DE1295009B - Magnetring-Speicher und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten sehr problematisch. Außerdem ist das Einsetzen der Ringkerne in die Löcher der Platte recht schwierig.

Wegen dieser Nachteile hat man Versuche mit aus Dampf abgeschiedenen und plattierten magnetischen dünnen Filmen angestellt. Diese Filme lassen sich mit einer magnetischen Vorzugsrichtung herstellen, ent-

durch die Löcher der Platte Drähte geführt sind, die io kannten Verfahren bereitet Schwierigkeiten hinsichtauf Grund des sie durchfließenden Stromes die Ma- lieh der Ablagerung der Ringkernelemente in den gnetbereiche um die Löcher herum magnetisieren Löchern der Platte, da sich das Magnetmaterial nicht bzw. ein Abfragen des magnetischen Zustandes ge- mit der gewünschten Gleichmäßigkeit und Festigkeit statten. Da jedoch die magnetischen Auswirkungen und Orientierung in den Löchern der Platte ablagert, nicht streng auf den Bereich eines solchen Loches 15 so daß die bekannten Magnetring-Speicher nicht beschränkt bleiben, sondern sich in den Bereich be- in vollem Maße die von ihnen geforderten Eigennachbarter Löcher erstrecken, hat man die Platten- schäften besitzen.

speicher dahingehend abgewandelt, daß man in ge- Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaflochte Platten aus unmagnetischem Material Magnet- fung eines Magnetring-Speichers, welcher diese ringkerne eingesetzt hat. Dieses Verfahren ist jedoch 20 Nachteile nicht aufweist und bei dem die Magnettechnologisch wegen der notwendigen Passungen und ringe die gleichen guten Eigenschaften wie gesinterte

Ringkerne aufweisen, sich aber dennoch durch ein fertigungstechnisch günstiges Verfahren in den Löchern der Platte ablagern lassen.
25 Diese Aufgabe wird bei einem Magnetring-Speicher mit einem gelochten Träger erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wandung des oder der Löcher des Trägers zur Bildung des oder der Magnetringe mit einem elektrolytisch abgeschiedenen Magnetlang der die magnetischen Dipole, die als Vektor des 30 material ausgekleidet ist.
Filmes bezeichnet werden, sich auszurichten suchen, Bei der erfindungsgemäßen elektrolytischen Ab-

so daß der Energieinhalt des Filmes möglichst niedrig scheidung lagert sich das Magnetmaterial gleichist; solche magnetischen Filme werden als aniso- mäßig und dicht an den Lochwandungen ab, so daß tropisch bezeichnet, und die zum Ausrichten der ma- eine gepreßten Ringkernen vergleichbare dichte gnetischen Vektoren in die andere zur erstgenannten 35 Struktur entsteht, deren magnetische Eigenschaften senkrechten Magnetisierungsrichtung erforderliche denen gepreßter Ferritkerne entspricht. Insbesondere zusätzliche Energie wird als anisotropische Energie lassen sich die erfindungsgemäßen Magnetringbezeichnet. Da sich ein anisotroper magnetischer Speicher sehr preiswert mit einer Vielzahl dicht bei-FiIm bei Anwendung eines magnetischen Feldes sehr einander liegender Speicherelemente in einer Trägerschnell umschalten läßt, wenn dieses Feld antiparallel 40 platte herstellen, so daß sich ohne weiteres eine zur Magnetisierungsrichtung des Filmes verläuft und höhere Informationsdichte erreichen läßt als mit diesen mit einem senkrecht zur Magnetisierungsrich- Speichern, bei denen Ringkerne einzeln in die Löcher tung gerichteten Feld koppelt, so daß sich die Ma- der Platte eingesetzt werden. Andererseits zeigt der gnetisierungsvektoren in der Ebene des Filmes um erfindungsgemäße Ringkern-Speicher die gleichen 180° drehen (sogenanntes Rotationsschalten), dann 45 guten magnetischen Eigenschaften wie ein solcher stellen derartige Filme Elemente mit sehr hoher Speicher.

Schaltgeschwindigkeit dar. Wegen ihrer geringen Der Träger kann aus elektrisch leitendem Material

Dicke und der anwendbaren Massenherstellungs- bestehen, wobei zwischen ihm und dem elektrolytisch techniken ergeben sie eine hohe Informationsdichte abgelagerten Magnetmaterial eine Glasmaterialbei geringen Kosten und bereits im Prinzip liegender 50 schicht angeordnet sein kann. Andererseits kann der Gleichförmigkeit. Träger auch aus elektrisch isolierendem Material

Da jedoch die magnetischen Pole nicht einzeln, sondern nur in Paaren entgegengesetzter Richtung vorkommen, muß sich jedes durch ein magnetisches Material erzeugte Feld in sich selbst schließen. Im 55 Falle eines Magneten erreicht man dieses durch einen magnetischen Pfad, der durch das magnetische Material und durch den Polspalt des Magneten verläuft und so einen geschlossenen Flußweg bildet. Im

