DE1524777C3 - Verfahren zur Herstellung von Magnetkopfketntevlen bei »n«i Mehrfachkoptanordnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kernteilen mehrerer zu einem Bauteil zusammengefaßter Magnetköpfe, bei den dünne Schichten aus einem magnetisierbaren Ferritmaterial und einem magnetisch isolierenden Material abwechselnd auf einander angeordnet und durch mechanische Bearbeitung aus der so gebildeten Schichtstruktur Kernteile in einer vorbestimmten Form herausgetrennt und unter Bildung von Übertragungsspalten zusammengefügt werden.

Sobald man mehrere Magnetköpfe zu einem Bauteil zusammenfaßt, muß dafür gesorgt werden, daß die magnetischen Kreise der einzelnen Köpfe sich gegenseitig nicht beeinflussen können. Dazu sieht man bei der Herstellung magnetisch isolierende Trennschichten zwischen den einzelnen Magnetköpfen des Bauteils vor. Es ist hierzu ein Herstellungsverfahren für aus zweiteiligen Einzelköpfen bestehende Mehrspur-Ferritmagnetköpfe aus zu Blöcken zusammengeklebten Ferritstücken bekannt, bei dem die Ferritblöcke aus einer der Spurzahl entsprechenden Anzahl von Ferritplatten, Distanzplatten und Klebschichten zusammengefügt werden (vgl. z. B. DT-AS 11 76 199). Die z. B. aus Aluminiumoxyd bestehenden, nicht magnetisieren Distanzplatten und die magnetisierbaren Ferritplatten sind durch jeweils eine Haftschicht miteinander verbunden. Neben dem zusätzlichen Aufwand für die Haftschicht liefert diese Art der Verbindung oftmals nur eine ungenügende Festigkeit; insbesondere ist bei langjährigem Gebrauch der Magnetköpfe die Alterungsbeständigkeit der Haftschicht häufig nicht ausreichend.

Aus der GB-PS 9 86 024 ist ein Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Speicheranordnung bekannt, bei dem Schichten aus einem Ferritpulver und einem Bindemittel hergestellt werden und diese Schichten dann zusammengefügt und gesintert werden. Vor der Zusammenfügung gleichartiger Schichten wird auf deren Oberfläche ein Leitungsmuster aufgebracht. Die Schichten werden dann so aufeinandergestapelt, daß die Leitungsebenen jeweils um Schichtstärke voneinander getrennt sind. Daraufhin werden die Schichten zusammengepreßt und schließlich gesintert. Bei diesem Herstellungsverfahren besteht demnach ein homogener Sinterblock, in dem sich metallische Leiter befinden, die zum Einschreiben und Auslesen von Informationen in magnetische Bereiche benutzt werden. Das gesamte Verfahren der Aufteilung in Schicht bei diesen bekannten Verfahren geschieht einzig zu dem Zweck, die für die genannte Funktion notwendigen Leiter anbringen zu können. Diese Leiter werden bei der Sinterung nicht verändert, im Gegenteil muß Sorge dafür getragen werden, daß sie Form und Leitfähigkeit beibehalten. Der Sinterblock aus dem Ferritmaterial soll dagegen durch die Sinterung zu einem einheitlichen homogenen Ganzen zusammengefügt werden, dessen über die Schichtgrenzen hinausgehende magnetische Eigenschaften dadurch sichergestellt werden sollen, so daß am Ende Schichtgrenzen magnetisch nicht mehr erkennbar sind.

Im Gegensatz dazu ist es Zweck bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, die Schichtgrenzen zwischen magnetisierbaren Schichten und dazwischenliegenden Isolationsschichten gemäß dem Zweck der Trennung einwandfrei aufrecht zu erhalten, so daß die Charakteristiken der einzelnen Schichten nicht verwischt werden.

