DE2039781A1

DE2039781A1 - Mehrkanalige Magnetkopfeinheit und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2039781A1
Application number: DE19702039781
Authority: DE
Inventors: Guy Prival; Prieur Lucien Robert
Original assignee: Bull General Electric NV
Current assignee: Bull General Electric NV
Priority date: 1969-08-14
Filing date: 1970-08-11
Publication date: 1971-02-25
Also published as: FR2055984A5; GB1311737A; US3783504A; BE754795A; US3701858A; NL7011103A

Description

Mehrkanalige Magnetkopfeinheit und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft mehrspurige oder mehrkanalige Magnetkopf einheit en, die mit einem magnetischen, in Bewegung befindlichen Speichermedium zusammenarbeiten, um entweder Daten ii dieses Medium einzugeben oder um Daten von diesem Medium zu reproduzieren oder auszulesen. Vorzugsweise ist dieses magnetisierbare Medium durch die Oberfläche einer Magnetplatte gebildet, welche fest oder abnehmbar in einem Magnetplattenspeicher angeordnet sein kann.

Im Hinblick auf eine günstigere Ausnützung der Oberfläche der Magnetplatten ist man zu einer Erhöhung der Datendichte nicht nur in der Längsrichtung, d.h. in Richtung jeder Magnetspur, sondern auch in der Richtung quer hierzu gezwungen. Das letztere führt zu einer Verminderung der Breite der

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Magnet3puren und ihres Abstandes. Diese Verkleinerungen der Abmessungen der Magnetspuren führen wiederum zu einer Verminderung der Abmessungen der Magnetköpfe, welche nebeneinander angeordnet sind, um eine bestimmte Anzahl von Kanälen oder Spuren zu bilden, welche gleich der Zahl der Magnetspuren ist, die man bei einer Übertragungsoperation (Einlesen oder Auslesen) erfassen will.

Es ist bekannt, daß man, wenn die Magnetköpfe sehr nahe aneinander angeordnet sind, Maßnahmen ergreifen muß, um den Wirkungen von Querkopplungen (übersprechen) oder Kopplungen zwischen den Leitern zu begegnen. Aus diesem Grund werden Abschirmelemente aus einem Metall, welches leitend und/oder magnetisch ist, zwischen die Magnetköpfe eingesetzt, welche selbst aus einem Folienpaket eines ferromagnetischen Metalls, wie beispielsweise Mu-Metall, bestehen.

Wenn man erlaubt, daß die verschiedenen Folien, die das Folienpaket der eigentlichen Magnetköpfe bilden, und diejenigen, die die Zwischenabschirmung ergeben, aus Ebenen gebildet werden, deren Umrisse im wesentlichen rechtwinklig sind, entsprechend dem Schnitt durch eine mehrkanalige Magnetkopfeinheit, ist es gemäß der Erfindung möglich, daß diese Ebenen zusammengesetzt sein können. Dies bedeutet, daß beispielsweise in einer Ebene, welche einen Teil des Magnetkreises darstellt, ein Teil aus Mu-Metall das magnetische Element darstellt und ein anderes Teil aus einem elektrisch leitenden Metall das Abschirmelement bildet. Auf diese Weise wird die Wirksamkeit der Abschirmung erhöht.

Andererseits ist es infolge der Miniaturisierung der verwendeten Teile erforderlich, das Anschließen der Spulendrähte der Wandlerspulen zu erleichtern, wobei in jedem Fall ihre elektrische Isolation gegenüber den benachbarten Folienpaketen gesichert sein soll. Die Miniaturisierung wirkt sich hierbei sowohl auf die Oberflächendimensionen aus als auch auf die

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Dicke des Folienpaketes. Zur wirksamen Isolation weisen deshalb bestimmte Abschirmebenen sowohl einen Teil aus leitendem Metall als auch einen Teil aus Isoliermaterial auf.

Eine mehrkanalige Magnetkopfeinheit, in der die Köpfe nebeneinander ceschichtet sind entsprechend den parallelen oder konzentrischen Hagnetspuren eines sich bewegenden, magnetisierbaren Speichermediurne, wobei jeder Kopf aus zwei Kopfhälften besteht, zwischen denen sich ein Spalt befindet und jede Kopfhalfte durch ein Schichtpaket von Folien aus verschiedenen Materialien gebildet wird, welche parallel zur Richtung der Spuren angeordnet sind, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem der Köpfe die Kopfhälften aus mehreren Ebenen zusammengesetzt sind, deren äußere Umrisse nahezu identisch sind, wobei aber bestimmte Ebenen aus zwei Teilen Gleicher Dicke, jedoch unterschiedlicher Materialien gebildet sind, d.h. einmal aus einem ferromannetischen Material und einem der Abschirmung dienenden leitenden Material, zum anderen aus einem ferronagnetischen Material und einem Isoliermaterial, wobei bei einer ersten Kopfhälfte mindestens drei Ebenen vorhanden sind, deren Teile aus einem Magnetnvaterial einen Schenkel zur Aufnahme der Wandlerspule aufweisen.

Die äußeren Abschirmebenen bestehen aus mehreren Teilen, entweder ganz aus einem leitenden Metall oder aus einem leitenden Material und einem Isoliermaterial. Bei den ganz aus einem leitenden Metall bestehenden Ebenen wird ein Teil als Anschlußfahne dazu verwendet, um dort einen Draht der Wandlerspule zu befestigen. ■

Es ist verständlich, daß wenn die Kopfhälften, wie sie zuvor beschrieben wurden, einzeln in Handarbeit hergestellt werden, irte Herstellung außerordentlich kompliziert und kostspielig wäre. Der 3rund hierfür ist die notwendige Handhabung und Zusammensetzung der Teile, die sehr geringe Abmessungen auf-

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-n-

weisen, wozu eine sehr große Präzision erforderlich ist. Aus diesem Grund wird gemäß der Erfindung ein Herstellungsver-

