DE1499808A1

DE1499808A1 - Magnetstaebchenspeichervorrichtung

Info

Publication number: DE1499808A1
Application number: DE19661499808
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1965-10-04
Filing date: 1966-10-01
Publication date: 1970-04-30
Also published as: GB1097630A; BE687422A; US3516075A; FR1505448A

Description

THüi NATIONAL GASH REGISTER COMPANY 1499808 Dayton, Ohio (V.St.A.) ^:

Patentanmeldung Nr.;
Unser Az , s 931/Germany

Die Erfindung "betrifft; Speichervorrichtungen für Ziffernrechner und insbesondere Verbesserungen an Magnet*- stäbehenspeichern.

Bei einer besonders zweckmäßigen Form eines Stäbchenapeicherelementes ist das ganze Stäbchen mit einer kontinuierlichen ',Vicklung versehen und an dessen einem Ende mit dem inneren leitenden Träger verlötet, so daß der leitende Träger als Stromriickführung dient, ohne daß eine sonst erforderliche, zusätzliche Rückführung vorgesehen werden muß. Die Verwendung des inneren Trägers als Rückführung · anstelle eines eigenen Rückführdrahtes bringt den weiteren Vorteil, daß day zum Umschalten erforderliche Magnetfeld kleiner sein kann,und da£ durch den in der Wicklung fließenden Strom erzeugte kreisförmige oder Querfeld unterdrückt wird.

Zwar HcnaffG die Verwendung des inneren Trägers als Rückführung die vorgenannten bedeutenden Vorteile, doch nat es sich in der Praxis als äußerst schwierig erwiesen, einti befriedigende elektrische und mechanische Verbindung zwi'jchen dem Träger am Ende des Magnetstäbchens und dem ,Vic k Jungs draht zustande zu bringen.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein verbessertes Magnetstäbchen vorzuschlagen, bei dem eine schnelle und einfache elektrische und mechanische Verbindung zwischen einer Wicklung auf dem Stäbchen und dem inneren leitenden Träger möglich ist und sich eine verbesserte Rechteckig« keit der Hysteresisschleife des auf dem Stäbchen abgelagerten, dünnen Magnetfilms ergibt.

Diese Aufgabe wird für eine Magnetstäbchenspeichervorrichtung aus einem nichtmagnetischen leitenden Träger, auf dem ein dünner Film aus magnetischem Material abgelagert ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf dem Film aus magnetischem Material ein dünner, nichtmagnetischer leitender überzug aus Gold oder Silber abgelagert wird, dessen Dicke nicht größer als die des genannten Filmes ist bzw. maximal 5ooo A beträgt, je nachdem, welches der niedrigere Wert ist.

In Bezug auf die Erfindung ist von Bedeutung, daß es zwar allgemein bekannt ist, zur Unterstützung der Verlötung einen leitenden Überzug vorzusehen; andererseits ist es aber auch bekannt, daß ein solcher leitender Überzug auf einem mit einem dünnen Magnetfilm versehenen Stäbchen in Wirklichkeit eine Kurzschluß-Windung darstellt, was normalerweise das erzielbare Ausgangssignal aufgrund von Wirbelstromeffekten ernsthaft beeinträchtigen und ferner unvorhersagbare Wirkungen auf die Hysteresiseigenschaften des dünnen Magnetfilms haben müßte. Tatsächlich haben anfängliche Versuche zur Schaffung eines leitenden

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Überzuges zu der erwarteten ernsthaften Beeinträchtigung der Ausgangssignalgröße sowie der Hysteresiseigenschaften des dünnen Magnetfilms geführt. Nur wenn, wie durch die Erfindung vorgeschlagen, die Dicke des nichtmagnetischen leitenden Überzuges weit unter einen Wert gesenkt wurde, der für.einen Lötüberzug üblich ist, d.h. auf weniger als 5ooo £ und vorzugsweise weniger als die Dicke des bereits sehr dünnen Magnetfilms, blieb die Ausgangssignalgröße im wesentlichen erhalten, und es wurde der zusätzliche und unerwartete Vorteil einer verbesserten Rechteckigkeit der Hysteresisschleife erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt

Pig. 1 eine schematische Ansicht einer Verdrahtung für eine Matrix, sowie eines Stäbchens nach der Erfindung,

Pig. 2 eine vergößerte Darstellung des Aufbaus und der Anordnung eines typischen Stäbchens nach der Erfindung,

Pig. 3 und 4 graphische Darstellungen zum Vergleich der Hysteresisschleife eines Stäbchens mit und ohne Goldüberzug.

