DE2333812A1

DE2333812A1 - Magnetwandlerstruktur und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2333812A1
Application number: DE19732333812
Authority: DE
Inventors: Jean Pierre Lazzari
Original assignee: Compagnie Internationale pour lInformatique
Current assignee: Compagnie Internationale pour lInformatique
Priority date: 1972-07-03
Filing date: 1973-07-03
Publication date: 1974-01-24
Also published as: HU169204B; GB1431348A; DE2333812B2; DE2333812C3; FR2209154B1; US3846842A; IT991646B; BE801184A; ES416545A1; NL7309181A; FR2209154A1

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz Dr. Gertrud Hauser cooo Mündig, eo, ² Dipl.-Ing. Gottfried leiser ernib.r_g.r.tr«... i? Telegramm« j Labyrinth Mündi.n

Telefon: 83 15 10 Postscheckkonto ι München 117078

Unser Zeichen: C 2958

COMPAGNIE INTERNATIONALE POUR L'INFORMATIQUE 68 Route de Versailles

78430 LOUVECIENNES. Frankreich

und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft Magnetwandler, beispielsweise Magnetköpfe für das Schreiben und/oder Lesen von binären Informationen auf ablaufenden magnetischen Aufzeichnungsträgern.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Magnetwandler, die eine spiralförmige Wicklung aus Flachleitern aufweisen, die teilweise zwischen zwei magnetische Plättchen eingefügt ist, deren Ränder mit dem Rand des Substrats abschneiden, das die den Luftspalt bestimmende Magnetkopfstruktur trägt.

Bei den bekannten Ausführungen solcher Magnetköpfe ist es üblich, die Windungen der Wicklung zu beiden Seiten der magnetischen Plättchen auf der Oberfläche des Substrats so auszubreiten, daß sie auf der Höhe des Luftspalts eine konvergierende Form haben. Dieses Ausbreiten der Wicklung nach der Seite und nach hinten verlängert den elektrischen Stromkreis der Wicklung in unerwünschter Weise, und ergibt zumindest beim Schreiben eine über-

Lei/Ba

309884/1124

massige Erwärmung der Struktur. Ferner ist jede Windung in einer einzigen Schicht gebildet, wodurch es notwendig ist, für jede Windung eine besondere Maske auf das Substrat und/oder die isolierenden Zwischenschichten aufzulegen. Bei bestimmten bekannten Ausführungen liegen die Windungen teilweise übereinander, doch haben sie für ihre gegenseitigen Verbindungen abnehmende Leiterbreiten in dem stapel. Bei dieser Ausführungsform werden daher die zuvor erwähnten Nachteile der übermässigen Erwärmung und der der Windungszahl entsprechenden Vielzahl von Masken nicht vermieden.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Magnetwandlerstruktur dieser Art, die nach Art von integrierten Dünnschichtschaltungen in einem kontinuierlich ablaufenden Verfahren durch Aufbringen von magnetischen, leitenden und isolierenden Materialien in dünnen Schichten hergestellt werden kann, wobei ihre Wicklung die im Hinblick auf den elektromagnetischen Wirkungsgrad minimale abgewickelte Länge aufweist, so daß die Erwärmung beim Schreiben verringert wird und zugleich ein geringer Gesamtraumbedarf der Wicklung erzielt wird.

Nach der Erfindung ist eine Magnetwandlerstruktur, bestehend aus einem Stapel von dünnen Schichten auf einem nichtmagnetischen dielektrischen Substrat mit im wesentlichen parallelen Vorder- und Hinterkanten, wobei der Stapel ein Paar magnetischer Schichten enthält, deren Ränder in einer Linie mit dem vorderen Rand des Substrats liegen und die voneinander durch Zwischenschichten des Stapels im Abstand gehalten sind, während sie an ihren hinteren Teilen, die an einer Stelle zwischen den Rändern des Substrats enden, in direktem Kontakt miteinander stehen, wobei diese magnetischen Schichten eine senkrecht zu ihren

