀技术贯穿了衬底的上下表面，但是在使用时，泵腔的一端覆盖有PDMS泵膜，并非是使流体流过贯穿上下表面的通孔的形式。公知常识证据1没有教导如何通过通孔刻蚀技术或打孔技术来形成贯穿衬底的上下表面的流体通道，也没有给出通过贯穿衬底的上下表面的流体通道来对待处理微流体进行分流、形成精密测量的微流体器件的技术启示。目前也无其它证据表明上述区别特征属于本领域中解决本申请实际解决的技术问题的公知常识。
由于权利要求1使用了通过通孔刻蚀技术或打孔技术形成贯穿衬底的上下表面的流体通道，则相应的，用于检测的尖端结构不能通过向衬底沉积材料和图形化第二层材料的方式来形成，传感器附着于流体通道的内壁上是基于流体通道由通孔刻蚀技术或打孔技术形成而设置的，这两个技术手段是相互关联的。并且，由本申请说明书第1页第2-3段和第2页倒数第2段记载的内容可见，权利要求1的技术方案能够对待处理微流体进行分流，形成更小量的流体，达到精密的流量控制的技术效果。
综上所述，权利要求1相对于对比文件1和本领域公知常识的结合是非显而易见的，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2）权利要求2-3是从属权利要求，在其引用的权利要求1具备创造性的情况下，权利要求2-3相对于对比文件1和本领域公知常识的结合也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（3）权利要求4请求保护一种用于制造如权利要求1-3所述的微流体器件的制造方法。由于权利要求1具有创造性，制备该产品的方法也具有创造性，因此权利要求4相对于对比文件1和本领域公知常识的结合也具备专利法第22条第3款规定的创造性。引用权利要求4的从属权利要求5也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于驳回决定和前置审查意见
对于原审查部门在驳回决定和前置审查意见，合议组认为：首先，根据权利要求1与对比文件1的区别可以确定本申请实际所要解决的技术问题是如何对待处理微流体进行高度精密控制和/或处理和/或检测。对比文件1通过两个具有开口的微沟槽的微器件相互间键合形成封闭的通道，与本申请形成流体通道的技术手段不同。本申请克服了在流体运动方向上的绝大部分路径排布在器件平面内的缺陷，达到精密的流量控制的技术效果，对比文件1达到的技术效果与本申请也不同，对比文件1没有给出通过通孔刻蚀技术或打孔技术形成的贯穿衬底的上下表面的流体通道的教导启示。其次，原审查部门在在驳回决定和前置意见中认为采用“所述流体通道为一通过对通孔进行刻蚀技术或者打孔技术形成的贯穿衬底的上下表面的流体通道”属于本领域的常规技术手段，但并没有给出对比文件1的流体通道为贯穿衬底上下表面以及通孔刻蚀技术或打孔技术在形成贯穿衬底上下表面的流体通道中为常规技术手段的相关证据。再者，对于前置意见中认为的“根据微流体通道的作用，对比文件1中键合形成的通道必然考虑了稳定性和封闭性以保证其不易被损坏”和“对比文件1中微通道形成的制作方法相对于本申请较为复杂，其实现的功能和起到的作用相对更多”的审查意见，本申请实现微流体通道的步骤简单，也同样能提供一种微流体器件，用于控制和/或处理和/或检测微流体的一种或多种信号，实现多种功能。
综上所述，修改后的权利要求1相对于目前的证据具备创造性。
根据以上事实和理由，合议组作出如下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年6月26 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在上述复审请求审查决定所针对文本的基础上对本申请继续进行审查。 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，复审请求人可以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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