SU368644A1

SU368644A1 - ! ^ И5ЛИОТ; КЛ

Info

Publication number: SU368644A1
Application number: SU1388680A
Authority: SU
Inventors: изобретени Авторы
Original assignee: В. М. Галанский, В. В. гинцев , Ю. В. Остапенко Институт кибернетики Украинской ССР
Priority date: 1969-12-25
Filing date: 1969-12-25
Publication date: 1973-01-26

Description

МАГНИТОПЛЕНОЧНАЯ ЗАПОМИНАЮЩАЯ МАТРИЦАMAGNETIC FILM MEMORIZED MATRIX

1one

Изобретение относитс к запоминающим устройствам электронных цифровых вычислительных машин. Матрица используетс лри изготовлении магнитопленочных накопителей быстродействующих запоминающих устройств.The invention relates to storage devices of electronic digital computers. The matrix is used to manufacture magnetic tape drives of high speed memory devices.

Известны магнитопленочные за оминающие матрицы 1C плоскими однослойными магнитными пле/ночными элементами, преимущесгвенно пр моугольными, скомпонованными вместе с уп равл ющими проводниками в виде массива -на диэлектрической или металлической подложке .Magnetic-film 1C matrices are known to be flat monolayer magnetic elements that are mostly rectangular, arranged together with an array of control conductors on a dielectric or metal substrate.

Управл ющие .проводники можно выполн ть в виде отдельных проводниковых плат на тонкой диэлектрической, например шолиэтилентерефталатной лленке, а затем совмещать спленочными элементами. Их можно также наносить вместе |С магнитными пленками методом вакуумной 1конде«сации в виде монолитного нераэборного блока. Та1ким матрицам с однослой-ньши 1ПЛООКИМИ магнитопленочными элементами присущ р д недостатков, обусловленных действием размагничивающих полей вследствие незамкнутости магнитной системы плоских элементов. Прежде всего эги пол существенно огра ничивают возможности уменьщени размеров элементов, в резулыате чего плотность хр.а.нимой информации оказываетс небольщой. Особенно это характерно дл матриц на стекл нных подложках, в которых мииил:ально возможное рассто ние между илсночными элементами вследствие больщой толщины подложек (100-200 мкм) ограничиваетс эффектами взаимодействи элементов через их собственные пол рассе ни , а также пол рассе ни управл ющих проводников. Во-вторых, размагничивающие пол и пол рассе ни существенно ухудщают рабочие (токовые) характеристики матриц, в результате чего уменьшаетс область устойчивой работы матриц но токам управлени .The control conductors can be made in the form of separate conductor plates on a thin dielectric, for example, a polyethylene terephthalate film, and then combined with splenic elements. They can also be applied together with magnetic films by the method of vacuum condensation in the form of a monolithic non-electoral block. Such matrices with single-layer 1-FLOOR magnetic-film elements are inherent in a number of disadvantages caused by the action of demagnetizing fields due to the openness of the magnetic system of flat elements. First of all, this field significantly limits the possibility of reducing the size of the elements, as a result of which the density of hidden information appears to be small. This is especially true for matrices on glass substrates in which the maximum possible distance between the protective elements due to the large thickness of the substrates (100-200 µm) is limited by the effects of the interaction of the elements through their own scattering fields as well as the scattering of control conductors . Secondly, the demagnetizing fields and the fields of dispersion significantly worsen the working (current) characteristics of the matrices, as a result of which the area of stable operation of the matrices but control currents decreases.

Дл устранени отмеченных недостатков матриц с плоскими однослойными магнитопленочными элементами были предложены матрицы с двуслойными пленочными элемента-ми тина плоского тороида с частичным замыканием потока но оси легкого намагничивани либо с замыкаиие.м потока одновременно по ос м легкого и трудного намагничивани .In order to eliminate the noted deficiencies of matrices with flat single-layer magnetic film elements, matrices with two-layer film elements of a flat toroid with partial locking of the flux on the easy magnetization axis or with the flux of the flux simultaneously along the easy and difficult magnetization axes were proposed.

Паиболее задачей вл етс обеспечение зам-ыкани потока вдоль оси легкого намагничива«и пленочного элемента, поокольку ухудшение рабочих характеристик матриц при длительном храпении информации вызываетс прежде всего размагничивающими пол ми, соответствующими остаточным состо ни м намагниченности элементов вдоль оси легкого намагничивани . В одной из известных конструкций многослойные элементы с замыканием потока вдоль оси легкого намагничивани образуютс при последовательном осаждении на подложку диэлектрических, ма;гнитных и металлических немагнитных слоев через маски, а также с применением фотолитографии .The most important task is to ensure the flow flow along the axis of the light magnetizer and the film element, since the deterioration of the performance of the matrices during long-term data storing is caused primarily by demagnetizing fields corresponding to the residual states of the magnetization of the elements along the axis of the easy magnetization. In one of the known constructions, multilayer elements with a flux closure along the axis of easy magnetization are formed by sequential deposition of dielectric, magnetic, metallic and nonmagnetic layers through the masks on the substrate, as well as using photolithography.