309884/ 1 1 IU

Rändern gerichtete Symmetrieachse haben, während die anderen Schichten des Stapels eine isolierte Wicklung in Form einer flachen Schraubenlinie bilden, welche die in Kontakt stehenden Teile der magnetischen schichten umschließt und wenigstens teilweise zwischen den magnetischen Schichten liegtj dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Schichten des Stapels zusammen eine flache isolierende Schraubenlinie mit aufeinanderliegenden Windungen bilden, daß die leitenden Schichten des Stapels zusammen eine flache leitende Schraubenlinie mit aufeinanderliegenden Windungen bilden, die in die isolierende Schraubenlinie eingefügt sind, ausgenommen die Ausgangsleiter, die zum hinteren Rand des Substrats führen, und daß jede der isolierenden und leitenden Schichten, aus denen die Schraubenlinien gebildet sind, entweder eine Symmetrieachse aufweist,die mit der Symmetrieachse der magnetischen Schichten zusammenfällt, oder als Spiegelbild einer anderen Schicht des Stapels in Bezug auf diese Symmetrieachse erscheint.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Magnetwandlerstruktur einen Mindeststapel, der eine Wicklung mit einer einzigen Windung zwischen den Magnetschichten bildet und aus folgenden Teilen besteht :

a) einer ersten magnetischen Schicht, deren vorderer Rand in einer Linie mit dem Rand des Substrats liegt und die sich nach hinten über eine definierte Länge ' mit einer Symmetrieachse in der Vorwärts- /Rückwärtsrichtung des Substrats erstreckt;

b) eine U-förmige erste isolierende Schicht, deren , Querschenkel den vorderen Teil der Schicht a) bedeckt und deren seitliche Schenkel, welche die seitlichen Ränder der Schicht a) in enger Nähe einrahmen, sich nach hinten

309884/1124

über eine Länge erstrecken, die größer als diejenige der Schicht a) ist;

c) eine U-förmige erste leitende Schicht, deren Schenkel eine geringere Breite als die Schenkel der Schicht b) haben, auf denen sie zum Teil aufliegen, wobei sich ein seitlicher Schenkel im wesentlichen bis zum hinteren Rand des Substrats erstreckt, während der andere seitliche Schenkel nur über den entsprechenden Schenkel der Schicht b) nach hinten hinausgeht;

d) eine zweite isolierende Schicht, die eine Wiederholung der Schicht b) ist;

e) eine dritte isolierende Schicht, die in Bezug auf die Symmetrieachse der Schicht a) unsymmetrisch ist, über welche sie hinausgeht, und die einen Teil des längeren seitlichen Schenkels der Schicht c) bis zu einem Abstand vom hinteren Rand des Substrats bedeckt, der kleiner als der Abstand ist, der von dem anderen seitlichen Schenkel der Schicht c) erreicht wird;

f) eine leitende Querschicht,die mit dem unbedeckten hinteren Teil des kürzeren seitlichen Schenkels der Schicht* c) in Kontakt steht und symmetrisch in Bezug auf die Symmetrieachse der¹ Schicht a) ist;

g) eine vierte isolierende Schicht, die das Spiegelbild der Schicht e) in Bezug auf die Symmetrieachse der Schicht a) ist;

h) eine dritte leitende Schicht, die das Spiegelbild der Schicht c) in Bezug auf die Symmetrieachse der Schicht a') ist;

309884/1124

j) eine fünfte isolierende Schicht, die eine Wiederholung der Schicht b) ist;

k) eine zweite magnetische Schicht, die eine Wiederholung der Schicht a) ist;

und daß für jede zusätzliche Windung der Wicklung nach dsr Schicht g) die folgenden Schichten eingefügt sind:

1) eine U-förmige leitende Schicht, deren Querschenkel dem Querschenkel der Schicht c) gleich ist und von der jeder seitliche Schenkel den kürzeren Schenkel der Schicht c) gleich ist;

m) eine isolierende Schicht, die eine Wiederholung der Schicht b) ist;

n) eine isolierende Schicht, die eine Wiederholung der Schicht e) ist;

o) eine leitende Schicht, die eine Wiederholung der Schicht f) ist; und

p) eine isolierende Schicht, die eine Wiederholung der Schicht g) ist.