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fahren für mehrkanalige Magnetkopf einheit/ vorgeschlagen, welches relativ wirtschaftlich ist aufgrund der gleichzeitigen Herstellung einer großen Zahl von Magnetkopfelementen durch ein Verfahren, bei welchem die einzelne Handhabung der Bestandteile auf das geringstmögliche Maß reduziert ist. Die einzigen individuellen Arbeitsgänge, welche bestehen bleiben, sind die Montage jeder Spule auf einem Schenkel des Magnetkreises, das Verlöten der Spulendrähte mit den Lötfahnen, umso mehr als es sich um ein Verlöten mit Zinn handelt, was nicht mit Hilfe einer elektrischen Verschweißung in einer Maschine möglich ist.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung schafft diese ein Herstellungsverfahren für eine Magnetkopfeinheit, welche aus einem Schichtpaket aus verschiedenen Materialien besteht. Das Verfahren umfaßt folgende Verfahrensschritte:

-Vorbereiten der Folien durch Photoätzen oder chemisches Jitzen und schuppenartiges Anordnen der Folien mit den herausgeschnittenen verschiedenen Motiven, die dazu bestimmt sind, die notwendigen Elemente für M Serien mit jeweils U Paaren von Magnetkopfhälften zu bilden, das bedeutet mindestens

eine zusammengesetzte Folie eines ersten Typs mit MII Elementenpaaren eines magnetischen Metalls hoher Permeabilität und KN Elementenpaaren aus einem leitenden Metall,

zwei zusammengesetzte Folien eines zweiten Typs mit jeweils MN Elementenpaaren eines magnetischen Metalls und MN Elementenpaaren eines Isoliermaterials,

zwei Folien eines dritten Typs mit jeweils MN Elementenpaaren eines !'etalleiters, wobei ein Element eines Paares

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- 5 zwei verschiedene Abschnitte aufweisen kann und

zwei Folien eines vierten Typs mit jeweils MN Elementenpaaren eines Metalleiters,

-Bildung eines Schichtpaketes von Magnetkreisen durch übereinandersetzen und Kleben einer zusammengesetzten Folie des ersten Typs zwischen zwei zusammengesetzte Folien des zweiten Typs,

- Montieren der Wandlerspule auf jedem der zu diesem Zweck

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vorgesehen/ Teile des Magnetkreises,

-Zusammensetzen durch Aufeinanderschichten und Kleben einer Folie des dritten Typs auf jede Seite des Schichtpaketes,

-Verlöten eines Drahtes einer entsprechenden Spule mit einem der verschiedenen Abschnitte der Elemente der Folien des dritten Typs,

-Zusammensetzen durch Aufeinanderschiehten und Kleben einer Folie des vierten Typs auf jede Seite des zuvor erhaltenen Schichtpaketes und

-Abtrennen durch Sägen der MN Paare von Kopfhälften in Körper mit genauer Oberflächenparallelität.

Vorzugsweise kann man vor dem Aufsetzen der Spulen auf ihre Schenkel der Magnetkreise durch Abtrennen mittels Sägen aus den Folien des dritten Typs die Teile für die Lötfahnen herstellen und sie durch Kleben an geeigneten Stellen auf den Flächen des Schichtpaketes der Magnetkreise befestigen. Auf diese Weise wird es möglich, die Spulendrähte sofort nach ihrer Montage auf ihren SchenMn der Magnetkreise festzulöten, d.h. vor dem Zusammensetzen der Folien des dritten Typs. Die darauffolgenden Arbeitsvorgänge sind nicht verändert.

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Für die Herstellung einer mehrkanaligen Magnetkopfeinheit ist es notwendig, zusammengesetzte Folien eines fünften Typs herzustellen, die dazu bestimmt sind, eine trennende Abschirmung zu bewirken. Jedes dieser Elemente besteht aus zwei Teilen, nämlich einem Teil aus einem metallischen Leiter und einem Teil aus Isoliermaterial.

Bei einer ersten Ausfuhrungsform einer mehrkanaligen durch Aneinanderbau hergestellten Einheit werden genauso viele magnetische Schichtpakete miteinander verklebt, wie Kanäle vorgesehen sind, wobei in der gewünschten Folge Folien des dritten, vierten und fünften Typs zwischengefügt sind. Bei einer mehrkanaligen Einheit gemäß einer zweiten Ausführungsform ist die Anzahl der Kanäle nur die Hälfte der Anzahl der verwendeten magnetischen Schichtpakete.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus dem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung dadurch, daß man mit denselben Komponenten und einem praktisch gleichen Herstellungsverfahren entweder eine mehrkanalige Einheit, bei der (in einer ersten Ausfuhr ungs form) jeder Magnetkopf nur eine einzige Spule enthält, und bei der der Abstand der Köpfe ρ beträgt, oder andererseits eine mehrkanalige Einheit erhalten kann, bei welcher (in einer zweiten Ausführungsform) jeder Magnetkopf zwei Spulen enthält, die auf verschiedene Art miteinander verbindbar sind und bei denen der Abstand zwischen den Köpfen P = 2 ρ beträgt.

Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung verdeutlicht. Es zeigen:

die Fig. 1 bzw. 2 eine Seiten- und Unteransicht auf eine Magnetkopfeinheit gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform,

die Fig. 3 bzw. 4 eine Seiten- und Unteransicht auf eine

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zweite Aus führunf-s form einer Magnetkopfeinheit gemäß der afindung,

die Fig. 5 bis 8 Einzelansichten von verschiedenen Elementen der ochichtpakete, ,

die Fig. 9 eine Vorderansicht einer bereits montierten Magnetkopfeinheit nach den Fir,· 1 und 2 und

die Fig. 10 bis 12 die Schnitte bestimmter Folien zur konfektionierten Herstellung einer mehrkanaligen Einheit.