Цель изобретени - улучшение электрических и технологических характеристик матрицы; Достигаетс оиа тем, что толщина подложки предлагаемой матрицы беретс на один пор док меньше геометрических размеров магнитных -слоев в плоскости подложки.The purpose of the invention is to improve the electrical and technological characteristics of the matrix; It is achieved by the fact that the thickness of the substrate of the proposed matrix is taken one order less than the geometrical dimensions of the magnetic layers in the substrate plane.

Предлагаема матрица изображена на фиг. 1; на фиг. - б представлены временные диагра ммы управл ющих токов.The proposed matrix is depicted in FIG. one; in fig. - b shows time diagrams of control currents.

Матрица содержит электропровод щую подложку - фольгу 1 (медную или алюминиевую ), металлические или диэлектрические подслои 2 и 5, сглаживающие .нерОВ1НО|Сти поверхностей фольги; магнитные слои 4 и 5, осаждаемые через маски или вытравливаемые из сплошных пленок.The matrix contains an electrically conductive substrate — foil 1 (copper or aluminum), metallic or dielectric sublayers 2 and 5, smoothing .nerOV1NO | Sti foil surfaces; magnetic layers 4 and 5 deposited through masks or etched out of continuous films.

Поверх фольги С осажденными на нее магнитными сло ми уложены разр дные проводники 6, изготовленные фотолитографическим способом 1на основе диэлектрической, например полиэтилентерефталатной, пленки 7. Размеры проводников и рассто ние /между ними совпадают с размерами магнитных слоев и рассто ни ми между «ими вдоль оси легкого намагничивани (о.л.н.). С одного конца разр дные проводники подсоединены к фольге прижимом или пайкой (сваркой) и образуют вместе с фольгой в местах расположени магнитных слоев поло:0ковые линии, используемые в качестве разр дных линий и линий дл съема считанных сигналов. К лротивополон ным разомкнутым концах этих линий подключают разр дные формирователи токов записи и усичители считывани . Магнитные слои, расположенные на фольге, вместе с разр дныЛШ проводниками охвачены С обеих сторон адресными проводниками 8, образующими адресные полосковые линии выборки, основание.м дл которых служит диэлектрическа пленка 9. Ширина адресных проводников и рассто ние между ними совпадают с размером магнитных слоев и рассто нием .между ними вдоль оси трудного намагничивани (о.т.н.). К разомкнутым концам адресных линий подключают формирователи адресных токов.On top of the foil With the magnetic layers deposited on it, the discharge conductors 6, made by the photolithographic method 1 on the dielectric, for example polyethylene terephthalate film 7, are laid. The dimensions of the conductors and the distance between them coincide with the dimensions of the magnetic layers and the distances between them along the axis lung magnetization (о.л.н.). At one end, the discharge conductors are connected to the foil by clamping or soldering (welding) and form, together with the foil, in places of magnetic layers, polo lines used as discharge lines and lines to pick up the read signals. To the opposite-pole open ends of these lines connect bit write current drivers and read amplifiers. Magnetic layers located on the foil, along with discharge conductors, are enveloped On both sides, address conductors 8, forming address stripline sampling lines, the base of which is dielectric film 9. The width of the address conductors and the distance between them coincide with the size of the magnetic layers and distance between them along the axis of the difficult magnetization (o.t.). The open ends of the address lines are connected to the shapers of address currents.

Одно и-з основных условий работоспособности матриц с замыканием потока - правильный выбор толщины прослойки (Между магнитными сло ми. Так как кра , перпендикул рные направлению оси легкого намагничивани этих слоев, разделены немагнитным промежутком , то дл эффективного замыкани потока суммарна толщина электропровод щей фольги / и шодслоев 2 и 5 должна быть существенно меньще геометрических размеров магнитных слоев в направлении замыкани потока .One of the main conditions for the operation of the matrices with flow closure is the correct choice of the thickness of the interlayer (Between the magnetic layers. Since the edges perpendicular to the direction of the axis of easy magnetization of these layers are separated by a nonmagnetic gap, for effective closure of the flow the total thickness of the electrically conductive foil / and joint layers 2 and 5 should be substantially less than the geometrical dimensions of the magnetic layers in the direction of the flow closure.

