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Verfahren zur Herstellung einer metallischen Trägerfolie für magnetisierbare
Speicherelemente Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer metallischen
Trägerfolie für magnetisierbare Dünnfilm-Speicherelemente. Dünnfilm-Speicherelemente
werden im allgemeinen matrixartig auf einer Trägerfolie durch Aufdampfen aufgebracht;
sie zeichnen sich durch eine große Einheitlichkeit aus.
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Zur Herstellung eines Speichers aus magnetisierbaren Filmen, insbesondere
ferromagnetischen Nickel-Eisen-Filmen; der zur Speicherung von Binärinformation
in Datenverarbeitungsanlagen verwendet werden soll, werden die einzelnen Filme nach
einem Matrixschema auf eine Unterlage aufgebracht. Zur Erzielung eines einheitlichen
Betriebes bei kleinstem Energieverbrauch müssen die einzelnen Matrizen untereinander
eine große Einheitlichkeit aufweisen. Zur Steuerung des magnetischen Zustandes eines
Films zu einer gegebenen Zeit mit einem minimalen Aufwand an Energie muß
der Steuerstromdraht möglichst dicht an dem zu steuernden Film vorbeiführen, da
hierdurch die Ankopplung des Magnetflusses an den Film verbessert wird. Zu diesem
Zweck ist es wünschenswert, einen relativ dünnen leitenden Metallfilm als Träger
zu verwenden. Bei dem Versuch, Metallfilme als Träger zu verwenden, ergeben sich
jedoch Schwierigkeiten, da metallische Werkstoffe wie Kupfer od. dgl. eine Kristallstruktur
besitzen und eine Bearbeitung ihrer Oberfläche zwecks Erzielung der erforderlichen
Glätte entweder ganz unmöglich ist oder zumindest sehr erschwert wird. Darüber hinaus
ergeben sich Schwierigkeiten beim Aufbringen von flachen, gleichmäßig ebenen Flächen
auf eine Trägerschicht wie Kupfer od. dgl., da sich auf der Trägerschicht relativ
schnell ein Oxydfilm bildet. Infolge dieser Nachteile lassen sich einwandfreie magnetisierbare
Filme nur schwer auf konventionell hergestellte und glatte Trägerfolien aufbringen.
Die Verwendung eindr im wesentlichen nicht kristallisierten bzw. unterkühlten flüssigen
Fläche, wie sie in Form von gewöhnlichem Glas od. dgl. bekannt ist, ist nicht möglich,
da die mechanische Festigkeit solcher nicht kristallisierten Flächen, wie beispielsweise
Glas, nicht groß ist. Derartige Werkstoffe müßten ziemlich dick sein, um eine Bearbeitung
u. dgl. zu ermöglichen. Die Masse des Trägerwerkstoffs und seine Dicke beeinflussen
jedoch die Ankopplung der Filme an die Steuerleitungen, Leseleitungen u. dgl. Die
ferromagnetischen Filmelemente müßten an einer Stelle angeordnet werden, die von
den Übertragungsleitungen einschließlich Steuerleitungen, Leseleitungen u. dgl.
zu weit entfernt ist, um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten. Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer metallischen Trägerfolie. Die nach
dem Verfahren der Erfindung gebildete Trägerfolie vereinigt in sich folgende Vorteile:
Die Trägerfolie hat eine Oberfläche, die der Einheitlichkeit einer Glasfläclie,
d. h. einer nicht kristallinen Fläche, entspricht. Auf diesen Träger kann ein magnetisierbarer
Film dicht neben den Wicklungen angeordnet werden, an die er angekoppelt werden
soll. Außerdem besteht der Träger aus einem elektrisch leitenden Metall. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, das auf eine saubere, polierte Glasfläche
eine Schicht aus nicht ferromagnetischem Metall aufgebracht und diese Metallschicht
anschließend von der Glasfläche abgezogen wird.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung, und um ihre Anwendung in.