Bei der erfindungsgemäßen Magnetwandlerstruktur ist es auch möglich, Zwischenabgriffe an der Wicklung vorzusehen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß für jeden Zwischenabgriff der Wicklung eine zusätzliche Schicht cj.) vor oder hinter einer Schicht f) so eingefügt ist, daß sie mit dieser in Kontakt steht und sich im wesentlichen bis zum hinteren Rand des Substrats erstreckt.

309884/112A

Der Wicklungssinn kann dadurch umgekehrt werden, daß die Schichten e) und g) und natürlich die Schichten c) und h) vertauscht werden. Ferner kann der Wicklungssinn an jeder Stelle innerhalb der Wicklung, falls erforderlich, zwischen zwei Windungen dadurch umgekehrt werden, daß die Schichten n) und p) von einer Windung zur nächsten vertauscht .werden.

Eine derartige Umkehrung des WidLungssinnes der Windungen in der. Wicklung wird insbesondere bei besonderen Ausführungsformen der Magnetwandlerstruktur angewendet, bei denen wenigstens die erste Windung der Wicklung auf dem Substrat vor dem Aufbringen der ersten magnetischen Schicht gebildet wird und wenigstens die letzte Windung der Wicklung auf der zweiten magnetischen Schicht gebildet wird. Diese außerhalb des durch die magnetischen Schichten definierten Luftspaltes liegenden Windungen werden dann vorzugsweise mit umgekehrtem Wicklungssinn wie die innerhalb des Luftspaltes liegenden Windungen ausgebildet.

Eine Untersuchung der zuvor angegebenen Mindeststruktur einschließlich der gegebenenfalls vorgesehenen zusätzlichen Schicht für den Zwischenabgriff zeigt, daß für die Herstellung jeder Wandlerstruktur nach der Erfindung nur eine einzige Form der Magnetschicht, drei Formen von isolierenden Schichten und fünf Formen von leitenden Schichten erforderlich sind. Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen der Magnetwandlerstruktur besteht daher nach der Erfindung darin, daß eine Maske hergestellt wird, die an in gleichmässigen Teilungen liegenden Stellen entsprechend den Formen der erforderlichen neun Schichten durchbrochen ist, daß diese Maske nach einem für die Magnetwandlerstruktur aufgestellten Programm vor dem Substrat in einem abgeschlossenen Raum verschoben wird, der die Quellen der für das Aufbringen der Schichten benötigten

309884/112A

Materialien enthält, und daß diese Quellen selektiv entsprechend der jeweiligen Stellung der Maske in Bezug auf das Substrat aktiviert werden«

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben.

In der Zeichnung zeigen:

Fig.1 eine Obersicht einer Magnetwandlerstruktur nach der Erfindung,'

Fig.2 das elektrische Schema eines Wicklungsbeispiels für die Magnetwandler struktur von Fig.«1,

Fig.3 die Ausbildung einer Maske, die zur Herstellung der Magnetwandlerstruktur von Fig.1 verwendet wird, und

Fig.4 und 5 die Anordnung der Schichten bei der Magnet- ' wandlerstruktur nach der Erfindung für das Wicklungsschema von Fig.2 in auseinandergezogener Darstellung ohne Berücksichtigung der wirklichen Form,welche die Schichten beim Aufbringen auf das Substrat annehmen, wobei Fig.4 einen Schnitt in der Symmetrieachse des Wandlers zeigt, während Fig.5 einen Schnitt senkrecht zu dieser Symmetrieachse ■ darstellt.