Falle gleichförmig ausgerichteter Dipole oder Vek- 60 Derartige Plattierungstechniken sind bekannt. Zwitoren in einem dünnen magnetischen Film verläuft sehen dem Magnetmaterial und den Leitern kann der magnetische Weg durch den Film, aus einer gegebenenfalls eine Isolierschicht angeordnet sein.
Kante heraus und über die Oberfläche des Filmes Bei einem Speicher in Form einer Matrix aus

(außen) und zurück in die andere Kante; dieses kleinen Magnetspeicherelementen tritt ein starkes äußere magnetische Feld wird als Entmagnetisie- 65 Übersprechen auf, das durch magnetische Wechselrungsfeld des magnetischen Filmes bezeichnet. Da wirkung zwischen den Magnetringen infolge offener dieses Demagnetisierungsfeld antiparallel zur Ma- Flußwege und des äußeren magnetischen Feldes vergnetisierung des Filmes verläuft, sucht es die Magne- ursacht wird. Besteht der Magnetspeicher aus einem

bestehen, und zwischen ihm und dein Magnetmaterial kann eine elektrisch leitende Schicht vorgesehen sein.

Die für den Betrieb des erfindungsgemäßen Magnetring-Speichers erforderlichen elektrischen Leiter können auf dem Träger an das Magnetmaterial angrenzend aufplattiert sein und gegebenenfalls durch die Löcher des Trägers hindurch verlaufen.

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dünnen Film mit Bereichen entgegengesetzt gerich- konzentration in diesem magnetischen Plattenmaterial

teter Magnetisierung, so verschieben sich die Gren- bewirken.

zen zwischen entgegengesetzt orientierten Bereichen Die Anordnung der erfindungsgemäßen Speicherwegen des Bestrebens, die magnetische Energie des elemente kann so getroffen sein, daß die Achsen der Filmes auf den geringsten Wert zu bringen, wobei 5 Hohlzylinder parallel zueinander verlaufen und der jedoch der Zustand hoher Energie wegen des offenen dritte magnetische Flußweg senkrecht zu den Fluß-Flusses des Magnetfilmes gegeben ist. Darüber hinaus wegen durch die Hohlzylinder verläuft. Insbesondere gibt ein magnetischer Film nur ein geringes Aus- können die Hohlzylinder aus anisotropem und die gangssignal, weil nur wenig magnetisches Material Brücken aus isotropem Magnetmaterial bestehen, beteiligt ist und zwischen dem magnetischen Film io Zweckmäßigerweise wird auch der zwischen den und der Abfühlleitung nur eine geringe Flußkopplung Hohlzylindern verlaufende, mit dem dritten magnevorliegt. Während einige dieser Probleme zum Teil tischen Flußweg verkettete Leiter aufplattiert. Zwidurch ein magnetisches Filmpaar gelöst worden sind, sehen den verschiedenen elektrischen Leitern und durch das der offene Flußweg teilweise geschlossen dem die Brücken und die Hohlzylinder bildenden wird oder durch das Löcher mit geschlossenen Fluß- 15 Magnetmaterial können gegebenenfalls eine oder wegen in einem ebenen Träger gebildet werden, mehrere Isolierschichten angeordnet sein, indem man eine orthogonale Matrix aus Plastik- Der erfindungsgemäße Magnetring-Speicher kann zylindern schmelzt und plattiert, deren Achsen in der für den praktischen Betrieb so aufgebaut sein, daß Ebene des Trägers liegen, bestehen jedoch noch die Informationen durch Erzeugung mehrerer weitere Schwierigkeiten. Hierzu gehören die geringe 20 Magnetflußwege gespeichert werden, von denen einer Informationsdichte, die geeignete Anordnung der beiden Hohlzylindern gemeinsam ist, und bei dem einzelnen Löcher in einem Lochmuster und eine ge- jeder Hohlzylinder mit mindestens einem Schaltstromeignete Registrierung bei Zwei-Element-Speichern kreis, einem Abfragestromkreis und einem Lesestrom- und die Herstellung von Trägern, die sich zur Ab- kreis verbunden ist; zum zerstörungsfreien Auslesen lagerung magnetischen Materials mit den gewünsch- 25 führt dann zweckmäßigerweise der Lesestromkreis ten Charakteristiken eignet, da bei den Schmelz-, einen Vorstrom, der so bemessen ist, daß er je nach Stanz- oder Bohrvorgängen die Größe, die Gleich- der Stärke der Kopplung oder Entkopplung der Maförmigkeit und andere Oberflächeneigenschaften sich gnetvektoren durch den Abfrageimpuls die Magnetnicht genügend gut steuern lassen. vektoren innerhalb des gemeinsamen Flußweges ver-Der erfindungsgemäße Magnetring-Speicher soll 30 dreht. Der Vorstrom kann hierbei günstigerweise ein sich insbesondere auch für die Verwendung und den Gleichstrom sein.