der Praxis zu ermöglichen, werden nachstehend die Verfahrensschritte an Hand von
mehreren Beispielen beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Metallfilm auf die Oberfläche
eines polierten Glaskörpers
aufgebracht. und unter innigem Kontakt
mit dieser Fläche fertiggestellt. Die Bildung einer Trägerschicht geht so vor sich,
daß die Metallschicht an der hochglänzenden Fläche haftet und die gleichmäßige,
glatte Fläche des Glaskörpers sich somit auf der entsprechenden Fläche. der Metallschicht
abdruckt. Die Glasfläche wird in den Abgrenzungsbereichen vorzugsweise sandgestrahlt,
um die Haftung zu verbessern. Sobald sich eine genügend dicke Trägerschicht auf
dem-zuerst aufgebrachten Film. gebildet hat, wird die Schicht vom Glas abgelöst.
Auf die den Glasabdruck enthaltende Metallfläche kann dann ein ferromagnetischer
Film aufgebracht werden. Ein ferromagnetischer Werkstoff, wie Permalloy aus einer
Legierung von etwa 79 bis 82 % Nickel und Eisen kann auf die den Glasabdruck enthaltende
-Metallschicht des Trägers entweder auf galvanischem Weg 'aufgebracht oder aufgedampft
werden. Falls gewünscht; lassen sich aber auch andere ferromagnetische Werkstoffe
wie Eisen, Nickel und Kobalt verwenden,-Zur Aufnahme des Metallfilms wird die Glasfläche
zunächst auf Hochglanz poliert-. Hierfür hat sich eine aus im wesentlichen gefälltem
kohlensaurem Kalkpulver bestehende Paste als besonders geeignet erwiesen: Die polierte
Fläche wird sodann mit einem dünnen, nicht ferromagnetischen Metallfilm überzogen,
beispielsweise durch Aufdampfen von Kupfer, also auf nichtelektrischem Wege, so
daß anschließend ein mechanisch fester, als Träger dienender Film aus Metall, z.
B. Kupfer od. dgl., auf galvanischem Wege auf den ersten Film aufgebracht werden
kann. Der Begriff »nichtelektrisch« bezieht sich auf das allgemein bekannte. Verfahren,
einen Metallfilm auf eine Fläche auf katalytisch-chemischem Wege aufzubringen. Zu
diesem Zweck wird eine Lösung, welche die gewünschten Metallionen enthält, mit einem
Stoff vermischt, der besonders geeignet ist, die Ionen in freies Metall zu überführen,
wenn die sogenannte. »nichtelektrische« Lösung mit der zu überziehenden Fläche in
Kontakt gebracht wird. Wird Kupfer, das hierfür bevorzugt. wird; als Trägerstoff
benutzt und auf galvanischem Weg aufgebracht, so wird für die zuerst aufgebrachte
Metallschicht vorzugsweise ebenfalls Kupfer verwendet. Das Kupfer wird so lange
galvanisch niedergeschlagen, bis sich ein Film mit einer Dicke von etwa 0,025 cm
gebildet hat. Aus Gründen der mechanischen Festigkeit, die für die Handhabung= und
Behandlung der Trägerschichten erforderlich ist, muß der Film normalerweise eine
Dicke von mehr als 0,0125 cm haben: Besser ist jedoch, wenn der Film sogar etwa
0,025 cm dick ist. Nach der Herstellung wird dieser als Träger dienende Film von
der Glasfläche abgezogen und zur Aufnahme der. ferromagnetischen Filmelemente vorbereitet.
Im allgemeinen ist es wünschenswert, jedoch nicht unbedingt erforderlich, die vom
Glas abkopierte Fläche des Metallträgers vor Oxydation zu schützen, um beim Aufbringen
der fertigen ferromagnetischen Filmelemente die - besten Ergebnisse zu erzielen.
Die vom Glas abkopierte Fläche des Metallträgers läßt sich gegen Oxydation schützen,
indem für den zuerst aufzubringenden Film ein nicht oxydierbares, nicht ferromagnetisches
Metall wie Nickel, Silber, Palladium, Gold oder Chrom und für den durch galvanischen
Niederschlag aufzubringenden Film ein nicht magnetisches Metall wie Kupfer verwendet
wird. Die nicht oxydierbaren Metallfilme haben vorzugsweise eine Dicke von etwa
10 bis 20 Mikron.