Da somit Zweck, Aufgabe und auch Lösung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anders sind als bei dem im vorstehend genannten bekannten Verfahren, kann aus diesem kein Hinweis und keine Anregung in Richtung auf den Erfindungsgegenstand entnommen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Kernteilen mehrerer zu einem Bauteil zusammengefaßter Magnetköpfe anzugeben, bei dem dünne Schichten aus einem magnetisierbaren Ferritmaterial und einem magnetisch isolierendem Material abwechselnd übereinander angeordnet werden. Dabei soll eine feste und alterungsbeständige Verbindung zwischen den verschiedenen Schichten gewährleistet werden, ohne daß die spezifischen Eigenschaften der jeweiligen Schichten dabei wesentlich verändert werden. Die Verbindung soll allen mechanischen Beanspruchungen, die beispielsweise durch Wärmespannungen oder direkt angreifende mechanische Kräfte hervorgerufen werden, widerstehen können.

Die kennzeichnenden Merkmale zur Lösung dieser Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren, sind dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 zu entnehmen. Danach werden zuerst die einzelnen Schichten hergestellt, und zwar zum einem die magnetisierbar Schicht aus einem Bindemittel und einem Ferritpulver, bzw. die Zwischenschicht aus einem Bindemittel und einem Pulver eines magnetisch isolierenden Materials. Diese Schichten werden dann abwechselnd übereinander gestapelt und unter Wärme- und/oder Druckeinwirkung zusammengefügt. Maßgebend für die Wärme- und/oder Druckeinwirkung ist dabei eine ausreichende Festigkeit der entstehenden Schichtstruktur, ausreichend für die weitere Bearbeitung. Bei dieser Bearbeitung werden aus der so

gebildeten Schichtstruktur die Kernteile in der gewünschten Form herausgeschnitten. Nach dem Heraustrennen erfolgt die Sinterung, bei welcher die einzelnen Schichten der Kernteile unauflöslich miteinander verbunden werden und somit in vorteilhafter Weise die erforderliche feste und dauerhafte Verbindung zwischen den magnetisierbaren und der oder den magnetisch isolierenden Schichten erzielt wird.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von Palladium zum Aufbau der magnetisch isolierenden Schicht erwiesen. Weiterhin soll zweckmäßiger Weise die Temperatur zum Sintern zwischen etwa 1 000⁰C und 1 500⁰C liegen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es in vorteilhafter Weise möglich, Kernteile für Mehrfachmagnetköpfe herzustellen, bei der die Verbindung zwischen den verschiedenen Schichten fest und alterungsbeständig ist und die magnetischen bzw. magnetisch isolierenden Eigenschaften der Schichten den ihnen zugedachten Zweck erfüllen. Die Möglichkeiten der Formgebung für die Mehrfachmagnetköpfe sind dabei je nach der gewählten Schichtstruktur und der Formgebung der aus ihnen herausgearbeiteten Kernteile und deren schließlicher Zusammensetzung sehr zahlreich.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, von denen zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer aus Schichten eines magnetischen und eines unmagnetisehen Materials und aus Bindemitteln bestehenden zusammengesetzten Struktur,

F i g. 2 eine Form, die aus der Struktur nach F i g. 1 herausgeschnitten wurde,

Fig.3 die Elemente nach Fig.2, die zu einer Baugruppe von mehreren Magnetköpfen zusammengefügt sind,

Fig.4 eine Magnetkopfanordnung die aus der Baugruppe nach F i g. 3 hergestellt wurde,

F i g. 5 eine andere Form, die aus der Struktur nach F i g. 1 herausgeschnitten wurde,

F i g. 6 eine Baugruppe aus den gemäß F i g. 5 ausgeschnittenen Teilen,

F i g. 7 eine der Struktur von F i g. 1 ähnliche Struktur aus einer großen Anzahl magnetischer und unmagnetischer Schichten sowie eine Form, die aus dieser Struktur herausgeschnitten werden kann,

F i g. 8 die aus der Struktur von F i g. 7 geschnittenen Elementen zu einer Baugruppe von Magnetköpfen zusammengefügt,

F i g. 9 den vollständigen Vielspur-Magnetkopf, der aus der Baugruppe von F i g. 8 gebildet wurde.

