DE3339037A1 - Magnetischer mehrkanal-wandlerkopf - Google Patents

Magnetischer mehrkanal-wandlerkopf

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Description

"· TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER .* ".·■' * - -
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine magnetische Wandlerkopf-Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Die bisher bekannten Wandlerkopf-Anordnungen bestehen aus einem Wandlerkopf mit Anschlußleitungen. Über die Anschlußleitungen wird der Wandlerkopf mit einer Aufnahme- oder Wiedergabeschaltung verbunden. Es werden dabei zum Beispiel pulsecodemodulierte (PCM) Audiosignale übertragen.
Ein vorgeschlagener Mehrkcinal-Wandler'kopf zum Aufzeichnen oder Wiedergeben eines PCM-Signals ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Er weist beispielhaft 16 Kanäle auf. Der Querschnitt und die Draufsicht gemäß den Fig. 1 bzw. 2 sind vergrößerte Darstellungen. Der Wandlerkopf 1 weist ein rechteckförmlges,magnetisches Substrat 2 zum Beispiel aus einem magnetischen Ferrit auf. Auf dem Substrat 2 ist ein Graben 3 in Längsrichtung (in vertikaler Richtung in Fig. 2) ausgespart, in den unmagnetisches Material 4, zum Beispiel Glas, eingefüllt ist. Auf dem magnetischen Substrat 2 ist auch eine unmagnetische, isolierende Schicht 5 a:us zum Beispiel SiO2 abgeschieden und eine Leiteranordnung 6 aufgebracht. Die Leiteranordnung 6 weist eine bandförmige Leitschicht 7 auf, die die gemeinsame Vorspannungs-Anschluß leitung für die 16 Kanäle ist. Eine ebenfalls bandförmige Leitschicht 8 ist für Jeden Kanal zum Übertragen der Signale vorhanden. Über der Leiteranordnung 6 sind für jeden Kanal dünne Magnetschichten 9 angeordnet. Unter diesen Magnetschichten 9 ist eine unmagnetische, isolierende Schicht 10 zum Beispiel aus SiO2 abgeschieden, die zusammen mit der Isolierschicht 5 eine Spaltweite festlegt und die Leiteranordnung 6 bedeckt, die zwischen ihr und dem magnetlsehen Substrat 2 angeordnet ist. Die magnetischen Dünnfilm-
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schichten 9 für jeden Kanal erstrecken sich parallel zueinander und überqueren dabei die bandförmige Leitschicht 7, die die Vorspannungs-Zuleitung ist, und die bandförmige Leitschicht 8, die jeweils die Signalleitung ist. Die Enden der Dünnfilmmagnetschichten 9 reichen bis zur Vorderkante 2a des magnetischen Substrates 2. Die beiden Endabschnitte der bandförmigen Leitschicht 7 und die jeweils zwei Endabschnitte einer jeden bandförmigen Leitschicht 8 erstrecken sich bis zur Hinterkante 2b des magnetischen Substrates 2 oder bis in deren Nähe und bilden so jeweils Anschlüsse 7a, 7b bzw. 8a und 8b für eine äußere Schaltung. Es ist dann noch eine Schutzschicht 11 mit hoher Verschleißfestigkeit, zum Beispiel eine durch einen Kleber 12 befestigte Glasplatte über allen DUnnfilmmagnetschichten 9 und den bandförmigen Leitschichten so aufgebracht, daß nur noch die verlängerten Anschlüsse der Leitschichten frei bleiben.
Die Anschlüsse 7a, 7b und 8a, 8b der Leiteranordnung 6 des Mehrkanal-Wandlerkopfes 1. sind mit zugehörigen Anschlußleitungen 14 auf einer gemeinsamen flexiblen Leiterplatte IJ verbunden. Die Verbindung wird durch Löten ausgeführt. Zum Beispiel weist jede Anschlußleitung 14 in ihrem Endbereich ein Lötmittel auf. Über das Lötmittel werden die Endbereiche der Anschlußleitungen 14 auf die zugehörigen Anschlüsse 7a, 7b und 8a, 8b gelegt. Die so gestapelte Anordnung wird dann erhitzt, so daß das Lötmittel schmilzt und damit die aufeinandergelegten Teile miteinander verbindet. Durch die flexible Leiterplatte 1J> ist der magnetische Mehrkanal-Wandlerkopf 1 mit einer Ausgangs-(Aufζeichnungs-)Schaltung oder einer Eingangs-(Wiedergabe)Schaltung verbunden, die beide nicht dargestellt sind.