Zusammenbau mit integrierten Halbleiterschaltungen Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Magneteignen und daher eine möglichst große Informations- ring-Speicher können außer den Lochwandungen die dichte besitzen, d. h., die einzelnen Speicherelemente jeweils ein Lo'chpaar beiderseitig verbindenden sollen möglichst dicht nebeneinander angeordnet 35 Brücken elektrolytisch aufplattiert werden. Diese sein. Dabei soll die Gefahr des Übersprechens auf elektrolytische Abscheidung kann entweder auf galbenachbarte Speicherelemente möglichst gering ge- vanischem Wege unter Verwendung äußerer Stromhalten werden, und außer einer hohen Arbeits- quellen oder durch innere Elektrolyse durchgeführt geschwindigkeit und guten thermischen Eigen- werden.

schäften sollen die Ausgangssignale des Speichers 4° Zweckmäßigerweise werden die Löcher in dem

möglichst stark sein. Träger durch ein Ätzverfahren ausgebildet. Während

Hierzu werden die einzelnen Speicherelemente in des Ätzens und/oder des Plattierens hat sich eine

weiterer Ausgestaltung der Erfindung derart ausge- Ultraschallbehandlung als günstig erwiesen. Die

bildet, daß die Magnetmaterialauskleidungen die Innenflächen der Löcher werden hierdurch besonders

Form von Hohlzylindern haben, welche je einen ge- 45 sauber, und die Plattierung wird sehr gleichmäßig

schlossenen magnetischen Flußweg bilden, und daß und fest.

zwei Hohlzylinder jeweils mit ihren benachbarten Bei der Elektroplattierung wird zweckmäßiger-Enden durch eine Brücke aus Magnetmaterial derart weise zunächst die gesamte Oberfläche des Trägers verbunden sind, daß diese Brücken zusammen mit mit Magnetmaterial plattiert, und dann wird das den Hohlzylindern einen dritten geschlossenen, unter 5° Magnetmaterial bis auf die Lochwandungen — und einem anderen Winkel verlaufenden magnetischen im Falle der Doppelspeicherelemente auf die Flußweg bilden. Brücken — wieder entfernt. Für die Ausbildung Zwischen derartigen Speicherelementen tritt prak- isotropen Magnetmaterials kann während des Auftisch keine störende Kopplung mehr auf, da der plattierens dieses Materials der Träger einem in der Streufluß der einzelnen Hohlzylinder sich über die 55 Trägerebene rotierenden Magnetfeld ausgesetzt Brücken schließen kann. Die einzelnen Speicher- werden.

elemente können daher sehr dicht beieinander an- Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

geordnet werden. Zwar ist es bekannt, bei Speichern Darstellungen von Ausführungsbeispielen im einzel-

aus gelochten Magnetmaterialplatten jeweils zwei be- nen erläutert. Es zeigt

nachbarte Löcher zu einem Speicherelement zu- 60 F i g. 1 (a bis c) ein bevorzugtes Verfahren zur

sammenzufassen, damit sich die magnetischen Feld- Herstellung eines nichtleitenden Trägers,

linien nicht aus dem unmittelbaren Bereich um die F i g. 2 (a bis d) eine bevorzugte Ausführungsform

Löcher herum zu weit in den Bereich anderer Löcher der Erfindung und ein Herstellungsverfahren dafür,

erstrecken, jedoch handelt es sich bei diesen Platten- F i g. 3 (a und b) ein Element für zerstörungsfreies

speichern nicht um Speicher mit diskreten Magnet- 65 Auslesen und eine plattierte Schaltung unter Anwen-

ringelementen, sondern die Platte selbst besteht aus dung der Erfindung und

magnetischem Material, und die paarweise Zu- F i g. 4 (a bis c) ein Anwendungsbeispiel der Erfin-

sammenfassung der Löcher soll eine Magnetfluß- dung bei einer vereinfachten Speicherschaltung.

und das genaue Muster der Löcher in den Schichten 12 und 12' entstanden ist.

Der Träger 10 wird dann einem geeigneten Ätzmittel ausgesetzt, etwa einer Mischung aus Fluor-5 wasserstofi und konzentrierter schwefliger Säure im Falle eines Epoxyglases, und die Lochverteilung 18 wird in den Träger 10 hineingeätzt, wie F i g. 1, d zeigt. Die Lochverteilung 18 kann mit den Kosten größerer Löcher durch Ätzen nur durch eine Schicht