Vor einer detaillierten Beschreibung sei bemerkt, daß gemäß einem bevorzugten Anwendungsbeispiel der Erfindung die mehrkanalige Magnetkopfeinheit dazu bestimmt ist, auf bekannte Weise auf einer gelenkig gelagerten Tragplatte befestigt zu werden, wobei die Befestigung elastisch erfolgt, derart, daß es der Fläche der Köpfe, die mit der magnetisierbaren Oberfläche einer Magnetplatte zusammenarbeiten, möglich ist, sich in geeigneter Weise in unmittelbarer Nähe dieser Oberfläche einzustellen, wobei der Abstand zwischen diesen beiden Flächen durch einen Luftfili«. "»nstant gehalten wird, welcher von der Platte infolge ihrer Drehbewegung mitgezogen wird. Diese Tagplatte kann auch dazu dienen, eine Mehrzahl von Löschköpfen'zu tragen. Wie üblich ist die Fläche der Magnetköpfe nicht in Kontakt nit der Oberfläche der Platte, so daß es nicht erforderlich ist, sie gegen Verschleiß zu schützen, wodurch sich eine bestimmte Vereinfachung im Aufbau ergibt.

Die Fig. 1 zeigt eine Magnetkopf einheit 13, gemäß einer, ersten Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Magnetkopf nur eine einzige Wandlerspule aufweist. Diese Einheit ist zusammengesetzt aus einem Vorderteil 15 und einen Hinterteil 16, welche nur durch die Spaltebene 1*4 voneinander getrennt sind. Diese letztere besteht aus einer dünnen Folyester-

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schicht, wie beispielsweise einem Terephthalat eines Polyäthylen (Mylar) mit einer Schichtdicke von 3 Mikron.

Die äußeren Abschirmungen am Ende der Kopfeinheit sind abgenommen, so daß ersichtlich ist, daß ein Magnetkopf im wesentlichen aus einem Magnetkreiselement 17 für eine Kopfhälfte A und einem Magnetkreiselement 18 für eine Kopfhälfte B besteht. Dieses letztere Element hat die Form eines Hufeisens, das durch einen Ansatz verlängert ist und das einen Schenkel aufweist, der zur Aufnahme einer Wandlerspule 19 dient. Diese Wandlerspule wird auf übliche Weise durch eine Wicklung aus dünnem Kupferdraht auf einem isolierenden Spulenträger gebildet.

Die Kopfeinheit 13 ist auf einem Träger 23 befestigt, bei dem es sich um die vorerwähnte Tragplatte handeln kann. Dieser ' Träger umfaßt eine öjfestigungsstelle, in welche die Kopfeinheit eingepreßt ist. Sie weist weiterhin zwei Aussparungen 21 von kreisförmigem Querschnitt auf, die zum Durchgang der Verbindungsleiter der Spulen dienen.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich u.a. auf die Fig. 2, bei welcher die Kopfeinheit 13 in der Ansicht von unten dargestellt ist. Bei 25 ist die Symmetrieachse des in Fig. 2 am weitesten links befindlichen Magnetkopfes dargestellt. Jeder Kopf besteht aus einem Schichtpaket dünner Folien geeigneten Materials, die als "Ebenen" bezeichnet werden, wobei sich die Bezifferung gemäß ihrer Lage in bezug auf diejSymmetrieachse 25 ändert. Demnach befindet sich die Symmetrieachse in der Ebene 1. Links davon befindet sich eine Ebene 2, sodann eine Ebene 3 G und schließlich eine Ebene Ü. Rechts von der Symmetrieachse befindet sich in gleicher Weise eine Ebene 2, eine Ebene 3 D und sodann eine Ebene 4. An jeder Außenseite der Magnetkopfeinheit ist eine Ebene 5 vorgesehen. In gleicher Weise ist zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Magnetköpfen eine Ebene 5 angeordnet.

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Die Fig. 2 zeigt, daß bei zwei aufeinanderfolgenden Magnetköpfen die Magnetkreise umgekehrt verlaufen, d.h. die aufeinanderfolgenden Wandlerspulen 19 sind wechselweise in dem Teil 16 der Einheit und in dem Teil 15 der Einheit auf der einen und auf der anderen Seite der Spaltebene/angeordnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Dicke der Ebenen so gewählt, daß die Spulen in jedem Teil der Kopfeinheit einen Abstand von P = 1,16 mm aufweisen, so daß der wirkliche Abstand der Magnetköpfe voneinander gleich ρ = P/2, d.h. 0,508 mm ist.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß es mit den gleichen Teilen, wie sie zuvor besohrieben wurden, möglich ist, eine Magnetkopfeinheit zu bauen, bei welcher jeder Magnetkopf mit zwei Wandlerspulen versehen ist, wobei der wirkliche Abstand zwischen den Magnetköpfen P = 1,16 mm beträgt. Dies ist aus den Fig. 3 und ¹J ersichtlich. Die Magnetkopfeinheit 26 kann auf dem gleichen Träger 23 befestigt sein. Jeder Magnetkopf wird aus zwei Magnetkreiselementen gebildet, von denen jedes eine Spule 19 trägt. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Teile 15 und 16 der Kopfeinheit auf genau die gleiche Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 gebildet werden. Hierbei genügt eine Verschiebung des Teiles 15 in bezug auf den Teil 16 um die Strecke ρ = 0,508 mm, um die zweite Ausfuhrungsform zu erhalten. Die Magnetkreiselemente 17 sind natürlich noeh vorhanden, jedoch besteht ihre Funktion bei diesem Ausführungsbeispiel darin, die Wirkung der Abschirmung zwischen den aufeinanderfolgenden Magnetköpfen zu vervollständigen.

Zur Herstellung einer oberflächenparallelen Form der Kopfeinheit besteht eine erste Lösung darin, durch Kleben ein Füllstück, wie das Füllstück 27, an jedem Rand der Kopfeinheit hinzuzufügen. Eine andere Lösung kann darin bestehen, durch Absägen oder Abfräsen der Teile, welche an den gegenüberliegenden Rändern der Teile 15 und 16 überstehen, den

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- 10 Block auf eine Ebene zu bringen.