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Bei dieser Anordnung bilden die magnetischen DUnnfllme 9 und das magnetische Substrat 2 geschlossene Magnetkreise. An der Vorderkante 2a des magnetischen Substrates 2 liegt für Jeden Kanal dn Spalt K ei nur busi-itmiiUin Spaltbre Uh vor, die durch die Dicke der nichtmagnetischen Isolierschichten und 10 bestimmt ist, die zwischen dem magnetischen Substrat und jeweils einem magnetischen Dünnfilm 9 angebracht sind. Der Magnetkopf für jeden Kanal, in dem der geschlossene Magnetkreis durch die Leitschichten 7 und 8 geht, ist in vertikaler Richtung angeordnet. Mit diesem Aufbau können PCM-Signale in 16 Kanälen gleichzeitig aufgezeichnet werden, und aufgezeichnete PCM-Signale können gleichzeitig von 16 Kanälen wiedergegeben werden.
Der bekannte Mehrkanal-Wandlerkopf weist eine große Anzahl von Anschlüssen auf. Im Beispielfall mit 16 Kanälen sind 34 Anschlüsse insgesamt erforderlich, und zwar zwei Anschlüsse für die Vorspannungs-Leitungen 7a und 7b und 32 Anschlüsse 8a und 8b für die Signalleitungen 8. Von dem bekannten Wandlerkopf 1 gehen Anschlußleitungen zu einer Aufnahmeschaltung, die einen Seriell-Parallel-Konverter oder dergleichen zum Zuführen des aufzuzeichnenden Signals aufweist, oder zu einer Wiedergabeschaltung, die einen Parallel-Seriell-Konverter oder dergleichen zum Abgeben des wiedergegebenen Signales aufweist. Die Verbindung zwischen dem Magnetkopf und der Schaltung erfolgt durch die flexible Leiterplatte I3 gemäß Pie. 1 und 2 oder durch ein ähnliches Anschlußmittel. Es sind also viele Anschlüsse herzustellen. Es 1st schwierig, derartig viele Anschlüsse genau aufeinander zu justieren und sie sicher herzustellen, 1nsbesondere, wenn der Magnetkopf in ein Bandgerät einzubauen ist. Bewegungen der flexiblen Leiterplatte 13 führen dazu, daß Rauschen in unerträglichem Maße erzeugt wird.
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333903?
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrkanal-Wandlerkopfanordnung anzugeben, die weniger Anschlußleitungen aufweist als bisher.
Die erfindungsgemäße Lösung ist im Hauptanspruch gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Eine erfindungsgemäße Wandlerkopfanordnung zeichnet(sich dadurch aus, daß bei ihr ein integrierter Schaltkreis IC eine Baueinheit mit einem herkömmlichen Wandlerkopf bildet. Dadurch sind nur noch die Anschlußleitungen für den IC anzuschließen, also eine erheblich geringere Anzahl von Leitungen als bisher. Dadurch kann die erfindungsgemäße Wandlerkopf-Anordnung sehr einfach montiert werden. Es besteht nicht mehr die Möglichkeit, dass starkes Rauschen durch Bewegungen einer flexiblen Leiterplatte zwischen dem Wandlerkopf und mit ihm zusammenarbeitenden Schaltungen hervorgerufen wird.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. lund 2 einen vergrößerten Querschnitt bzw. eine
vergrößerte Draufsicht auf einen herkömmlichen, magnetischen Mehrkanal-Wandlerkopf;
Fig. J5 und M- teilgeschnittene Draufsichten auf Leiterrahmen während des Herstellprozesses einer anmeldegemäßen Wandlerkopf-Anordnung;
Fig. 5 und 6 eine vergrößerte Draufsicht bzw. ein vergrößerter Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer anmeldegemäßen Wandlerkopf-Anordnung; und
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Pig. 7 einen vergrößerten Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer anmeldegemäßen Wandlerkopf-Anordnung .
