DE1574500A1 - Jochschicht fuer magnetische Duennschichtspeicher und Verfahren zur Herstellung derartiger Jochschichten - Google Patents

Jochschicht fuer magnetische Duennschichtspeicher und Verfahren zur Herstellung derartiger Jochschichten

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DE1574500A1
DE1574500A1 DE19681574500 DE1574500A DE1574500A1 DE 1574500 A1 DE1574500 A1 DE 1574500A1 DE 19681574500 DE19681574500 DE 19681574500 DE 1574500 A DE1574500 A DE 1574500A DE 1574500 A1 DE1574500 A1 DE 1574500A1
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Description

IBM Deutschland Internationale Büro^Maschinen Gesellschaft mbH T O / 4 b U U
Böblingen, 2. Januar 1968 km-oc
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N. Y. ΙΌ 504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: Docket 10 888 ■ - ■ '
Jochschicht für magnetische Dünnschichtspeicher und Verfahren zur Herstellung derartiger Jochschichten '
Die Erfindung betrifft eine Jochschicht für magnetische Dünnschicht» speicher, die eine hohe magnetische Permeabilität aufweist und in der Nähe der Speicherelemente angeordnet wird,-um den Streufluß dieser Elemente aufzunehmen. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger Jochschichten.
Es ist bei magnetischen Dünnschichtspeichern bekannt, eine magnetisch hochpermeable Jochschicht zur Aufnahme des von den Magnetschicht-Speicherelementen erzeugten Streuflusses zu verwenden (z.B. Deutsche Auslege Schrift 1 186 904). Diese Jochschicht wird in unmittelbarer Nähe der Speicherelemente angeordnet und kann eine gesamte Speicherebene überdecken. Für den sich in jedem Speicherelement ausbildenden
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TS 7 A 500
Magnetfluß dient ein dem betreffenden Speicherelement benachbarter Teil in der Jochschicht als Rückflufipfad. Hierdurch werden die von den einzelnen Speicherelementen ausgehenden Streuflüsse., die sich auf den Speicherzustand benachbarter Speicherelemente störend auswirken können, weitgehend reduziert. Damit der durch die Jochschicht verlaufende Teil des Flußpfades eines Speicherelementes dessen Umschaltung möglichst wenig behindert, besitzt die Jochsehicht eine sehr geringe Koerzitivkraft bzw, Remanenz«
Magnetische Dünnschichtspeicher bestehen üblicherweise aus einer Trägerplatte, auf der, ggf. unter Zwischenlage einer Glättungsschicht, die magnetischen Speicher schichteil, aufgebracht sind. Darüber befinden sich wenigstens zwei voneinander 'rs'oHerte Sätze bandförmiger Treibleitungen, die innerhalb eines Satzes parallel und von Satz zu Satz orthogonal verlaufen. Über den Bandleitungen ist die Jochsehicht angeordnet. Jede derartig geschichtete Anordnung wird als Speicherebene bezeichnet. Zu einem kompletten Speicher gehören zumeist mehrere Speicherebenen, die zu einem Paket übereinander gestapelt werden. Es ist von großer Bedeutung für das korrekte Funktionieren eines solchen Speichers, daß über die gesamte Fläche der Speicherebene eine gute und gleichmäßige Auflage der Jochschichten auf den darunterliegenden Teilen gewährleistet ist. Insbesondere sind örtliche Drücke auf die Speicherelemente schädlich, daß hierdurch deren Eigenschaften unzulässig verändert werden. Durch die bekannten, starr ausgebildeten
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10 888 ■'.'.-
Jochschichten werden diese Forderungen bisher nicht zufriedenstellend erfüllt. -
Es ist daher Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Jochschicht anzugeben, die neben den erwähnten magnetischen Eigenschaften auch die für den Aufbau funktionssicherer Dünnschichtspeicher erforderlichen mechanischen Eigenschaften aufweist. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Jochschicht aus einem flexiblen, harz«· oder gummihaltigen Bindemittel besteht, das von Ferritpulver mit einer Korngröße zwischen 2 und 75 u durchsetzt ist.
Eine derartige JochseMcht weist einerseits die erforderlichen magnetischen Eigenschaften auf und gewährleistet andererseits aufgrund ihrer Flexibilität eine gute Auflage und einen gleichmäßigen Druck auf die Speicherelemente über die gesamte Hache einer Speichenbene, unabhängig davon, ob diese .Speicherebene einzeln oder innerhalb eines Stapels gleicher Speicherebenen verwendet wird.
Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der vorausgehend angegebenen Jochschicht durch die Ausführung folgender Schritte:
a) Ein gebranntes Ferritmaterial -wird zu einer Korngröße zwischen 2 und 75 ai gemahlen,
b) das so erhaltene Ferritpulver wird m?* einem Harz und einem Lösungsmittel zu einer gieß» bzw. formbaren Substanz gemischt,
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c) die Substanz wird in die gewünschte Form bzw. auf die gewünschte Dicke gegossen,
d) durch eine Wärmebehandlung wird der Guß getrocknet.
weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den Ansprüchen zu ersehen. Nachfolgend werden verschiedene vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Anhand einer Zeichnung wird ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Jochsehicht beschrieben.
In der Figur ist ein magnetischer Dünnschichtspeicher mit einem erfin« ,dungsgemäß ausgebildeten Joch zur Streuflußsammlung im Schnitt dargestellt. Auf einer Grundplatte 2, die aus Kupfer oder einem ähnlich gut leitenden Material besteht, ist eine dünne Schicht 4 aus einem geeigneten Isoliermaterial, wie SiliziumJVEonoxyd, Polyimidharz/isw. aufgebracht. Auf dieser Isolierschicht 4 befindet sich eine PermaÜöyschicht 6, die in der Lage ist, einen in der Ebene der Schicht verlaufenden Magnetfluß in diskreten Bereichen S zu speichern. Die Permalloy !Schicht 6 wird von einer zweiten Isolierschicht 8 bedeckt, in welcher zueinander parallelverlaufende Bittreibleitungen 10 eingebettet sind* die zur Erzeugung von an die Bereiche S anzulegenden Magnetfeldern dienen. Oberhalb der Isolierschicht 8 ist eine Wortleitüng 14 angeordnet, die orthogonal zu den Bittreibleitungen 10 verläuft und die einer Reihe der Speicherbereiche S zugeordnet ist« Auf den Wortleitungen 14 liegt ein flexibles, magnetisches Joch 16,
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15 7 45 O Q
Wie aus der Figur ersichtlich ist, würde bei Fehlen des magnetischen Joches 16 der Flußpfad des Magnetflusses 0 oberhalb der Worttreib» leitungen 14 durch die Luft verlaufen, wodurch sich ein relativ hoher magnetischer Widerstand bei der Aufzeichnung von Informationen in der Speicherebene 6 ergeben würde. Der hohe magnetische Widerstand erfordert größere Treibströme in den Wort- und Bittreibleitungen 10, 14, um ein Umschalten der Speicherbereiche S zu erzielen. Das Joch 16 Stellt sicher, daß der magnetische Widerstand des Flußpfades klein bleibt und daß der Magnetfluß φ im Bereich des Joches gesammelt wird, so daß an,den einzelnen Speicherbereichen Streuflüsse weitgehend vermieden werden. -
Ein Beispiel für ein Material, aus dem das Joch 16 in vorteilhafter Weise bestehen kann, zeigt die nachstehende Tabelle I.
TABELLE I
Fe2°3 49,15 - 863, 7
NiO 17, 5 144, 6
ZnO 33,2. 297,7
Oxyd Mol % Gewicht (Gramm) Ionenanteile
(Ni ZnPe0 ,„ „OJ
1,9 bis 2, O O, 35 bis O, 36 0, 65 bis 0, 66
Eine Mischung von Oxyden dieser Kationen mit den in der Tabelle I ange-
3 ' ' ' ■" ■. ^^ gebenen Gewichtsanteilen wird zusammen mit 3000 cm destilliertem Wasser in eine Stahlkugelmühle gebracht, die 3830 Stahl-Chrom-Kugeln
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von 1/2 Zoll Durchmesser und 8720 Stahl-Chrom-Kugeln von 1/4 Zoll Durchmesser enthält. Die Mischung wird sechs Stunden gemahlen, worauf sie in einen Tiegel gegeben und in einem Ofen bei 120 Wärme getrocknet wird. Das getrocknete Pulver wird durch eine Rolle zerstoßen und durch ein Sieb mit 20 Den, Maschenabstand gedrückt. Das gesiebte Pulver wird in einem Nickelbehalter in einen Brennofen gebracht, wo es in Luftatmosphäre auf 1200 C erhitzt und für die Dauer von sechs Stunden auf dieser Temperatur gehalten wird. Hierbei ergibt sich ein einphasiges Nickel-Zinke.Ferritpulver, Dieses wird 15 Minuten in destilliertem Wasser gemahlen und feucht durch ein Sieb passiert, das zwischeH 80 untf 130 . Fäden pro cm aufweisen kann. Das gesiebte Pulver wird, in einö flache^ Schale gebracht und iri einem Ofen bei 120 C getrocknet.