Für die Herstellung eines magnetischen Wandlers durch Aufdampfen von Schichten in einem evakuierten Raum in einem kontinuierlichen Prozeß wird eine Maske verwendet, wie sie bei 50 in Fig.3 dargestellt ist. Diese Maske hat neun Ausschnittstellen (1) bis (9) der gleichen relativen Höhe, die in einer Linie angeordnet sind. Dadurch ist es

309884/ 1 124

möglich, die Maske nach dem Anbringen in dem (nicht dargestellten)Vakuumraum durch einen Verschiebemechanismus, wie er für die Steuerung der Verschiebung von Teilen in Vakuumräumen üblich ist, schrittweise gegenüber einem Substrat 10 (Fig.4 und 5) einzustellen, wobei die Länge der Verschiebeschritte der Höhe der Ausschnittstellen entspricht. Diese Verschiebung erfolgt nach irgendeinem Programm, das so beschaffen ist, daß die nacheinander erhaltenen Schichten auf dem Substrat genau aufeinanderliegen. Das Aufdampfen der Schichten kann vorzugsweise über eine feste Maske 51 erfolgen, die einen Ausschnitt zur Begrenzung der nutzbaren Fläche des Substrats 10 aufweist. In Fig.4 und 5 sind schematisch drei in dem Vakuumraum angeordnete Quellen 52, 53# 54 eines Magnetischen Materials, eines Leitermaterial bzw. eines dielektrischen Materials (Isoliermaterials) angedeutet. Verständlicherweise sind diese Quellen in dein Vakuumraum so angebracht,daß die aufgedampften Stoffe sich gleichmäßig über die betreffende Fläche des Substrats verteilen, wie es der üblichen Technik bei den Verfahren zur Bildung von Strukturen aus dünnen Schichten durch Aufdampfen entspricht. In jeder Stellung der Maske wird die entsprechende Quelle aktiviert, beispielsweise durch Erhitzen des bzw. der Tiegel, die das für die gewünschte Schicht geeignete Material enthalten, das gleichfalls einer an sich üblichen Technologie entspricht.

Jede auf diese Weise gebildeteScMcht hat die Form und die Lage, die durch die Form und die Lage des Ausschnitts der entsprechenden Ausschnittstelle der Maske bestimmt sind. In der Ausschnittstelle (1) , die beispielsweise für die Bildung einer magnetischen Schicht (m) bestimmt ist, entspricht der Ausschnitt den "Polschuhen" (11 und 12) des Wandlers in dem Stapel, wobei dieser Ausschnitt einen Rand hat, der mit der oberen Begrenzungslinie der Aus-

309884/1124

_ 9 —

schnittstelle (1) fluchtet. Beim Aufbringen schneiden somit die entsprechenden magnetischen Schichten mit dem "vorderen ^w Rand des Substrats 10 ab. Die Ausschnittstellen (3) , (4·) und (6) tragen Aas schnitte, welche die drei Formen und Lagen von dielektrischen Schichten bestimmen, die in dem Schichtenstapel der Wandlerstruktur verwendet werden. Der Ausschnitt (3) ist U-förmig, die Ausschnitte (4) und (6) sind zueinander symmetrisch in Bezug auf die Achse der magnetischen Schichten, und wenn man annimmt, daß sie aufeinandergelegt sind, ist zu erkennen, daß sie zusammen und mit einer Überlappung einerseits der Schichten (4) und (6) mit der Schicht (3) und andrerseits der Schichten (4) und (6) untereinander eine rechteckige Zone bilden, die einen gleichfalls rechteckigen mittleren Ausschnitt aufweist. Die magnetischen Schichten 11 und ragen bei der Bildung der Struktur zu beiden Seiten über den Querschenkel der auf Grund des Ausschnitts (3) gebildeten dielektrischen Schicht hinaus. Die Ausschnittstellen(2) , (5), (7), (8) und (9) definieren Leiterschichten (c) mit bestimmten Formen und gegenseitigen Lagen auf dem Substrat. Wenn eine Überlagerung der Ausschnitte (2) , (5), (7) und (9) betrachtet wird, und wenn angenommen wird, daß zwischen diesen Schichten bestimmte Isolierungen vorhanden sind, erkennt man, daß man direkt eine Darstellung einer flachen Spiralwicklung mit einer einzigen Windung erhält, und daß durch Einfügung des Ausschnitts (8) diese Windung mit einem Mittelabgriff versehen wird. Durch Vereinigung der "dielektrischen" Ausschnitte (d) und der "leitenden" Ausschnitte (c) ist dann leicht zu erkennen, daß diese Ausschnitte zusammen eine spiralförmige Wicklung mit aufeinanderliegenden, aber voneinander isolierten Windungen definieren, in der die elektrische Kontinuität aufrecht erhalten ist, beispielsweise in der Folge (2)-(3)-(4)-(5j)-(6}t(7)-(3)-(4)-(5)-(6)-(9) oder dergleichen.