In Pig. 1 ist eine als Beispiel gewählte Verdrahtung für eine Stäbchenmatrix gezeigt, bei der die erfindungsgemäßen Stäbchen (von denen nur eines in Pig. 1 gezeigt ist) in vorteilhafter Welse so eingefügt werden können, daß dadurch die bistabilen Elemente entstehen. Die Verdrahtungs-

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oder Wicklungsmatrix nach Fig. 1 kann in einer typischen Form vierzig aufeinander gestapelte Ebenen oder Platten P₁ bis P. umfassen, von denen jede Wicklungen, z.B. Wicklung 1o, enthält, .die in in Eeihe geschalteten Zeilen angeordnet sind, wobei an entsprechenden Stellen angeordnete Wicklungen in verschiedenen Ebenen so ausgerichtet sind, daß sich eine durchgehende Öffnung, z.B. 1oa, ergibt. Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Stäbchens und dessen zugeordneter spiralförmiger Wicklung nach der Erfindung, von denen jeweils eines in eine entsprechende Bohrung 1oa der Matrix nach Fig. 1 eingesetzt werden kann. Das Stäbchen 15 besteht aus einem inneren leitenden Träger 15a, der in einer typischen Αμβfuhrungsform ein etwa 15 cm langes Beryllium-Kupferstäbchen mit einem Durchmesser von etwa o,25 mm, vorzugsweise jedoch weniger als 1,25 mm sein kann, auf dem ein dünner, bistabiler magnetischer Film 15b galvanisch abgelagert ist, der bei einer typischen Ausführungsform aus 97% Eisen und 3f° Nickel besteht und eine Dicke von I0.000 A oder weniger haben kann, so daß er im wesentlichen Einzeldomänen-Magnetschalteigenschaften aufweist. Der bistabile magnetische dünne Film 15b kann entweder ein aus zwei Schichten bestehender Film von der Art sein, bei dem eine erste haftende Eisen-Nickelschicht auf dem Beryllium-Kupferstäbchen 12a galvanisch abgelagert wird, die aus ungefähr 3o bis 9o$ Nickel und ungefähr Yo bis 1o$ Eisen besteht, und ferner eine zweite haftende

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Msen-Nickelschicht auf der ersten Schicht galvanisch abgelagert wird, die aus ungefähr 93 bis 99$ Eisen und ungefähr 7 bis 1> riickel besteht, wobei die Gesamtdicke im typischen Pail zwischen etwa 2ooo bis 5ooo £ liegt.

Erfindungsgemäß wird der dünne Magnetfilm 15b in Fig. 2 mit einer sehr dünnen, nicht-magnetischen, leitenden Schicht 16 überzogen. Es hat sich gezeigt, daß eine 1oo bis 2ooo A dicke aufgalTanisierte Schicht aus Gold oder Silber ausgezeichnete Resultate sowohl in bezug auf Hysteresiseigensehaften als auch auf die Ausgangssignalgrüße ergibt und ferner eine leichte Verlötbarkeit mit dem Stäbchen schafft. In jedem Falle soll die Dicke des nichtma^netiscnen leitenden Überzuges 5ooo α nicht überscireiten und vorzugsweise geringer als die Dicke des Magnetfilma sein. Falls erwünscht, kann ein nichtgezeigter dünner Schutzüberzug aus z.13. Urethanharz auf den nichtmagneta sehen, leitenden Überzug 16 aufgebracht werden, um jede Möglichkeit der .Rostbildung an der Luft auszu-.s ch .ließen.

HIe in Fig. 2 gezeigt, ist eine spiralförmige Wicklung 1o mit einem Isolierüberzug über dem Silber- oder Goldüberzug 16 bzw. über dem etv/a vorhandenen Schutzüberzug angebracht. Diese Wicklung wird vorzugsweise unter Verwendung eihejj isolierten Flachdrahtes 18a hergestellt, dor spiralförmig auf das Stäbchen von dessen einem Ende zum anderen aufgewickelt wird. Diese spiralförmige

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Wicklung 18 wird elektrisch und mechanisch mit dem Träger 15a am hinteren Ende des Stäbchens 15 (s. Fig. 2) über den leitenden Überzug 16 ganz einfach durch Tauchlöten verbunden, was durch die am hinteren Ende des Stäbchens 15 angezeigte Tauchlötverbindung 25 veranschaulicht ist. Die Temperatur des Tauchlötbades ist so gewählt, daß der isolierte Überzug an dem vom Lötmetall, benetzten Teil der Spiralwicklung entfernt wird. Obwohl der leitende Überzug 16 sehr dünn ist, ist er zur Bildung einer zuverlässigen elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen der Wicklung 18 und dem leitenden Träger 15a am hinteren Ende des Stäbchens 15 mit diesem einfachen Tauchvorgang ausreichend.