Die zusammengesetzte Struktur 1 nach F i g. 1 besteht aus den Schichten 2 aus magnetischem Ferritmaterial mit Bindemittel und aus einer dazwischenliegenden Schicht 3 aus nichtmagnetischem Material mit einem organischen Bindemittel. Die Schichten 2 werden hergestellt, indem Ferritpulver mit einem Bindemittel und einem Lösungsmittel zu einem Brei gemischt wird und indem anschließend diese Substanz auf eine Unterlage gestrichen und mittels eines Spatels auf gleichmäßige Dicke geglättet wird. Die Zwischenschicht 3 wird in ähnlicher Weise aus einem geeigneten nichtmagnetischen Material wie z. B. Palladium oder einem nichtmagnetischen Ferrit mit Binde- und Lösungsmittel geformt. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels werden die Schichten 2 und 3 je von der Unterlage abgelöst, aufeinandergelegt und unter mäßiger Druck- und Hitzeeinwirkung verbunden, so daß sie sich zu einer zusammenhängenden Struktur verbinden.

Die auf diese Weise gebildete Struktur ist fest und kann leicht bearbeitet werden. Die Form 10, die aus der Laminatstruktur 1 hergestellt werden kann, ist in F i g. 2 dargestellt wo ein Streifen oder eine Einzelform aus der Struktur nach F i g. 1 herausgeschnitten ist und Kanäle 11 in den Schichten 2 des Streifens gebildet sind. Dieser Streifen bzw. die Form 10 kann dann längs der Linie a-a in zwei Hälften geschnitten werden, so daß die Kernteile 10a entstehen; anschließend können die Kernteile gesintert werden, so daß eine einheitliche Struktur entsteht. Mehrere Magnetköpfe werden durch Zusammenfügen der gesinterten Kernteile hergestellt, wie das in F i g. 3 gezeigt ist. Die Spalte 12 werden durch kapillares Einflößen von geschmolzenem Glas gefüllt. Die Struktur wird längs der Linie b-b in F i g. 3 in zwei Hälften geschnitten, und ein Querstück 16 mit einer Wicklung 17 wird über die Schenkel jedes Elementes gelegt, wie das in F i g. 4 gezeigt ist. Dadurch wird der magnetische Kreis geschlossen und ein vollständiger Magnetkopf gebildet.

Diese in Fig.4 gezeigten, ein Ganzes bildende Magnetköpfe mit den Wicklungen 17 für Lese- und Schreibströme arbeiten alle mit einer einzigen Spur auf dem Magnetband 15 zusammen. Der Magnetkopf 13a , »schreibt« auf das Magnetband 15, der Magnetkopf 136' liest vom Magnetband 15 und der Magnetkopf 13c liest nach dem Schreiben die Aufzeichnung zur Prüfung.

Eine andere Form eines magnetischen Elementes ist in F i g. 5 dargestellt, in welcher ein Kernteü 20 aus der Struktur 1 an der Stelle 21 herausgeschnitten ist. Diese Struktur wird dann gebrannt, um die Materialien in den Schichten zu sintern. Das Sintern entfernt das Bindemittel und bringt das pulverförmige Material der Schichten 2 und 3 zum Schmelzen, wobei die magnetischen Elemente 22 und 23 mittels des nichtmagnetischen Materials 24 zusammengefügt werden. Palladium oder andere nichtmagnetische Materialien verschmelzen leicht mit dem magnetischen Ferrit und ermöglichen so, daß die Schichten eine einheitliche Struktur bilden und die Schichten aus magnetischem Material voneinander isoliert sind.

Zwei dieser Kernteile 20 können nach F i g. 6 zusammengesetzt werden, so daß sich oben und unten ein Spalt 25 befindet. Diese Spalte können mit geschmolzenem Glas in der oben beschriebenen Weise gefüllt werden. Diese Struktur wird dann längs der Linie c-c in zwei Hälften geschnitten und bildet so zwei be lachbarte Magnetköpfe zur Aufzeichnung oder zur Abtastung von zwei Spuren eines Magnetbandes.