309884/1124

Es "braucht nur auf Jeder Fläche einer solchen Wicklung eine Schicht (3) und eine Schicht (1) vorgesehen zu werden, damit ein Stapel erhalten wird, der eine vollständige magnetische Wandlerstruktur definiert, in welcher die Windungsleiter der Wicklung zusammen Schleifen bilden, die sich unter den magnetischen Schichten schließen, und zwar auf einer Höhe, die sehr nahe bei diesen außerhalb darron liegenden Schichten liegt, wodurch eine Wicklung mit hoher Wirksamkeit erhalten wird, welche eine optimale Abwicklung hat. Der hier verwendete Ausdruck "unter den magnetischen Schichten" ist so zu verstehen, daß er auch den Fall einschließt, wo ein Teil der Windungen der Wicklung, wenn möglich, außerhalb des zwischen den magnetischen Schichten liegenden Raumes liegt.

Die verschiedenen Schichten und ihre Überlappungszonen sind in Fig.1 in "Oberansicht" dargestellt; im Hinblick auf die vorstehende Erläuterung braucht diese Figur nicht näher beschrieben zu werden; die Umrisse der leitenden und magnetischen Teile sind in vollen Linien gezeichnet, und die Umrisse der isolierenden oder dielektrischen Teile in unterbrochenen Linien.

Das Ausführungsbeispiel eines Wandlers mit der in Fig.2 dargestellten Wicklung ist in Fig.4 und 5 entsprechend der zuvor gegebenen Definition dargestellt:

Nach dem Aufbringen der ersten magnetischen Schicht 11, wobei die Ausschnittstelle (1) der Maske 50 unter dem Fenster der Maske 51 liegt, und die Quelle 52 aktiviert ist, wird die Ausschnittstelle (3) der Maske vor den nutzbaren Teil des Substrats 10 gebracht, und die Quelle wird aktiviert. Dadurch wird die Schicht 31 auf die Schicht 11 aufgebracht, die somit einen mittleren Teil der

309884/1124

Schicht 11 durch ihren Querschenkel schützt. Wenn angenommen wird, daß die Wicklung rechtsläufig ist, wird dann als nächstes die SdtLcht 2 auf die Schicht 31 durch de Ausschnittstelle (2) der Maske aufgebracht, wobei der (in Fig.3) linke seitliche Schenkel dieser Schicht mit dem (in Fig.1 und 4) hinteren Rand des Substrats abschneidet. Dann wird die Ausschnittstelle (3) der Maske wieder vor das Substrat gebracht, damit eine neue dielektrische Schicht 32 aufgebracht wird, die den Querschenkel und Teile der seitlichen Schenkel der leitenden Schicht 2 bedeckt. Auf einem Teil des freiliegenden Teils des längeren seitlichen Schenkels der Schicht 2 wird dann eine dielektrische Schicht 41 durch die Ausschnittstelle (4) der Maske gebildet. Dann erfolgt das Aufbringen der leitenden Querschicht 510 durch die Ausschnittstelle (5) der Maske, wobei diese Schicht mit dem hinteren Endteil des kürzeren Schenkels der Schicht 2 in Kontakt steht, während ihr (in Fig.3) linkes Ende von dieser Schicht isoliert bleibt. Anschließend wird die dielektrische Schicht 61 in der Ausschnittstelle (6) der Maske auf die Schicht 510 aufgebracht, damit deren (in Fig.3) rechter Teil isoliertwird, und die leitende Schicht_:71 wird durch die Ausschnittstelle (7) der Maske auf die Isolierschicht 61 und den freiliegenden Teil der Schicht 510 aufgebracht, die somit am unteren Teil des (in Fig.3) linken seitlichen Schenkels in direktem Kontakt mit der Schicht 71 steht. Nach dem Aufbringen der dielektrischen Schichten 33 und 42 wird die Wicklung durch Aufbringen der Schicht 520 weitergebildet, auf der dann zur Bildung des Mittelabgriffs derWicklung die Schicht 8 in der Ausschnittstelle (8) der Maske aufgebracht wird., Die Bildung der Wicklung wird durch aufeinanderfolgendes Aufbringen der Isolierschicht 62, der leitenden Schicht 72, der Isolierschichten 34 und 43, der leitenden Schicht 530 und der isolierenden Schicht

