DE1213071B - Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Speicheranordnung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

HOIf

Deutsche KL: 21g -31/03

J 19984 VIII c/21g
26. Mai 1961
24. März 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Speicheranordnung aus gesinterten dünnschichtigen Ferritelementen.

Beim Sintern von Ferritteilen gelangen häufig Verunreinigungen in die Oberflächenbereiche dieser Teile, die sich nachteilig auf deren magnetische Eigenschaften auswirken. Es ist bekannt, diese Oberflächenbereiche nach dem Sintern, beispielsweise durch Abschleifen, zu entfernen. In den Fällen, in denen eine nachträgliche Bearbeitung nicht möglich ist, werden die Ferritteile vor dem Sintern vollständig in Ferritpulver eingebettet, um so die Bildung von Oberflächenbereichen mit nachteiligen magnetischen Eigenschaften zu verhindern.

Für die Herstellung von magnetischen Speicheranordnungen, bei denen dünnschichtige Ferritplättchen als Speicherelemente dienen, die auf einer Trägerunterlage aufgebracht sind, sind die bekannten Verfahren nicht geeignet. Bei einer solchen Speicheranordnung würden bei direktem Aufbringen der Ferritplättchen auf die Trägerunterlage diese beim abschließenden Sintervorgang hauptsächlich dadurch verunreinigt, daß Stoffe aus der Trägerunterlage in die Ferritplättchen eindiffundierten und deren magnetische Eigenschaften verschlechtern.

Dieser Nachteil wird bei einem Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Speicheranordnung aus gesinterten dünnschichtigen Ferritelementen durch folgende Verfahrensschritte vermieden:

a) auf die Trägerunterlage wird zunächst eine sandartige Trennschicht aufgebracht, die im wesentlichen aus einer Mischung von bei Erwärmung sich verflüchtigenden organischen Verbindungen und 1 % eines Ferritmaterials von gleicher Zusammensetzung wie die Speicherelemente besteht;

b) auf die sandartige Trennschicht werden dünnschichtige Ferritelemente aufgebracht;

c) durch einen Brennvorgang werden die organischen Bestandteile der sandartigen Trennschicht entfernt, so daß die Ferritelemente nur noch auf den zurückbleibenden einzelnen Ferritteilchen der Trennschicht aufliegen;

d) anschließend wird die Speicheranordnung gesintert.

Die Speicherelemente der so erhaltenen Anordnung weisen alle dieselben Eigenschaften auf, wenn sie einzeln geprüft werden, was erkennen läßt, daß die Elemente während ihrer Herstellung und ihres Aufbringen« auf die Unterlage nicht verunreinigt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für die Herstellung von Speicheranordnungen aus

Verfahren zur Herstellung einer magnetischen
Speicheranordnung

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk,N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,

Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:
James Merritt Brownlow,
Crompond, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 27. Mai 1960 (32 360) - -

keramischem Material jeder gewünschten Zusammensetzung. Die hier beschriebenen Werkstoffe sollen nur als Beispiel dienen.

Die Unterlage für die Speicherelemente muß hohen Brenntemperaturen widerstehen können. Es kann jede beliebige keramische Platte benutzt werden, die nicht mit dem Ferritmaterial selbst reagiert. Gut geeignet sind die keramischen Materialien

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Inerte Unterlagen, wie z. B. Platin oder Palladium, sind ebenfalls zur Verwendung geeignet.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den Zeichnungen, die schematisch die einzelnen Schritte bei dem Verfahren nach der Erfindung darstellen.

F i g. 1 zeigt den ersten Verfahrensschritt, bei dem eine Unterlage mit einer sandartigen Trennschicht versehen wird,

F i g. 1 a die sandartige Trennschicht im Querschnitt,

Fig.2 das Aufbringen der Ferritschicht auf die sandartige Trennschicht und

Fig. 3 die Speicheranordnung nach dem Brennvorgang.