Nach der Fig. 1, α bis e ist ein Träger 10 mit je einer Schicht 12 und 12' auf jeder Seite bedeckt. Der Träger 10 kann aus einem leitenden Material, wie Kupfer oder Aluminium, oder einem nichtleitenden Material, wie Glas, Keramik, Plastik, Epoxyglas oder einem Material mit einer nichtleitenden Oberfläche, wie eloxiertes Aluminium oder porzellanverkleidetes Eisen bestehen; die Wahl wird jeweils durch die Festigkeit des Materials, seine Kosten

und bei dieser bevorzugten Ausführungsform seine ίο Ϊ2 und 12' hindurch erreicht werden, wobei die Eigenschaften zur photochemikalischen Behandlung andere Schicht so lange unberührt bleibt, bis eine (Erzeugen von Löchern) oder, wie später beschrieben, vollständige Entfernung gewünscht wird. Die Größe, zum Bohren bestimmt. Im folgenden ist lediglich Gleichförmigkeit, Rundheit und Oberflächenbeschafals Beschreibungsbeispiel der Träger 10 als nicht- fenheit der Löcher kann selektiv durch die Wahl des leitend angenommen, wobei er entweder durch und 15 Ätzvorganges, der Temperatur und der Immersionsdurch nichtleitend sein kann oder auch nur nicht- zeit gesteuert werden. Eine zusätzliche Anwendung leitende Oberflächen haben kann. Die Löcher sind von Ultraschall während des Ätzprozesses hat sich photochemisch hergestellt, jedoch sind auch andere als äußerst günstig erwiesen, um eine geeignete Verfahren möglich. Jede Technik zur Ausbildung Menge des nicht verteilten Ätzmittels in den im einer Oberfläche, die genügend glatt ist, so daß die ao Träger 10 gebildeten kleinen Löchern zu halten, so magnetischen Eigenschaften des aufplattierten ma- daß ein sehr gleichmäßiges Ätzen mit fast senkrechgnetischen Materials unabhängig von der Ober- ten, nur ganz leicht konischen Lochwandungen (in flächenstruktur des Trägers 10 ist, läßt sich für die bezug auf die Oberfläche des Trägers 10) eintritt. Erfindung benutzen. So können die Löcher beispiels- Die Schichten 12 und 12' werden dann entfernt, so weise eingeschmolzen, gestanzt oder durch den 25 daß in dem Träger 10, wie F i g. 1, e zeigt, die Loch-Träger 10 hindurchgebohrt werden und dann kann verteilung 18 in einer geeigneten Form für die Basis, eine zusätzliche Schicht eines Materials mit glas- auf der die Magnetspeicheranordnung aufgebracht artiger Oberfläche, wie ein Epoxyharz für den Fall wird, verbleibt.

eines Epoxyglasträgers auf dem Träger 10 und den In Fig. 2, α ist der Träger und die in ihm befind-

Wandungen der in ihm befindlichen Löcher auf- 30 liehen Löcher mit einem Überzug aus einer leitenden gebracht werden, so daß eine glattere Unterlage Schicht 20, wie Kupfer, Nickel oder einer Magnetentsteht, auf der das magnetische Material auf- legierung dargestellt. Wenn der Träger 10 nichtplattiert werden kann. leitend, wie eingangs angenommen worden ist, muß

Nach F i g. 1, b sind die Schichten 12 und 12' mit eine leitende Schicht 20, beispielsweise durch einen einem üblichen Photowiderstandsmaterial 14 und 14' 35 nichtelektrischen Plattierungsvorgang aufgebracht bedeckt, wie etwa dem unter dem Namen »Kodak werden, wobei dieser Ausdruck eines der zahlreichen Photo Resist« bekannten Erzeugnis der Eastman Verfahren bedeuten soll, bei denen ein Metall auf Kodak Company, das bei Belichtung mit einem einem Material ohne die Verwendung einer äußeren ultravioletten Licht unlöslich wird. Das Photowider- Stromquelle aufgebracht wird. Da die magnetischen Standsmaterial 14 und 14' wird also einer UV-Be- 40 Eigenschaften eines plattierten magnetischen Mateleuchtung durch die Masken 16 und 16' ausgesetzt, rials unabhängig von der Oberflächenstruktur des so daß ein genau ausgerichtetes Lochmuster auf der Trägers 10 sein soll, kann es erwünscht sein, eine Vorder- und Rückseite des Materials 14 und 14' zweite leitende Oberfläche auf dem Träger 10 elekgebildet wird; anschließend wird es entwickelt und trisch aufzuplattieren, da die Oberflächeneigenschafentfernt, wobei entsprechend der Belichtung ein 45 ten eines elektrisch plattierten Materials sich besser Lochmuster auf den Schichten 12 und 12' verbleibt. steuern lassen. Wenn die Oberfläche des Trägers 10 Diese belichteten Bereiche werden dann chemisch darüber hinaus genügend glatt ist, kann das magneentfernt, beispielsweise im Fall einer Kupferschicht tische Material auch unelektrisch direkt darauf abdurch einen feinzerstäubten Strahl von Eisenchlorid gelagert werden (oder elektrisch plattiert werden, als Ätzmittel zur Bildung gleichförmiger runder 5° wenn der Träger 10 leitend ist) beispielsweise mittels Löcher 13 (F i g. 1, c) in den Schichten 12 und 12'. eines Hydrophosphit-Reduktionsverf ahrens, bei dem Zusätzlich kann der Träger 10 auf einen Drehtisch metallisches Nickel und Kobalt entsteht. Bei der montiert sein, so daß jedes Hinterschneiden des dargestellten Ausführungsform ist jedoch der Träger Ätzmittels sorgfältig durch eine gleichmäßige Ver- 10 und die leitende Schicht 20 elektrisch mit einem teilung des Ätzmittels überwacht werden kann. Die 55 Magnetmaterial 22, wie etwa Permaloy (80% Nickel Schichten 12 und 12' können aus irgendeinem für und 20 % Eisen) plattiert, so daß die in F i g. 2, b jedes chemische Ätzmittel, das auf dem Träger 10 dargestellte Konfiguration entsteht. Eine Ultraschallverwendet wird, undurchdringlichem Material be- anwendung während der Elektroplattierung des stehen, das sich jedoch selbst bei Anwendung der magnetischen Materials 22 auf der leitenden Schicht beschriebenen Photowiderstandstechniken ätzen läßt. 60 20 kann erfolgen, da sich experimentell gezeigt hat, Wenn das Photowiderstandsmaterial selbst für das daß eine Ultraschallanwendung die Gleichförmigkeit auf dem Träger 10 verwendete chemische Ätzmittel des magnetischen Materials 22 in der Lochverteilung undurchlässig ist, wie im Falle des auf einem Kupfer- 18 und den einzelnen Löchern verbessert und dazu träger aufgebrachten Kodak Photo Resist, dann kann beiträgt, die Steuerung der Zellengröße der einzelnen das Photoresistmaterial 14 und 14' für die Schichten 65 Körner des Magnetmaterials 22, die Ausrichtung der und 12' ersetzt werden und der erste Ätzschritt magnetischen Vektoren im Material 22 und die entfallen. Die F i g. 1, c zeigt den Träger 10, nachdem Anisotropie dieses Magnetmaterials zu steuern, beide Seiten der Belichtung ausgesetzt worden sind Obgleich die geometrische Anordnung des auf das