Die Fig. 5 bis 8 ermöglichen eine genaue Untersuchung des Aufbaus der verschiedenen zusammengesetzten Ebenen. Die Magnetelemente werden hergestellt aus einer dünnen Folie eines Metalles hoher Permeabilität, wie beispielsweise aus Mu-Metall, und die Abschirmelemente bestehen aus einem gut leitenden Metall, wobei es sich um Kupfer handeln kann, jedoch handelt es sich vorzugsweise um Berylliumbronze. Die Isolierelemente bestehen aus einer dünnen Schicht eines Terephthalat von Polyäthylen (Mylar).

Die in Fig. 5 gezeigten Umrisse sind auch für die Ebenen 1 und 2 gültig. Die Ebene 1 wird aus zwei magnetischen Elementen 11 M und 12 M gebildet, die beide eine Dicke von 0,05 nun aufweisen und deren Umrisse denjenigen nach Fig. 1 und den beiden Abschirmelementen 11 B und 12 B entsprechen. Zwischen den benachbarten Teilen der Elemente 11 B und 11 M einerseits und 12 B und 12 M andererseits wird ein bestimmter Abstand eingehalten. Am Element 12 B ist eine Ausbuchtung für den Durchgang der Spule vorgesehen.

Die Ebene 2 wird aus zwei magnetischen Elementen 21 M und 22 M von einer Dicke von 0,05 mm gebildet, deren Umrisse die gleichen sind wie die der Elemente 11 M und 12 M sowie der Isolierelemente 21 I und 22 I. Diese Isolierelemente, deren Konturen die gleichen sind wie diejenigen der Elemente 11 B und 12 B bestehen aus Mylar von 0,05 mm Dicke.

In Fig. 6 sind die äußeren Abschirmelemente der Ebenen 3 B und 3 ß dargestellt. Diese bestehen aus Bronze von 0,1 mm Stärke. Sie weisen ein Element 31 B von rechtwinkliger Form, ein Element 32 B und ein Element 33 BG oder 33 BD auf. Das Element 32 B ist mit einer Einbuchtung 3^ versehen, die zum Durchgang der Spule 19 bestimmt ist. Das Element 33 BG wird außer seiner Rolle als leitende Abschirmung dazu verwendet,

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um ein Ende des Spulendrahtes der Spule 19 anzulöten, wie dies aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist. Das andere Drahtende der Spule 19 ist mit dem Element 33 BD verlötet, das sich an der anderen Seite des Magnetkreises befindet.

Der rechte Teil jedes der Elemente 33 BG, 33 BD ist verlängert durch eine Lotfahne 35 G bzw. 35 D, wobei jede Fahne ein Langloch 36 aufweist. Da diese Fahnen den rechtwinkligen Umriß des Abschnittes des Teils 16 (oder 15) der Kopfeinheit überragen, ist es leicht, dort die Verbindungsdrähte der Spulen zu verlöten, wie dies den Fig. 1 und 3 entnommen werden kann. Die Ebenen 3 G und 3 D unterscheiden sich nur durch die Lage der Lotfahnen 35 G und 35 D, die in ihrer Höhe zueinander versetzt sind, wie man der Fig. 9 entnehmen kann.

Die Ebene Ί, die zur geringen äußeren Abschirmung dient, ist in Fig. 7 dargestellt und besteht aus einem Element ¹Jl B und einem Element Ί2 B. Dieses letztere Element weist einen Einschnitt auf, dessen Form die gleiche ist wie diejenige des Einschnittes 3¹« des Elementes 32 B. Diese Elemente 41 B und 42 B bestehen aus Bronze von 0,05 mm Dicke.

Die Ebene 5, die eine trennende Abschirmung bewirkt, ist in Fig. 8 dargestellt und besteht aus zwei Elementen 51 B und 52 B aus Bronze von 0,05 mm Stärke, sowie zwei weiteren Elementen 51 I und 52 I aus Mylar von 0,05 mn Stärke. Die Elemente 51 B und 52 B sind symmetrisch und ihr Umriß ist derselbe wie derjenige des Elementes 42 B. Der untere Teil eines Elementes, wie beispielsweise des Elementes 52 I, erstreckt sich in den Einschnitt des Elementes 52 B, damit die seitlichen Teile jeder Spule 19 nicht mit einem metallischen Teil in Kontakt stehen.

Falls es erwünscht ist* die Magnetkopfeinheit leicht zu machen, ist es möglich, Durchgänge, beispielsweise kreisförmige

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Löcher, in den Abschirmelementen aus Bronze, die bis jetzt beschrieben wurden anzubringen. Diese Löcher weisen u.a. den Vorteil auf, daß die gegenseitige Verbindung der miteinander verklebten Teile verbessert wird.

Ein charakteristischer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf wirtschaftliche Weise eine mehrkanalige Magnetkopfeinheit hergestellt werden kann, deren Elemente gleichermaßen relativ kompliziert und deren Abmessungen verkleinert sind. Aus diesem Grunde ist vorgesehen, die Magnetkopfelemente und die Abschirmungen gleichzeitig in einer großen Stückzahl herzustellen, wobei diese Stückzahl mit Q bezeichnet wird und beispielsweise gleich oder größer 100 ist.

Die Grundidee besteht darin, die Komponenten der Magnetkopf-, einheit aus Folien aus einem geeigneten Material und einer geeigneten Dicke durch Photoätzen oder eine bekannte chemische Behandlung herzustellen. Man bereitet deshalb eine bestimmte Anzahl von Folien vor, die ausgeschnittene Motive gemäß den Umrißlinien der gewünschten Elemente aufweisen und die wegen der nachfolgenden Behandlung eine Übergröße haben. Die Anzahl hängt von der Zahl der vorgesehenen Kanäle oder Spuren der zu bauenden Magnetkopfeinheit ab. Dann werden die ausgeschnittenen Folien, eventuell in Schuppenform, übereinandergeschichtet und in geeigneten Montagevorrichtungen verklebt. Andere Verfahrenegänge schließen eich an, wie sie im einzelnen nachfolgend beschrieben werden. Letztlich findet eine Trennung der Q Kopfeinheiten durch Sägen oder Fräsen statt, an die sich ein letzter Arbeitsvorgang anschließt, um die gewünschten Abmessungen und den geforderten Oberflächenzustand zu erhalten.