Wie es insbesondere in Fig. 1 dargestellt ist, bestehen die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte darin, eine Unterlage 1 mit sandartigen Trenn-

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schichten 2 so zu versehen, wie es der gewünschten Verteilung der Speicherelemente in der Anordnung entspricht. Das sandartige Trennmaterial kann durch ein feines Seidensieb 3 aufgebracht werden, das mit einer Kunststoffolie 4 geeignet abgedeckt wird. Das sandartige Trennmaterial besteht, wie in Fig. la gezeigt, vorwiegend aus flüchtigen organischen Bestandteilen 5 und einem geringen Prozentsatz an nichtflüchtigem anorganischem Material 6, z.B. einem Ferritmaterial derselben Zusammensetzung, wie sie die Speicherelemente auch aufweisen. Eine geeignete Zusammensetzung für das Trennmaterial ist folgende:

2,5 g Ruß (Kohlenstoff),
1,25 g Äthylzellulose,
23,75 g Kieferöl (flüssige Harze),
2,0 g Lack (Bindemittel),
0,1 g Ferritmaterial (Fe_li68 Mn_li25 Cr_0;06 Ni_0i03 O₄), (gebrannt bei 850° C und gemahlen).

Vorzugsweise bildet der anorganische Bestandteil etwa 1 Gewichtsprozent oder weniger der gesamten Zusammensetzung des sandartigen Materials.

Gemäß F i g. 2 werden anschließend die Ferritelemente? auf das Trennmaterial aufgebracht. Das Aufbringen des Ferrits kann durch verschiedene Verfahren erfolgen, z.B. Aufsprühen und Eintauchen. Nach einem besonders vorteilhaften Verfahren wird eine Art Abziehbild der Ferritelemente gebildet. Es wird dazu ein Glasplättchen mit einer 2°/oigen Gelatine-Wasser-Lösung überzogen und getrocknet. Das so behandelte Glasplättchen wird dann in eine Lösung aus 3 g Äthylzellulose und 40 g Kieferöl getaucht und getrocknet. Dann wird eine Ferrittinte, die das Speicherferritmaterial in einem geeigneten Bindemittel enthält, durch ein Seidensieb so auf die Glasseite aufgebracht, wie es der Anordnung der Elemente in der fertigen Speichermatrix entspricht. Das Plättchen wird wieder getrocknet und in Wasser getaucht, wobei sich die Gelatine auflöst und die Ferritelemente in Form des Abziehbildes wegschwimmen. Eine typische Ferrittinte besteht aus 43 g des Ferritmaterials, 40 g Kieferöl und 3 g Äthylzellulose. Sie läßt sich mit einem Sieb mit 63 Maschen pro Zentimeter verwenden für die Herstellung eines Speicherelementes mit den Abmessungen 5 · 0,5 mm und einer Stärke von etwa 12 μΐη.

Das so entstandene Abziehbild wird über die sandartige Trennschicht gelegt und mit Wasser oder einem Klebemittel festgehalten. Damit ist die Anordnung fertig zum Brennen. Zunächst wird sie langsam in Luft auf 500° C erhitzt, um die Bestandteile des Bindemittels auszutreiben. Dann wird die Temperatur auf 900⁰C erhöht, wobei der KohlenstofE-bestandteil der Trennschicht abbrennt und nur weit voneinander entfernte gesinterte Teilchen aus anorganischem Material übrigbleiben, durch die die Ferritelemente auf der Unterlage festgehalten werden. Diese Teilchen verbinden die Ferritelemente fest mit der Unterlage, verunreinigen aber bei dem Verfahren die Elemente nicht (s. Fig. 3). Der abschließende Brennvorgang wird 15 Minuten bis mehrere Stunden in Luft bei etwa 1400° C ausgeführt, wobei etwa 1 Stunde eine geeignete Dauer ist.

