DE2835691A1

DE2835691A1 - Reflexions-drehfeldflachspulen-packung fuer magnetblasenvorrichtungen

Info

Publication number: DE2835691A1
Application number: DE19782835691
Authority: DE
Inventors: Joost Mortelmans; Otto Voegeli
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1978-08-16
Publication date: 1979-04-05
Also published as: FR2404890A1; GB1597795A; JPS5812675B2; FR2404890B1; US4165535A; JPS5455129A

Description

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk N.Y., 10504

ι bu/zi

j Reflexions-Drehfeldflachspulen-Packung für Magnetblasen-

vorrichtungen

ι Die Erfindung betrifft eine Anordnung, wie sie dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist.

I
Feldzugriffsmagnetblasenspeichersysteme bedienen sich eines Drehmagnetfeldes im Zusammenwirken mit einem aus weichmagnetischen Streifenelementen aufgebauten magnetischen Leitungspfad auf den Magnetblasen enthaltenden Magnetschichten zur Weiterleitung dieser Magnetblasen. In üblicher Weise bestehen die Drehmagnetfeldspulen aus je einem Solenoid für die X- und Y-Richtung, wie es z. B. in der US-Patentschrift 3 952 292 gezeigt ist. Bei einer derartigen Anordnung liegen die Solenoide der Magnetschichtoberflächen so, daß das betreffende Magnetblasenchip hiervon eingeschlossen ist.

Wie sich nun in der Praxis zeigt, überträgt die relativ hohe Spannung auf den Spulendrähten kapazitiv einen unzulässigen Rauschpegel in die Abfühlstationen der Magnetblasenchips, an denen die durch die Magnetblasen dargestellte Information erfaßt wird. Ein weiteres durch ein derartiges Treibermagnetfeldsystem bedingtes Problem besteht darin/ daß die Spulendrähte vollständig um die Magnetblasenchips herumgeführt sind, so daß die Spulendrahtlänge relativ groß ist, und damit jeder Spule ein nicht unbeachtlicher elektrischer Widerstand zugeordnet ist, der sich in Form entsprechender Verluste bemerkbar macht. Ein weiteres Problem üblicher Solenoidtreibermagnetfeldsysteme ist in der Wärmeentwicklung zu

9098U/0662

SA 977 007

sehen, die an der Oberfläche des jeweils vom Spulensystem eingeschlossenen Magnetblasenchips auftritt, so daß es

I schwierig ist, die Magnetblasenchips auf Raumtemperatur zu !halten.

I Eine Abwandlung des üblichen Solenoidtreibermagnetfeldsystems ibedient sich Spulensystemen in Form von Flachpackungen, wobei j I '

I eine Flachpackung bestehend aus einer X- und einer Y-Spule | zur einen Seite des Magnetblasenchips angeordnet ist, während die gegenüberliegende Oberfläche des Magnetblasenchips mit einer elektrisch leitenden Reflexionsplatte überdeckt ist, wie es in der US-Patentschrift 4 027 300 gezeigt ist. Eine andere Ausführung eines derartigen Treiberspulenflachpackungssystems findet sich in der Veröffentlichung "Reflection Coil Packaging for Bubble Devices" in "IEEE Transactions on Magnetics", Bd. MAG-11, Nr. 5, September 1975. Wenn auch gewisse Betriebsverbesserungen mit derartigen Treiberspulenflachpackungssystemen zu erzielen sind, bleiben doch noch weitere Wünsche zur Erreichung eines Idealzustandes offen.

Ein gänzlich anderer Lösungsweg für die oben angeschnittenen Probleme besteht in der Verwendung eines magnetischen Kreises zur Kanalisierung des Treibermagnetfeldes auf die Chipoberfläche, ausgehend von Treiberspulen, die sich außerhalb der Chipoberfläche befinden. Derartige Treibersysteme verwenden einen magnetischen Kreis, der durch einen weichmagnetischen Ringferritkern gebildet wird, der zwei Treiberspulenpaare trägt.

Eine weitere Ausführung ist im "IBM Technical Disclosure Bulletin", Bd. 19, Nr. 9, Februar 1977, Seiten 3571 und 3572 unter dem Titel "Ferrite Pole Drive Structure" beschrieben, wobei eine Anzahl von Viereckrahmenkernen die Magnetchips einschließen. Bei einem derartigen System ist jeweils ein