In Fig. 10 ist eine Folie 10 M dargestellt, in welcher Motive ausgeschnitten sind, um die Elemente 11 M und 12 M der Ebene zu bilden. In Richtung der Höhe ist eine Zahl M = 6 Serien von Motiven vorgesehen, die symmetrisch zur Hauptsymmetrieachse

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angeordnet sind. Jede Serie von Motiven kann beispielsweise eine Anzahl von insgesamt N s 17 Motiven umfassen, von denen nur zwei Motive pro Serie dargesteEt sind. Es ist selbstverständlich, daß die nicht dargestellte rechte Seite der Folie 10 M zur linken Seite analog ausgebildet ist. Die in diese Folie gestanzten MxN Motive entsprechen Q = 102 Magnetköpfen oder genauer 102 Magnetkopfeinheiten.

In jeder Motivserie sind die Elemente 11 M und 12 M in gleichem Abstand zur Symmetrieachse 7 des Motivs angeadnet. Zwei aneinanderstoßende Elemente 12 M und 11 M sind durch einen rechtwinkligen Schlitz, wie beispielsweise den Schlitz 8, voneinander getrennt, der als Durchgang für das Sägeblatt im Augenblick der Trennung der Blöcke dient. Die Folie 10 M aus Mu-Metall ist mit Justierlöchern 9 versehen, deren Lage derjenigen der Lagestifte der Montagevorrichtung entspricht. Die Elemente 21 M und 22 M für die Ebene 2 sind in gleicher Weise auf die Folie 10 M aufgezeichnet.

Die Fig. 11 zeigt eine Folie 10 B aus Bronze in welcher die Motive zur Bildung der Elemente 11 B und 12 B der Ebene 1 ausgeschnitten sind. Selbstverständlich entspricht die Zahl und die Anordnung der Motive derjenigen der Folie 10 M. Durch die Photoätzung bleiben sechs Bänder 28 mit einem Loch 29 an jedem der Enden bestehen. Die Öffnungen 37_S 38 dienen zum Durchgang des Sägeblattes.

Der äußere Rahmen der Folie 10 M wird beseitigt, wenn die sechs Bänder 28 durch Abschneiden bei 39 abgetrennt werden« Nachdem man eine Folie 10 M in die Montagevorrichtung eingesetzt hat, setzt man die sechs Bänder-28 in die Vorrichtung ein, die schuppenförmig zwischen den Elementen 11 M und 12 M in derselben Ebene der Folie 10 M- zu liegen kommen;, wobei jedes Band 28 durch zwei Justierstifte der Montagevorrichtung in die richtige Lage gebracht wird.

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Es ist leicht einzusehen, daß die Elemente 21 I und 22 I für die Ebene 2 aus einer Folie 20 I herausgearbeitet werden, deren Motive dieselben Umrisse aufweist, wie diejenigen der Folie 10 B. Die Arbeitsvorgänge sind etwas unterschiedlich aufgrund der Tatsache, daß man in diesem Fall eine Folie aus Mylar der Stärke 0,05 mm verwendet, welche auf beiden Flächen mit einer Kupferschicht bedeckt ist. Nachdem eine Fläche mit einer Schicht eines lichtempfindlichen Harzes bedeckt ist, der unter dem Namen Pntoresist bekannt ist, wird diese Schicht durch eine Maske (die gleiche wie für 10 B) dem Licht ausgesetzt, sodann entwickelt und selektiv aufgelöst. Die entsprechende Kupferschicht wird in üblicher Weise chemisch abgeätzt, wobei Kupfermotive bestehen bleiben, unter denen Elemente aus Mylar geschützt sind. Anschließend wird die zusammengesetzte Folie in verdünnte Schwefelsäure eingetaucht, die nur das nicht geschützte Mylar auflöst, jedoch nicht das Kupfer. Es ist dann nur noch erforderlich, das auf den beiden Seiten der Folie verbliebene Kupfer in einem gewöhnlichen Ätzbad aufzulösen, um die Mylarmotive zu erhalten, welche mit den in Fig. 11 gezeigten identisch sind.

Die Fig. 12 stellt eine Folie 30 G aus Bronze mit 0,1 mm Dicke dar, in welcher die Motive ausgeschnitten sind, die zur Bildung der Elemente 31 B, 32 B und 33 BG der Ebene 3 G dienen. Die Folie 30 D differiert von der Folie 30 G nur bezüglich der Form der Elemente 33 BD, von denen eines gestrichelt gezeichnet ist, entsprechend der Höhenversetzung der Lötfahnen 35 G und 35 D, wie sie in bezug auf Fig. 6 erwähnt wurden. Vor dem Zusammenbau werden die Elemente 33 BG und 33 BD einzeln von den Folienkörpern 30 D bzw. 30 G entfernt, indem ihre Verbindungsbändchen an den Stellen k3 abgeschnitten werden.

Es wurde nicht für erforderlich gehalten, in den Zeichnungen die ausgeschnittenen Motive in den Folien, wie der Folie ΊΟ Β aus Bronze mit 0,05 mm Stärke, für die Elemente Hl B und *J2 B

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darzustellen. Dies gilt in gleicher Weiee für die Folie 50 B aus Bronze mit 0,05 mm Stärke, für die Elemente 51 B und 52 B und für die Folie 50 I aus Mylar mit 0,05 mm Stärke für die Elemente 51 I und 52 I. Die Motive werden in analoger Weise erhalten wie diejenigen, die zuvor beschrieben wurden. Es ist lediglich anzumerken, daß die sechs Motivbänder aus Mylar von der Folie 50 I abgenommen werden, damit sie schuppenartig in dieselbe Ebene gelegt werden wie die Folie 50 B, was auf gleiche Weise erfolgt, wie in bezug auf die Folien 10 K und 10 B beschrieben wurde.