TABELLE II
Gewicht
(Gramm)		 Gewicht
(Feucht) %		 Gewicht
(Trocken) %
β 453,6 71,38 83,2
90, 7 14,27 16,6
90, 7 14,27
0,45 0,07 0,2
vorausgehend angegeben)
Silizium-Gummi RTV - 11
Methyl-Äthyl-Keton
Thermolite .12
to Thermolitel2 ist der wahre Name für ein Härtemittel, das zusammen
^ mit Silizium-Gummi RTV-Il verkauft wird; beide Materialien werden
-* von der Firma General Electric Corporation hergestellt. Bevor das
o» Thermolite 12 hinzugefügt wird, werden die anderen Bestandteile in dem in Tabelle II angegebenen Verhältnis in einem geeigneten Mixer eine
halbe Stunde lang gemischt. Die sich ergebende Substanz wird in einem Dekantiergefäß entgast. Eine ausreichende Menge der entgasten Mischung wird auf eine etwa 0,13 mm dicke polymerische Polyesterschicht, beispielsweise eine Mylar-Schicht aufgebracht und durch eine geeignete Auf Streichtechnik auf eine einheitliche Dicke von etwa 0, 4 mm ausgebreitet* Nach dem Trocknen'reduziert sich die Dicke auf etwa o, 2 mm. ■ ;. Die so geformten Blätter werden über Nacht auf einem Rost getrocknet
und nachdem sie trocken sind vom. Mylar-Substrat abgestreift, Sie werden . in ihrer Größe zugeschnitten und sind zur Verwendung als magnetisches
. /Joch in der oben erläuterten Weise bereit. Die Größe der Ferritstaub-Teilchen, die .in.das gummiartige Bindemittel eingebettet sind, variiert von 2ä 5 bis 75 na .;......."
Nachfolgend wird ein anderes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines Ferrit-Joches gemäß vorliegender Erfindung beschrieben, bei dem die in Tabelle 1 angegebene Materialzusammensetzung bei einem anderen Bindemittel verwendet wird. Das hier verwendete Bindemittel.ist ein Latex, das 20 Gramm Xylol, 10 Gramm Di-m-Qctyl-Phthalat und 2Ö Gramm Ace-Plastic Nr, 1300 (ein Latex, welches von der Äce-Glass Corporation hergestellt ist) enthält, 25 Gramm Zink-Nickel-Ferrit ^* gemäß der Tabelle Γ werden mit 7 1/2 Gramm des oben erwähnteil
^ Latex-Bindemittels gemischt. Die Mischung wird in eine Stahifiöle
*- gebrachti in der sich fünf Stahlkugeln mit einem Durchmesser voii
"""s» *'-■■■■
f^ 6, 3S mm befinden^ und in einer Schütteleinriehtüng für etwa 10 Minuteh t*s ■■".;■■ ' . ■■■■ - - -
gemischt* Hiernach wird die Mischung in einem Vakuumi-TröGkenäpparat entgast* -Paraufhiii wird die Mischung in eine Form gegbsseii und in
dieser Form erneut zur Entgasung in einen Vakuum«Trockenapparat gebracht, um die etwa in „der Mischung eingeschlossene Luft zu entfernen. Die Mischung wird dann über-Nacht bei Raumtemperatur getrocknet. Nach einer weiteren einstündigen Trocknung bei 60 bis 80 C folgt ein abschließendes Brennen bei 190 C für die Dauer von 15 Minuten. Nach diesen Trocknungsphasen wird das hergestellte Material aus der Form entfernt und in die gewünschten Größen zerschnitten.
