DE1115852B

DE1115852B - Verfahren zur Herstellung einer Magnetspeicherplatte mit diskreten magnetisierbaren Bereichen

Info

Publication number: DE1115852B
Application number: DEI17282A
Authority: DE
Inventors: John Scott Eggenberger
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1958-11-25
Filing date: 1959-11-25
Publication date: 1961-10-26
Also published as: GB884716A; NL130453C; US3089222A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

117282 Vmc/21g

ANMELDETAG: 25. NOVEMBER 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 26. OKTOBER 1961

In programmgesteuerten Rechenanlagen und anderen Geräten zur automatischen Datenverarbeitung werden für Speicher- und Steuerzwecke häufig magnetische Matrixspeicheranordnungen verwendet, welche aus einer Vielzahl einzelner Magnetkerne aufgebaut sind. Bei diesen Anordnungen ist nachteilig, daß sie einmal für viele Anwendungen nicht gedrängt genug aufgebaut werden können und zum anderen sich wenig für eine automatische Fertigung eignen. Es wurden daher auch schon ähnliche Anordnungen entwickelt, in welchen diese Nachteile dadurch vermieden werden, daß an Stelle der einzelnen Magnetkerne eine größere zusammenhängende Speicherplatte aus einem ferromagnetischen Material verwendet wird, welche in eine Vielzahl mit entsprechenden Aussparungen versehener magnetisierbarer Bereiche aufgeteilt ist. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die einzelnen magnetisierbaren Bereiche nicht magnetisch gegeneinander isoliert sind, so daß sie sich bei engem Aufbau gegenseitig beeinflussen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Magnetspeicherplatte mit diskreten magnetisierbaren Bereichen, welche magnetisch gegeneinander isoliert sind. Erfindungsgemäß wird hierzu eine erste Schicht aus einem ferromagnetischen Material mit einer zweiten Schicht aus einem nichtmagnetischen Material, welche an den den magnetisierbaren Bereichen entsprechenden Stellen Aussparungen aufweist, versehen und derart verschmolzen, daß das nichtmagnetische Material die erste Schicht in ihrer ganzen Dicke durchdringt und sich mit dem ferromagnetischen Material zu einem nichtmagnetischen Material legiert.

Besonders vorteilhaft ist die Herstellung einer _φ solchen metallischen,. Speicheranordnung ausgehend von dünnen Blechen aus ferromagnetischem Material, wobei diese erste Schicht zweckmäßig aus einer Nickel-Eisen-Legierung- mit, etwa 80 Gewichtsprozent Nickel und 20 Gewichtsprozent Eisen und die zweite Schicht aus Kupfer' besteht, Die zweite Schicht soll dabei eine solche Dicke aufweisen, daß die resultierende nichtmagnetische Legierung mindestens 37 Gewichtsprozent Kupfe*t enthält.

Die Bildung einer,"· Speicherplatte gemäß der Erfindung aus diesen ^.üsgangswerkstoffen beruht auf den magnetischen Eigenschaften des Legierungssystems Nickel-EiseÄrKupfer, Zur Kennzeichnung dieser Eigenschaften! ist in Fig. 1 die Abhängigkeit der Sättigungsmagnefisierung;B_m einer 80 Gewichtsprozent Nickel enthaltenden Nickel-Eisen-Legierung

bei Raumtemperatur von der Kupferbeimengung dar

gestellt. Wie diese Figur zeigt, ist die Sättigumgsmä- ' Verfahren zur Herstellung

einer Magnetspeicherplatte mit diskreten

magnetisierbaren Bereichen

Anmelder:
International Business Machines Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. E. Böhmer,

Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49, Patentanwalt

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. November 1958 (Nr. 776 259)