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Beispiel 1 Zur Herstellung einer ferromagnetischen Filmmatrix-gemäß
-der vorliegenderiErfindung wurde eine glatte Glasfläche mit einer aus kohlensaurem
Kalk und Wasser bestehenden dicken Schlammpaste gereinigt. Die angrenzenden Flächen
der Glasplatte wurden sodann zur Erzielung einer leichten Struktur sandgestrahlt,
um die Haftung des aufzubringenden Films an diesen angrenzenden Flächen zu verbessern
und ein Abziehen des Films zu erschweren. Anschließend wurde die Glasfläche in einer
Chromsäurelösung gewaschen, gespült und in einen evakuierten Behälter mit einem
Vakuum von etwa 10-5 Hg gegeben. Ein vorbestimmter Teil der Glasfläche einschließlich
der sandgestrahlten Flächen wurde dann dem Dampf von im wesentlichen reinem Kupfermetall
ausgesetzt, wobei auf den betreffenden Teil der Glasfläche ein Kupferfilm mit einer
Dicke von etwa 3 bis 5 A aufgedampft wurde. Anschließend wurde die metallüberzogene
.Glasplatte aus dem Behälter herausgenommen. Die metallüberzogene Fläche wurde sodann
als Kathode in einem Kupferbad angeordnet, worauf die Oberfläche der zuvor hergestellten
Metallschicht bei einer Stromdichte von 30 A/9,29 dm2 einen galvanischen überzug
aus reinem Kupfer erhielt. Der Plattierungsprozeß wurde so lange fortgesetzt, bis
sich ein Film mit einer im wesentlichen einheitlichen Dicke von 0,025 cm gebildet
hatte. Das Kupferbad hatte folgende Zusammensetzung: CuS04 # 5 H20 . . . . . . .
. . . . . . 220 g/1 H2S04 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 g/1 Melasse
.-. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,7 g/1 Dieses Bad wurde auf Raumtemperatur
gehalten. Anschließend wurde die Glasplatte aus dem Kupferbad herausgenommen und
gewaschen, und man ließ sie dann trocknen. Der den Träger bildende Kupferfilm wurde
von der Glasfläche abgezogen. Derjenige Teil der Fläche des Kupferfilms, der mit
der polierten glatten Glasfläche in Kontakt gewesen war, ließ sich als Träger für-
ferromagnetische.Speicherkerne verwenden. Zu beachten ist, daß sich auf der Fläche,
auf welcher die ferromagnetischen Filme aufgebracht werden, keine Oxydschicht bildet.
Beispiel 2 Eine Glasfläche wurde wie im Beispiel 1 vorbehandelt. Wie zuvor, wurde
dann ein vorbestimmter Teil der sauberen Glasfläche mit einer Kupferschicht nach
einem nichtelektrischen Verfahren überzogen. Die Glasfläche wurde zu diesem Zweck
mit einer Lösung folgender Zusammensetzung sensitiviert: SnC12 - 2H20 . . . . .
. . . . . .. . . : 70 g/1 HCl (konzentriert)- . . . . . . . . . . 40 ems Die Sensitivierung
wurde bei Raumtemperatur durchgeführt und dauerte 4 Minuten. Anschließend wurde
die Glasfläche mit einer Aktivierlösung behandelt, in der folgende Komponenten enthalten
waren: PdC12 .2H20 . . . . . . . . . . . . . . 0,1 g/1 HCl . ...... . . .