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ganze Lochmuster 18 plattierten Magnetmaterials 22 plattierten magnetischen Löchern für nicht zereine kreisförmige Vorzugsrichtung der Magnetisation störungsfreies Auslesen häufig benutzt wird, zieht in jedem Loch des ganzen Lochmusters 18 erzeugt man für viele Anwendungen ein zerstörungsfreies und so natürlich die Magnetisierungsvektoren des Auslesen vor. Die in Verbindung mit den F i g. 2, a Materials 22 orientiert, kann diese natürliche magne- 5 bis d beschriebenen Plattierungstechniken können zur tische Orientierung des Magnetmaterials 22 während Herstellung der in den F i g. 3, α und b gezeigten des Elektroplattierungsprozesses durch Einwirken Ausführungsform abgewandelt werden. Ein metallieines magnetischen Kreisfeldes H, dessen Rotations- scher Streifen 28 wird zwischen Löchern 18 α und 186 ebene mit der Trägerebene 10 übereinstimmt, ver- angeordnet; er kann auf den Träger 10 aufplattiert stärkt werden. io sein oder aus einer der metallischen Schichten 12 Teile des Magnetmaterials 22 und der leitenden und 12' geätzt sein, oder er kann bei der Herstellung Schicht 20 werden dann chemisch von der Oberfläche des Trägers 10 mit diesem aus einem Stück gemacht des Trägers 10 mittels Photowiderstandstechniken werden. Das magnetische Material 22' wird dann in weggeätzt, beispielsweise derart, daß nur das Material den Löchern 18 a und 18 & und über den Träger 10 im gesamten Lochmuster 18 übrigbleibt, wie Fig. 2,c 15 und über den metallischen Streifen 28 plattiert, der zeigt, so daß eine Matrix plattierter magnetischer Verbindungsstücke 22" bildet, die entsprechende Toroide verbleibt. Diese Technik wird zwar bevor- Enden der plattierten Magnetspulen 22'α und 22'& zugt, jedoch kann das magnetische Material 22 auch zur Bildung des in F i g. 3, b vereinfacht dargestellten selektiv auf die leitende Schicht 20 plattiert werden, Elementes 30 für zerstörungsfreies Auslesen verbinbeispielsweise durch vorheriges Ätzen des gewünsch- 20 den. Ein solches Element kann jedoch auch mit ten Musters auf der leitenden Schicht 20 unter Ver- anderen Techniken, beispielsweise Schmelzen, Preswendung von Photowiderstandstechniken und Elek- sen und Sintern eines Pulvers hergestellt werden, troplattierung des magnetischen Materials 22 darauf. Zusätzlich kann der metallische Streifen 28 von dem Wenn in F i g. 2, c eine Matrix von gesondert plat- Magnetmaterial 22 durch eine Schicht Isoliermaterial tierten magnetischen Toroiden dargestellt ist, kann 35 (Schicht 24 in F i g. 2, b) isoliert werden, jedoch ist das magnetische Material 22 in den einzelnen Löchern eine derartige Isolation für den Betrieb der erfindes gesamten Lochmusters 18 mit dem magnetischen dungsgemäßen Vorrichtung nicht erforderlich. Wenn Material 22 in irgendeinem anderen Loch — oder jedoch der Träger 10 leitend ist, muß der Metalleiner Kombination von Löchern — durch geeignete streifen 28 am Träger 10 selbsf isoliert sein. Obgleich Maskentechniken zur Bildung jeder gewünschten 30 das magnetische Rotationsfeld, das während des Konfiguration untereinander verbundener magne- Plattierens des Magnetmaterials 22 angewendet wird, tischer Toroide verbunden werden. Wie F i g. 2, d die magnetische Orientierung der plattierten Magnetveranschaulicht, wird der Träger 10 und das Magnet- spulen 22'α und 22'& in Umfangs- oder Zirkularmaterial 22 dann mit einer Schicht Isoliermaterial 24 