John Scott Eggenberger, Poughkeepsie, N. Y.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

gnetisierung von Legierungen im Fe-Ni-Cu-System stark von dem Prozentsatz des Kupferzusatzes zu einer 80 Gewichtsprozent Nickel enthaltenden Nickel-Eisen-Legierung abhängig. Dieser Effekt des Kupferzusatzes beruht auf der Ausfällung einer zweiten Phase bei hohen Kupferkonzenträtionen. Für Zusätze zu einer 80'%. Nickel enthaltenden Nickel-Eisen-Legierung liegt die Löslichkeitsgrenze von Kupfer bei Raumtemperatur bei etwa 37 Gewichtsprozent. Die Ausfällung dieser zweiten Phase bewirkt außerdem einen steilen Anstieg der Koerzitivkraft. Ferner bewirken Zusätze von Kupfer in Höhe von etwa 50%· oder mehr eine starke Reduktion der Magnetisierung und einen Anstieg der Koerzitivkraft, wodurch das Material seine ferromagnetischen Eigenschaften verliert. Diese Wirkung ist am deutlichsten im Bereich von 37 bis 60% Cu. Die in diesem Bereich in dem Dreikomponentensystem erreichbaren Eigenschaften, werden ausgenutzt, um die Speicheranordnungen gemäß der Erfindung herzustellen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von drei Ausführungsbeispielen näher beschrieben, wobei in den Zeichnungen in den Fig. 2 bis 5, 6 bis 8 und 9 und 10 jeweils an einem Ausführungsbeispiel die einzelnen Stufen der Herstellung der Magnetspeicherplatten dargestellt sind.

Gemäß dem in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein mit Öffnungen, versehenes Kupferblech (Fig. 2) über ein gewalztes oder auf andere Weise hergestelltes dünnes ferromagnetisches Blech (Fig. 3), z. B. aus Permalloy, gelegt, wie in

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Fig. 4 dargestellt. Der in Fig. 4 gezeigte Aufbau kann auch durch Galvanisierung durch eine entsprechende Maske erreicht werden. Die Schichten werden dann bei höheren Temperaturen erhitzt, damit das Kupfer in die Nickel-Eisen-Legierung hineindiffundieren kann, so daß dann jeweils ein nahezu nichtmagnetischer Isolator jede Speichereinheit umgibt, wie es Fig. 5 zeigt.

Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 6 bis 8 veranschaulicht. Ein mit Öffnungen versehenes Kupferblech ist auf ein gelochtes Nickel-Eisen-Blech (Fig. 6) aufgalvanisiert oder auf andere Weise darauf befestigt, um den in Fig. 7 gezeigten Aufbau zu bilden, bei dem das Kupferblech größere Löcher aufweist als das Blech aus dem ferromagnetischen Material.

Dann werden die Schichten erhitzt, um eine Diffusion des Kupfers und gemäß Fig. 8 die Bildung einer Speicheranordnung zu bewirken, die aus ringförmigen Speicherelementen besteht, die durch einen nahezu nichtmagnetischen Bereich (der aus dem die genannten drei Komponenten enthaltenden Legierungssystem besteht) gegeneinander magnetisch abgeschirmt sind.

Wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, kann nach dem Verfahren gemäß der Erfindung auch eine Anordnung von Speichereinheiten gebildet werden, in der jeweils mehrere Speicherelemente zu einer Einheit zusammengefaßt sind, die ihrerseits magnetisch voneinander isoliert sind. Eine mit Öffnungen versehene Permalloyplatte wird hierzu mit entsprechenden Masken versehen (Fig. 9), und auf die zwischen den Masken verbleibenden Zwischenräume wird Kupfer aufgalvanisiert. Die Schichten werden alsdann erhitzt, um eine Diffusion des Kupfers in das magnetische Material zu bewirken, so daß nunmehr eine Speicherplatte entsteht, in der jeweils drei mit ferromagnetischem Material umgebene öffnungen, deren Magnetkreise miteinander in Verbindung stehen, ein Speicherelement bilden, das vom benachbarten durch einen nichtmagnetischen Bereich getrennt ist (Fig. 10).