Wie ferner aus Pig. 2 hervorgeht, ist der Draht 18a am vorderen Ende des Stäbchens nicht mit dem Stäbchen verlötet, da er je nach der angewandten Speicherorganisation zu der Spiralwicklung eines weiteren, nichtgezeigten Stäbchens geführt werden soll. Das Stäbchen 15 der Fig. 2 ist seinerseits mit einem Draht 18a^f von der Spiralwicklung eines anderen, ebenfalls nichtgezeigten Stäbchens verbunden, der, wie in Mg. 2 veranschaulicht, am vorderen Ende dea Stäbchens 15 um den leitenden Überzug 16 gewickelt und an diesem angelötet ist. Diese Lötverbindung 35 bildet eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Draht 18a' und dem Träger 15a am vorderen Ende des Stäbchens 15· Die Lötverbindung 35 wird normalerweise erst nach dem Einsetzen und Befestigen der Stäbchen in ihren entsprechenden Öffnungen in der Verdrahtungs- oder Wicklungsmatrix der Fig. hergestellt.

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Bezüglich, des Aufbaus des Speichers ist zu sagen, daß die in Fig. 1 gezeigte Verdrahtungs- oder Wicklungsmatrix, in der Stäbchen gemäß Pig. 2 verwendet werden, beispielsweise so aufgebaut werden kann, daß die Zeilen von Wicklungen 1o jeder Anordnung nach Pig. 1 als Wortwicklungen und die Spiralwicklung (wie durch 18 in Pig. 2 gezeigt) auf jedem Stäbchen sowohl als Lesewicklung während des Lesens als auch als Ziffernwicklung während des Schreibens dienen. Pur einen Aufbau dieser Art ist der Stromfluß durch die Spiralwicklung 18 und den Stäbchenträger 15a so, wie er durch die Pfeile I_n in Pig. 2 veranschaulicht ist. Genauer gesagt zeigen die Pfeile L_n an, daß Strom von einem weiteren, nichtgezeigten Stäbchen über den Draht 18a¹ zur Spiralwicklung IS, dann durch diese hindurch zum hinteren Ende des Stäbchens und zum Träger 15a über die Lötverbindung am hinteren Ende des Stäbchens fließt und dann zum vorderen Ende des Stäbchens über den inneren leitenden Träger 15a zurückkehrt, von wo der Strom dann über die Lötverbindung am vorderen End.e des Stäbchens zur Spiralwicklung eines weiteren nichtgezeigten Stäbchens fließt.

In den Pig. 3 und 4 wird die ausgezogene Schreibstrom/ Ansprech-Spannungskurve bzw. die HysterevSisschleife eines Stäbchens mit einem Goldüberzug einer Dicke von 95o 2. auf einem dünnen Hagnetfilm aus 3'Jfo Eisen und 3$ Nickel mit einer Dicke von 4ooo A mit denjenigen (gestrichelt gezeigten) eines gleichartigen Stäbchens ohne Goldüberaug verglichen.

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Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, wird durch den Goldüberzug eine bedeutende Verbesserung der Eechteckigkeit der Hysteresisschleife erreicht, wodurch es möglich wird, einen Speichermodus mit einem Ansteuerungsverhältnis von nur 2:1 anstelle des bisher erforderlichen Ansteuerungsverhältnisses von 3s1 zu verwenden.

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Claims

Patentansprüche;

1. Hagnetspeicherstäbchen bestehend aus einem nichtmagnetischen, leitenden Träger, auf dem ein dünner Film aus magnetischem Material abgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Film aus magnetischem Material ein dünner, leitender Überzug aus Gold oder Silber abgelagert ist, dessen Dicke nicht größer als die des genannten Films ist oder 5ooo £ beträgt, je nachdem, welcher Wert niedriger ist.

2. Magnetspeicherstäbchen nach Anspruch 1 mit einer auf den Überzug aufgebrachten Wicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung über den Überzug mechanisch und elektrisch mit dem Träger verbunden ist.

3. Hagnetspeicherstäbchen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische und elektrische Verbindung durch Löten erzielt wird.

4. Lagnetspeieherstäbchen nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus einem Stäbchen aus Beryllium und Kupfer besteht und sein Durchmesser weniger als 2,5 mm beträgt.

5. Tiagnetspeioherstäbehen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Film aus magnetischem Material aus 03 biB 9^lJ°J> Eisen und 7 bis 1$ Wickel besteht,.

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6. Magnetspeichers ta be he fa. haeh Anspruch. 5; dadurch gekennzeichnet, daß der dünne film aus magnetischea. Material eine Dicke Tön weniger als Iojoöo R

7· Magnetspeicherstäbchen nach Anspruch 1j dadureh gekennzeichnet■, daß der dünne PiIm aus mägnetiseiieffl Material aus einer ersten^ 3o bis Sofa nickel enthaltenden und einer zweiten^ 93 bis 99$ iäisefl. und 7 bis 1?ί Mickel enthaltenden Schicht besteht.

8. Magnetspeicherstäbchen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche $ dadureh gekennzeieiinet, daß auf den Überzug eine dünne Sehutzbeschichtung etwa aus Harz aufgebracht ist.

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