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Magnetischer Datenträger Die Erfindung betrifft starre magnetische
Aufzeichnungsträger in Plattenform, bestehend aus einer nichtmagnetischen metallischen
Trägerplatte und darauf aufgebracht aus zwei durch eine nichtmagnetische Zwischenschicht
getrennte magnetisierbare Schichten zur gleichzeitigen getrennten Speicherung einer
Servo- und einer Dateninformatj on.
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Magnetische Aufzeichnungsträger in Form von rotierenden Scheiben sind
in großem Umfang als InformationsspeicherZ die einen schnellen Zugriff an beliebiger
Stelle ermöglichen, im Einsatz. Sie werden üblicherweise als Magnetplatten bezeichnet
und auf Aufzeichnungsgeräten verwendet wie sie in der US-PS 3 176 281 beschrieben
sind Magnetische Aufzeichnungsplatten konventioneller Art bestehen in der Regel
aus einem Aluminiumsubstrat und einer darauf aufgebrachten Magnetschicht, bestehend
aus einer Dispersion eines Magnetpigmentes in einem härtbaren Bindemittel. Die Magnetschicht
derart aufgebauter Magnetogrammträger ist in der Regel zwischen 2 und 4 um dick
und eignet sich für Aufzeichnungsdichten bis 4 000 bpi. Für Aufzeichnungsdichtenf
die darüber liegen, sind Magnetschichten nötigt die sich sowohl hinsichtlich der
Schichtdicke als auch der Magnetwerte von den konventionellen Oxid-Dispersionsschichten
unterscheiden. Es ist aus der DT-AS 2 223 932 bekannt, daß die Aufzeichnungsdichte
von der Schichtdicke und von der Koerzitivkraft abhängt. Aus diesem Grunde hat es
nicht an Versuchen gefehlt} die Schichtdicke unter Anhebung der Packungsdichte und
der Koerzitivkraft drastisch, d. h. um eine Größenordnung zu reduzieren. Dies gelingt
z. B. durch Aufbringen von ferromagnetischen Metallfilmen nach galvanischen bzw.
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chemischen Verfahren aus entsprechenden Metallsalzlösungen bzw.
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durch Aufdampfen bzw. Kathodenstrahlzerstäubung von Metallen der 8.
Nebengruppe des periodischen Systems im Hochvakuum.
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Die Verwendung von Speicherplatten mit metallischen Magnetschichten
anstelle der herkömmlichen Oxid-Pigment-Schichten ermöglicht eine bedeutend höhere
Dichte der Aufzeichnungsspuren auf der Plattenoberfläche. An sich könnte die höhere
Speicherkapazität auch dadurch erreicht werden1 daß man die Aufzeichnungsdichte
innerhalb der einzelnen Datenspuren entsprechend erhöht. Dies bedingt jedoch wegen
der aus Gründen des Signal-Rausch-Verhältnisses im wesentlichen fest vorgegebenen
Umdrehungszahl der Speicherplatte automatisch auch eine entsprechende Erhöhung der
Datenübertragungsrate, die in vielen Fällen von den Zentraleinheiten nicht mehr
verarbeitet werden könnte. Es ist daher nicht sinnvoll, die Kapazität des Speichersystems
durch Erhöhung der Informationsdichte innerhalb der einzelnen Datenspuren zu vergrößern,
sondern nur durch eine entsprechende Erhöhung der Spurdichte Eine wesentliche Folgerung
aus der höheren Spurdichte bei den Speicherplatten ist die Notwendigkeit einer äußerst
genauen Positionierung der Schreib-Leseköpfe über den jeweiligen Daten spuren. Herkömmliche
Magnetplattenlaufwerke arbeiten mit mechanischen, induktiven oder optischen Weggebersystemen
zur Positionierung der beweglich angeordneten Schreib-Leseköpfe G Dabei sind relativ
große Spurabstände und zwischen den Spuren liegende Toleranzzonen notwendig, um
ein störungsfreies Austauschen von Mag netplatten zwischen Maschinen desselben oder
auch eines anderen Herstellers zu ermöglichen. Da diese Weggebersysteme räumlich
von der eigenen Positlonierebene getrennt angebracht sind, ist eine weitere Spurdichteerhöhung
hierbei wegen mechanischer Toleranzen und Temperaturausdehnungseffekten nicht möglich.