Der Herstellprozeß und der Aufbau der ersten Ausführungsform wird nun an Hand der Figuren 3 bis 6 näher erläutert. Auf Bauteile, die dieselbe Funktion aufweisen und dieselben Bezugszeichen tragen, wie entsprechende Bauteile in den Fig. und 2 wird nicht mehr eingegangen.
Durch Pressen oder Ätzen werden mehrere Leiterrahmen R, wie in Fig. 3 dargestellt, hergestellt, die jeweils einen Wandlerkopf-Montageteil 15, einen IC-Montageteil 16 und acht Anschlußleitungen 17 aufweisen. Es werden mehrere Leiterrahmen R hergestellt, da dieses Verfahren für Massenherstellung geeignet ist. Als Material für den Leiterrahmen R kann eine dünne Platte aus Kovar (einer Legierung, die im wesentlichen aus Fe und Ni hergestellt 1st und etwas Co enthält ) und einer Cu-Legierung verwendet werden. Im Leiterrahmen R sind Positionierlöcher a vorhanden.
Eine Metallplatte aus Cu, Al oder dergleichen, in der eine Wärmeabstrahlplatte 18 und eine Bandführung 19 integral ausgebildet sind, wird einem Preßspritz- oder Spritzgußverfahren in einer Gußforrn unterworfen, so daß sie eine vorgegebene Position in bezug auf den Leiterrahmen R aufweist, wodurch ein Träger 20 gebildet ist, wie er in Fig. k dargestellt ist. Der Träger 20 ist also ein einheitlicher Körper mit dem Magnetkopf-Montageteil 15, dem IC-Montageteil 16 und den Zuleitungen 17, was durch ein Gießharz 21 erzielt ist. Das Gießharz 21 bildet auch Wände für den Magnetkopf-Montageteil 15 und den IC-Montageteil 16, wodurch die Montagepositionen für den Mehrkanal-Wandlerkopf 1 und einen IC 22, der noch beschrieben wird, begrenzt sind. Die
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Position für den magnetischen Mehrkanal-Wandlerkopf 1 ist unter Berücksichtigung verschiedener Abmessungen festgelegt, und zwar wie weit dieser vorstehen muß, was seine oberste und/oder unterste Lage sein kann und wie er geneigt sein muß. In der Wärmeabstrahlplatte 18 kann auch noch ein Gewinde vorhanden seil.., um die Magnetkopf-Anordnung befestigen zu können.
Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, ist die Seite des magnetischen Mehrkanal-Wandlerkopfes 1, die das magnetische Substrat 2 aufweist, mit dem Magnetkopf-Montageteil 15 verbunden. Dieses Verbinden ist durch wärmeleitfähiges und elektrisch leitfähiges Epoxyharz gebildet, das Metallpulver oder Lötmittel mit niedrigem Schmelzpunkt aufweist. Der Wandlerkopf 1 ist mit dem Wandlerkopf-Montageteil 15 entlang der Wand verbunden, die durch das Gußharz 21 gebildet ist und die Position begrenzt. Dadurch wird das Festlegen der Position des Wandlerkopfes 1 sehr einfach. Darüberhinaus ist die Unterseite des IC 22 mit dem IC-Montageteil 16 durch ein wärmeleitendes und elektrisch leitendes Epoxyharz verbunden, das Metallpulver oder Lötmittel mitfniedrigem Schmelzpunkt enthält. Der IC 22 beinhaltet eine Aufzeichnungsschaltung für das Signal zum magnetischen Mehrkanal-Wandlerkopf 1 oder eine Wiedergabeschaltung für das Signal vom Wandlerkopf Als Aufzeichnungsschaltungen kommen ein Seriell-Parallel-Konverter und ein Aufzeichnungstreiber in Frage. Als Wiedergabeschaltung kommen ein Abspielverstärker und ein Parallel-Seriell-Konverter in Frage. Der IC 22 kann auch einen A/D-(Analog/Digital) Konverter oder einen D/A-Konverter aufweisen. Wenn ein Kopf unter Ausnutzung des Effekts der Magnetoresi-
j50 stenz als Abspielkopf verwendet wird, wird darüberhinaus das Ausgangssignal vom Abspielkopf dem IC über eine Kondensatoranordnung zugeführt, die eine Anzahl von Kondensatoren aufweist, die der Anzahl der Kanäle entspricht. In diesem Fall
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wird immer ein Signal, das der Anzahl der Kanäle entspricht, zwischen dem IC 22 und dem Wandlerkopf 1 übertragen. Die Zahl der Anschlußleitungen 17 aus der Magnetkopf-Anordnung muß der Zahl der Spannungszuführleitungen zum Betreiben des IC, der Zahl der Taktleitungen zusätzlich nur einer Signalübertragungsleitung entsprechen.
