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DE1062036B - Process for the production of magnetic memory or switching matrices - Google Patents

Process for the production of magnetic memory or switching matrices

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DE1062036B
DE1062036B DET14705A DET0014705A DE1062036B DE 1062036 B DE1062036 B DE 1062036B DE T14705 A DET14705 A DE T14705A DE T0014705 A DET0014705 A DE T0014705A DE 1062036 B DE1062036 B DE 1062036B
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DE
Germany
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matrix
ferrite
wires
switching
sprayed
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DET14705A
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German (de)
Inventor
Dr-Ing Sigfrid Schweizerhof
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken AG
Original Assignee
Telefunken AG
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Publication date
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Priority to GB4258/59A priority patent/GB871796A/en
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Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf Matrixanordnungen zur magnetischen Speicherung oder Übertragung von Informationen, wie sie z. B. in elektronischen Rechenmaschinen, elektronischen Wählanlagen, elektronischen Zuordnern und ähnlichen Einrichtungen verwendet werden.The invention relates to matrix arrangements for magnetic storage or transmission of Information such as B. in electronic calculating machines, electronic dialing systems, electronic Mappers and similar facilities are used.

Eine bereits allgemein bekannte Matrix dieser Art besteht aus einer regelmäßigen gitterförmigen Anordnung kleiner Ferrit-Ringkerne, die von einem System sich in den Ringen kreuzender Drähte, z. B. Schreib-, Lese- und Inhibitordrähte, durchflochten ist. Die Arbeitsweise eines Ferrit-Ringkernes mit rechteckförmiger Hystereseschleife als Speicher oder Schaltelement kann hier als bekannt verausgesetzt werden, ebenso wie die Arbeitsweise und Verdrahtung einer aus solchen Elementen aufgebauten Matrix. Solche Matrizen arbeiten bereits sehr zufriedenstellend; sie sind jedoch sehr teuer. Der hohe Preis rührt vor allem von der zeitraubenden und nur schwer zu vereinfachenden Durchfädelung der verschiedenen Drähte her und von einem relativ hohen Ausschuß infolge Beschädigung einzelner schon eingefädelter Ringkerne. Aus dem letztgenannten Grunde ist auch die Herstellung solcher Matrizen oberhalb einer gewissen Größe (z. B. 32 · 32 Kerne) unwirtschaftlich. Einer wesentlichen Verkleinerung solcher Matrizen, wie sie von der allgemeinen technischen Weiterentwicklung verlangt wird, ist eine praktische Grenze gesetzt, die bald erreicht sein dürfte.An already well-known matrix of this type consists of a regular grid-like arrangement small ferrite toroidal cores, which are formed by a system of wires crossing each other in the rings, e.g. B. writing, Read and inhibitor wires, is braided. How a ferrite toroidal core works with a rectangular Hysteresis loop as a memory or switching element can be assumed to be known here, as well as the operation and wiring of a matrix made up of such elements. Such Matrices are already working very satisfactorily; however, they are very expensive. The high price is the main thing from the time-consuming and difficult to simplify threading of the various wires and from a relatively high reject rate due to damage to individual toroidal cores that have already been threaded. the end The last-mentioned reason is also the production of such matrices above a certain size (e.g. 32 · 32 cores) uneconomical. A substantial reduction in the size of such matrices, like those of the general one technical development is required, a practical limit is set that will soon be reached should be.