Die in F i g. 7 gezeigte Struktur 30 kann aus einer großen Anzahl von Schichten 2 und 3 gebildet werden. Vier Schichten 2 aus magnetischem Material sind mit drei dazwischenliegenden Schichten 3 aus nichtmagnetischem Material dargestellt. Die Kernteile 31 sind aus dieser Struktur herausgeschnitten und zwei solcher Kernteile können nach dem Sintern zu einem Vielspur-Magnetkopf 32 nach F i g. 8 mit dazwischenliegenden Spalten zusammengefügt werden. Wenn diese Anordnung 32 längs der Linie d-d in zwei Hälften geschnitten wird, kann jeder der so erhaltenen Vielspur-Magnetköpfe 32a sich über vier Spuren des Magnetbandes 33 erstrecken, wie das in Fig.9 dargestellt ist. Jeder Magnetkopf kann in einer Spur des Magnetbandes aufzeichnen und diese Spur auch ablesen.

Die Schichten 2 aus magnetischem Material können

hergestellt werden, indem Ferritpulver mit einem Bindemittel und einem flüchtigen Lösungsmittel aus Toluol-Äthanol gemischt wird. Andere, handelsübliche Polyvinyl-Butyral-Kunstharze können in ähnlicher Weise verwendet werden. Ein Weichmacher für das Polyvinyl-Butyral wird ebenfalls mit dem Bindemittel vermischt. Nachdem dieser Brei gleichmäßig auf einer Unterlage aufgetragen wurde, trocknet er rasch und bildet eine feste Schicht. Die Schicht 3 aus nichtmagnetischem Material wird auf ähnliche Weise hergestellt. Dabei wird Palladium anstelle von Ferritpulver verwendet.

Von den so erhaltenen Schichten wird abwechselnd eine Ferritschicht 2 und eine Palladiumschicht 3 aufeinander angeordnet. Unter mäßiger Hitze und

mäßigem Druck fügen sich die Schichten zusammen zu der durch die Ziffern 1 oder 30 gekennzeichneten Struktur. Nachdem die Formen durch Schneiden oder Stanzen ihre Gestalt erhalten haben, werden sie bei Temperaturen zwischen 1 000⁰C bis 1 500⁰C gesintert.

Nach diesem Verfahren können verschiedene magnetische Glieder mit mehreren magnetischen Elementen gebildet werden. Zylindrische Elemente mit aus den Schichten gestanzten Löchern können magnetische Toroide bilden, die Zwischenschichten aus nichtmagnetischem Material aufweisen, oder Elemente aus dem Material können für Schreib- und Lesevorgänge verwendet werden, ohne daß ein magnetisches Element von einem anderen störend beeinflußt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Kernteilen mehrerer zu einem Bauteil zusammengefaßter Magnetköpfe, bei dem dünne Schichten aus einem magnetisierbaren Ferritmaterial und einem magnetisch isolierenden Material abwechselnd übereinander angeordnet werden und durch mechanische Bearbeitung aus der so gebildeten Schichtstruktur Kernteile in einer vorbestimmten Form herausgetrennt und unter Bildung von Überträgungsspalten zusammengefaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht (2), die ein Bindemittel und ein Ferritpulver enthält, bzw. die magnetisch isolierende Schicht (3), die ein Bindemittel und das Pulver eines magnetisch isolierenden Materials enthält, hergestellt werden, daß diese Schichten (2, 3) nach der Stapelung unter Wärme- und/oder Druckeinwirkung direkt zusammengefügt werden, so daß die entstehende Schichtstruktur (1,

30) eine für die weitere Verarbeitung ausreichende Festigkeit aufweist, und daß die Kernteile (10a, 20,

31) nach ihrer Heraustrennung aus der Schichtstruktur (1,30) gesintert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als magnetisch isolierende Schicht (3) eine Palladiumschicht verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung bei einer Temperatur im Bereich zwischen 1000⁰C und 1500° C erfolgt.