В предлагаемой матрице рассто ние между магнитными сло ми 4 и 5 запоминающих злементов определ етс толщиной фольги, котора может быть выбрана в пределах 1050 мкм, чем обеспечиваютс услови дл хорощего замыкани магнитного потока слоев в широком диапазоне их линейных размеров. Толщина диэлектрических (металлических) подслоев 2 и 3 может быть в пределах нескольких МИКРОН.In the proposed matrix, the distance between the magnetic layers 4 and 5 of the storage elements is determined by the thickness of the foil, which can be selected within the limits of 1050 µm, which provides good conditions for closing the magnetic flux of the layers in a wide range of their linear dimensions. The thickness of the dielectric (metal) sublayers 2 and 3 may be within several MICRON.

Осаждение магнитных слоев по обеим сторонам фольги позвол ет устранить вредноеThe deposition of magnetic layers on both sides of the foil allows you to eliminate harmful

вли ние массивной металлической подложки прототипа, поскольку посто нна времени прохождени потоком фольги на пор док меньше посто нной времени .прохождени , чем массивной металлической подложки. Кроме того, приthe influence of the prototype massive metal substrate, since the time constant for the flow of the foil is an order of magnitude shorter than the time constant for the passage of the foil than the massive metal substrate. In addition, when

расположении ,тонкой электропровод щей фольги между (магнитными сло ми через фольгу проходит главным образом нормальна составл юща потока рассе ни магнитных слоев . Что касаетс его тангенциальной составл ющей , обусловливающей вредное вли ние металлической подложки, то она сравнительно мала, так как толщина фольги меньше глубины проникани потока рассе ни . В св зи с этим пол , св занные с вли нием фольги наthe location of a thin electrically conductive foil between (the magnetic layers through the foil is mainly the normal component of the scattering of magnetic layers. As for its tangential component, causing the harmful effect of the metal substrate, it is relatively small, since the foil thickness is less than the depth penetration of the flow of dispersion. In connection with this, the floor associated with the influence of the foil on

рабочие характеристики предлагаемой матрицы , пренебрежимо малы, а их действие заканчиваетс за врем установлени управл ющих токов. Предлагаема матрица не нуждаетс вThe performance characteristics of the proposed matrix are negligible, and their operation ends during the establishment of control currents. The proposed matrix does not need

разр дном проводнике между магнитными сло ми элементов, поскольку его функции fsbiполн ет фольга, котора служит также подложкой дл магнитных слоев. Вместе с 1ем значительно уменьшено количество ко нтактов,conductor discharge between the magnetic layers of the elements, since its functions fsbi the foil, which also serves as a substrate for the magnetic layers. Together with 1, the number of contacts is significantly reduced.

необходимых при последовательном соединении матриц по разр дам в процессе сборки накопител с целью увеличени количества адресов . Так, при последовательном соединении двух матриц-прототипов общее число контактов равно «+ 1 (количество разр дных проводников между двум магнитными сло ми плюс общий контакт между подложками). При аналогичном соединении двух матриц предлагаемой конструкции необходим толькоnecessary for the serial connection of matrices by bits in the process of assembling the drive to increase the number of addresses. So, when two prototype matrices are connected in series, the total number of contacts is равно + 1 (the number of discharge conductors between two magnetic layers plus the total contact between the substrates). With a similar connection of two matrices of the proposed design, only

один контакт между фольгой этих матриц. Очевидно, что уменьшение количества электрических контактов, помимо упрощени процесса изготовлени , позвол ет повысить надежность матрицы.one contact between the foil of these matrices. Obviously, reducing the number of electrical contacts, in addition to simplifying the manufacturing process, makes it possible to increase the reliability of the matrix.

Так как магнитные слои осаждаютс на одинаковые поверхности (подслои одинаковой толщины из одного и того же материала по обеим сторонам фольги, нанесенные при одинаковых услови х), существенно упрощаетс Since the magnetic layers are deposited on the same surface (sublayers of the same thickness of the same material on both sides of the foil, deposited under the same conditions), it is greatly simplified

изготовление магнитных слоев с одинаковыми воспроизводимыми магнитньгми и токовыми характеристиками. Возможность контрол этих характеристик после изготовлени отдельных магнитных слоев позвол ет исключить брак, возникший при изготовлении первого магнитного сло .manufacturing of magnetic layers with the same reproducible magnetic and current characteristics. The ability to control these characteristics after the manufacture of individual magnetic layers makes it possible to eliminate the defect arising during the manufacture of the first magnetic layer.