Durch die beschriebene, in zwei Schritten ablauf ende Oxydation wird die Oxydationsgeschwindigkeit des sandartigen Materials gesteuert und verhindert, daß das Material über den ganzen Bereich der Unterlage läuft Während des Brennens können also die Ferritelemente niemals die Unterlage berühren.

Einige der bei dem Verfahren nach der Erfindung

benutzten Ferrite sind Chrom-Mangan-Ferrite, Magnesium-Mangan-Ferrite und Yttrium-Eisen-Granate.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich

Speicheranordnungen herstellen, deren Elemente mit offenem magnetischem Flußpfad nicht verunreinigt sind und eine hohe Schaltgeschwindigkeit aufweisen.

ίο Die dem Ferritelement eigenen Merkmale, wie z. B. die Rechteckform der Hystereseschleife, die Koerzitivkraft und die Schaltkonstanten, sind ziemlich dieselben bei allen Elementen einer Speicheranordnung. Dieses Verhalten beruht darauf, daß nur eine geringe Menge des anorganischen Sandbestandteils benutzt wird, um das magnetische Material fest mit der Unterlage zu verbinden.

Die hier gezeigten Speicheranordnungen können mit verschiedenen Schreib-, Lese- und Abfühlwick-

ao lungen versehen werden, wie sie bei den verschiedenen bekannten Speicherauswählvorrichtungen erforderlich sind. Die Wicklungen können beliebig durch für gedruckte Schaltungen verwendete Verfahren oder in anderer Weise hergestellt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Speicheranordnung aus gesinterten dünnschichtigen Ferritelementen unter Vermeidung von nachteiligen Verunreinigungen der Ferritelemente während des abschließenden Sintervorganges, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) auf die Trägerunterlage wird zunächst eine sandartige Trennschicht aufgebracht, die im wesentlichen aus einer Mischung von bei Erwärmung sich verflüchtigenden organischen Verbindungen und 1 % eines Ferritmaterials von gleicher Zusammensetzung

wie die Speicherelemente besteht;

b) auf die sandartige Trennschicht werden dünnschichtige Ferritelemente aufgebracht;

c) durch einen Brennvorgang werden die organischen Bestandteile der sandartigen

Trennschicht entfernt, so daß die Ferritelemente nur noch auf den zurückbleibenden einzelnen Ferritteilchen der Trennschicht aufliegen;

d) anschließend wird die Speicheranordnung gesintert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der sandartigen Trennschicht nur an den für Speicherelemente vorgesehenen Stellen der Unterlage unter Verwendung eines entsprechend abgedeckten Siebes erfolgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die sandartige Trennschicht aufzubringenden dünnschichtigen Ferritelemente mittels folgender Verfahrensschritte als sogenannte Abziehbilder hergestellt werden:

a) eine Unterlage wird mit einer wässerigen Gelatinelösung benetzt und getrocknet;

b) die getrocknete Gelaöneschicht wird in eine Lösung aus Äthylzellulose und flüssigen Harzen getaucht und getrocknet;

c) an den für die Speicherelemente vorgesehenen Stellen wird eine das Ferritmaterial in einem geeigneten Bindemittel enthaltende Ferrittinte nach dem Siebdruckverfahren aufgebracht und getrocknet;

d) die Anordnung wird zur Auflösung der Gelatineschicht in Wasser getaucht, so daß die Ferritelemente von der Unterlage getrennt werden und in Form sogenannter Abziehbilder vorliegen.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung zur Verflüchtigung der organischen Verbindungen der sandartigen Trennschicht zunächst unter Luftzutritt bei 500° C gebrannt wird, die Temperatur anschließend allmählich bis auf 1400° C erhöht und die Anordnung 1 Stunde lang bei dieser Temperatur erneut gebrannt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1 010 205,
1031444, 1062036;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1035 SlO,
ίο 1185 741;

deutsche Patentanmeldung ρ 10636 VIIIc/21g
(bekanntgemacht am 11.12.1952);

E. Albers — Schönberg, »Hochfrequenzkeramik«, 1939, S. 42.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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