Am günstigsten läßt sich die Forderung nach exakter Positionierung in an sich bekannter
Weise mit Hilfe von Servoinformationen in auf einer oder mehreren Plattenoberflächen
angeordneten Servo-Spuren erfüllen. Die in diesen enthaltenen Aufzeichnungen stellen
keine ei gentlichen Daten dar, sondern enthalten Informationen, die das elektronische
Steuersystem des Laufwerkes in die Lage versetzen, die Schreib-Leseköpfe optimal
über den jeweils gewählten Datenspeicher zu positionieren.
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Grundsätzlich könnten die Servoinformationen auf einer eigenen,
nur
hierzu verwendeten Magnetplatte aufgezeichnet werden, die mechanisch fest mit den
übrigen Platten des Systems verbunden ist. Dies hat aber den Nachteil, daß zusätzliche
Magnetplattenoberflächen zwar vorhanden sind und dennoch nicht für die Datenaufzeichnung
nutzbar sind. Bei sogenannten Einzelplattenlaufwerken verbietet sich die Verwendung
einer Plattenseite für Servosignale von selbst, da dadurch der beabsichtigte Effekt
der Kapazitätserhöhung bereits bei einer Verdoppelung der Spurenzahl wieder kompensiert
würde.
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In der US-PS 3 219 353 ist ein magnetischer Aufzeichnungsträger beschrieben,
der auf dem Trägermaterial zwei magnetisierbare Schichten mit unterschiedlicher
Koerzitivkraft getrennt durch eine dünne nichtmagnetisierbare Zwischenschicht aufweist.
Die dem Magnetkopf benachbarte Magnetschicht besitzt die geringere Koerzitivkraft
und ist für die Speicherung der variierenden Dateninformation vorgesehen, während
die zwischen Trägermaterial und Zwischenschicht angeordnete Magnetschicht die höhere
Koerzitivkraft aufweist und nicht löschbare Servosignale tragen soll.
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Um die Beeinflussung oder sogar Veränderung der Servoinformation so
gering wie möglich zu halten, muß die Koerzitivkraft der die Servoaufzeichnung tragenden
Magnetschicht um ein Vielfaches größer sein alsdie Koerzitivkraft der für die Datanaufzeichnung
vorgesehenen Magnetschicht. Wegen der nichtauszuschließenden Verteilungsbreite der
Koerzftivkrärte der einzelnen Bereiche in der Magnetschicht ist eine Beeinflussung
der Servoaufzeichnung beim Löschen und Aufzeichnen der Datensignale dennoch nicht
völlig zu vermeiden. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung ist, daß die Herstellung
magnetischer Schichten mit stark unterschiedlichen Koerzitivkräften zwar möglich
ist, jedoch dann verschiedene Herstellungsverfahren bei gleichzeitig geänderter
Zusammensetzung erforderlich machen.
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Aufgabe der Erfindung war es daher) diese Nachteile zu vermeiden und
solche magnetische Aufzeichnungsträger bereitszustellen welche die getrennte gleichzeitige
Speicherung von Daten- und Servoinformationen auf einer Aüfzeichnungsseite gestatten,
ohne daß bei einer Veränderung der Dateninformation die Servoinformation
beeinflußt
wird bei gleichzeitig vereinfachter Herstellungsweise.
