发明创造名称：气体传感器
外观设计名称：
决定号：197279
决定日：2019-12-09
委内编号：1F274095
优先权日：2014-04-08
申请（专利）号：201510163201.8
申请日：2015-04-08
复审请求人：ams国际有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：杨莉莎
合议组组长：王海玲
参审员：赵晓宇
国际分类号：G01N27/12
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，现有技术中没有给出将该区别技术特征应用到该最接近的对比文件以解决其存在的技术问题的启示，该区别技术特征也不属于本领域的公知常识，并且该区别技术特征使该权利要求请求保护的技术方案产生了有益的技术效果，则该权利要求具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510163201.8，名称为“气体传感器”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为ams国际有限公司。本申请的申请日为2015年04月08日，优先权日为2014年04月08日，公开日为2015年10月14日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年11月02日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-9、11-14不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定在其他说明部分指出权利要求10、15不符合专利法第33条的规定。驳回决定中引用如下一篇对比文件：
对比文件1：US 6238085B1，公告日为2001年05月29日。
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1-54段、摘要附图；2017年09月08日提交的说明书附图1-5；2018年09月07日提交的权利要求第1-15项 。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种热导气体传感器，包括：
感测元件；
放大材料，耦合到所述感测元件并具有取决于目标气体的热扩散性；以及
半导体衬底，具有腔体，其中，所述感测元件位于所述腔体内，
其中，所述感测元件测量所述放大材料的热扩散性，
其中，所述放大材料沉积在所述感测元件的顶部并密封所述腔体的顶部。
2. 根据权利要求1所述的传感器，还包括：
基于热扩散性测量计算目标气体浓度的模块。
3. 根据权利要求1所述的传感器，其中：
所述放大材料的热扩散性在暴露于目标气体时比包含所述目标气体的所接收的气体的热扩散性变化更大。
4. 根据权利要求1所述的传感器，其中：
所述目标气体对所述放大材料的热扩散性进行可逆修改。
5. 根据权利要求4所述的传感器，其中：
通过加热所述感测元件，将所述放大材料的热扩散性重置为初始热扩散性。
6. 根据权利要求4所述的传感器，还包括：
基于将所述放大材料的热扩散性重置为初始热扩散性所需热能的量计算目标气体浓度的模块。
7. 根据权利要求1所述的传感器，其中：
所述放大材料是包括以下各项的组中的至少一个：有机碱分子、混合胺溶剂、以及具有与空气中的目标气体摩尔密度相比更大的目标气体摩尔密度的聚合物或金属有机构架。
8. 根据权利要求1所述的传感器，其中：
所述感测元件是包括以下各项的组中的至少一个：电容换能器、电阻换能器、阻抗换能器、或光学换能器。
9. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述半导体衬底是硅衬底，以及所述感测元件包括感测线。
10. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述放大材料在不填充所述腔体的情况下密封所述腔体的顶部。
11. 根据权利要求1所述的传感器，其中：
所述气体传感器是热丝检测器。
12. 根据权利要求1所述的传感器，还包括：
加热元件，用于在测量所述放大材料的热扩散性前使所述气体传感器进入预定温度均衡状态。
13. 根据权利要求12所述的传感器，其中：
所述加热元件是所述感测元件。
14. 一种CMOS气体传感器，包括：
感测元件；
放大材料，耦合到所述感测元件并具有取决于目标气体的热扩散性；
半导体衬底，具有腔体，其中，所述感测元件位于所述腔体内，
其中，所述感测元件在所述放大材料暴露于参照气体时具有第一电阻，
其中，所述感测元件在所述放大材料暴露于目标气体时具有第二电阻，
其中，所述放大材料沉积在所述感测元件的顶部并密封所述腔体的顶部；以及