richtung verstärkt, bleibt das verbindende Magnetüberzogen, und eine gewünschte Verteilung von 35 material 22" isotrop. Die verbleibenden Metallleiter metallischen Leitern 26 wird auf der Oberseite des 26' und 26" werden dann übe,r den Träger 10 und Isoliermaterials 24 über die Oberfläche des Trägers durch die Löcher 18 a und 18 &, wie bereits beschrie-10 und durch das Lochmuster 18 angebracht. Ob- ben, plattiert, wobei die metallischen Leiter 26' und gleich das Isoliermaterial 24 zwischen dem Magnet- 26" elektrisch voneinander durch eine nicht darmaterial 22 und den Leitern 26 erwünscht ist, bei- 40 gestellte Schicht Isoliermaterial getrennt sind,
spielsweise zur Vermeidung von Wirbelströmen im Die Information wird in das Element 30 mit Hilfe Magnetmaterial 22, ist es für den Betrieb der Erfin- eines dem Leiter 26" durch den Schreibverstärker 38 dung nicht wesentlich. Wie in Zusammenhang mit zugeführten Impuls eingeschrieben, der die Magnetden Fig. 3, α und b näher beschrieben ist, können vektoren der plattierten Magnetspulen 22'α und 22'& sogar metallische Leiter 28 ausgebildet werden, ehe 45 längs einer von zwei Zirkularmagnetisierungsrichtundas Magnetmaterial abgelagert wird. gen (easy directions) orientiert. Es wird auch ein F i g. 4, α zeigt eine plattierte magnetische Spule zweiter geschlossener Fluß weg rechtwinklig zu dem in einem vereinfachten Speicherkreis für nicht zer- geschlossenen Flußweg der plattierten Magnetspulen störungsfreies Auslesen. Der Träger 10 ist in den 22'α und 22' b durch die isotropen Magnetmaterial-Lochwandungen mit magnetischem Material 22 ver- 50 elemente 22" und das anisotrope Magnetmaterial an sehen, so daß eine plattierte Magnetspule gebildet den Kanten und denjenigen Wandungsteilen der wird. Leiter 32, 34 und 36 sind hindurchgeführt und plattierten Magnetspulen 22'α und 22' b, die sich mit einem Schreibverstärker 38, einem Abfrage- dem Zentrum des Elementes 30 am nächsten befinverstärker 40 bzw. einem Abfühlkreis 42 verbunden, den, ausgebildet. Weil dieser zweite geschlossene Beim nicht zerstörungsfreien Lesen folgt der Schreib- 55 Flußweg einen Teil des anisotropen Magnetmaterials verstärker 38 einem Umfangsmagnetfeld, das die Ma- der plattierten Magnetspulen 22'α und 22' b umfaßt, gnetvektoren der plattierten magnetischen Spule im kann der Metallstreifen 28, der von dem zweiten geUhrzeiger- oder im Gegenuhrzeigersinn orientiert, schlossenen Flußweg umgeben wird, wenn er einen der Frageverstärker 40 verursacht ein Umfangs- Impuls führt, einen Teil der Magnetvektoren der magnetfeld, das die Orientierung jedes Magnetvektors 60 plattierten Magnetspulen 22' α und 22' b reorientieren; antiparallel dazu umkehrt; der Abfühlkreis 42 rea- d. h. ein Teil der Magnetvektoren, die in den Spulen giert auf jede Veränderung der Orientierung der 22'α und 22' b Umfangsrichtung einnehmen, wird in Magnetvektoren oder Dipole in der plattierten die nicht bevorzugte Magnetisierungsrichtung (hard Magnetspule. Die Verstärker und Fühlelemente sind direktion) der plattierten Magnetspulen 22'α und bekannter Art, und in der Praxis wird man die 65 22' b entlang dem zweiten geschlossenen Flußpfad Zuleitungen zum Träger 10 und durch die Löcher gedreht. Wird dem Metallstreifen 28 (durch den ebenfalls plattieren. Abfrageverstärker 40) ein Abfragesignal zugeführt, Obgleich eine Matrix der beschriebenen Art mit dann werden die Magnetvektoren in dem den Ma-