Die Anschlüsse 7a, 7b und 8a, 8b des Wandlerkopfes 1 werden dann mit vorgegebenen Anschlüssen des IC 22 durch GoId-Thermoschall-Drahtbonden oder durch Anlöten des Balkenleiters des IC 22 verbunden, um eine Verdrahtung 23 herzustellen. Darüberhinaus werden vorgegebene Anschlüsse des IC 22 mit vorgegebenen Anschlußleitungen 17 durch Gold-Thermoschall-Drahtbonden oder durch Anlöten eines Balkenlo ir.ers am IC 22 verbunden, um eine Verdrahtung 24 herzustellen.
Dann werden der magnetische Mehrkanal-Wandlerkopf 1, der IC 22 und die Anschlußleitungen 17 an vorgegebenen Stellen mit Epoxyharz 25 vergossen und eine Abdeckung 26 wird fest auf dem Epoxyharz 25 angebracht.
Danach wird der Leiterrahmen R entlang der in Fig. 4 strichpunktierten Linie abgeschnitten, wodurch die Magnetkopf-Anordnungen gemäß den Pig. 5 und 6 gebildet sind.
Bei dieser Ausführungsform ist die Zahl von Anschlußleitungen 17, die aus der Magnetkopfanordnung herausgeführt sind, auf ein Minimum reduziert, da das Signal zum Magnetkopf 1 oder das Signal von ihm durch den IC 22, der die Aufzeichnungs- oder die Wiedergabeschaltung aufweist, seriell parallel bzw. parallel-seriell verbunden ist. Durch die Reduktion der Anschlußleitungen I7 auf ein Minimum ist dor Einbau der Magnetkopfanordnung in ein Bandgerät oder dcr-
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: Sony C«rj,.. >-S85.P212
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gleichen, die Montage, Einstellung usw, sehr vereinfacht. Da die flexible Leiterplatte entfallen ist, ist das Auftreten von Rauschen verringert. Wenn der Magnetkopf 1 lediglich auf dem Magnetkopf-Montageteil I5 des Trägers 20 aufzubringen ist, ist seine Positionierung auf einfachste Art und Weise sicher möglich. Da darüberhinaus der Leiterrahmen R und die Wärme-Abstrahlplatte 18 integral durch Artverguß gebildet sind,1st die Wärmeabstrahl-Charakteristik verbessert.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 weist die Wandlerkopf-Anordnung eine Aufzeichnungs-Teilanordnung 27 und eine Abspiel-Teilanordnung 28 auf, die integral zusammengefaßt sind.
Die Magnetkopf-Montagetei]£ I5 in den Wandlerkopf-Teilanordnungen 27 und 28 sind um einen vorgegebenen Winkel geneigt und|die magnetischen Mehrkanal-Wandlerköpfe 1 sind mit einem vorgegebenen Abstand montiert. Es ist eine Abschirmabdeckung 26 zwischen den Teilanordnungen 27 und 28 vorhanden. Wird diese entfernt,kann der Abstand zwischen den Anordnungen noch weiter verringert werden. Zwischen den Wandlerkopf -Teilanordnungen 27 und 28 ist eine Abschirmplatte aus magnetischem Material wie einer Fe-Ni-Legierung, Sendust-Legierung, einem amorphen magnetischen Material oder dergleichen oder einem Metall mit ausgezeichneter Leitfähigkeit wie Cu, Al, Au, Ag und dergleichen vorhanden, durch welche Abschirmplatte 29 der gegenseitige Einfluß zwischen den beiden Teilanordnungen aufgehoben wird. Die gesamte Außenfläche der IC 22 in den Wündlerkopf-Teilanordnungen und 28 außer den herausführenden Elektroden kann mit einem magnetischen Film (aus Fe-Al-Legierung, Sendust-Legierung, amorphem magnetischem Material) mit ausgezeichneten Abschirrneigenschaften oder einem Metallfilm (aus Cu, Al, Au, Ag usw.) mit ausgezeichneter Leitfähigkeit bedeckt sind.
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Bei den bisherigen Ausführungsformen wurde von einem Magnetkopf 1 mit DUnnfllm gesprochen. Es kann aber auch ein Mehrkanal-Wandlerkopf vorhanden sein, der vom Magnetoresistenzeffekt Gebrauch macht.
Wie erläutert, kann die Anzahl der aus der Wandlerkopf-Anordnung heraus zuführenden Drähte dadurch verringert werden, daß der Wandlerkopf 1 mit den Anschlüssen eines IC 22 direkt verbunden wird. Dadurch kann die Wandlerkopf-Anordnung leicht in ein Bandgerät eingebaut und eingerichtet werden.
Das Zusammenbauen des Wandlerkopfes 1 und des IC 22 in der anmeldegemaßen Wandlerkopf-Anordnung hat weiterhin den Vorteil, daß es nicht mehr erforderlich ist, eine große Anzahl von Signalübertragungsleitungen zu verwenden. Dadurch kannä Rauschen erheblich reduziert werfen.
Leerseite

Claims (8)

  1. TER MEER-MULLER-STEINMEISTER
    PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
    Q Q ί ο η q
    Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister ° ^ ° ° U ° '
    Dipl.-lng, F. E. Müller Artur-Ladebeck-Strasse 51
    Tnftstrasse -4,
    D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1
    Mü/J/ho
    S83P212 27· Oktober 1983
    SONY CORPORATION 7-35 Kitashinagawa 6-chome Shinagawa-ku, Tokyo, Japan
    Magnetischer Mehrkanal-Wandlerkopf
    Priorität: 28. Oktober 1982, Japan, Nr. 189860/82
    ANSPRÜCHE
    Magnetische Wandlerkopf-Anordnung mit einem magnetischen Mehrkanal-Wandlerkopf (1), gekennzeichnet durch
    - einen Träger (20), ein Wandlerkopf-Montageteil (15),
    ein IC-Montageteil (16) und mehrere Anschlußleitungen (17)> v/elche Teile durch Gieiaharz (21) einstückig getragen sind, wobei der magnetische Mehrkanal-Wandlerkopf (1) auf dem Wandlerkopf-Montageteil (15) angebracht ist,
    - einen IC (Integrierter Schaltkreis;22), der auf dem IC-Montageteil (16) angebracht ist und eine Wiedergabeoder Aufnahmeschaltung aufweist, die an den Wandlerkopf (1) angeschlossen ist und
    - eine Verdrahtung (24), die den IC mit den Anschlußleitungen (17) verbindet.
    •S otiy. Cccrp;. ;-. SÖ3P2L2
    TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER .* 1 -Γ. . . .- . ; »· · · ··
    "" Gm ^
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabe- oder Aufnahmeschältung einen Seriell-Parallel-Konverter bzw. einen Parallel-Seriell-Konverter aufweist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandlerkopf (1) ein Dünnfilm-Wandlerkopf ist.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnfllm-Wandlerkopf ein Magnetoresistenz-Kopf ist.
  5. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der IC-Montageteil (l6) und die mehreren Anschlußleitungen (17) aus einem Leiterrahmen ausgeschnitten sind und einen einheitlichen Körper bilden (Fig. 3).
  6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß das Gießharz (21) einen Wärmeabstrahier (18) benachbart zum IC-Montageteil (l6) teilweise umschließt.
  7. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 6 , d a durch gekennzeichnet, daß das Gießharz (21) eine Wand aufweist, die die Montageposition für den Wandlerkopf (l) bestimmt.
  8. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen des Wandlerkopfes (1) mit dem IC (22) durch Drahtbonden verbunden sind.
    777
    r- 1
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