Eine andere, ebenfalls bereits bekannte Matrixform ist die einer durchlöcherten Platte aus einem Ferrit mit rechteckförmiger Hystereseschleife. Durch das Lochsystem einer solchen Platte wird — wie bei der Ringkern-Matrix — ein System von mehreren Drähten durchgefädelt. Diese Matrixanordnung stellt einen gewissen technischen Fortschritt gegenüber der Ringkern-Matrix dar: Sie ist robuster gegenüber dem üblichen Verdrahtungsprozeß. Die Verdrahtung läßt sich auch fotochemisch aufdrucken, jedoch ist der Aufwand für dieses Verfahren nur bei sehr hohen Stückzahlen lohnend. Die Löcher einer Matrixplatte können leicht kleiner gehalten werden als bei der Ringkern-Matrix. Der für die magnetische Umschaltung der Lochumgebung erforderliche Stromimpuls kann daher verkleinert werden, was für den Betrieb mit Transistoren von Vorteil ist. Zugleich mit den Löchern verkleinert sich auch die Matrixfläche und damit der Platzbedarf des Speichers oder Schalters. Als Nachteile der Matrixplatte sind das immer noch erforderliche Drahtdurchfädeln zu betrachten und die beträchtlichen Kosten eines Preßwerkzeugs für eine große Zahl von kleinen Löchern.Another matrix form, also already known, is that of a perforated plate made of a ferrite with rectangular hysteresis loop. As with the Toroidal matrix - a system of several wires threaded through. This matrix arrangement represents one represents a certain technical progress compared to the toroidal core matrix: It is more robust compared to the usual wiring process. The wiring can also be photochemically printed, but the effort involved for this process only worthwhile with very high quantities. The holes of a matrix plate can can be kept slightly smaller than with the toroidal core matrix. The one for magnetic switching The current pulse required by the hole environment can therefore be reduced, which is essential for operation with Transistors is beneficial. At the same time as the holes, the matrix area and thus the Space requirement of the memory or switch. These are still required as disadvantages of the matrix plate Consider wire threading and the considerable cost of a crimping tool for large numbers of small holes.

Es ist auch bereits bekannt, das Durchfädeln der Drähte durch die Löcher einer Matrixplatte zu um-It is also already known to thread the wires through the holes of a matrix plate.

Verfahren
zur Herstellung von magnetischen
Speicher- oder Schaltmatrizenprocedure
for the production of magnetic
Storage or switching matrices

Anmelder:
Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71Applicant:
Telefunken GmbH,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dr.-Ing. Sigfrid Schweizerhof, Backnang (Württ),
ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Sigfrid Schweizerhof, Backnang (Württ),
has been named as the inventor

gehen, indem man die Drähte von vornherein in die Platte einpreßt, ähnlich wie bei dem ebenfalls bereits bekannten Verfahren, die Wicklung von Drosselspulen mit einer Hochfrequenzeisenmasse zu umspritzen. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens soll in der unmittelbaren Umhüllung der stromführenden Drähte und in der damit verbundenen weiteren Verminderung des erforderlichen Schreib- oder Schaltstromimpulses liegen. Dieses Verfahren stößt nun jedoch in der Praxis auf ganz erhebliche Schwierigkeiten, so daß es als praktisch undurchführbar betrachtet werden muß. Abgesehen davon, daß es preßtechnisch sehr schwierig ist, das komplizierte Verdrahtungssystem mit seinen zahlreichen Zuführungen in das Ferritpulver einzupressen, hat eine aus Ferritpulver gepreßte Platte nicht die erforderlichen magnetischen Eigenschaften. Die Magnetisierungskurve einer solchen gepreßten Ferritplatte ist nämlich infolge der unvermeidlichen inneren Scherung keineswegs rechteckförmig, wie es für Speicher- und Schaltzwecke unbedingt erforderlich ist. Eine magnetisch günstig wirkende Nachsinterung einer solchen Platte mit eingepreßter Verdrahtung ist andererseits praktisch ausgeschlossen, denn infolge der hohen Sintertemperatur würde die Isolation der Drähte verlorengehen, wenn diese durch chemische Reaktionen nicht völlig zerstört werden.by pressing the wires into the plate from the start, similar to the one already done known method to encapsulate the winding of inductors with a high-frequency iron mass. A Another advantage of this method is said to be in the immediate encasing of the current-carrying wires and in the associated further reduction in the required write or switching current pulse. However, this method now encounters very considerable difficulties in practice, so that it as must be considered practically impracticable. Apart from the fact that it is very difficult to press is to press the complicated wiring system with its numerous feeds into the ferrite powder, a sheet pressed from ferrite powder does not have the required magnetic properties. Namely, the magnetization curve of such a pressed ferrite plate is inevitable due to the inner shear by no means rectangular, as it is absolutely necessary for storage and switching purposes is. A magnetically favorable re-sintering of such a plate with pressed-in wiring on the other hand is practically impossible because the high sintering temperature would reduce the insulation of the wires are lost if they are not completely destroyed by chemical reactions.

Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Speichermatrix vorgeschlagen worden, bei dem auf die Kreuzungspunkte des Verdrahtungssystems umhüllende Ferritperlen aufgesintert werden. Dies geschieht dadurch, daß die Kreuzungspunkte der Drähte zunächst mit einem Brei aus ferritbildenden Oxyden betropft werden und daß danach die gesamte Leiteranordnung zur Bildung der Ferritperlen auf die erforderliche Sintertemperatur erhitzt wird. Wie bereits aus obigen Ausführungen zu entnehmen ist, dürfteA method for producing a magnetic memory matrix has also been proposed, in which ferrite beads enveloping the crossing points of the wiring system are sintered. This is done by first covering the crossing points of the wires with a slurry of ferrite-forming compounds Oxides are dripped and that then the entire conductor arrangement to form the ferrite beads on the required sintering temperature is heated. As can already be seen from the above, should

909 578/218909 578/218

Claims (4)

es praktisch außerordentlich schwierig, wenn nicht gar unmöglich sein, die Drähte des Speichersystems bei den erforderlichen hohen Sintertemperaturen (z. B. etwa 1300° C) vor chemischer oder physikalischer Zerstörung zu bewahren. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Speicher- oder Schaltmatrix, bei dem die Nachteile und Herstellungsschwierigkeiten der vorgenannten Anordnungen und Verfahren vermieden werden, und das zugleich kleine Schaltströme und eine besonders wirtschaftliche Herstellung von Matrizen großer Kapazität ermöglicht. Erfmdungsgemäß wird auf ein vorgefertigtes, dem Anwendungszweck entsprechendes Verdrahtungssystem in Form eines Gewebes oder Netzes aus isolierten Drähten eine magnetische Schicht, vorzugsweise eine Ferritschicht, im geschmolzenen Zustand aufgesprüht oder aus der Gasphase aufgedampft, derart, daß mindestens die speichernden oder schaltenden Kreuzungspunkte der Drähte allseitig von der erstarrten magnetischen Schicht umhüllt werden. Bei diesem \Aerfahren entfällt die Notwendigkeit einer Erhitzung des Matrix-Drahtgewebes auf hohe Temperaturen, so daß die Isolation der Drähte oder gar die Drähte selbst nicht gefährdet werden. Um eine glatte, zusammenhängende Umhüllung der Kreuzungspunkte zu gewährleisten und ein Eindringen des Ferrits zwischen die sich kreuzenden Drähte zu verhindern, ist es zweckmäßig, die Drahtmatrix vorher durch Lackierung, insbesondere Tauchlackierung, mit einem temperaturfesten Lack, z. B. Silikonlack, zu überziehen. Das Aufdampfen von magnetischen Werkstoffen auf Oberflächen ist an sich bekannt und bereitet keine besonderen praktischen Schwierigkeiten mehr. Bei diesem Verfahren ist eine Gefährdung der vorgefertigten Drahtmatrix und ihrer Isolation überhaupt nicht gegeben. Auch das Besprühen irgendwelcher Unterlagen mit geschmolzenen Metallen oder keramischen Substanzen ist an sich bekannt und hat sich bereits für gewisse Anwendungen technisch eingeführt. Hierfür stehen geeignete Spritzpistolen zur Verfügung, bei denen die Substanzen in Form von Draht, Stäben oder Pulver in die Flamme eingeführt werden. Zum Beispiel werden Kupferschichten auf keramische Flächen aufgespritzt und Zinkschichten auf die Flächen von Papierkondensatoren. Selbst das Aufspritzen von Quarz ist bereits technisch möglich. Bei geeigneter Durchführung ergibt dieses Verfahren erstaunlich kompakte, homogene Schichten, obwohl sich die bespritzten Unterlagen dabei nur relativ wenig erhitzen, wie z. B. der obengenannte Fall der Papierkondensatoren deutlich zeigt. Im Vergleich mit einer aus Ferritpulver gepreßten Platte ist die Dichte einer auf die erfindungsgemäße Weise aufgespritzten Ferritmasse so groß, daß eine wesentliche innere Entmagnetisierung durch Poren nicht eintritt, daß also das erforderliche magnetische Speicher- oder Schaltvermögen erreicht wird. Eine wesentliche Schädigung der Isolation des bespritzten Drahtgewebes läßt sich bei geeigneter Durchführung des Verfahrens und bei Verwendung einer geeigneten temperaturfesten Isolationsschicht (z. B. Silikonschicht) für die Drähte und das Gewebe vermeiden im Gegensatz zur Einsinterung eines Drahtgewebes, bei dem die Isolation nach dem heutigen Stand der Technik zerstört wird. Das erfindungsgemäße Verfahren hat folgende Vorzüge:In practice, it will be extremely difficult, if not impossible at all, to protect the wires of the storage system from chemical or physical destruction at the required high