所述CMOS气体传感器还包括：将所述第一电阻和所述第二电阻之差转换为目标气体浓度的模块。
15. 根据权利要求14所述的CMOS气体传感器，其中，所述放大材料在不填充所述腔体的情况下密封所述腔体的顶部。”
驳回决定认为：权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比，其区别在于：（1）感测元件测量放大材料的热扩散性，是热导气体传感器；（2）放大材料沉积在感测元件的顶部并密封腔体的顶部。上述区别特征属于本领域常用技术手段。因此在对比文件1的基础上结合本领域的常用技术手段以获得该权利要求所要求保护的技术方案是显而易见的，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求2-9、11-13的附加技术特征或被对比文件1公开或属于本领域常用技术手段，因此在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，从属权利要求2-9，11-13也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求14所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比，其区别在于：（1）传感器是CMOS传感器；（2）感测元件在放大材料暴露于参照气体时具有第一电阻；感测元件在放大材料暴露于目标气体时具有第二电阻；将第一电阻和第二电阻之差转换为目标气体浓度的模块；放大材料沉积在感测元件的顶部并密封腔体的顶部。上述区别特征属于本领域常用技术手段。因此在对比文件1的基础上结合本领域的常用技术手段以获得该权利要求所要求保护的技术方案是显而易见的，权利要求14不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定在其他说明部分指出：权利要求10、15为申请人新增加的从属权利要求，其附加技术特征中的 “所述放大材料在不填充所述腔体的情况下密封所述腔体的顶部”超出了原申请文件记载的范围，原说明书和权利要求书中仅记载了（参见原说明书第[0050]段）：“放大材料108沉积在感测元件104(例如热导电极)的顶部并密封腔体106的顶部”。说明书的附图2中所示的放大材料108也是填充了腔体106的一部分的，即“所述放大材料在不填充所述腔体的情况下密封所述腔体的顶部”既未明确地记载在原说明书和权利要求书中，也不能由原说明书和权利要求书所记载的内容直接、毫无疑义地确定，即修改超出了原说明书和权利要求书记载的范围，这样的修改不符合专利法第33条的规定。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年02月18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。其中在驳回决定针对的审查文本的基础上，删除了权利要求2、10、15，独立权利要求1中增加了技术特征“基于热扩散性测量计算目标气体浓度的模块，其中，所述基于热扩散性测量计算目标气体浓度的模块是电路并且与所述感测元件电连接，其中，所述热导气体传感器是使用CMOS工艺制造的”，从属权利要求6的附加技术特征由“还包括基于将所述放大材料的热扩散性重置为初始热扩散性所需热能的量计算目标气体浓度的模块”修改为“所述基于热扩散性测量计算目标气体浓度的模块计算所述目标气体浓度”，独立权利要求12增加了技术特征“其中，所述将所述第一电阻和所述第二电阻之差转换为目标气体浓度的模块是电路并且与所述感测元件电连接，其中，所述CMOS气体传感器是使用CMOS工艺制造的”，同时对各项权利要求的编号和引用关系做了相应修改。修改后的权利要求书包括12项权利要求，具体如下：
“1. 一种热导气体传感器，包括：
感测元件；
放大材料，耦合到所述感测元件并具有取决于目标气体的热扩散性；以及
半导体衬底，具有腔体，其中，所述感测元件位于所述腔体内，
其中，所述感测元件测量所述放大材料的热扩散性，
其中，所述放大材料沉积在所述感测元件的顶部并密封所述腔体的顶部，
其中，所述热导气体传感器还包括基于热扩散性测量计算目标气体浓度的模块，其中，所述基于热扩散性测量计算目标气体浓度的模块是电路并且与所述感测元件电连接，
其中，所述热导气体传感器是使用CMOS工艺制造的。
2. 根据权利要求1所述的传感器，其中：
所述放大材料的热扩散性在暴露于目标气体时比包含所述目标气体的所接收的气体的热扩散性变化更大。
3. 根据权利要求1所述的传感器，其中：
所述目标气体对所述放大材料的热扩散性进行可逆修改。
4. 根据权利要求3所述的传感器，其中：
通过加热所述感测元件，将所述放大材料的热扩散性重置为初始热扩散性。
5. 根据权利要求3所述的传感器，其中，所述基于热扩散性测量计算目标气体浓度的模块计算所述目标气体浓度。