. . . . . .-. . . . . . 1 cms/1 pH . . . . . . . . . . . . . . . zwischen 3,5 und
4,5
Die Aktivierung wurde bei einer Temperatur von 43° C ausgeführt
und dauerte 4 Minuten. Die Fläche wurde dann in ein nichtelektrisches Kupferbad
eingetaucht, das folgende Zusammensetzung aufwies: CUS04 . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 14,6 g/1 K2S04 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,7 g/1
NaK-Tartrat . . . . . . . . . . . . . . . 74,4 g/1 NaOH . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 20,8 g/1 Formaldehyd (371%) . . . . . . . . 5,5 m1/1 Das Bad wurde
4 Minuten lang auf einer Temperatur von 32° C gehalten. Die verkupferte Fläche wurde
dann als Kathode in einem Kupferbad angeordnet und nach dem im Beispiel 1 beschriebenen
Galvanisierverfahren verkupfert. Die verkupferte Fläche wurde aus dem Bad herausgenommen
und gewaschen, und man ließ sie dann trocknen. Anschließend wurde der den Träger
bildende Kupferfilm von der Glasfläche abgezogen. Derjenige Teil der Fläche des
Kupferfilms, der mit der polierten, glatten Fläche in Kontakt gewesen war, ließ
sich als Träger für ferromagnetische Speicherkerne verwenden. Auch hier ist zu beachten,
daß sich auf der Fläche, auf welcher die ferromagnetischen Filme aufgebracht werden,
keine Oxydschicht bildet. Beispiel 3 Eine Glasfläche wurde wie in Beispiel 1 und
2 vorbehandelt. Der vorbestimmte Teil der Glasfläche wurde dann mit einer Lösung
folgender Zusammensetzung sensitiviert: SnC12 2H20 (Zinnsalz) ..... 70 g/1
HCl (konzentrierte Salzsäure) 40 cms/1 Raumtemperatur Zeitdauer . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 4. Minuten Die Glasfläche wurde dann mit einer Aktivatorlösung
folgender Zusammensetzung behandelt: PdC12 - 2H20 0,1 g/1 (Palladiumchlorid) . .
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HCl (konzentrierte Salzsäure) 1 cm2/1 Temperatur ................
43° C Zeitdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Minuten pH . . . . . . . .
. . . . . . . zwischen 3,5 und 4,5 Die Fläche wurde dann mit einer nichtelektrischen
Nickellösung so lange (etwa 20 Sekunden) behandelt, bis sich eine gleichmäßige leitende
Schicht gebildet hatte. Die Lösung hatte folgende Zusammensetzung: NiS04 - 6H20
(Nickelvitriol) . . 35g/1 Na C.H507 - 2 H20 zitronensaures Natrium) . . 11,5 g/1
NaC.H302 -3 H20 (essigsaures Natron) ...... 33 g/1 NaH2P02 - H20 (unterphosphoriges
Natron) 15 g/1 MgS04 ' 7H20 . (Magnesiumsulphat) ...... 41 g/1 pH . . . .
. . . . . . . . . . . zwischen 3,5 und 4,5 Temperatur . . . . . . . . . . . . .
. . . 82 bis 85° C Die nicht ferromagnetische vernickelte Glasfläche wurde dann
gewaschen. Nach Anschluß von Leitungskabeln an die Metallschicht wurde der Glaskörper
in einem galvanischen Bad folgender Zusammensetzung behandelt: CUS04 # 5 H20 (Kupfervitriol)
...... 226 g/1 H2S04 (konz. Schwefelsäure) . . . . . . . . . . . . . . 82,2
g/1 Melasse . . . . . . . . . . . . . . 0,7 g/1 Raumtemperatur Stromdichte . . .
. . . . . . . . 30 A/9,29 dm2 (1 ft2) Die Plattierung wurde so lange fortgesetzt,
bis sich eine 0,025 cm dicke Kupferschicht auf dem Träger gebildet hatte. Anschließend
wurde der Glaskörper aus dem Kupferbad herausgenommen und gewaschen, und man ließ
ihn trocknen. Die Metallschicht wurde dann von der polierten Glasfläche abgezogen.
Die Metallfläche, die mit der polierten, glatten Glasfläche in Kontakt gewesen war,
ließ sich als Träger für ferromagnetische Speicherkerne verwenden.