DE3725837A1 - Magnetische speichereinrichtung mit mehreren duennschicht-magnetkoepfen - Google Patents
Magnetische speichereinrichtung mit mehreren duennschicht-magnetkoepfenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Speicherein
richtung mit mehreren Dünnschicht-Magnetköpfen, die nebenein
ander auf einem nicht-magnetischen Substrat angeordnet sind,
das über ein zu magnetisierendes Aufzeichnungsmedium hinweg
zuführen ist, wobei jeder Magnetkopf einen den magnetischen
Fluß führenden Leitkörper mit mindestens zwei Magnetschenkeln
aufweist, zwischen denen ein Zwischenraum ausgebildet ist,
durch welchen sich die Windungen einer Schreib- und/oder
Lesespule erstrecken, die über Verbindungsleiter mit einem
Anpaßtransformator verbunden sind. Eine derartige Speicher
einrichtung geht z.B. aus der EP-A-01 63 998 hervor.
Die Prinzipien einer longitudinalen (horizontalen) wie auch
einer senkrechten (vertikalen) Magnetisierung zur Speicherung
von Informationen in entsprechenden Aufzeichnungsmedien sind
allgemein bekannt (vgl. z.B. "IEEE Transactions on Magnetics",
Vol. MAG-16, No. 1, Januar 1980, Seiten 71 bis 76 oder Vol.
MAG-20, No. 5, September 1984, Seiten 657 bis 662 und 675 bis
680). Für diese Magnetisierungsarten zu verwendende Magnet
köpfe weisen im allgemeinen zur Führung des magnetischen
Flusses jeweils einen Leitkörper aus magnetischem Material auf,
der beispielsweise mit zwei Magnetschenkeln eine Gestalt ähn
lich einer Ringform hat. Diese Magnetschenkel begrenzen einen
Zwischenraum, der in einem Teilbereich aufgrund einer Vergröße
rung ihres gegenseitigen Abstandes entsprechend erweitert ist.
Durch diesen Zwischenraum erstrecken sich die Windungen minde
stens einer Schreib- und/oder Lesespule. Die Windungen dieser
Spule sind über einen Anpaßtransformator (Step-up-Transfor
mator) an eine nachgeschaltete Elektronik angeschlossen.
Um gleichzeitig auf dem Aufzeichnungsmedium mehrere Spuren be
schreiben oder auch aus diesen auslesen zu können, ist gemäß
der eingangs genannten EP-A eine entsprechende Anzahl von Ma
gnetköpfen vorgesehen. Diese Köpfe sind auf einem nicht-magne
tischen Substrat in Form einer Reihe (Array) in Dünnfilmtechnik
ausgebildet. Dabei sollte der Abstand zwischen den Magnetköpfen
und der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums äußerst klein ge
halten werden können und insbesondere im Falle einer senkrech
ten Magnetisierung unter 1 µm liegen. Derartig geringe Abstände
lassen sich aber praktisch nur dadurch gewährleisten, daß man
das die Magnetköpfe tragende Substrat als Flugkörper gestaltet,
der aerodynamisch über dem Aufzeichnungsmedium hinwegfliegt.
Hierzu wird vorteilhaft das Substrat auf seiner dem Aufzeich
nungsmedium zugewandten Unterseite mit entsprechenden Gleit
bzw. Flugkufen ausgestattet (vgl. z.B. EP-A-01 37 051).
Gemäß der eingangs genannten EP-A sind jedoch auf dem nicht
magnetischen Substrat lediglich die Magnetköpfe in Dünnschicht-
Technik erstellt. Die ihnen jeweils zugeordneten Anpaßtrans
formatoren sollen hingegen aus diskreten Drähten gewickelt
sein. Diese Technik bedingt jedoch einen entsprechend groß
volumigen Aufbau, so daß die bekannten Magnetköpfe mit ihren
Anpaßtransformatoren nicht auf der verhältnismäßig klein
flächigen Rückseite eines Flugkörpers angeordnet werden können,
wie er für bekannte Hochleistungs-Plattenspeicher zur digitalen
Datenspeicherung verwendet wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die magne
tische Speichereinrichtung der eingangs genannten Art dahin
gehend auszugestalten, daß eine Anordnung ihrer Magnetköpfe und
Anpaßtransformatoren auf einem Substrat eines Hochleistungs-
Plattenspeicher ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß außer
den Magnetköpfen auch die ihnen jeweils zugeordneten Anpaß
transformatoren und Verbindungsleiter als Dünnschicht-Struk
turen auf der hierzu hinreichend ausgedehnten Rückseite des als
aerodynamischer Flugkörper gestalteten Substrates angeordnet
sind.
Die mit dieser Ausgestaltung der magnetischen Speichereinrich
tung verbundenen Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß
eine Reihe von Dünnfilm-Anpaßtransformatoren im selben Arbeits
gang und aus denselben Materialien wie für eine zugeordnete
Reihe von Dünnfilm-Magnetköpfen auf einer Hinterkante eines
Flugkörpers herzustellen sind. Damit ist nicht nur eine Her
stellung der Magnetspeichereinrichtung entsprechend vereinfacht
und beschleunigt, sondern die Magnetköpfe können nunmehr auch
als Mehrspur-Anordnung vorteilhaft mit extrem geringem Abstand
zum Aufzeichnungsmedium geführt werden. Damit ist eine Ver
wendung für Hochleistungs-Plattenspeicher, die insbesondere
nach dem Prinzip einer vertikalen Magnetisierung arbeiten
können, eröffnet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen magneti
schen Speichereinrichtung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die schemati
sche Zeichnung Bezug genommen, in deren Fig. 1 ein Array von
Magnetköpfen mit zugehörigen Anpaßtransformatoren angedeutet
ist. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Magnetkopf mit da
zugehörendem Anpaßtransformator. In den Fig. 3 bis 6 sind
Verfahrensschritte zum Aufbau eines derartigen Magnetkopfes mit
Anpaßtransformator angedeutet. In den Figuren sind überein
stimmende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist schematisch in Schrägansicht die Flachseite F
eines Teilstücks eines Substrates ersichtlich, das in bekannter
Weise als Flugkörper 2 gestaltet ist. Auf der an der Rückseite
dieses Flugkörpers befindlichen Flachseite F sind eine Reihe
(Array) 4 von Magnetköpfen 5 sowie eine diesen Köpfen zuge
ordnete Reihe (Array) 6 von Anpaßtransformatoren 7 angeordnet.
Außerdem ist dort ein weiterer, einzelner Magnetkopf 8 ausge
bildet. Die in der Figur nicht näher ausgeführten Köpfe sind
von ihrem Aufbau her an sich bekannt. Mit dem einzelnen Magnet
kopf 8 soll eine Schreibfunktion nach dem Prinzip einer verti
kalen Magnetisierung eines entsprechenden plattenförmigen Auf
zeichnungsmediums M auszuüben sein, während die Reihe 4 der
Magnetköpfe 5 lediglich zum Lesen nach diesem Prinzip dient.
Der Flugkörper 2 und damit die Magnetköpfe 5, 8 sind über dem
für das gewählte Magnetisierungsprinzip geeigneten Aufzeich
nungsmedium M in nur geringer Flughöhe h aerodynamisch zu füh
ren. Die relative Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmediums
M bezüglich des Flugkörpers 2 ist durch eine mit v bezeichnete
gepfeilte Linie angedeutet. Um eine Flughöhe h von beispiels
weise nur etwa 0,2 µm gewährleisten zu können, ist aus aerodyna
mischen Gründen die dem Aufzeichnungsmedium M zugewandte Unter
seite 10 des Flugkörpers 2 so strukturiert, daß mindestens
zwei Flugkufen K 1 und K 2 mit jeweils rechteckigem Querschnitt
ausgebildet sind. Auf den von diesen Kufen eingenommenen Teil
bereichen F 1 bzw. F 2 der Flachseite F sind dabei zumindest die
dem Aufzeichnungsmedium M zugewandten Teile der Reihe 4 der
Magnetköpfe 5 bzw. des einzelnen Magnetkopfes 8 in Dünn
schichttechnik hergestellt.
In Fig. 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit auf eine Dar
stellung der zwischen den Lesespulen 5 und ihren jeweils zuge
ordneten Anpaßtransformatoren 7 verlaufende Verbindungsleiter
verzichtet. Lediglich sind Kontaktflächen 12 und 13 zum An
schluß der einzelnen Anpaßtransformatoren bzw. des einzelnen
Magnetkopfes 8 an eine externe Elektronik angedeutet.
Die Köpfe 5, 8 werden mit Spaltbreiten von etwa 5 bis 10 µm aus
bekannten Materialien und mit bekannten Techniken hergestellt.
Beispielsweise finden zehn Köpfe 5 nebeneinander auf der Flug
kufe K 1 Platz, die z.B. eine Breite von 400 µm hat.
Abweichend von der dargestellten Anordnung der Magnetköpfe 5
und 8 ist es gegebenenfalls auch möglich, auf einen gesonderten
Schreibkopf 8 zu verzichten und zumindest mit einzelnen Magnet
köpfen 5 der Reihe 4 auch die Schreibfunktion auszuüben. In
diesem Fall kann von der Magnetkopfreihe 4 eventuell auch die
zweite Flugkufe K 2 belegt sein.
Aus Fig. 2 geht ein schematischer Längsschnitt durch einen
einzelnen Lesekopf 5 mit zugeordnetem Anpaßtransformator 7
längs einer in Fig. 1 mit II-II bezeichneten Schnittlinie her
vor. Der Magnetkopf 5 enthält dabei einen den magnetischen Fluß
führenden, ringkopfähnlichen Leitkörper 15 mit zwei Magnet
schenkeln 16 und 17. Zwischen diesen Magnetschenkeln ist ein
erweiterter Zwischenraum 18 ausgebildet, durch den sich wenige
Windungen W 1 einer Lesespule 19 hindurcherstrecken. Diese Win
dungen W 1 werden vorteilhaft in Dünnfilm-Technik als Streifen
leiter ausgebildet. Sie sind über entsprechend hergestellte strei
fenförmige Verbindungsleiter 20 und 21 mit mindestens einer
primären Windung W 1′ des Anpaßtransformators 7 verbunden. Der
Anpaßtransformator enthält außerdem noch sekundäre Windungen
W 2. Wie in der Figur angedeutet ist, können vorteilhaft die
Windungen W 1′, W 2 des Anpaßtransformators 7 von ferromagne
tischem Material umgeben sein, so daß sich dann ein dem Magnet
kopf im wesentlichen entsprechender Aufbau mit einem torus
förmigen Zwischenraum 22 für die Windungen W 1′ und W 2 ergibt.
Die die Windungen W 1′, W 2 einschließenden Magnetschichten sind
in der Figur mit 23 bzw. 24 bezeichnet, wobei die äußere
Magnetschicht 24 einen oberen Teil 24 a und einen unteren Teil
24 b enthält, zwischen denen ein Verbindungsbereich 25 mit der
darunterliegenden Magnetschicht 23 ausgebildet ist.
In den Fig. 3 bis 6 sind jeweils in Aufsicht einzelne
Schritte zu einem erfindungsgemäßen Aufbau des in Fig. 2
gezeigten Magnetkopfes 5 mit integriertem Anpaßtransformator 7
in Dünnschichttechnik angedeutet. Entsprechende Techniken sind
bei der Herstellung von Dünnschicht-Magnetköpfen allgemein be
kannt (vgl. z.B. DE-OS 33 46 885 oder EP-A-02 00 015).
Demnach wird gemäß Fig. 3 auf der die Rückseite des Flugkör
pers 2 bildenden Flachseite F zunächst die mindestens eine
Magnetschicht des Magnetschenkels 17 des Kopfes sowie die
Magnetschicht 23 des Anpaßtransformators abgeschieden. In der
Figur sind außerdem Teile von Magnetschichten 17 a und 17 b
dargestellt, die zu benachbarten Magnetköpfen innerhalb des
Kopfarrays gehören. Die maximale Breite b 1 der Magnetschicht
des Schenkels 17 quer zur Bewegungsrichtung des Kopfes beträgt
beispielsweise etwa 50 µm, wobei ein Abstand a von etwa 10 µm
zwischen benachbarten Magnetschichten verbleibt. Die Breite b 2
der etwa quadratischen Magnetschicht 23 des Anpaßtransformators
liegt bei etwa 300 µm bis 400 µm.
Nach einem Aufbringen einer erforderlichen Isolationsschicht
wird dann gemäß Fig. 4 eine erste weitgehend planare Ver
drahtungsebene ausgebildet. Diese Verdrahtungsebene umfaßt im
Bereich des Zwischenraumes 18 des Magnetkopfes die verhältnis
mäßig wenigen Windungen W 1 der Lesespule 19 sowie die Windungen
W 1′, W 2 des Anpaßtransformators 7. Die Windungen W 1 kommen da
bei auf dem unteren Magnetschenkel 17 zu liegen, während die
Windungen W 1′, W 2 auf der unteren Magnetschicht 23 angeordnet
sind. Ein Ende der Windungen W 1 ist dabei über den streifen
förmigen Verbindungsleiter 20 an ein Ende der Windung W 1′ über
kreuzungsfrei angeschlossen. Wie aus Fig. 4 ferner ersichtlich
ist, umschließt die Windung W 1′ schleifenartig die Windungen
W 2. D.h., die schleifenartige Windung W 1′ ist als Primärwick
lung für die eine Sekundärwicklung darstellenden Windungen W 2
des Anpaßtransformators 7 anzusehen. Diese Sekundärwicklung hat
dabei eine wesentlich größere Windungszahl. Die Windungszahl
kann z.B. 20 betragen. In der Figur sind ferner noch eine
Anschlußstelle 26 der Windungen W 1, eine Anschlußstelle 27 der
Windung W 1′ und Anschlußstellen 28 und 29 der Windungen W 2
veranschaulicht.
Fig. 5 zeigt eine weitere Verdrahtungsebene, die auf den in
Fig. 4 wiedergegebenen, noch mit einer isolierenden Schicht
abgedeckten Aufbau aufgebracht wird. Diese isolierende Schicht
ist an der Anschlußstelle 26 der Windungen W 1, an der Anschluß
stelle 27 der Windung W 1′ und an den Anschlußstellen 28 und 29
der Windungen W 2 entfernt, so daß dort diese Windungen kontak
tiert werden können. In der gezeigten Ebene liegt der streifen
förmige Verbindungsleiter 21, der zwischen der noch freien An
schlußstelle 26 der Windungen W 1 und der noch freien Anschluß
stelle 27 der Windung W 1′ verläuft und diese Windungen zu einem
geschlossenen Kreis zusammenschaltet. Der streifenförmige
Verbindungsleiter 21 ist dabei vorteilhaft so angeordnet, daß
er direkt über den in der darunterliegenden Verdrahtungsebene
verlaufenden Verbindungsleiter 20 zu liegen kommt. Das von den
streifenförmigen Verbindungsleitern 20 und 21 erzeugte Streu
feld ist dann vernachlässigbar gering. In der Figur sind ferner
noch streifenförmige Anschlußleiter 30 und 31 ersichtlich, die
von den Anschlußstellen 28 und 29 der Windungen W 2 zu den Kon
taktflächen 12 führen.
Nach Aufbau dieser Verdrahtungsebene, die ebenfalls noch mit
einer dünnen isolierenden Schicht überzogen wird, müssen nun
gemäß Fig. 6 die Magnetschichten aufgebracht werden, welche
den äußeren Magnetschenkel 16 des Magnetkopfes 5 sowie die
äußere Schicht 24 des Anpaßtransformators 7 bilden. Die Ab
messungen dieser Schichten sind dabei so gewählt, daß sie in
etwa den jeweils zugeordneten unteren Magnetschichten 17 bzw.
23 entsprechen und somit auch die Windungen W 1, W 1′ und W 2
vollständig überdecken. Die Schichten 17 und 23 sind mit der
Schicht 16 bzw. 24 in diskreten Bereichen in Kontakt gebracht,
indem dort eventuell vorhandene isolierende Schichten vorher
entfernt wurden. Die Kontaktbereiche sind in der Figur durch
Schraffur angedeutet und mit 33 bzw. 34 und 35 bezeichnet. Wie
aus der Figur deutlich hervorgeht, sind vorteilhaft keine
freiliegenden Windungen vorhanden.
Aufgrund der in den Figuren gezeigten erfindungsgemäßen Aus
bildung einer Reihe von Dünnschicht-Anpaßtransformatoren, die
eine Reihe von Dünnschicht-Magnetköpfen auf einem Flugkörper
eines magnetischen Festplattenspeichers zur digitalen Daten
speicherung zugeordnet sind, ergeben sich insbesondere die
folgenden Vorteile:
- - Eine ganze Reihe (Array) von Magnetköpfen kann praktisch zu gleichen Kosten wie ein einziger Einzelkopf hergestellt wer den.
- - Die Daten können vielfach parallel und damit viel schneller als bisher üblich ausgelesen werden.
- - Die Array-Spuren können in bekannter Weise zu einer Spurver folgung benutzt werden, so daß die vom einzelnen Schreibkopf geschriebenen Spuren in vorgegebener Position und in vorge gebenem Kopfraster entstehen. Ein entsprechendes Spurver folgungsprinzip ist das sogenannte "Embedded Servo" (vgl. z.B. "Electronics", 13.11.1986, Seiten 81 bis 83).
- - Die vollständige Abdeckung der Windungen der Magnetköpfe und der Transformatoren sowie die Ausbildung von streifenförmigen Verbindungsleitungen macht das Lese-Array unempfindlich gegenübersprechen.
- - Eine ganze Reihe (Array) von Magnetköpfen kann gleich schnell wie bisher ein Einzelkopf positioniert werden.
Gemäß dem anhand der Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel
wurde davon ausgegangen, daß es sich um eine Speichereinrich
tung handelt, die nach dem Prinzip einer vertikalen Magneti
sierung arbeitet. Ebensogut sind jedoch die erfindungsgemäßen
Maßnahmen auch für eine longitudinale Magnetisierung geeignet.
Gegebenenfalls können die Magnetköpfe 5, 8 auch einen drei
schenkligen Aufbau mit einem Doppelspalt aufweisen (vgl. z.B.
EP-A-01 66 890).
Claims (8)
1. Magnetische Speichereinrichtung mit mehreren Dünnschicht-
Magnetköpfen, die nebeneinander auf einem nicht-magnetischen
Substrat angeordnet sind, das über ein zu magnetisierendes Auf
zeichnungsmedium hinwegzuführen ist, wobei jeder Magnetkopf
einen den magnetischen Fluß führenden Leitkörper mit minde
stens zwei Magnetschenkeln aufweist, zwischen denen ein Zwi
schenraum ausgebildet ist, durch welchen sich die Windungen
einer Schreib- und/oder Lesespule erstrecken, die über Verbin
dungsleiter mit einem Anpaßtransformator verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß außer den
Magnetköpfen (5) auch die ihnen jeweils zugeordneten Anpaß
transformatoren (7) und Verbindungsleiter (20, 21) als Dünn
schicht-Strukturen auf der hierzu hinreichend ausgedehnten
Rückseite (Flachseite F) des als aerodynamischer Flugkörper (2)
gestalteten Substrates angeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Flugkörper (2) zwei Flugkufen (K 1,
K 2) aufweist und daß auf zumindest einer rückwärtigen Flach
seite (Teilfläche F 1) einer Flugkufe (K 1) zumindest teilweise
die Reihe (4) der Magnetköpfe (5) angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich auf der rückwärtigen Flachseite
(F 1) der Flugkufe (K 1) zumindest großenteils die Reihe (4) der
als Leseköpfe dienenden Magnetköpfe (5) befindet, während auf
der rückwärtigen Flachseite (F 2) der anderen Flugkufe (K 2) ein
einzelner Dünnschicht-Magnetkopf (8) angeordnet ist, der als
Schreibkopf vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Anpaßtransformatoren (7)
auf der Rückseite (F) des Flugkörpers (2) außerhalb der Flach
seiten (F 1, F 2) der beiden Flugkufen (K 1, K 2) angeordnet sind.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in jedem Magnetkopf (5) der
Kopfreihe (4) die Windungen (W 1) der Schreib- und/oder Lese
spule (19) zwischen den die Magnetschenkel (16, 17) bildenden
Magnetschichten des Magnetkopfes vollständig angeordnet sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Anpaßtransformator
(7) zwei Magnetschichten (23, 24) aufweist, zwischen denen ein
torusartiger Zwischenraum (22) ausgebildet ist, in dem die Win
dungen (W 1′, W 2) des Transformators vollständig angeordnet
sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Anpaßtransformator
(7) mindestens eine primäre Windung (W 1′) aufweist, die über
die Verbindungsleiter (20, 21) an die Windungen (W 1) der
Schreib- und/oder Lesespule (19) angeschlossen ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindungsleiter (20,
21) jeweils sich paarweise abdeckend angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873725837 DE3725837A1 (de) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | Magnetische speichereinrichtung mit mehreren duennschicht-magnetkoepfen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873725837 DE3725837A1 (de) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | Magnetische speichereinrichtung mit mehreren duennschicht-magnetkoepfen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3725837A1 true DE3725837A1 (de) | 1989-02-16 |
Family
ID=6333031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873725837 Withdrawn DE3725837A1 (de) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | Magnetische speichereinrichtung mit mehreren duennschicht-magnetkoepfen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3725837A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0514600A1 (de) * | 1990-01-11 | 1992-11-25 | Magnex Corporation | Dünnschicht-Wandler/Transformatoranordnung |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3527468A1 (de) * | 1984-08-01 | 1986-02-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka | Magnetkopf fuer quermagnetische aufzeichnung und wiedergabe |
EP0200015A1 (de) * | 1985-04-15 | 1986-11-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung mindestens eines Magnetkopfes in Dünnfilmtechnik |
-
1987
- 1987-08-04 DE DE19873725837 patent/DE3725837A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3527468A1 (de) * | 1984-08-01 | 1986-02-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka | Magnetkopf fuer quermagnetische aufzeichnung und wiedergabe |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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