6. 根据权利要求1所述的传感器，其中：
所述放大材料是包括以下各项的组中的至少一个：有机碱分子、混合胺溶剂、以及具有与空气中的目标气体摩尔密度相比更大的目标气体摩尔密度的聚合物或金属有机构架。
7. 根据权利要求1所述的传感器，其中：
所述感测元件是包括以下各项的组中的至少一个：电容换能器、 电阻换能器、阻抗换能器、或光学换能器。
8. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述半导体衬底是硅衬底，以及所述感测元件包括感测线。
9. 根据权利要求1所述的传感器，其中：
所述气体传感器是热丝检测器。
10. 根据权利要求1所述的传感器，还包括：
加热元件，用于在测量所述放大材料的热扩散性前使所述气体传感器进入预定温度均衡状态。
11. 根据权利要求10所述的传感器，其中：
所述加热元件是所述感测元件。
12. 一种CMOS气体传感器，包括：
感测元件；
放大材料，耦合到所述感测元件并具有取决于目标气体的热扩散性；
半导体衬底，具有腔体，其中，所述感测元件位于所述腔体内，
其中，所述感测元件在所述放大材料暴露于参照气体时具有第一电阻，
其中，所述感测元件在所述放大材料暴露于目标气体时具有第二电阻，
其中，所述放大材料沉积在所述感测元件的顶部并密封所述腔体的顶部；以及
所述CMOS气体传感器还包括将所述第一电阻和所述第二电阻之差转换为目标气体浓度的模块，其中，所述将所述第一电阻和所述第二电阻之差转换为目标气体浓度的模块是电路并且与所述感测元件电连接，
其中，所述CMOS气体传感器是使用CMOS工艺制造的。”
复审请求人认为：（1）对比文件1没有公开新增加的技术特征，将模块实现为电路并电连接到感测元件可以使得气体测量通过更紧凑的结构来实现，通过CMOS工艺也能使得气体传感器的实现更加紧凑且低成本。（2）对比文件1没有公开“放大材料沉积在感测元件的顶部并密封腔体的顶部”这一特征。由于对比文件1中的微结构的第一部分被热偶对15的结17上方的气体敏感活性涂层20覆盖，第二部分被热偶对15的结16上方的气体不敏感活性涂层19覆盖，第三部分上不具有气体敏感活性涂层20或气体不敏感活性涂层19，所以本领域技术人员不会从对比文件1中得到任何关于上述区别技术特征的启示。对比文件1中使用结16、17的温度差来计算气体浓度，在放大材料密封腔体的情况下，气体将被参照结16附近的放大材料吸收，使得结16敏感，进而使得结16、17之间的温度差减小，降低对比文件1中传感器的灵敏度，本领域技术人员没有任何动机去实现放大材料密封腔体的顶部的特征。本申请中通过密封腔体的顶部抑制了颗粒在腔体中积累，这些颗粒可能粘附到微结构并改变为结构的热属性。因此，腔体中的颗粒在微结构处被吸收会对气体测量产生影响。通过使用放大材料来密封腔体，可以减小或消除这一影响，并相应地改善测量的准确度。
复审请求人在2018年02月28日答复复审请求补正通知书，将复审请求人“AMS国际有限公司”修改为“ams国际有限公司”，使其与专利申请人名称保持一致。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年03月06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，（1）对比文件1已经公开了（参见说明书第2栏第6-46行，第55-57行，第3栏第29-35行，第6栏第8-29行、附图4）：基于热性质测量计算目标气体浓度的模块，该模块是电路装置30并且与传感元件电连接（参见第3栏第29-35行，第6栏第8-29行、附图4）。使用CMOS工艺制造气体传感器，属于本领域的常用技术手段。（2）对比文件1已经公开了通过耦合到传感元件的敏感材料20选择性吸收目标气体，将目标气体集中到传感元件的表面，传感元件测量吸收目标气体的敏感材料20的热性质。对比文件1中叠层薄膜微结构的传感元件是一个示例的结构。传感元件能够探测敏感材料的温度变化即可，对比文件1中已经公开了感测元件可为电阻换能器（参见说明书第6栏第10-15行），采用电阻丝作为热导气体传感器的温度感测元件，属于本领域的常用技术手段（参见“机电一体化设计”，陈鼎南，第101页，清华大学出版社，2013年07月），为了简化传感器的结构，采用电阻丝作为对比文件1中传感器的感测元件，可以由本领域技术人员根据实际需要通过常规选择获得；采用电阻丝作为感测元件时，为了进一步增强放大材料对目标气体的放大效果，增加放大材料的量，以及保证传感器结构的稳定性，使放大材料沉积在感测元件的顶部并密封腔体的顶部，可以由本领域技术人员根据实际需要通过常规选择获得，并不需要付出创造性的劳动，其获得的技术效果是可以合理预期的，因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