9 0 9814/0662

SA 977 007

! Paar elektrisch leitender Reflexionsoberflächen ober- und

¹ unterhalb der Viereckrahmen angeordnet. Diese elektrisch j

ι leitenden Reflexionsflächen liegen dabei koplanar mit den I

I Magnetblasenchipoberflachen und dienen zur Bereitstellung ι

des hochfrequenten magnetischen Treiberfeldes zwischen den ι

ι beiden Reflexionsebenen, derart, daß das Treibermagnetfeld I ι räumlich gleichförmig und vollkommen koplanar mit den Mag-

netblasenchipoberflachen ausgerichtet ist» Es hat sich nun ι

! herausgestellt, daß ein derartiges Viereckrahmentreibersystem j

i I unter Verwendung eines Reflexionsflächenpaares weniger wirk-I sam als übliche Solenoidtreibersysteme ist, da doch die j Verluste in den Reflexionsflächen ganz erheblich sind. Es I hat sich weiterhin gezeigt, daß die Verluste in den Reflexionsflächen hauptsächlich deshalb auftreten, weil die jeweils begrenzte Abmessung dieser Flächen keinerlei Ableitung der in diese Flächen induzierten elektrischen Ströme ermöglichen. Praktikable Lösungsmöglichkeiten für das angeschnittene Problem liegen jedenfalls nicht vor.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Rechteckrahmenmagnetfeldtreibersystem zur Weiterleitung von Magnetblasen bereitzustellen, das bei reduzierten elektrischen Verlusten zudem eine gegenüber bisher bessere Wärmeableitung bereitstellt, so daß sich ein dementsprechend erhöhter Wirkungsgrad einstellt, wobei zudem noch der bei Erfassung der durch Magnetblasen dargestellten Information auftretende Rauschpegel auf ein Minimum herabgedrückt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, wie es dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden also zwei Reflexionsoberflächen angewendet, die in ihren Abmessungen nicht wesentlich unterschiedlich

9098U/0662

SA 977 007

ι gegenüber dem Treiberspulensystem sind, angewendet, indem \ zudem noch, durch ihre Vervollständigung zu einer das Treiberspulensystem zusammen mit dem Magnetblasenchip umgebenden Hülle eine in sich geschlossene elektrisch leitende Ober-

■ fläche bereitgestellt wird.

! Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht

das Treiberspulensystem aus einem viereckigen Ferritrahmen ' rechteckigen Querschnitts, wobei jede Ferritrahmenseite eine Treiberspule trägt. Dieses Treiberspulensystem liegt zusammen j mit dem hiervon eingeschlossenen Magnetblasenchip in einem ! viereckigen Kästchen mit sechs Begrenzungsflächen. Da in J vorteilhafter Weise der Ferritrahmen quadratisch ausgebildet I ist, besteht bei der Erfindung auch das elektrisch leitende Kästchen aus einem quadratischen Parallelepiped.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anschließend anhand einer Ausführungsbeispielsbeschreibung mit Hilfe der unten aufgeführten Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in perspektivischer Ansicht die erfindungsgemäße Reflexions-Drehfeldflachspulen-Packung.

Wie ersichtlich, stellt die reflektierende Oberfläche bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine in sich geschlossene Fläche dar, die das Treiberspulensystem zusammen mit den Magnetblasenchips vollständig einschließt. Hierdurch wird die Induktanz dank Abschirmung des Streuflußes von den Seiten des Treibersystems wirksam reduziert. Die reflektierende Oberfläche setzt außerdem den wirksamen Widerstand

9098U/0662

SA 977 007

, ι

ι des Spulensystems herab, indem die in den reflektierenden I ι Oberflächen auftretenden Wirbelströme einem in sich ge- '· schlossenen Strompfad folgen können.

ι ^! ι Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ' ' wird die reflektierende Oberfläche z„ B. durch ein elektrisch

leitendes Kästchen, wie in Fig. 1 gezeigt, bereitgestellt. ι ι Das Treiberspulensystem 10 enthält einen quadratischen ' Ferritrahmen 12 rechteckigen Querschnitts mit einer Anzahl

!

ι von Drahtwindungen 14 auf zwei gegenüberliegenden Rahmen- ι seiten zur Bildung der einen Treiberspule und einer ent- ' sprechenden Anzahl von Drahtwindungen 15 auf den beiden , j anderen, gegenüberliegenden Rahmenseiten zur Bildung einer [ zweiten Spule. Wenn hier auch das bevorzugte Ausführungs-' beispiel einen rahmenförmigen Ferritkern zeigt, versteht es
sich, daß auch andere Treibersysteme, wie z. B. Solenoid
oder Flachpackungsspulensysteme benutzt werden können. Das
Treiberspulensystem enthält also einen durch einen ferromagnetischen Kern gebildeten magnetischen Kreis, um ein
entspechendes Treibermagnetfeld auf der Magnetblasenchipoberflache bereitstellen zu können. Der für die Treiberspulen verwendete Draht ist handelsüblicher Ausführung.
Der quadratische Ferritkernrahmen besteht aus weichmagnetischem Material mit geringen Verlusten und ist elektrisch isolierend. Innerhalb dieses Rahmenkerns 12 im hiervon eingeschlossenen Flächenbereich 16 ist das hier nicht
gezeigte Magnetblasenchip zu denken.

Gemäß der Erfindung ist dann weiterhin der quadratische
Rahmenkern 12 vollständig von einer reflektierenden Oberfläche 18 eingeschlossen. Die reflektierende Oberfläche 18
wird durch elektrisch leitendes Material bereitgestellt,
dessen Dicke ausreichend ist, um eine Reflexion des den
quadratischen Ferritkernrahmen umgebenden Magnetfeldes

9Q98U/Q662

SA 977 007

herbeiführen zu können. Bei einem bevorzugten Ausführungs-' beispiel der Erfindung wird diese reflektierende Oberfläche ■ durch ein entsprechend ausgestaltetes Kästchen bereitgestellt. Die Ausgestaltung der reflektierenden Oberfläche 18 ' ist nicht auf die gezeigte Kästchenform beschränkt, es ist j lediglich für die Erfindung Bedingung, daß ein Rahmenkern 12 ι hiervon vollständig so eng wie möglich umschlossen wird. Die ' beiden Oberflächenbereiche 20 und 22 der reflektierenden ι Oberfläche 18 sollten zusammen mit entsprechenden Oberflächenbereichen des vom Rahmen eingeschlossenen Magnetchips koplanar sein. Es ist dabei, wie gesagt, vorteilhaft, daß die den Rahmenkern 12 umgebende Oberfläche ein minimal zulässiges Volumen einschließt.

Das in Fig. 1 gezeigte Treiberspulensystem, dessen Ferritkernrahmen aus einer speziell für den Zweck hergestellten Ferritkomposition besteht, ist ebenso einer Leistungsprüfung unterzogen worden wie ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, das eine handelsübliche Ferritkomposition besitzt. Die Rahmenaußenseite ist hierzu etwa 2,5 cm lang, während die Rahmeninnenseite etwa 1,25 cm besitzt. Jede Rahmenseite trägt 26 Windungen aus Litze. Der dem Spulensystem zugeführte Strom ist derart gewählt, daß sich ein Magnetfeld mit einer Feldstärke von 3180 A/m einstellt. Die Leistungsfähigkeit beider oben angegebenen Treiberfeldsysteme wird verglichen mit einem bekannten Treiberfeldsystem bestehend aus einem Rahmenkern gleicher Ferritkomposition, jedoch mit dem Unterschied, daß die zu beiden Seiten des Ferritkerns angeordneten Reflexionsplatten nicht miteinander elektrisch verbunden sind. Das Ergebnis ist in nachstehender Tabelle gebracht:

909814/0,662

SA 977 007

Probe

Stand der Technik

Erfindung Beispiel 1

j Stand der Technik

Erfindung Beispiel 2

Ferrit Spezial

Spezial

Wärmeentwicklung;

handelsüblich 3,0 handelsüblich 0,8

Blindleistung

26,6 7,8

35,5 7,5

Die hieraus zu entnehmenden Daten zeigen, daß sich dank der Erfindung eine wesentliche Verbesserung sowohl bezüglich der Wärmeentwicklung als auch zur Herabdrückung der Scheinleistung ergibt.

9Q98U/Q-S$2

SA 977 007

Claims

'. "*~ 283569

PATENTANSPRÜCHE

Reflexions-Drehfeldflachspulen-Packung zur Verwendung i

für die Weiterleitung von Magnetblasen in Magnetschich- j

ten, wobei ein Flachspulenpaar durch eine leitende j

Schicht ersetzt ist, so daß das Magnetfeld hierdurch I

wieder auf die die Magnetblasen enthaltenden Magnet- ■

schichten reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ,

das Drehfeldflachspulensystem einschließlich der Magnet- I

schicht von einer Hülle mit elektrisch leitender Ober- J

I fläche umgeben ist. j

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Drehfeldflachspulensystem einen geschlossenen Ferritkern rechteckigen Querschnitts in Rechteckrahmenform
besitzt, wobei jede der vier Rahmenseiten jeweils mit
einer Treiberspule versehen ist.

Anordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Oberfläche durch
die Begrenzungsflächen eines das Spulensystem umgebenden Kästchens bereitgestellt ist.

Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Oberfläche das
Spulensystem zusammen mit dem zugeordneten Magnetblasenchip in Form einer ein Minimalvolumen einschließenden
Hülle umgibt.

Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Flächenbereiche der elektrisch
leitenden Oberfläche der Hülle koplanar mit dem hiervon
eingeschlossenen Magnetblasenchip ausgerichtet sind.

909814/0862

SA 977 007