309884/1 1 IU

fortgesetzt. Zur Beendigung der Wicklung wird die zur Schicht 2 symmetrische Schicht 9 in der Ausschnittstelle (9) der Maske aufgebracht. Zur Vervollständigung der DUnnschichtstruktur wird schließlich eine weitere Isolierschicht 35 aufgebracht, auf der dann die magnetische Schicht 12 gebildet wird.

Obgleich die Schichten in Fig.4 und 5 der Einfachheit der Zeichnung wegen eben gezeigt sind, ist es selbstverständlich, daß bei dem Zusammenfügen der Schichten in inniger Überlagerung auf dem Substrat jede Schicht eine Form annimmt, die sich an das Gesamtrelief der vorhergehenden Schichten auf dem Substrat anschmiegt. Damit die dem Substrat entgegengesetzte Oberfläche des Wandlers glatt gemacht wird, kann man dann, wie bei 55 angedeutet ist, ein schützendes Dielektrikum auf diese Fläche des Wandlers aufbringen.

Zur Erzielung des entgegengesetzten Wicklungssinnes würde das Verfahren zur Bildung des gleichen Wandlers die nachstehende ScMchtenfolge anwenden; -11 »31 - 9 32 - 61 ~ 510 - 41 - 71 - 35 - 62 - 52C - 3 - 42 72 - 34 - 63 - 530 -43-2-35-12.

Die Erweiterung auf eine größere Windungszahl der als Beispiel gewühlten Wicklung ergibt sich direkt durch eine. Wiederholung der Schichtenfolgen gemäß der zuvor angegebe_ nen Regel,

Nachdem die Struktur vervollständigt ist, wird durch Abschleifen der links von der Linie 56 in Fig,1 liegende Teil der Struktur (einschlfeßlich des Substrats j) entfernt, wodurch der magnetische Luftspalt freigelegt wird, den dann die beiden Enden der Schichten 11 und 12 bilden, die an dieser Abschleifstelle durch die aufeinanderliagenden

dielektrischen Schichten 31 bis 35 voneinander getrennt sind. Eine offensichtliche Abänderung dieser Ausführungsform könnte natürlich darin bestehen, daß die Schichten(3) direkt so geformt werden, daß sie mit dem Rand des Substrats und somit auch mit den magnetischen Schichten 11 und 12 abschneiden.

Eine andere, gleichfalls offensichtliche Abänderung besteht darin, die Reihenfolge der Bildung der Schichten(3) und (4) - bzw. der Schicht (6) , ^e nach dem Wicklungssinn nach jeder Bildung einer Schicht (7) in dem Stapel zu vertauschen.

Natürlich sind geringfügige Änderungen der Formen der Ausschnitte und/oder Änderungen der Reihenfolge der Ausschnitte in der Maske möglich, wie auch Abänderungen der Maske, die eine Verschiebung in zwei Dimensionen . anstatt in einer Dimension erfordern.

Es können mehrere magnetische Wandler gleichzeitig auf dem gleichen Substrat so gebildet werden, daß ihre Luftspalte an einem Rand des Substrats in einer Linie liegen, und daß ihre Bildungszonen in der Richtung dieses Randes in Abständen voneinander liegen. Die Maske 50 weist dann ebensoviele Reihen von Ausschnitten (1) bis (9) auf, wie Wandler zu bilden sind.