Zur Wiederholung sei erwähnt, daß wenn die Zahl der Spuren oder Kanäle der in einer nehrkanaligen Magnetkopfeinheit vorgesehen ist, X beträgt, die minimale Menge der herzustellenden Folienelemente wie folgt zu bestimmen ist: 3 X Folien 10 M, X Folien 10 B, 2 X Folien 20 I, X Folien 30 G, X Folien 30 D, 2 X Folien 40 B, X + 1 Folien 50 B und X + 1 Folien 50 I. 2ur Herstellung dieser verschiedenen Folien benötigt man im ganzen sieben verschiedene Masken.

Sobald die Folienelemente aus Mu-Metall, aus Berylliumb-ronze und aus "ylar auf die vorbeschriebene Weise herausgearbeitet wurden, erfolgt die Hers te 1 "* «·"* g der 102 mehrspurigen Kopfeinheiten in nachfolgend beschriebener Weise.

Zum Zusammenbau der X Einheiten von Magnetköpfen und für jede dieser Einheiten ist folgender Verfahrensgang vorgesehen:

a. Einsetzen und Verkleben mit einem Epoxyharzkleber in einer Montagevorrichtung einer Folie 10 M (für die Elemente 21 M und 22 M) mit den schuppenartig angeordneten sechs Motivbändern aus Mylar (für die Elemente 21 I, 22 I), sodann einer Folie 10 M (für die Elemente 11 M, 12 M) mit den schuppenartig angeordneten sechs Motivbändern aus Bronze (Elemente 11 B, 12 B), und letztlich eine neue Folie 10 M mit schuppenartiger Anordnung von sechs Bändern aus Mylar.

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Jede Einheit wird nach dem Trocknen aus der Vorrichtung genommen.

b. Einsetzen und'einzelnes Verkleben der Lötplättchen, die zuvor von den Folien 30 G, 30 D abgetrennt wurden, wie vorstehend erwähnt wurde. Die Plättchen 33 BG werden auf einer Fläche jeder Magnetkopfeinheit an den entsprechenden Stellen festgeklebt und die Plättchen 33 BD werden auf der anderen Seite in gleicher Weise festgeklebt.

c. Einzelne Montage der X Wandlerspulen auf den Schenkeln w der Magnetkreise der Kopfhälften B der Einheit.

d. Verlöten der Drahtenden der Spulen mit den entsprechenden Lotfahnen.

Für den nachfolgenden Zusammenbau der mehrkanaligen Magnetkopfeinheit in einer geeigneten Montagevorrichtung werden die nachfolgenden Teile in folgender Reihenfolge eingesetzt und verklebt:

eine Folie 50 B (Elemente 51 B, 52 B), in welche schuppenartig die sens Motivbänder aus Mylar (Elemente 51 I, 52 I) _ für die Ebene 5 eingesetzt werden,

eine Folie HO B (Elemente Hl B, H2 B) für die Ebene H,

eine Folie 30 G (Elemente 31 B, 32 B) für die Ebene 3, eine Magnetkopfeinheit,

eine Folie 30 D (Elemente 31 B, 32 B) für die Ebene 3,

eine Folie Ho B (Elemente Hl B, H2 B) für die Ebene H₅

e i · ι ρ !' ο 1 i e '.·^: ■ B , ν 5 e ζ u ν ο r b e 3 c h r ί e b e η , Fü r c: 1 <:" E b e η e ^c> .

1 0 9 8 0 ¹J ' ι 8 1 ι

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Es sei bemerkt, daß die Magnetkopfeinheit, ebenso wie alle Folien, außer den Folien 50 B symmetrisch sind, und in bezug auf die Hauptsymmetrieachse 6 derart orientiert sind, daß die Kopfhälften B nach hiaten zeigen.

Der anschließende weitere Zusammenbau erfolgt durch Einsetzen einer Folie ¹JO B, einer Folie 30 D, einer Magnetkopfeinheit, einer Folie 30 G und einer Folie kO B, wobei diese Folien und diese Einheit nunmehr derart orientiert sind, daß die Magnetkopfhälften B nach vorne zeigen. Nach Einsetzen einer neuen Folie 50 B (Ebene 5) erfolgt der Zusammenbau in derselben Weise, wobei zu beachten ist, daß die wechselseitige Orientierung der Magnetkopfhälften B nach vorne und nach hinten erfolgt, bis alle Elemente zusammengesetzt sind und die gewünschte Zahl der Spuren oder Kanäle bilden. Die Arbeiten werden abgeschlossen durch ein Zusammenpressen unter Hitze zwischen zwei Platten, um eine einheitliche Dicke für alle Folienpakete, die nach dem vorbeschriebenen Verfahren zusammengesetzt wurden, sicherzustellen.

Daraufhin schließen sich mehrere Arbeitsvorgänge an. Durch Sägen rechtwinklig zur Symmetrieachse 6 (Fig. 10 bis 12) werden die Folienpakete in 17 Module getrennt _s von denen jeder sechs Serien von Kopfelementen -aufweist. Jeder Modul wird auf einer Fläche entsprechend einer Spaltfläche und auf der gegenüberliegenden Fläche gefräst, jedoch bleiben die Enden der Elemente 33 BG und 33 BD bestehen, die die Lötfahnen 35 G und 35 D (Fig. 6) für die sechs Kopfelemente bilden.

Weitere Sägevorgänge ermöglichen bei.jedem Modul die Abtrennung der sechs Vorderteile 15 und der sechs Hinterteile 16 der mehrkanaligen Magnetkopfeinheiten. Bestimmte Flächen, insbesondere die Spaltflächen, werdem zum geeigneten Zeitpunkt geschliffen, geläppt und poliert.

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Vor der endgültigen Montage auf dem Magnetkopfträger ist es notwendig, den Klebstoff zu entfernen,ebenso sind die Kanten bestimmter Elemente zu beseitigen, die sich zwischen den Lötfahnen 35 G und 35 D der Magnetköpfe befinden, damit es leicht möglich ist, die Verbindungsdrähte der Spulen an diese Fahnen anzulöten.

Die Vorder- und Hinterteile der mehrspurigen Magnetkopfeinheit werden entsprechend den Anwendungsfällen entweder ohne relative Versetzung zueinander auf der Tragplatte angeordnet, um eine erste Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 zu erhalten, oder mit einer relativen Versetzung, was die Ausführungsform nach Fig. 4 ergibt.