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
（一）审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人在2019年02月18日提出复审请求时提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，所作修改符合专利法实施细则第61条第1款的规定。因此，本决定所针对的审查文本为：复审请求人于申请日提交的说明书摘要、说明书第1-54段、摘要附图；2017年09月08日提交的说明书附图1-5；2019年02月18日提交的权利要求第1-12项 。
（二）有关修改是否超范围的问题
专利法第33条规定：申请人可以对其专利申请文件进行修改，但是，对发明专利申请文件的修改不得超出原说明书和权利要求书记载的范围。
驳回决定针对2018年09月07日提交的权利要求第1-15项,指出权利要求10、15的修改不符合专利法第33条的规定。复审请求人于2019年02月18日提出复审请求时，在驳回决定针对的审查文本的基础上，删除了权利要求10、15，克服了驳回决定指出的不符合专利法第33条的规定的缺陷。
综上所述，修改后的权利要求书未超出原申请文件记载的范围，同时已经不再存在驳回决定中指出的缺陷，因此其修改符合专利法第33条的规定。
（三）关于本申请的创造性
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，该实用新型有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，现有技术中没有给出将该区别技术特征应用到该最接近的对比文件以解决其存在的技术问题的启示，该区别技术特征也不属于本领域的公知常识，并且该区别技术特征使该权利要求请求保护的技术方案产生了有益的技术效果，则该权利要求具备创造性。
具体到本案：
关于权利要求1-11的创造性
权利要求1请求保护一种热导气体传感器。对比文件1是最接近的现有技术，其公开了一种示差热分析传感器，并具体公开了以下的技术特征（参见说明书第2栏第6行-第3栏第28行，第4栏第20行-第8栏第22行、附图1-12）：包括：传感元件；以及敏感材料20（参见说明书第2栏第10-43行），耦合到传感元件，敏感材料20能够选择性吸收目标气体，将目标气体集中到传感元件的表面（参见说明书第4栏第1-4行，第6栏第20-29行），吸收的目标气体与敏感材料20之间的相互作用影响敏感材料20的热性质（参见说明书第4栏第1-2行，第6栏第36-38行），热性质包括热传导性、热扩散率、热容等（参见说明书第4栏第31-32行，第55-57行）；硅衬底11，硅衬底11具有腔体22；传感元件位于腔体22（参见说明书第2栏第6-46行）；传感元件不直接测量混合气中的目标气体，测量吸收目标气体的敏感材料20的热性质（参见说明书第6栏第30-38行）。基于热性质测量计算目标气体浓度的模块，该模块是电路装置30并且与传感元件电连接（参见第3栏第29-35行，第6栏第8-29行、附图4）。
将权利要求1与对比文件1对比可知，对比文件1中的传感元件相当于本申请权利要求1的感测元件，对比文件1的敏感材料20能够选择性吸收目标气体，将目标气体集中到传感元件的表面，相当于权利要求1的将目标气体进行浓度集中的放大材料，对比文件1的硅衬底11相当于权利要求1的半导体衬底。
该权利要求所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比，其区别在于：（1）感测元件是热导气体传感器，还包括基于热扩散性测量计算目标气体浓度的模块，其中，所述基于热扩散性测量计算目标气体浓度的模块是电路并且与所述感测元件电连接，其中，所述热导气体传感器是使用CMOS工艺制造的；（2）放大材料沉积在感测元件的顶部并密封腔体的顶部。基于上述区别特征可以确定，权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是：提供一种替代的测量目标热参量，以及抑制颗粒在腔体中累积，以减小或消除其对气体测量产生影响。
对于区别特征（1），热扩散性是表征材料热性质的一个重要参量，吸收目标气体后的敏感材料的热扩散性是和吸收的目标气体的量相关的，使感测元件测量放大材料的热扩散性，使气体传感器成为热导气体传感器，可以由本领域技术人员根据实际需要通过常规选择获得。另外对比文件1已经公开了基于热性质测量计算目标气体浓度的模块，该模块是电路装置30并且与传感元件电连接（参见第3栏第29-35行，第6栏第8-29行、附图4），在此基础上，本领域技术人员容易想到设置所述基于热扩散性测量计算目标气体浓度的模块，使其与传感元件电连接，而使用CMOS工艺制造气体传感器，属于本领域的常用技术手段。
对于区别特征（2），前置意见认为对比文件1中叠层薄膜微结构的传感元件是一个示例的结构，传感元件能够探测敏感材料的温度变化即可。对比文件1中已经公开了感测元件可为电阻换能器（参见说明书第6栏第10-15行），采用电阻丝作为热导气体传感器的温度感测元件，属于本领域的常用技术手段（参见“机电一体化设计”，陈鼎南，第101页，清华大学出版社，2013年07月），为了简化传感器的结构，采用电阻丝作为对比文件1中传感器的感测元件，可以由本领域技术人员根据实际需要通过常规选择获得；采用电阻丝作为感测元件时，为了进一步增强放大材料对目标气体的放大效果，增加放大材料的量，以及保证传感器结构的稳定性，使放大材料沉积在感测元件的顶部并密封腔体的顶部，可以由本领域技术人员根据实际需要通过常规选择获得。
对此，合议组认为：对比文件1公开了，示差热分析传感器的表面包括气体敏感活性涂层20和气体不敏感活性涂层19，气体不敏感活性涂层19上面设置有电介质21，将活性涂层19与周边环境隔绝。活性涂层20暴露于周边环境。暴露与不暴露是示差传感的关键（说明书第2栏第2、3段）。从对比文件1公开内容可知，对比文件1中需要测定结16、17的温度差，因此结16上面气体不敏感活性涂层19需要被电介质21覆盖以与周边环境隔绝来实现与具有暴露于周边环境的活性涂层20的结17的温度差。在对比文件1的基础上，如果将放大材料密封腔体，气体将被参照结16附近的放大材料吸收，使得结16敏感，进而使得结16、17之间的温度差减小，降低对比文件1中传感器的灵敏度，因此本领域技术人员没有任何动机将放大材料密封腔体的顶部。由此可见，对比文件1没有给出将放大材料密封腔体的顶部的技术启示。前置意见中提到的公知常识证据文件（“机电一体化设计”，陈鼎南，第101页，清华大学出版社，2013年07月）仅仅公开了在温度的作用下，电阻丝的电阻随之变化。电阻丝可以用于热电阻传感器。上述公知常识证据文件并没有给出关于区别特征（2）的技术启示。即使如前置意见所述采用电阻丝作为热导气体传感器的温度感测元件属于本领域的常用技术手段，对比文件1中传感元件结16、17的功能也为感测温度变化，本领域技术人员在对比文件1的基础上结合上述本领域常用技术手段，只会考虑到将两个感测不同温度的传感元件结16、17都替换为具有相同功能的电阻丝，但是基于示差传感的原理，其中一个传感元件仍然需要设置与周边环境隔绝，以实现示差传感，此时仍然不存在技术启示使得本领域技术人员有动机对对比文件1的方案进行改动以实现“放大材料沉积在感测元件的顶部并密封腔体的顶部”。目前也尚没有证据能够证明上述区别技术特征(2)属于本领域的公知常识。本申请中通过密封腔体的顶部抑制了颗粒在腔体中积累，这些颗粒可能粘附到微结构并改变为结构的热属性。因此，腔体中的颗粒在微结构处被吸收会对气体测量产生影响。通过使用放大材料来密封腔体，可以减小或消除这一影响，并相应地改善测量的准确度，取得了有益的技术效果。
因此，独立权利要求1相对于对比文件1与本领域公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，从而具备专利法第22条第3款规定的创造性。在独立权利要求1具备创造性的基础上，直接或间接引用独立权利要求1的从属权利要求2-11也均具备专利法第22条第3款规定的创造性。
关于权利要求12的创造性
权利要求12要求保护一种CMOS气体传感器，其中也包括技术特征“放大材料沉积在感测元件的顶部并密封腔体的顶部”，基于权利要求1的意见评述可知，本领域技术人员没有任何动机将放大材料密封腔体的顶部，目前也尚没有证据能够证明上述技术特征属于本领域的公知常识。因此独立权利要求12相对于对比文件1与本领域公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，从而具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上，权利要求1-12相对于对比文件1与本领域公知常识的结合具备专利法第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11月02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本决定所针对的文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
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,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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