Владимир Петров - Задачник по АРИЗ-85-В

Применение стандарта 1.2.1 (подкласс 1.2. Разрушение веполей), где для разрушения вредного действия между веществами необходимо добавить вещество ( В 3), которое увеличит общую площадь алмазов ( В 1).

В качестве В 3нужно использовать материал, который не уменьшает общую площадь инструмента.

где

В 1 —кристаллы алмаза;

В 2 — связующий материал;

П — адгезия;

В 3 — икс-элемент.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1. Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона, окружающая кристалл; зона соприкосновения кристалла и основы.

ШАГ 2.2. Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время работы алмазного инструмента.

Т2 — время изготовления алмазного инструмента.

ШАГ 2.3. Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Металл в виде порошка и расплава, пространство между кристаллами, расположенными вплотную.

б) ВПР изделия.

Кристалл алмаза, его микротрещины и микрополости.

2. Внешнесистемные

а) ВПР среды.

Температура расплавления металла (основы), давление, вибрация.

б) ВПР общие.

Воздух вокруг кристаллов.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Излишки основы.

б) дешевые.

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет удерживать кристаллы алмазов в течение ОВ (во время работы инструмента) в пределах ОЗ (окружение кристалла алмаза, соприкосновение кристалла и основы), не мешая кристаллам находиться вплотную.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы кристалла алмаза, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют удерживать кристаллы алмазов в течение ОВ (во время работы инструмента) в пределах ОЗ (окружение кристалла алмаза, соприкосновение кристалла и основы), не мешая кристаллам находиться вплотную.

ШАГ 3.3. Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП) :

Кристаллы алмазов должны находиться вплотнуюдруг к другу, чтобы обеспечить максимальную площадь алмазного инструмента, и не должны находиться вплотную, чтобы хорошо удерживаться в инструменте.

ШАГ 3.4. Формулировка ФП на микроуровне.

Частички основы должнынаходиться между кристаллами, чтобы удерживать их в основе, и не должнынаходиться между кристаллами, чтобы обеспечить максимальную площадь алмазного инструмента.

ШАГ 3.5. Формулировка ИКР-2.

Зона между кристаллами во время работы алмазного инструмента должна сама удерживать кристаллы в основе.

Приходим к выводу, что основы между кристаллами быть не должно («отсутствующая» основа).

ШАГ 3.6. Применение стандартов.

Для измененной ситуации представим вепольную модель исходной ситуации.

где

В 1 — алмазные кристаллы;

В 2 — «отсутствующая» основа (связующий материал);

П — адгезия.

«Отсутствующий» связующий материал ( В 2) делает максимальной площадь алмазов( В 1) — прямая стрелка.

«Отсутствующий» связующий материал ( В 2) не удерживает алмазы( В 1) — волнистая стрелка.

Применение стандарта 1.2.1 (класс 1.2. Разрушение веполей), где для разрушения вредного действия между веществами необходимо добавить вещество ( В 3), которое увеличит общую площадь алмазов ( В 1).

В качестве В 3нужно использовать материал, который удерживает алмазы.

где

В 1 —алмазные кристаллы;

В 2 — «отсутствующий» связующий материал;

П — адгезия;

В 3 — икс-элемент.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны пробраться в кристалл (в полости и трещины кристалла) и удерживаться за основу (рис. 3).

Рис. 3. ММЧ

ШАГ 4.2. Шаг назад от ИКР.

1. ИКР .

Кристаллы расположены вплотную и не выкрашиваются при работе.

2. Шаг назад от ИКР .

Кристаллы на микрон отстают друг от друга.

3. Как теперь достичь ИКР .

В это минимальное расстояние помещается что-то, что прекрасно заполняет микротрещины и микрополости кристалла и входит в основу так, что кристаллы и основа становятся одним целым.

ШАГ 4.3. Применение смеси ресурсных веществ.

Прослойка может быть сделана из смеси высокоплавких металлов.

ШАГ 4.4. Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Задача не решается.

ШАГ 4.5. Применение веществ, производных от ресурсных(или применением смеси этих производных веществ с «пустотой»).

См. шаг 4.3. Прослойку делать из высокоплавких металлов с температурой плавления выше, чем температура плавления основы.

ШАГ 4.6. Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Может быть, воспользоваться электрическим полем для проникновения прослойки в микротрещины и микрополости кристалла?

ШАГ 4.7. Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

Задача может быть решена, например, использованием электролиза для покрытия кристаллов необходимым металлом.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1. Применение стандартов.

Можно применить стандарт 1.1.3. Переход к внешнему комплексному веполю.

где

В 1 —кристаллы алмаза;

В 2 — связующий материал;

П — адгезия;

В 3 — икс-элемент (дополнительный металл).

ШАГ 5.2. Применение задач аналогов.

В качестве задачи-аналога может служить задача о припайке золотых проводников к микросхеме 8 8 Петров В. М. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Уровень 1. — М: Солон-Пресс, 2017. — 252 с.: ил. (ТРИЗ от А до Я). ISBN 978-5-91359-239-2 (задача 6.13). .

Условие задачи

Обычно проводники в интегральных микросхемах (ИМС) делают из золота, имеющего самое малое удельное сопротивление току, но недопустимо плохую адгезию с материалом подложки. Как быть?

Решение

Сначала наносят подслой, имеющий хорошую адгезию с подложкой и с золотом, а затем на него напыляют золото. В качестве подслоя берут никель или титан.