Jede dieser zwei beschriebenen Ausführungsformen weist bestimmte Vorteile auf. Bei der ersten Aueführungsform ermöglich^ die Magnetkopfeinheit das Schreiben oder Lesen von Daten auf X Spuren, welche sehr nahe beieinander liegen, die sich beispielsweise im Abstand von 0,508 mm voneinander befinden, wobei das Schreiben oder Lesen gleichzeitig auf allen Spuren erfolgt, ohne daß eine Verschiebung der Tragplatte der Köpfe erforderlich ist.

Bei der zweiten Ausführungsform ist bei gleichen Abmessungen der Magnetkopfeinheit die Zahl der Spuren auf die Hälfte verringert und der Abstand der Magnetköpfe ist der doppelte wie vorhergehend. Dies erfordert eine Verschiebung der Tragplatte zwischen zwei übertragungsvorgängen. Aufgrund der Tatsache, daß zwei Spulen eines jeden Kopfes in Serie geschaltet werden können, ergibt sich beim Ablesen eine erhöhte Ausgangsspannung. Bei der Eingabe ergibt sich eine Vereinfachung der selektiven Stromwendung infolge eines Mittelabgriffs zwischen den beiden Spulen.

Es ist klar, daß die Anzahl der Ebenen, aus denen die Köpfe gebildet werden und ihre Abschirmungen nicht wie vorbei» ehrie-

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ben sein müssen, sondern veränderbar sind, so daß es beispielsweise möglich ist, eine größere Ansahl s.u verwenden» In gleicher Weise ist die Art der verwendeten Materialien nicht festgelegt. Insbesondere kann man ein Mu-Metall anstelle von Bronze verwenden für die metallischen Abschirmelemente zur Abschirmung in der Ebene 5.

Wenn der Querschnitt jedes Teiles 15 und 16 der Einheit gleich oder kleiner Ί mm χ M mm sein kann, wobei die Lötfahnen nicht gerechnet sind_s wird verständlich,. daß das oben beschriebene Herstellungsverfahren eine wirtschaftliche Herstellung einer bestimmten Zahl von mehrspurigen Magnetkopfeinheiten ermöglicht trotz der Kleinheit und des zusammengesetzten Aufbaus der Elemente, aus denen sie bestehen. Dies ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß die Herstellungsund Arbeitsvorgänge zu einer großen Anzahl von Magnetkopfeinheiten mit einer relativ großen Zahl von Spuren pro Einheit führen.

die Die vorstehende Beschreibung und/Zeichnungen vermittelten ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Alle Modifikationen, welche im Bereich des Könnens eines Durchschnittsfachmanns liegen, werden vom Erfindungsgedanken erfaßt.

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Claims

- 20 Patentansprüche

& Mehrkanalige Magnetkopfeinheit, in der die Köpfe nebeneinander geschichtet sind entsprechend den parallelen
oder konzentrischen Magnetspuren eines sich bewegenden, magnetisierbaren Speichermediums, wobei jeder Kopf aus
zwei Kopfhälften besteht, zwischen denen sich ein Spalt befindet und jede Kopfhälfte durch ein Schichtpaket von Folien aus verschiedenen Materialien gebildet wird, welche parallel zur Richtung der Spuren angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet , daß
bei jedem der Köpfe die Kopfhälften aus mehreren Ebenen (1, 2, 3» ¹J, 5) zusammengesetzt sind, deren äußere Umrisse nahezu identisch sind, wobei aber bestimmte Ebenen (1, 2, 5) aus zwei Teilen gleicher Dicke, jedoch unterschiedlicher Materialien gebildet sind, d.h. einmal aus einem ferromagnetischen Material (11 M, 12 M) und einem der Abschirmung dienenden leitenden Material (11 B, 12 B), zum anderen aus einem ferromagnetischen Material (21 M, 22 M) und einem Isoliermaterial (21 I, 22 I), wobei bei einer ersten Kopfhälfte (B) mindestens drei Ebenen (2, 1, 2) vorhanden sind, deren Teile (12 M₁ 22 M) aus einem Magnetmaterial einen Schenkel zur Aufnahme der Wandlerspule aufweisen.

2. Magnetkopfeinheit nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß jede Kopfhälfte (B), von einer zentralen Symmetrieachse (25) ausgehend, aus
einer ersten Ebene (1) besteht, die einen Teil (12 M)
des Magnetkreises aus magnetischem Metall und einen Teil (12 B) der Abschirmung aus leitendem Metall aufweist,
beidseits der ersten Ebene (1) zweite Ebenen (2) angeordnet sind, von denen jede einen Teil (22 M) des Magnetkreises au3 magnetischem Material und einen Teil (22 I) aus Isoliermaterial enthält, dritte Ebenen (3 G, 3 D)
beidseits der vorgenannten Ebenen (2, 1, 2) angeordnet

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sind, welche jeweils zwei Teile (32 B, 33 B) aus leitendem Metall aufweisen, von denen eine (33 B) als Lötfahne (35) für einen Spulendraht dient, und beidseits dieser Ebenen vierte Ebenen (4) angeordnet sind, von denen jede einen Abschirmteil (42 B) aus leitendem Metall aufweist.

3. Magnetkopfeinheit nach Anspruch 2, dadurch" gekennzeichnet , daß zwischen den aufeinanderfolgenden Magnetköpfen Abschirmebenen (5) für die gegenseitige Trennung angeordnet sind, die aus einem Teil (51 B, 52 B) aus leitendem Metall und einem Teil (51 I, 52 I) aus Isoliermaterial bestehen»

4. Magnetkopfeinheit nach Anspruch 3₃ dadurch

g e k en η ζ e i c h η e t , daß bei jedem Magnetkopf die zweite Magnetkopfhälfte (A) ein magnetisches Element (11 M, 21 M) aufweist, das keine Spule trägt, jedoch sum Schließen des Magnetkreises vorgesehen ist₉ der die Magnetelemente (12 M, 22 M) der ersten Kopfhälfte (B) einschließt.