gnetspulen 22'α und 22' b und dem zweiten geschlossenen Flußweg gemeinsamen Gebiet reorientiert, so daß der mit dem metallischen Leiter 26' verkoppelte magnetische Fluß verringert wird. Damit entsteht im Leiter 26' ein Ausgangssignal, dessen Polarität von der ursprünglichen magnetischen Orientierung der plattierten Magnetspulen 22'α und 22' b abhängt. Die magnetische Anisotropie der plattierten Magnetspulen 22'α und 22' b reorientiert deren Magnetisierungsvektoren in den Ausgangszustand, wenn der Abfrageimpuls verschwindet. Der Informationsgehalt des Elementes 30 wird so durch ein bipolares Ausgangssignal dargestellt, dessen Polarität, wie erwähnt, von der ursprünglichen magnetischen Orientierung der plattierten Magnetspulen 22'a und 22' b abhängt.

Fig. 4, b zeigt ein Element 30 für zerstörungsfreies Auslesen aus einem auf einen Träger 10 aufplattierten Magnetmaterial 22, der Teil eines vereinfachten Speichers ist. Eine Leitung 26" ist mit dem Schreibverstärker 38 verbunden und ein Metall- ao streifen 28 ist über den Leiter 28' mit dem Abfrageverstärker 40 verbunden, und eine Leitung 26' stellt eine Verbindung zum Abfragekreis 42 dar. Alle diese Elemente arbeiten derartig, daß ein bipolares Ausgangssignal entgegengesetzter Polarität entsteht. Da as die geschlossenen Flußwege der plattierten Magnetspulen 22'α und 22'6, die in der Ebene des Trägers 10 liegen, nur durch das isotrope verbindende Magnetmaterial 22" verbunden sind, wirken die Spulen 22'α und 22'& hinsichtlich der magnetischen Kopplung im wesentlichen unabhängig voneinander. Daher kann die Schaltung nach F i g. 4, b abgewandelt werden, so daß zwei Informationsbits durch Zufügen eines zweiten Schreibverstärkers und einer zweiten Abfühlschaltung gespeichert werden können; jeder der beiden Schreibverstärker und Abfühlschaltungen wirkt mit der entsprechenden Spule 22' α und 22' b zum Einschreiben und Abtasten der Information zusammen. Diese abgewandelte Schaltung hat den zusätzlichen Vorteil, daß beide Informationsbits gleichzeitig durch Anwendung eines einzigen Abfragesignals vom Abfrageverstärker 40 ausgelesen werden können.

Während für viele logische Schaltungen Ausleseimpulse entgegengesetzter Polarität ausreichen, möchte man oft zerstörungsfrei auslesen und ein Ausgangssignal vom Wert »0« oder »1« erhalten, je nachdem, ob das magnetische Feld des Abfrageimpulses parallel oder antiparallel zur magnetischen Orientierung des Speicherelementes gerichtet ist. F i g. 4, e veranschaulicht das in Verbindung mit den F i g. 3, a und b beschriebene Element für zerstörungsfreies Auslesen, das mit einer neuen Speicherschaltung gekoppelt ist und sich für einen derartigen Betrieb eignet. Ein metallischer Leiter 26" ist mit dem Schreibverstärker 38, ein Leiter 26' mit dem Frageverstärker 40 und ein Metallstreifen 28 über die Leitung 28' mit der Abfrageschaltung 42 und der Vorspannungsquelle 44 verbunden. Der Metallstreifen 28, an dem von der Vorspannungsquelle 44 nun eine kleine Gleichvorspannung liegt, wird zum Abfühlen der magnetischen Orientierung der plattierten Magnetspulen 22'α und 22'& benutzt. Das durch den Abfrageverstärker 40 erzeugte magnetische Feld des Metalleiters 26' ist antiparallel zur Magnetisierungsrichtung der plattierten Magnetspulen 22' α und 22' b, und die Magnetvektoren der Teile der Magnetspulen 22' α und 22' b, die sich am nächsten vom Zentrum des Elementes 30 befinden, können leicht gedreht werden, da die verschiedenen Kräfte, die die Magnetvektoren in die Vorzugsrichtung zwingen, stark verringert sind. Das magnetische Feld der Gleichvorspannung läßt solche nicht gekoppelten Magnetvektoren sich in die Richtung dieses Magnetfeldes drehen, so daß ein Strom im Metallstreifen 28 entsteht. Nach dem Verschwinden des Abfrageimpulses kehren die Magnetvektoren in den Kanten der plattierten Magnetspulen 22'α und 22'b wegen der magnetischen Anisotropie der plattierten Magnetspulen 22'α und 22' b in ihren Ausgangszustand zurück. Wenn das Magnetfeld der Abfrageimpulse von der entgegengesetzten Polarität, wie die magnetische Orientierung der plattierten magnetischen Spulen 22' α und 22' b ist, und eine in das Element 30 eingeschriebene Information darstellt, erhält man ein bipolares Ausgangssignal. Wenn jedoch das Magnetfeld der Abfrageimpulse parallel zur magnetischen Orientierung der Spulen 22' α und 22' b ist, drehen sich die Magnetvektoren in dem erwähnten Teil nur um einen kleinen Betrag in die Richtung der Magnetisierung der Spulen 22' α und 22'6, und das Ausgangssignal ist um den Faktor 5 bis 10 kleiner in der Amplitude als das gerade erwähnte bipolare AuS-gangssignal. Diese Betriebsweise ergibt die gewünschten Ausgangswerte »0« oder »1«, je nachdem, ob das Magnetfeld der Abfrageimpulse parallel oder antiparallel zur magnetischen Orientierung des Speicherelementes ist.