Das magnetische Material (m) kann beispielsweise eine Eisen-Nickel-Legierung sein, deren Komponenten aus Tiegeln aufgedampft werden, die so ausgebildet sind, daß ein vorbestimmter Anteil der Komponenten in den fertigen Schichten gewährleistet ist, was einer an sich bekannten Technik entspricht. Das Leitermaterial kann Kupfer sein. Das dielektrische Material (d) kann Siliziumdioxid sein, das in an sich bekannter Weise durch Aufdampfen von SiO

3Q9884/1124

in Gegenwart von Sauerstoff oder Viasserdampf unter . geringem Druck erhalten wird. Das Substrat 10 kann ein Glas mit hohem Schmelzpunkt sein.

Als Anhaltspunkt sowohl für die Wicklungen mit Umkehrungen der Wicklungsschritte und für die Wicklungen mit Windungen, die teilweise ausserhalb des durch die magnetischen Schichten begrenzten Luftspalts liegen, kann das folgende einfache Beispiel betrachtet werden:Eine von links nach rechts laufende Windung , eine Magnetschicht, zwei von rechts nach links laufende Windungen, eine Magnetschicht, eine von links nach rechts laufende Windung. Zur Bildung einer solchen Struktur wird der Stapel der Schichten auf dem Substrat 10 dann mit der nachstehenden Folge der Ausschnittstellen der Maske gebildet:

Patentansprüche

30988Λ/112Λ

Claims

- Ί5 -

Patentansprüche

Magnetwandlerstruktur, "bestehend aus einem Stapel von dünnen Schichten auf einem nichtmagnetischen dielektrischen Substrat mit im wesentlichen parallelen Vorder- und Hinterkanten, wobei der Stapel ein Paar magnetischer Schichten enthält, deren Ränder in einer Linie mit dem vorderen Rand des Substrats liegen und die voneinander durch Zwischenschichten des Stapels im Abstand gehalten sind, während sie an ihren hinteren Teilen , die an einer Stelle zwischen den Rändern des Substrats enden, in direktem Kontakt miteinander stehen, wobei diese magnetischen Schichten eine senkrecht zu ihren Rändern gerichtete Symmetrieachse haben, während die anderen Schichten des Stapels eine isolierte Wicklung in Form einer flachen Schraubenlinie bilden, welche die in Kontakt stehenden Teile der magnetischen Schichten umschließt, und wenigstens teilweise zwischen den magnetischen Schichten liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Schichten des Stapels zusammen eine flache isolierende Schraubenlinie mit aufeinanderliegenden Windungen bilden, daß die leitenden Schichten des Stapels zusammen eine flache leitende Schraubenlinie mit aufeinanderliegenden Windungen bilden, die in die isolierende Schraubenlinie eingefügt sind, ausgenommen die Ausgangsleiter, die zum hinteren Rand des Substrats führen, und daß jede der isolierenden und leitenden Schichten, aus denen die Schraubenlinien gebildet sind, entweder eine Symmetrieachse aufweist, die mit der Symmetrieachse der magnetischen Schichten zusammenfällt, oder als Spiegelbild einer anderen Schicht des Stapels in Bezug auf diese Symmetrieachse erscheint.
2. Magnetwandlerstruktur nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Mindeststapel, der eine Wicklung mit einer einzigen Windung zwischen den Magnetschichten bildet und aus folgenden

309884/1124

Teilen besteht:

a) einer ersten magnetischen Schicht, deren vorderer Rand in einer Linie mit dem Rand des Substrats liegt und die sich nach hinten über eine definierte Länge mit einer Symmetrieachse in der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung des Substrats erstreckt;

b) eine U-förmige erste isolierende Schicht, deren Querschenkel den vorderen Teil der Schicht a) bedeckt und deren seitliche Schenkel, welche die seitlichen Ränder der Schicht a) in enger Nähe einrahmen, sich nach hinten über eine Länge erstrecken, die größer als diejenige der Schicht a) ist;

c) eine U-förmige erste leitende Schicht, deren Schenkel eine geringere Breite als die Schenkel der Shhicht b) haben, auf denen sie zum Teil aufliegen, wobei, sich ein seitlicher Schenkel im wesentlichen bis zum hinteren Rand des Substrats erstreckt, während der andere seitliche Schenkel nur über den entsprechenden Schenkel der Schicht b) nach hinten hinausgeht;