sintering temperatures (e.g. about 1300 ° C.). The invention relates to a method for producing a mechanical memory or switching matrix, in which the disadvantages and production difficulties of the aforementioned arrangements and methods are avoided, and which at the same time enables small switching currents and a particularly economical production of matrices of large capacity. According to the invention, a magnetic layer, preferably a ferrite layer, is sprayed in the molten state or vapor-deposited from the gas phase on a prefabricated wiring system in the form of a fabric or network of insulated wires, in such a way that at least the storing or switching crossing points of the wires are on all sides the solidified magnetic layer are enveloped. With this method there is no need to heat the matrix wire mesh to high temperatures, so that the insulation of the wires or even the wires themselves are not endangered. In order to ensure a smooth, coherent covering of the crossing points and to prevent the ferrite from penetrating between the crossing wires, it is advisable to coat the wire matrix beforehand by painting, in particular dip painting, with a temperature-resistant paint, e.g. B. silicone varnish to cover. The vapor deposition of magnetic materials on surfaces is known per se and no longer presents any particular practical difficulties. With this method, the prefabricated wire matrix and its insulation are not endangered at all. The spraying of any kind of substrate with molten metals or ceramic substances is known per se and has already been used technically for certain applications. Suitable spray guns are available for this, in which the substances are introduced into the flame in the form of wire, rods or powder. For example, copper layers are sprayed onto ceramic surfaces and zinc layers onto the surfaces of paper capacitors. Even the spraying of quartz is already technically possible. When carried out appropriately, this process results in surprisingly compact, homogeneous layers, although the sprayed substrates only heat up relatively little, such as. B. the above case of paper capacitors clearly shows. In comparison with a plate pressed from ferrite powder, the density of a ferrite mass sprayed on in the manner according to the invention is so great that substantial internal demagnetization through pores does not occur, so that the required magnetic storage or switching capacity is achieved. Substantial damage to the insulation of the sprayed wire mesh can be avoided if the method is carried out appropriately and if a suitable temperature-resistant insulation layer (e.g. silicone layer) is used for the wires and the mesh, in contrast to the sintering of a wire mesh, in which the insulation is used today State of the art is destroyed. The method according to the invention has the following advantages: 1. Das Drahtsystem der Matrix kann in der bekannten Art der Metallgewebe maschinell hergestellt werden. Dies kann in Form eines beliebig großen fertigen Rahmens mit allen erforderlichen Anschlüssen geschehen oder aber auch in Form eines größeren Gewebes, aus dem die gewünschte Matrixfläche herausgeschnitten wird. Dieses Verfahren ist unvergleichlich viel rationeller als das übliche Durchfädeln der Verdrahtung, insbesondere bei großen Matrixflächen.1. The wire system of the matrix can be machined in the known type of metal mesh. This can be done in the form of a finished frame of any size with all the necessary connections or in the form of a larger tissue from which the desired matrix area is cut out will. This process is incomparably much more efficient than the usual threading through of the wiring, especially with large matrix areas. ίο 2. Die Schreib- oder Schaltdrähte sind mit der magnetischen Substanz, insbesondere Ferrit, unmittelbar umhüllt, und die Drahtstärke des Gewebes kann im Gegensatz zum Durchfädelverfahren sehr klein gehalten werden. Die erforderliche Schaltstromstärke kann daher entsprechend klein sein und erleichtert den Betrieb mit Transistoren. ίο 2. The writing or switching wires are directly covered with the magnetic substance, in particular ferrite, and the wire thickness of the fabric can be kept very small in contrast to the threading process. The required switching current intensity can therefore be correspondingly small and facilitates operation with transistors. 