Claims (24)

Patentansprüche:

1. Magnetring-Speicher, dessen Magnetringe in einem gelochten Träger angeordnet sind, dadurchgekennzeichnet, daß die Wandung des oder der Löcher (18) des Trägers (10) zur Bildung des oder der Magnetringe mit einem elektrolytisch abgeschiedenen Magnetmaterial (22) ausgekleidet ist.

2. Magnetring-Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) als Platte mit einer Vielzahl von Löchern (18) ausgebildet ist.

3. Magnetring-Speicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) aus elektrisch leitendem Material besteht.

4. Magnetring-Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Träger (10) und dem Magnetmaterial (22) eine Glasmaterialschicht (12) angeordnet ist.

5. Magnetring-Speicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) aus elektrisch isolierendem Material besteht.

6. Magnetring-Speicher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich unter dem Magnetmaterial (22) eine elektrisch leitende Schicht (20) befindet.

7. Magnetring-Speicher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger (10) an das Magnetmaterial (22) angrenzend elektrische Leiter (26) aufplattiert sind.

8. Magnetring-Speicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (26) durch die Löcher (18) des Trägers (10) hindurch verlaufen.

9. Magnetring-Speicher nach Anspruch 7

oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Magnetmaterial (22) und den Leitern (26) eine Isolierschicht (24) angeordnet ist.

10. Magnetring-Speicher, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetmaterialauskleidungen die Form von Hohlzylindern (22'α, 22' b) haben, welche je einen geschlossenen magnetischen Flußweg bilden, und daß zwei Hohlzylinder jeweils mit ihren benachbarten Enden durch eine Brücke (22") aus Magnetmaterial derart verbunden sind, daß diese Brücken zusammen mit den Hohlzylindern einen dritten geschlossenen, unter einem anderen Winkel verlaufenden magnetischen Flußweg bilden.

11. Magnetring-Speicher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Hohlzylinder (22'α, 22' b) parallel zueinander verlaufen und der dritte magnetische Flußweg senkrecht zu den Flußwegen durch die Hohl- ao zylinder verläuft.

12. Magnetring-Speicher nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder (22'ö, 22'b) aus anisotropem und die Brücken (22') aus isotropem Magnetmaterial as bestehen.

13. Magnetring - Speicher nach den Ansprüchen 10 bis 12, gekennzeichnet durch zwischen den Hohlzylindern (22'α, 22'b) verlaufende, mit dem dritten magnetischen Flußweg verkettete, aufplattierte Leiter (28).

14. Magnetring-Speicher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Leitern (26, 26', 26", 28) und dem die Brücken (22') und die Hohlzylinder (22'α, 22'b) bildenden Magnetmaterial eine Isolierschicht (24) angeordnet ist.

15. Magnetring - Speicher nach den Ansprüchen 10 bis 14, bei dem die Informationen gespeichert sind durch Erzeugung mehrerer Magnetfußzweige, von denen einer beiden Hohlzylindern gemeinsam ist, und bei dem jeder Hohlzylinder mit mindestens einem Schaltstromkreis, einem Abfragestromkreis und einem Lesestromkreis verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum zerstörungsfreien Auslesen der Lesestromkreis (42) einen Vorstrom führt, der so bemessen ist, daß er je nach der Stärke der Kopplung oder Entkopplung der Magnetvektoren durch den Abfrageimpuls die Magnetvektoren innerhalb des gemeinsamen Flußweges verdreht.

16. Magnetring-Speicher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorstrom ein Gleichstrom ist.

17. Verfahren zur Herstellung eines Speicherelementes nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Lochwandungen die jeweils ein Lochpaar beiderseitig verbindenden Brücken elektrolytisch aufplattiert werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Abscheidung auf galvanischem Wege unter Verwendung äußerer Stromquellen durchgeführt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung durch innere Elektrolyse durchgeführt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in den Träger geätzt werden.

21. Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger während des Ätzens und/oder des Plattierens einer Ultraschallbehandlung ausgesetzt wird.

22. Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die gesamte Oberfläche des Trägers mit dem Magnetmaterial elektroplattiert wird und dann das Magnetmaterial bis auf die Lochwandungen und die Brücken wieder entfernt wird.

23. Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß während des Aufplattierens des Magnetmaterials auf den Träger ein in der Trägerebene rotierendes Magnetfeld angewendet wird.

24. Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Magnetmaterial elektrische Leiter auf den Träger aufplattiert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen