DE3339037C2 - Magnetischer Mehrkanal-Wandlerkopf - Google Patents

Magnetischer Mehrkanal-Wandlerkopf

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Description

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 Anschluß­ leitungen wird der Wandlerkopf mit einer Aufnahme- oder Wiedergabeschaltung verbunden. Es werden dabei zum Beispiel pulscodemodulierte (PCM) Audiosignale übertragen.
Ein vorgeschlagener Mehrkanal-Wandlerkopf 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 rechteckförmiges, 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 Sub­ strat 2 ist auch eine unmagnetische, isolierende Schicht 5 aus zum Beispiel SiO2 abgeschieden und eine Leiteranord­ nung 6 aufgebracht. Die Leiteranordnung 6 weist eine band­ förmige Leitschicht 7 auf, die die gemeinsame Vorspannungs- Anschlußleitung für die 16 Kanäle ist. Eine ebenfalls band­ förmige 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 magneti­ schen Substrat 2 angeordnet ist. Die magnetischen Dünnfilm­ schichten 9 für jeden Kanal erstrecken sich parallel zuein­ ander 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 Bei­ spiel eine durch einen Kleber 12 befestigte Glasplatte über allen Dünnfilmmagnetschichten 9 und den bandförmigen Leit­ schichten so aufgebracht, daß nur noch die verlängerten An­ schlüsse der Leitschichten frei bleiben.
Die Anschlüsse 7a, 7b und 8a, 8b der Leiteranordnung 6 des Mehrkanal-Wandlerkopfes 1 sind mit zugehörigen Anschlußlei­ tungen 14 auf einer gemeinsamen flexiblen Leiterplatte 13 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 aufein­ andergelegten Teile miteinander verbindet. Durch die flexib­ le Leiterplatte 13 ist der magnetische Mehrkanal-Wandler­ kopf 1 mit einer Ausgangs-(Aufzeichnungs-)Schaltung oder einer Eingangs-(Wiedergabe)Schaltung verbunden, die beide nicht dargestellt sind.
Das deutsche Gebrauchsmuster 74 24 224 U1 betrifft einen Ton­ kopf für ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit Trägern, welche aus elektrisch leitfähigem Material beste­ hen oder welche elektrische Leiterbahnen auf nicht leitendem Material tragen, wobei auf den Trägern Verstärkerchips oder Verstärkerschaltungen in integrierter Bauform angeordnet sind, die zwischen die Wicklungen und die Anschlußdrähte des Tonkop­ fes geschaltet sind. Sowohl die Träger als auch die Verstärker­ chips, bzw. integrierte Verstärkerschaltungen sind innerhalb einer abschirmenden Umhüllung angeordnet. Aus Gründen der Ab­ schirmung können sowohl die Träger als auch die Verstärkerchips bzw. Verstärkerschaltungen in integrierter Bauform mit Verguß­ masse umhüllt werden. Die Montage derartiger Tonköpfe ist rela­ tiv aufwendig, insbesondere die Positionierung der einzelnen Bauteile erfordert hohen Aufwand.
In der DE 30 43 638 A1 ist ein Magnetkopfaufbau mit einem Sub­ strat aus nicht elektrisch leitendem Material beschrieben, das einige schichtförmig aufgebaute elektromagnetische Übertra­ gungselemente trägt, die durch Anschlußleiter mit Anschlußflä­ chen verbunden sind. Hierbei ist das Substrat mit den Übertra­ gungselementen von einer aus Kunststoff bestehenden Hülle umge­ ben und es sind einige im Abstand voneinander gehaltene strah­ lenförmige Stromleiter vorhanden, die hauptsächlich in einer Ebene liegen und aus der Umhüllung herausragende flache Teile aufweisen. Die Leiterteile mit ihren Anschlußflächen der be­ treffenden Übertragungselemente sind durch getrennte Verbin­ dungsleiter miteinander verbunden. Das Vorsehen einer Kunst­ stoffumhüllung dient reinen Abschirm- bzw. Schutzzwecken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrkanal-Wand­ lerkopf-Anordnung anzugeben, die relativ wenige Anschlußleitun­ gen aufweist und die auf einfache Weise herstellbar und elek­ trisch verbindbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung ist im Hauptanspruch gekennzeich­ net. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteran­ sprüchen.
Eine erfindungsgemäße Wandlerkopf-Anordnung zeichnet sich da­ durch aus, daß das Wandlerkopf-Montageteil, das IC-Montageteil und die mehreren Anschlußleitungen aus einem Leiterrahmen aus­ geschnitten sind und einen einheitlichen Körper bilden, wobei Gießharz den Leiterrahmen umgibt, aber das Wandlerkopf-Montage­ teil, das IC-Montageteil und den Endbereich der Anschlußleitun­ gen bereichsweise frei läßt und ein Gießharzbereich vorhanden ist, der das Wandlerkopf-Montageteil bereichsweise umgibt und dadurch die Lage der Kontaktoberfläche des Wandlerkopfes gegen­ über dem vorüberlaufenden magnetischen Medium ausrichtet. Da­ durch sind nur noch die Anschlußleitungen für den IC anzu­ schließen. Weiterhin kann durch die erfindungsgemäße Wandler­ kopf-Anordnung ein sehr einfacher Zusammenbau gewährleistet werden, da das Positionieren des Wandlerkopfes durch einen ent­ sprechend geformten Gießharzbereich erleichtert wird. Es be­ steht ferner nicht mehr die Möglichkeit, daß starkes Rauschen durch Bewegungen einer flexiblen Leiterplatte zwischen dem Wandlerkopf und mit ihm zusammenarbeitenden Schaltungen hervor­ gerufen wird.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 einen vergrößerten Querschnitt bzw. eine vergrößerte Draufsicht auf einen herkömmlichen, magnetischen Mehrkanal-Wandlerkopf;
Fig. 3 und 4 teilgeschnittene Draufsichten auf Leiterrahmen während des Herstellprozesses einer anmeldege­ mäßen Wandlerkopf-Anordnung;
Fig. 5 und 6 eine vergrößerte Draufsicht bzw. ein vergrößer­ ter Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer anmeldegemäßen Wandlerkopf-Anordnung; und
Fig. 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 Fig. 3 bis 6 näher erläutert. Auf Bauteile, die dieselbe Funktion aufweisen und dieselben Be­ zugszeichen tragen, wie entsprechende Bauteile in den Fig. 1 und 2, wird nicht mehr eingegangen.
Durch Pressen oder Ätzen werden mehrere Leiterrahmen R, wie in Fig. 3 dargestellt, hergestellt, die jeweils einen Wand­ lerkopf-Montageteil 15, einen IC-Montageteil 16 und acht Anschlußleitungen 17 aufweisen. Es werden mehrere Leiter­ rahmen R hergestellt, da dieses Verfahren für Massenher­ stellung geeignet ist. Als Material für den Leiterrahmen R kann eine dünne Platte aus Kovar (einer Legierung, die im wesentlichen aus Fe und Ni hergestellt ist und etwas Co ent­ hält) und einer Cu-Legierung verwendet werden. Im Leiter­ rahmen 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 Spritzguß­ verfahren in einer Gußform unterworfen, so daß sie eine vorgegebene Position in bezug auf den Leiterrahmen R auf­ weist, wodurch ein Träger 20 gebildet ist, wie er in Fig. 4 dargestellt ist. Der Träger 20 ist also ein einheitlicher Körper mit dem Magnetkopf-Montageteil 15, dem IC-Montage­ teil 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 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 Ge­ winde vorhanden sein, um die Magnetkopf-Anordnung befesti­ gen 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 ver­ bunden. 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 ent­ lang 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 ver­ bunden, das Metallpulver oder Lötmittel mit niedrigem Schmelz­ punkt enthält. Der IC 22 beinhaltet eine Aufzeichnungsschal­ tung für das Signal zum magnetischen Mehrkanal-Wandlerkopf 1 oder eine Wiedergabeschaltung für das Signal vom Wandlerkopf 1. Als Aufzeichnungsschaltungen kommen ein Seriell-Parallel- Konverter und ein Aufzeichnungstreiber in Frage. Als Wieder­ gabeschaltung 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 stenz als Abspielkopf verwendet wird, wird darüberhinaus das Ausgangssignal vom Abspielkopf dem IC über eine Kondensator­ anordnung zugeführt, die eine Anzahl von Kondensatoren auf­ weist, die der Anzahl der Kanäle entspricht. In diesem Fall 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 Signalübertra­ gungsleitung entsprechen.
Die Anschlüsse 7a, 7b und 8a, 8b des Wandlerkopfes 1 werden dann mit vorgegebenen Anschlüssen des IC 22 durch Gold- Thermoschall-Drahtbonden oder durch Anlöten des Balkenlei­ ters des IC 22 verbunden, um eine Verdrahtung 23 herzustel­ len. Darüberhinaus werden vorgegebene Anschlüsse des IC 22 mit vorgegebenen Anschlußlelitungen 17 durch Gold-Thermoschall- Drahtbonden oder durch Anlöten eines Balkenleiters 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 strich­ punktierten Linie abgeschnitten, worduch die Magnetkopf- Anordnungen gemäß den Fig. 5 und 6 gebildet sind.
Bei dieser Ausführungsform ist die Zahl von Anschlußlei­ tungen 17, die aus der Magnetkopfanordnung herausgeführt sind, auf ein Minimum reduziert, da das Signal zum Magnet­ kopf 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 17 auf ein Minimum ist der Einbau der Magnetkopfanordnung in ein Bandgerät oder der­ gleichen, die Montage, Einstellung usw. sehr vereinfacht. Da die flexible Leiterplatte entfallen ist, ist das Auf­ treten von Rauschen verringert. Wenn der Magnetkopf 1 ledig­ lich auf dem Magnetkopf-Montageteil 15 des Trägers 20 aufzu­ bringen ist, ist seine Positionierung auf einfachste Art und Weise sicher möglich. Da darüberhinaus der Leiterrahmen R und die Wärme-Abstrahlplatte 18 integral durch Artverguß gebil­ det sind, ist die Wärmeabstrahl-Charakteristik verbessert.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 weist die Wandlerkopf- Anordnung eine Aufzeichnungs-Teilanordnung 27 und eine Ab­ spiel-Teilanordnung 28 auf, die integral zusammengefaßt sind.
Die Magnetkopf-Montageteile 15 in den Wandlerkopf-Teilanord­ nungen 27 und 28 sind um einen vorgegebenen Winkel ge­ neigt und die magnetischen Mehrkanal-Wandlerköpfe 1 sind mit einem vorgegebenen Abstand montiert. Es ist eine Abschirm­ abdeckung 26 zwischen den Teilanordnungen 27 und 28 vorhan­ den. Wird diese entfernt, kann der Abstand zwischen den An­ ordnungen noch weiter verringert werden. Zwischen den Wand­ lerkopf-Teilanordnungen 27 und 28 ist eine Abschirmplatte 29 aus magnetischem Material wie eine Fe-Ni-Legierung, Sendust- Legierung, einem amorphen magnetischen Material oder der­ gleichen oder einem Metall mit ausgezeichneter Leitfähig­ keit 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 Wandlerkopf-Teilanordnungen 27 und 28 außer den herausführenden Elektroden kann mit einem magnetischen Film (aus Fe-Al-Legierung, Sendust-Legierung, amorphem magnetischem Material) mit ausgezeichneten Ab­ schirmeigenschaften oder einem Metallfilm (aus Cu, Al, Au, Ag usw.) mit ausgezeichneter Leitfähigkeit bedeckt sind.
Bei den bisherigen Ausführungsformen wurde von einem Magnet­ kopf 1 mit Dünnfilm gesprochen. Es kann aber auch ein Mehr­ kanal-Wandlerkopf vorhanden sein, der vom Magnetoresistenz­ effekt Gebrauch macht.
Wie erläutert, kann die Anzahl der aus der Wandlerkopf- Anordnung heraus zuführenden Drähte dadurch verringert wer­ den, daß der Wandlerkopf 1 mit den Anschlüssen eines IC 22 direkt verbunden wird. Dadurch kann die Wandlerkopf-Anord­ nung leicht in ein Bandgerät eingebaut und eingerichtet wer­ den.
Das Zusammenbauen des Wandlerkopfes 1 und des IC 22 in der anmeldegemäßen Wandlerkopf-Anordnung hat weiterhin den Vor­ teil, daß es nicht mehr erforderlich ist, eine große Anzahl von Signalübertragungsleitungen zu verwenden. Dadurch kann das Rauschen erheblich reduziert werden.

Claims (7)

1. Magnetische Wandlerkopf-Anordnung mit
  • - einem magnetischen Mehrkanal-Wandlerkopf (1),
  • - einem Träger (20), einem Wandlerkopf-Montageteil (15), einem IC-Montageteil (16) und mehreren Anschlußleitungen (17), welche Teile durch Gießharz (21) einstückig getragen sind, wobei der magnetischen Mehrkanal-Wandlerkopf (1) auf dem Wandlerkopf-Montageteil (15) angebracht ist,
  • - einem IC (Integrierter Schaltkreis; 22), der auf dem IC- Montageteil (16) angebracht ist und eine Wiedergabe- oder Aufnahmeschaltung aufweist, die an den Wandlerkopf (1) ange­ schlossen ist, und
  • - einer Verdrahtung (23, 24) die den Wandlerkopf (1) mit dem IC (22) und den IC (22) mit den Anschlußleitungen (17) verbin­ det,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Wandlerkopf-Montageteil (15), das IC-Montageteil (16) und die mehreren Anschlußleitungen (17) aus einem Leiterrah­ men ausgeschnitten sind und einen einheitlichen Körper bilden,
  • - das Gießharz (21) den Leiterrahmen umgibt, aber das Wand­ lerkopf-Montageteil (15), das IC-Montageteil (16) und den Endbereich der Anschlußleitungen bereichsweise frei läßt und
  • - ein Gießharzbereich vorhanden ist, der das Wandlerkopf-Mon­ tageteil (15) bereichsweise umgibt und dadurch die Lage der Kontaktoberfläche des Wandlerkopfes gegenüber dem vorüberlau­ fenden magnetischen Medium ausrichtet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wiedergabe- oder Aufnahmeschaltung einen Seriell-Parallel-Konverter bzw. einen Parallel-Seriell-Konverter aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandlerkopf (1) ein Dünnfilm-Wandlerkopf ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Dünnfilm-Wandlerkopf ein Magnetoresistenz-Kopf ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießharz (21) einen Wärmeabstrahler (18) benachbart zum IC-Montage­ teil (16) teilweise umschließt.
6. Anordnung nach einem der Ansprürche 1-5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gießharz (21) eine Wand aufweist, die die Montagepo­ sition für den Wandlerkopf (1) bestimmt.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen des Wandlerkopfes (1) mit dem IC (22) durch Drahtbonden verbunden sind.
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