Nachfolgend wird eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfin« dung erläutert:
TABELLE III
Fe2O3 1576 g
MnCO0 240 g Λ11 . '
3 Allgemeine Formel
Bi O 69,9 g
Fe Mn Cu Zn Bi O
CuO 320 g l> y/ '* ·4 ·4 '°6 4
ZnO 325 g
Die Mischung von Fe=, Mn-, Bi«, Cu- und Zn-Salzen in dem aus Tabelle III ersichtlichen Verhältnis wird vier Stunden in einer Kugelmühle, deren Kugeln eine Mischung von Kugeln der Durchmesser 6, 35 und 12, 7 mm sind, unter Zusatz von Alkohol gemahlen und danach unter einer Wärmestrahlungslampe getrocknet. Nach dem Trocknen wird die Mischung
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durch ein Gitter von 8; Maschen pro cm gepreßt, für zwei Stunden bei 105Q C geröstet und daraufhin erneut 15 Minuten lang unter Zusatz von Alkohol gemahlen«, Das sich ergebende Pulver wird getrocknet und durch ein Sieb mit 128 Maschen pro cm passiert. Der 15 Minuten dauernde Mahlvorgang und das darauffolgende Sieben wird mehrere Male wieder-halt.
Bas sei entstandene Pulver wird dann mit einem Bindemittel gemischt, das aus Kiefernöl» ESstynox 408, Isoehem 175A, Osoehem 175B und 3UaU;3?ylS,äH:re besteht^ Die vollständige Mischung des Ferritpulvers ent-r sprechend der Tabelle UI und! ÜQm Bindemittel erfolgt in näehstehenidei?
Ferritpulver O' R f\ rt
Kieferiiöl 2,.O g
Es^p0x .408-
Isocliem 1?5A Ij. ® g
lsoehem 115B ■ 'A* &
Diese Mischung wird in einer Stahlfiole mit etwa 30; und 60 mm Höhe,, die zehn Stahlkugeln im Durchmesser· vöeu @,,$5. na enthält, mit Hilfe, einer Schüttelvorrichtung.zehn Minratep !»rag:
Die sich ergebende crernige Mischung wird In eineiri ¥aku^mapparat entgast und danach auf eine Aluminiumplatte gegossen;,, Ein©
m 10 »
zweit© Äluminiumpliatte wird über äen Aufguß gelegt. Zwischen die beiden Äluminiuniplatten; werden Abstandshalter zur Bestimmung -der Pieke der herzustellendem Schicht gebracht* Hie gesamte Anordnung wird in. Aluminiumfolie eingewickelt^ um zu vermeiden* daß die Lösun;ggfeestandteile verdampfen. Darauf erfolgt eine Trocknung in einem Ofen bei 6ö bis) 0Ci C für eine Bauer von S bis; 12 Stunden, wonach die hergestellte ScMeM von der Aluminiumfolie und den Äluminiumplatten befreit und; a>uf <$fe ggEwünsehte Größe zugeschnitten wird.
Die ehemisehen1 li£gens«ihaften? dtes verwendeten HarzwMndemittels sind nteht wesenMeh^ fecitis;ch siiid] vielmehr seine Festigkeit und! Flexibilität« Es? wird? ein Bfndjüwtteii aHgtatrisii^ d^s; elektrisch und magnetisch neu« tral isti eine lange kefeen;gd.tee']?" aufweist und welches flexibel und gummia^rfig ist,, sofern Flexibilii1iä£ einw ehar^kteristisehe Eigenschaft dws? herzustellendEen; Joches; is*» De**Jfcnteil dfes> Bindieißiti-els wird; bei einem Josch hoher Leistungsfähigkeit unter 16 Gewichtsprozent gehalten^,, so daß ein derartiges; Joch 84 Gewichtsprozent; Ferritpulver aufweist. Wenn ein Stapel Speieher ebenen benutzt werden,, um einen großen Speicherbloek aufzubauen^ so üben die einzelnen' Speieherebenen aufeinander einen Druck aias. Ein gummiartig-eS; bzw., flexibtesi. harzhaliä-ges Joch absorbiert diesem D;ruclc und verhindert seine Fortpftanzun^ auf die unteren Speicherebenen., Da die magnetischen Speieherstelilea der Speieherebenen sehr driEkempfindlich sind^, verhindert die Absorption von Drtickbelastungen durch das gummiartige Joch eine Beeinträchtigung der Operations-Charakteristiken des Speichers,