Матрица работает следующим образом. При записи двоичной информации под воздействием пол //а, создаваемого током, протекающим по выбранной адресной линии, намагниченности /i « /3 обоих магнитных слоев всех элементов внутри выбранной адресной линии устанавливаютс в одном направлении оси трудного намагничивани . Этот момент изображен на фИг. 2, а и б дл «1 и «О - исходных состо ний одного выбранного элемента , отождествл емых с направлением намагниченности (левосторонним или правосторонним соответственно) по эллипсу, образуемому двум .магнитными сло ми элемента и немагнитны ми зазорами между ними. На фиг. 2, в представлена временна диаграмма управл ющих токов - адресного и разр дного . Перед отключением адресного тока по разр дны .м лини м пропускаетс ,раз.р дный ток записи, пол рностью которого определ етс направление разр дного пол записи Ярз (правое или левое) вдоль оси легкого намагничивани элемента и, следовательно, записываема («О или «1) информаци . В момент отключени адресного тока на магниченность первого магнитного сло , расположенного внутри разр дной линии под воздействием пол Ярз, создаваемого током, протекающим по этой линии, в зависи.мости от то;го. записываетс в элемент «О или «1, вращаегс соответственно по часовой стрелке или против нее При этом нама1ниченность второго магнитного сло , расположенного вне разр дной линии, под воздействием пол рассе ни первого магнитного сло вращаетс в направлений, прогивополож ном иаправленпю вращени первого магнитного сло , т. е. против часовой стрелки при записи «О и по часовой стрелке при записи «1. По окончании записи, чему соот II I / I Г I I IThe matrix works as follows. When writing binary information under the influence of the field generated by the current flowing along the selected address line, the magnetization i i «/ 3 of both magnetic layers of all elements within the selected address line is set in the same direction of the hard magnetization axis. This moment is depicted in FIG. 2, a and b for "1 and" O are the initial states of one selected element, identified with the direction of magnetization (left or right, respectively) in the ellipse formed by the two magnetic layers of the element and the nonmagnetic gaps between them. FIG. 2, the time diagram of the control currents — address and discharge — is presented. Before the address current is disconnected from the bit, the m lines are passed through, the write current, the polarity of which determines the direction of the Yarz bit write field (right or left) along the axis of the easy magnetization of the element and, therefore, is recorded ("O or "1) information. At the moment when the address current is turned off on the magnetization of the first magnetic layer located inside the discharge line under the influence of the Yarz field created by the current flowing along this line, depending on this; recorded in the element "O or" 1, rotated clockwise or counterclockwise, respectively. The magnetism of the second magnetic layer located outside the discharge line, under the influence of the scattered field of the first magnetic layer, rotates in directions which are progressed and directed by the first magnetic layer, i.e. counterclockwise when recording “O and clockwise when recording“ 1. At the end of the recording, which corresponds to II I / I G I I I

Л / 3 VL / 3 V

ветствует отключение разр дного тока (фиг. 2, е) на1магничвнности сло&в элемента оказываютс ориентированными в противоположных направлени х вдоль оси легкого намагничивани , чем обеспечиваетс замыкание потока при хранении информации. Как следует из фиг. 2, а и б, единичное и нулевое состо ни намагниченности элемента отличаютс направлением намагниченности по эллппсу,The disconnection of the discharge current (Fig. 2, e) of the magnetization of the layer & element is oriented in opposite directions along the axis of easy magnetization, which ensures the flow closure during information storage. As follows from FIG. 2, a and b, the unit and zero states of the magnetization of the element differ in the direction of magnetization according to the ellpps,

образуемому двум магнитными сло .ми и немагнитными зазорами между ними.formed by two magnetic layers and nonmagnetic gaps between them.

Сигнал считываетс на переднем франте адресного тока при вращении намагниченностей обоих слоев элемента из остаточного состо ни вдоль оси легкого намагничивани к направлепию трудной оси. Та:кое вращение сопровождаетс изменением потока, проход щего через плоскость разр дной линии, от его полного значени ±Ф до нул и выделениемThe signal is read in the front edge of the address current while rotating the magnetizations of both layers of the element from the residual state along the axis of easy magnetization towards the direction of the hard axis. This: rotation is accompanied by a change in the flow passing through the plane of the discharge line from its full value ± F to zero and the selection

на разр дной линии полезного сигнала. Сигналы считанных «1 и «О различаютс пол рностью .on the bit line of the useful signal. The signals read out "1" and "O" differ in polarity.

Предмет изобретени Subject invention

2525

Магиитопленочна запомпнающа матрица, состо ща из электропровод щей подложки, по обеим поверхност м которой расположены пленочные магнитные слои разр дных и адресных полосковых линий выборки, отличающа с тем, что, с целью улучшени ее электрических и технологических характеристик, толщина подложки на один пор док меньше геометрических размеров магнитных слоевA magneto-film sacking matrix consisting of an electrically conductive substrate, on both surfaces of which there are film magnetic layers of discharge and address stripline sampling lines, characterized in that, in order to improve its electrical and technological characteristics, the thickness of the substrate is one order less geometrical dimensions of magnetic layers

в плоскости подложки.in the plane of the substrate.

v.v.

VJVj

JJ

&&

.«-j-. "- j-

J2J2

f f

O.TH, O.TH,

P3 P3

//