d) eine zweite isolierende Schicht, die eine Wiederholung der Schicht b) ist;

e) eine dritte isolierende Schicht, die in Bezug auf die Symmetrieachse der Schicht a) unsymmetrisch ist, über welche sie hinausgeht, und die einen Teil deg längeren seitlichen Schenkels der Schicht c) bis zu einem Abstand vom hinteren Rand des Substrats bedeckt, der kleiner als der Abstand ist, der von dem anderen seitlichen Schenkel der Schicht c) erreicht wird;

f) eine leitende Querschicht,die mit dem unbedeckten hinteren Teil des kürzeren seitlichen Schenkels der Schicht c) in Kontakt steht, und symmetrisch in Bezug

309884/1124

auf die Symmetrieachse der Schicht a) ist;

g) eine vierte isolierende Schicht, die das Spiegelbild der Schicht e) in Bezug auf die Symmetrieachse der Schicht a) ist;

h) eine dritte leitende Schicht, die das Spiegelbild der Schicht c) in Bezug auf die Symmetrieachse der Schicht a) ist;
3) eine fünfte isolierende Schicht, die eine Wiederholung der Schicht b) ist;

k) eine zweite magnetische Schicht, die eine Wiederholung der Schicht a) ist;

und daß für jede zusätzliche Windung der Wicklung nach der Schicht g) die folgenden Schichten eingefügt sind:

1) eine U-förmige leitende Schicht, deren Querschenkel dem Querschenkel der Schicht c) gleich ist und von der jeder seitliche Schenkel dem kürzeren Schenkel der Schicht c) gleich ist;

m) eine isolierende Schicht, die eine Wiederholung der Schicht b) ist;

n) eine isolierende Schicht, die eine Wiederholung der Schicht e) ist;

o) eine leitende Schicht, die eine Viiderholung der Schicht f) ist; und

p) eine isolierende Schicht, die eine Wiederholung der Schicht g) ist.

309884/1124

3. Magnetwandlerstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,' daß für jeden Zwischenabgriff der Wicklung eine zusätzliche Schicht q) vor oder hinter eine Schicht f) so eingefügt ist, daß sie mit dieser in Kontakt steht und sich im wesentlichen bis zum hinteren Ranides Substrats erstreckt.
4. Magnetwandlerstruktur nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten d) und e) bzw. die Schichten m) und n) im Stapel vertauscht sind.
5« Magnetvandlerstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der Schichten m) und p) von einer Windung der Wicklung zur nächsten zur Umkehrung des Wicklungssinnes an der betreffenden Stelle vertauscht ist.
6. Magnetwandlerstruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor der magnetischen Schicht a) und/oder hinter der magnetischen Schicht k) wenigstens eine vollständige Windung der Wicklung in dem Stapel gebildet ist, wobei diese Windung mit einer Schicht c) beginnt und mit einer Schicht h) endet, wobei diese Schichten dann in dem zwischen den magnetischen Schichten liegenden Teil des Stapels fortgelassen sind.
7. Magnetwandler struktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der magnetischen Schichten liegenden zusätzlichen Windungen den entgegengesetzten Wicklungssinn wie die zwischen den Magnetschichten liegenden Windungen haben.
8. Verfahren zum Herstellen einer Magnetwandlerstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Maske hergestellt wird, die neun Stellen gleicher Fläche hat, die entsprechend den Formen der Schichten a), b), c), e), f), g), 1), h) und q) durchbrochen sind,

309834/1124

daß diese Maske in einem abgeschlossenen Raum mit steuerbarer Atmosphäre vor einer Stelle des Substrats angeordnet wird, wobei der Raum vor dieser Stelle durch Wärme aktivierbare Quellen für das Aufdampfen der Materialien der magnetischen, isolierenden und leitenden Schichten des Stapels enthält, und daß die Verschiebung der Maske vor dem Substrat und die gleichzeitige Aktivierung der Quellen für das Aufdampfen der Materialien, die jeweils den Durchbrüchen der Maske entsprechen, die gemäß dem Programm vor das Substrat gebracht sind, programmiert gesteuert werden.

309884/112^

Leerseite