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Es wurde nun gefunden) daß diese Aufgabe weitgehend mit einem starren
magnetischen Aufzeichnungsträger in Plattenforms bestehend aus einer nichtmagnetischen
metallischen Trägerplatte, darauf aufgebracht einer ersten metallischen Magnetschicht
zur Aufnahme der Servoinformationr einer darüber angeordneten nichtmagnetischen
Zwischenschicht und einer darauf befindlichen zweiten metallischen Magnetschicht
zur Aufnahme der Dateninformation, gelöst werden kann. wenn die Schichtstärken der
einzelnen metallischen Magnetschichten 0,06 bis o6 um betragen und die unmagnetische
Zwischenschicht eine um den Faktor 10 bis 30 größere Schichtstärke als die einzelne
Magnetschicht aufweist.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn das Verhältnis
der Koerzitivkräfte der ersten zur zweiten Magnetschicht sich im Bereich von 0,5
bis 2,0 bewegt.
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Figur 1 zeigt ein Schema eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers,
bestehend aus Trägermaterial S, Magnetschicht 1 zur Aufnahme der Servoinformatfon,
nichtmagnetischer Zwischenschicht Z und Magnetschicht 2 zur Aufnahme der Dateninformation.
Vorzugsweise wird das Trägermaterial S beidseitig mit den Schichten versehen sein.
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Mit den erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgern ist es möglich, nach
Aufzeichnung einer geeigneten Servoinformation in die untere Magnetschicht die Dateninformation
mit den üblichen Mitteln der Datenspeicherung bei Magnetplattenlaufwerken einzuschreiben
und zu löschen) wobei insbesondere der Löschstrom so gewählt werden kann, daß zwar
Daten einwandfrei und sicher gelöscht werden, jedoch die aufgezeichnete Servoinformation
nicht angelöscht wird.
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Hierbei ist es von besonderer Wichtigkeit, daß die funktionsgerechte
Einstellung des Löschstroms nicht an zu enge Toleranzen gebunden ist, die sich wegen
der erforderlichen Austauschbarkeit der Datenträger nur schwer verwirklichen ließen.
Die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger erreichbare Funktionssicherheit
geht aus Figur 2 hervor. Hierbei ist die Lesespannung
UL aufgetragen
gegen den Löschstrom J. Die Lesespannung wird zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen
Effekts als Summe der Lesespannungen von Servo- und Datenaufzeichnung wiedergegeben,
beim Löschstrom O als U Die Herstellung der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger
erfolgt in an sich bekannter Weise Für die nichtmagnetischen metallischen Trägerplatten
wird von den an sich üblichen Trägerplatten, insbesondere aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen,
ausgegangen, wobei übliche Größen und Stärken zur Anwendung gelangen. Die Oberflächen
der Trägerplatten sollen zweckmäßigerweise poliert sein und eine Rauhtiefe Ra von
nicht mehr als etwa 0,05 /um und Rt von nicht mehr als etwa 0,3 /um aufweisen.
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Als Magnetschichten kommen ferromagnetische Metallschichten zur Anwendung,
wobei die Schichtstärken zwischen 0,06 und 0,6 /um liegen. Geeignete ferromagnetische
Metalldünnschichten setzen sich beispielsweise aus Kobalt, Kobalt-Eisen, Kobalt-Nickel,
Kobalt-Nickel-Eisen sowie aus Phosphor) Bor und/oder Stickstoff enthaltende Legierungen
der genannten Art zusammen.
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Die Herstellung dieser magnetischen Schichten erfolgt in an sich bekannter
Weise durch stromlose Abscheidung, galvanische Abscheidung oder durch Aufdampfen
auf gegebenenfalls vorbehandelte Träger.
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Bevorzugterweise werden die Magnetschichten durch stromlose oder galvanische
Abscheidung hergestellt. Bei der stromlosen Abscheidung wird ein Co-Ionen. Reduktionsmittel
(z. B. Hypophosphit, Borhydrid) und Komplexbildner (Citrat. Tartrat) enthaltendes
Bad verwendet. Um den autokatalytischen Abscheidungsvorgang in Gang zu bringen,
müssen die jeweiligen Substratflächen mit Edelmetallen bekeimt werden. Dazu eignet
sich besonders Palladium, das z. B. aus einer verdünnten PdCl2-Lösung gegen unedlere
Metallatome der Substratoberfläche ausgetauscht wird.