5. Magnetkopf einheit nach Anspruch 4₉ bei welchem die Magnetkopfhälften (A) und die Magnetkopfhälften (B) beidseits eines planparallelen Spaltes (14) von einer Tragplatte (23) gehalten werden, dadurch gekennzeichnet j, daß die Magnetkopfhälften (B)₃, von denen jede eine Wandlerspule (19) trägt.., wechselweisezum Spalt (14) angeordnet sind, und jede einen Kanal bildete

6. Magnetkopfeinheit nach Anspruch 3₉ wobei die Magnetkopfhälften (A) und die Magnetkopfhälften (B)■ beiäseits eines planparallelen Spaltes (14) von einer"Tragplatte (23) gehalten werden, dadurch g e k e η η % e i e- h η et , daß zwei Magnetkopfhälften (B)₃ von denen jede eine Wandlerspule (19) trägt, in einer Linie beidseits des Spaltes .(14) angeordnet sind und .einen Kanal'bilden,

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die beiden anderen Kopfhälften (A) in einer Linie beidseits des Spaltes (1*0 angeordnet sind und Zwischenelemente (11 B, 21 I, 31 B, 41 B, 51 I) zur elektrischen und magnetischen Abschirmung bilden.

7. Verfahren zur Herstellung von Magnetköpfen, bestehend aus einem Schichtpaket gemäß den vorstehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

-Vorbereiten der Folien durch Photoätzen oder chemisches Ätzen und schuppenartiges Anordnen der Folien mit den herausgeschnittenen verschiedenen Motiven, die dazu bestimmt sind, die notwendigen Elemente für M Serien mit jeweils N Paaren von Magnetkopfhälften zu bilden, das bedeutet mindestens

eine zusammengesetzte Folie (10 M, 10 B) eines ersten Typs mit MN Elementenpaaren (11 M, 12 M) eines magnetischen Metalls hoher Permeabilität und MN Elementenpaaren (11 B, 12 B) aus einem leitenden Metall,

zwei zusammengesetzte Folien (10 M, 10 I) eines zweiten Typs mit jeweils MN Elementenpaaren (21 M, 22 M) eines magnetischen Metalis und MN Elementenpaaren (21 I, 22 I) eines Isoliermaterials,

zwei Folie,i;. (10) eines dritten Typs mit jeweils MN Elementenpaaren (31 B; 32 B, 33 B) sines Metalleters, wobei ein Element eines Paares zwei verschiedene Abschnitte (32 B, 33 BG, 33 BD) aufweisen kann und

zwei Folien {40) eines vierten Typs, jeweils mit MN Element enpaaren (Hl B, ^2 B) eines Metalleitera,

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..·-■.- 23 - ■.- ■ ;

-Bildung eines Schichtpaketes des Magnetkreises durch übereinandersetzen und Kleben einer zusammengesetzten Folie des ersten Typs zwischen zwei zusammengesetate Folien des zweiten 'Typs,

-Montieren der Wandlerspule (19) .auf jedem der zu diesem Zwe-ck vorgesehenen Teile des Magnetkreises/

-Zusammensetzen durch Aufeinanderschichten-und Klebeneiner Folie des dritten Typs auf jede Seite des Schichtpaketes,

■ : ■■.-. ·

-Verlöten eines Drahtes einer entsprechenden Spule mit einem der verschiedenen Abschnitte (35 G₉ 35 D) der Elemente der Folien des dritten Type, . .

en -Zusammensetzen durch *Aufeinanderschient/ und Kleben einer Folie des vierten Typs auf jede Seite des zuvor erhalte- -■ nen Schichtpaketes anti . . ' ■

-Abtrennen durch .Sägen -der MM Paare von Kopfhälf-ten iß Körper mit genauer Gberflächenparallelität.

Verfahren zur Herstellung, einer mehrkanaligen Magnetkopfeinheit nach den Ansprüchen 1 bis. 6 und 7> & a d u .r c h ^ gekennzeiehn-et , daß u.a. zusammengesetzte Folien eines fünften Typs hergestellt werden, von denen " -" jede aus MN Elementenpaaren (51 B₉ 52 B) eines leitenden Metalls und MN Eleraentenpaaren (51 1» 52 I) eines Isoliepmaterials bestehen, wobei nach dem*Zusammensetzen und dem Verkleben einer ausreichenden An_sahl von Schichtpaketen des Magnetkreises nach Anspruch 7 mit Zwischenlager! in .der gewünschten Reihenfolge von Folien des dritten, vierten und fünften Typs eine Trennung durch Sägen der M Module der Hagnetkopfeinheiten erfolgt, s'odann ihre spanab- ^: hebende Bearbeitung und danach die Trennung durch Sägern

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jedes Moduls in M Paare von Blöcken der Magnetkopfeinheiten erfolgt.

9. Verfahren zur Herstellung von Magnetkopfeinheiten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Abschnitte (33 BG, 33 BD) durch Absägen von den Folien des dritten Typs abgetrennt werden, um durch einzelnes Verkleben an geeigneten Stellen auf den beiden Flächen jedes die Magnetkreise darstellenden Schichtpaketes (2, 1, 2) angebracht zu werden, bevor die einzelne Anbringung jeder Spule (19) auf dem Schenkel der Magnetkreiselemente erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet , daß bei den zusammengesetzten Folien in jeder der herausgeschnittenen Motivserien jedes Element der Kopfhälfte (A) und das entsprechende Element der Kopfhälfte (B) symmetrisch angeordnet ist in bezug auf eine Bandsymmetrieachse, indem im Moment des Zusammensetzens, wenn die Schichtpakete der aufeinanderfolgenden Magnetkreise und ihre Abschirmfolien aufeinandergesetzt werden, der jeweils folgende Satz der Schichtpakete und der Folien herumgedreht wird, derart, daß die Elemente der Kopfhälften (A) der einen Spur wechselweise zu den Elementen der Kopfhälfte (B) der folgendenden Spur angeordnet sind (Fig. 2).

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