3. Die Entfernung der Kreuzungspunkte kann wesentlich kleiner gehalten werden als bei den bisher bekannten Herstellungsverfahren. Die Raumausnützung (Anzahl der »bits« pro cm2 Fläche) ist entsprechend größer. Dieser Vorteil ist mit Hinblick auf die Weiterentwicklung der elektronischen Rechenmaschinen und der Automation von besonderer Bedeutung.3. The distance between the intersection points can be kept much smaller than with the previously known manufacturing processes. The space utilization (number of "bits" per cm 2 area) is correspondingly greater. This advantage is of particular importance with regard to the further development of electronic calculating machines and automation. 4. Eine Matrix mit einer oder mehreren beschädigten Speicherstellen ist bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens reparierbar, während bei den bisher bekannten Verfahren eine Reparatur ausgeschlossen und die jeweilige Matrix daher verloren ist.4. A matrix with one or more damaged memory locations is when using the invention Process can be repaired, while repair is excluded in the previously known processes and the respective matrix is therefore lost. Das geschilderte Verfahren ist in verschiedener Weise abwandelbar. Zum Beispiel kann das Drahtnetz der Matrix auch auf einen durch das übliche Preß- und Sinterverfahren hergestellten glatten oder profilierten Ferrituntergrund aufgelegt und dann von der Oberseite her mit flüssigem Ferrit angesprüht werden, so daß es durch die aufgetragene Schicht zusammen mit der Ferritunterlage völlig dicht umhüllt wird.The described method can be modified in various ways. For example, the wire mesh the matrix also to a smooth or profiled one produced by the usual pressing and sintering process Ferrite substrate and then sprayed with liquid ferrite from the top, so that it is completely tightly enveloped by the applied layer together with the ferrite base. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf ebene Matrizen beschränkt, sondern gestattet wie die bekannten Verfahren auch die Herstellung andersgeformter Matrizen, z. B. zylindrischer Anordnungen.The method according to the invention is not restricted to planar matrices, but is permitted like the known ones Process also includes the production of differently shaped matrices, e.g. B. cylindrical arrangements. Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Speicher- oder Schaltmatrix, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein vorgefertigtes, dem Anwendungszweck entsprechendes Verdrahtungssystem in Form eines Gewebes oder Netzes aus isolierten Drähten eine magnetische Schicht, vorzugsweise eine Ferritschicht, aus dem geschmolzenen Zustand aufgesprüht oder aus der Gasphase aufgedampft wird, derart, daß mindestens die speichernden oder schaltenden Kreuzungspunkte der Drähte allseitig von der erstarrten, magnetischen Schicht umhüllt werden.1. A method for producing a magnetic memory or switching matrix, characterized in that that a prefabricated wiring system in Form a fabric or network of insulated wires a magnetic layer, preferably a ferrite layer, sprayed on from the molten state or vapor deposited from the gas phase is, in such a way that at least the storing or switching crossing points of the wires on all sides be enveloped by the solidified, magnetic layer. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgefertigte Verdrahtungssystem auf eine gesinterte Ferritunterlage aufgelegt und von der Oberseite mit flüssigem Ferrit so besprüht wird, daß es mindestens an den Kreuzungspunkten von der aufgetragenen Schicht zusammen mit der Ferritunterlage völlig dicht umhüllt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the prefabricated wiring system is placed on a sintered ferrite base and is sprayed from the top with liquid ferrite so that it is at least at the crossing points completely tightly encased by the applied layer together with the ferrite base will. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte des Verdrahtungssystems mit einer temperaturfesten Isolation überzogen werden.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the wires of the wiring system are coated with a temperature-resistant insulation will. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtsystem der Matrix vor dem Besprühen oder Bedampfen mit einem4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the wire system of the matrix before spraying or steaming with one
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