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Für die galvanische Abscheidung sind Bäder üblich, die Co-Ionen, Komplexbildner
und zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften
Phosphit-
oder Borationen enthalten Die Abscheidungsstromdichten liegen zwischen 0,1 und 1
A/dm2.
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Die Koerzitivkräfte derartiger Magnetschichten betragen in der Regel
300 bis 700 Oersted, vorzugsweise von 400 bis 550 Oersted.
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Bei der Auswahl der nichtmagnetischen Zwischenschichten kann man sowohl
metallische wie auch nichtmetallische Materialien heranziehen. Im Einzelnen können
dies nichtmagnetische Metallschichten oder Dispersionsschichten mit nichtmagnetischen
Pigmenten sein.
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Aus Verfahrensgründen werden Schichten aus Kupfer bevorzugt.
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da diese Schichten sich vorteilhaft als Grundlage für die obere Magnetschicht
eignen. Hergestellt werden diese Schichten üblicherweise durch galvanische Abscherung
in einem handelsüblichen sauren Cu-Bad mit Stromdichten zwischen 2 und 10 A/dm².
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Die Schichtstärke der Zwischenschicht ist erfindungsgemäß um mindestens
den Faktor 10 bis 30, vorzugsweise 10 bis 20. größer als die der einzelnen Magnetschichten.
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Bei der Benutzung der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger hat es
sich als zweckmäßig erwiesen, die obere Magnetschicht zusätzlich noch mit einer
Schutzschicht zu versehen, um die dünne metallische Magnetschicht in bekannter Weise
gegen Beschädigungen zu schützen. Zu diesem Zweck kann die Oberfläche z B. wie in
der DT-OS 2 220 964 beschrieben behandelt werden.
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Die Aufzeichnung der Servoinformation erfolgt mit Hilfe eines Spezialmagnetkopfes
nach der völligen Fertigstellung der Platte. In einer anderen Ausführungsform wird
die Servoaufzeichnung bereits nach Aufbringen der Magnetschicht I in diese eingeschrieben
und erst danach die Zwischenschicht Z, die Magnetschicht 2 und gegebenenfalls eine
chutzschicht hergestellt.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger werden anhand
der folgenden Beispiele erläutert: Beispiel 1 Auf das Substrat wird nach vorangegangener
Bekeimung in einer verdünnten PdCl2-Lösung aus einem Co- und Hypophosphitionen enthaltenden
Bad die Magnetschicht I stromlos abgeschieden.
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Die Magnetwerte der Co-Schicht die P enthält, betragen: H ~ 40 [kA/m]
, Sättigungsmagnetisierung Mcrv sce Schicht wird' , Sättigungsmagnetisierung MS
~ 1 [T] . Auf dieein SchichtwirdeinServosignal mit einer Wellenlänge von 50 /um
aufgezeichnet. Anschließend wird aus einem schwefelsauren Cu-Bad bei einer Stromdichte
von 4 A/dm2 eine 1 0 /um starke Cu-Zwischenschicht abgeschieden. Dietzweite Magnetschicht
wird nach einer Pd-Bekeimung im selben Bad wie für die Magnetschicht I beschrieben
hergestellt und hat die gleichen Magnetwerte. Zum Schutz der Oberfläche erhält die
Platte eine entsprechend DT-OS 2 220 964 hergestellte Schutzschicht.
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Auf dem fertigen Medium lassen sich beliebig Daten schreiben und löschen
ohne die Servoaufzeichnung der Unterschicht zu beeinflussen.
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Beispiel 2 Die Herstellung des Aufzeichnungsmediums erfolgt wie in
Beispiel 1 beschrieben. Abweichend von Beispiel 1 wird die Servoinformation erst
nach der völligen Fertigstellung des Mediums aufgezeichnet. Dazu wird ein Spezialkopf
mit einer effektiven Spaltbreite, die der Zwischenschichtdicke entspricht, verwendet.