Die Bedingungen für die Ausführung des Diffusionsverfahrens sind je nach der Stärke des Metallbleches verschieden. Damit durch die Diffusion von Kupfer in die Eisen-Nickel-Legierung ein nichtmagnetischer Bereich entsteht, müssen die Materialien z. B. bei 1000° C während einer Zeitdauer erhitzt werden, die etwa durch die Gleichung T = 2,5 h² ausgedrückt wird, in welcher T die Zeit der Glühbehandlung in Minuten und h die Stärke des Magnetbleches in Mikron darstellen. Für ein Permalloyblech von 6 Mikron Stärke wird bei Verwendung einer Kupferschicht von etwa derselben Stärke eine Glühbehandlungszeit von 90 Minuten vorgeschlagen. Unter diesen Bedingungen erreicht man eine gegenseitige Abschirmung von Speicherbereichen durch nichtmagnetische Bereiche, die verhältnismäßig scharf gegenüber den magnetischen Bereichen abgegrenzt sind. Wenn z. B. runde Speichereinheiten mit einem Durchmesser von etwa 0,25 mm in einem Abstand von etwa 0,25 mm erzeugt werden, so besteht um das Speicherelement nur noch eine weniger als 25 Mikron starke Randzone aus ferromagnetischem Material, wenn Kupfer in die Bereiche zwischen den Elementen nach den genannten Vorschriften hineindiffundiert wurde.

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht die automatische Herstellung von Speicheranordnungen, in denen die einzelnen magnetischen Bereiche durch die Bildung von dazwischenliegenden, nahezu nichtmagnetischen Bereichen gut gegeneinander abgeschirmt sind, so daß die magnetischen Eigenschaften solcher Speicherplatten denen von bekannten Speicheranordnungen entsprechen, die aus einzelnen Ringkernen aufgebaut sind, und besser sind ίο als die Eigenschaften von Speicherplatten, die z. B. aus gelochten Platten aus ferromagnetischem Material bestehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung einer Magnetspeicherplatte mit diskreten magnetisierbaren Bereichen, welche magnetisch gegeneinander isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Schicht aus einem ferromagnetischen Material mit einer zweiten Schicht aus einem nichtmagnetischen Material, welche an den den magnetisierbaren Bereichen entsprechenden Stellen Aussparungen aufweist, versehen und derart verschmolzen wird, daß das nichtmagnetische Material die erste Schicht in ihrer ganzen Dicke durchdringt und sich mit dem ferromagnetischen Material zu einem nichtmagnetischen Material legiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus einer Nickel-Eisen-Legierung und die zweite Schicht aus Kupfer besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickel-Eisen-Legierung etwa 80 Gewichtsprozent Nickel und 20 Gewichtsprozent Eisen enthält und die zweite Schicht eine solche Dicke aufweist, daß die resultierende nichtmagnetische Legierung mindestens 37 Gewichtsprozent Kupfer enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht mit Aussparungen versehen und auf die erste Schicht aufgewalzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht mit Masken abgedeckt und die zweite Schicht aufgalvanisiert oder aufgedampft wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht mit Aus-

sparungen versehen wird, deren Durchmesser kleiner ist als derjenige der Aussparungen der zweiten Schicht und daß jeweils mindestens eine Aussparung der ersten Schicht mit einer Aussparung der zweiten Schicht fluchtet.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer 8O°/o Nickel enthaltenden Nickel-Eisen-Legierung für die erste Schicht und Kupfer für die zweite Schicht die beiden Schichten zum Verschmelzen für eine Zeitspanne Γ unter einem Schutzgas auf eine Temperatur von etwa 1000° C erhitzt werden, welche sich aus der Formel T = 2,5 W- ergibt, wenn T in Minuten und die Dicken der ersten Schicht in Mikron gemessen wird.

Hierzu !Blatt Zeichnungen

710/413 10.61