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In bestimmten Anwendungsfällen ist es erwünscht, daß das flexible Joch gemäß der Erfindung direkt, auf die streif enförmigen Treibleitungen der Matrix aufgegossen wird. Beispielsweise können die Wortleitungen aus dünnen Kupfer streif en von 0, 18 mm Breite, 0, 13 mm Dicke und ;■ 0, 36 mm Mittenabstand bestehen und auf einer 0, 012 mm dicken Polyimid. Schicht angeordnet sein» Die letztere Schicht wird mit Hilfe eines Glas» Substrat» flach gehalten, wobei die Kupfer-»Streifenleitungen nach eiben gerichtet sind. Daraufhin wird die zur Herstellung des Joches verwendete Masse über die Streifenleitungen gegossen. Das so erzeugte Joch bildet eine Einheit mit den Wortleitungen und wird gemeinsana mit diesen als Teil.des Speichers verwendet. ... -
Das Joch gemäß, dß? ,Erfindung ist nicht nur auf die Verwendung von magnetischen D,ünn.sclfl.chtspeichern mit einlagigen Speicherelementen . beschränkt. Es. kann ebenso zur Begrenzung des Magnetflußpfades bzw, zur Sammlung von Streufeldern bei einem Speicher verwendet werden, dessen Speicherelemente aus zwei miteinander gekoppelten Magnet-· schichten bestehen. Das Joch wird auch hier in unmittelbarer Näher der Speicherelemente angebracht, . .
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Claims (10)

T574500 - 12 - 2. Januar 1968 PATENTANSPRÜCHE
1. Jochschicht für magnetische Dünnschichtspeicher, die eine hohe magnetische Permeabilität aufweist und in der Nähe der Speicherelemente angeordnet wird, um den Streufluß dieser Elemente aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochschicht aus einem flexiblen, harz- oder gummihaltigen Bindemittel besteht, das von Ferritpulver mit einer Korngröße zwischen 2 und 75 μ durchsetzt ist,
2. Jochschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dicke zwischen 0, 2 und 0, 5 mm aufweist.
3. Jochschicht nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferritpulver aus einer Mischung von Eisen«, Nickel«, und ZinMonen besteht.
4. Jochschicht nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mischung nach der Formel Ni Zn Fe , .O4, worin x+y=l.
x y d"»vx+y/ 4
5. Jochschicht nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung die Zusammensetzung Ni ^1-Zn Fe~O. aufweist.
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6. Jochschicht nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferritpulver aus einem Ferrit der Zusammensetzung Fel, 98CUO, 40Zn0, 40^0, 2Bi 0j 03°4
7. Jochschicht nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferritpulver mit 84 % Gewichtsanteilen und das flexible Bindemittel mit 16 % Gewichtsanteilen vorhanden ist.
8. Verfahren zur Herstellung der Jochschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
a) ein gebranntes Ferritmaterial wird zu einer Korngröße zwischen 2 und 75 η gemahlen,
b) das so erhaltene Ferritpulver wird mit einem Harz und einem Lösungsmittel zu einer gieß-bzw. formbaren Substanz gemischt,
. c) die Substanz wird in die gewünschte Form bzw. auf die gewünschte
Dicke gegossen/
d) durch eine Wärmebehandlung wird der Guß getrocknet.
9. · Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Mischung von Fe0O , NiO und ZnO, bestehend aus 49, 15; 17, 5 und 33, 2 Mol-Prozent der genannten Bestandteile, unter Zusatz'von Wasser in einer Kugelmühle gemahlen wird, daß das so erhaltene Pulver getrocknet und danach sechs Stunden in Luftatmosphäre auf einer Temperatur von L200° C gehalten wird und daß das Pulver
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abgekühlt, gesiebt und in ein harzhaltiges Bindemittel eingebettet wird,
10. Verfahren nach Anspruch 8 und % dadurch gekennzeichnet, daß die aus Bindemittel und Ferritpüiver bestehende Mischung im flüssigen Zustand über einen Satz Treibleitungen gegossen wird und mit diesem zu einem einheitlichen Teil erstarrt.
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ORIGINAL INSPECT:£D
DE19681574500 1967-01-13 1968-01-04 Jochschicht fuer magnetische Duennschichtspeicher und Verfahren zur Herstellung derartiger Jochschichten Pending DE1574500A1 (de)

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