Brevet FR2042701A1 — publié le 19710212

i 2042701 La présente invention, a pour objet un procédé de fabrication d'uné mémoire plane à tores magnétiques en ferrite, et la mémoire ainsi obtenue. Les mémoires planes à tores sont généralement fabriquées par 5 le procédé suivant : (1) les tores magnétiques en ferrite sont placés dans un gabarit muni de cavités pour recevoir les tores, ce gabarit étant pourvu d'un dispositif destiné à secouer les tores dans leurs cavités, et un dispositif agissant par le vide, pour maintenir les tores dans ces cavités; (2) la face revêtue d'adhésif d'une feuille est appliquée sur les faces 10 exposées des tores placés.- dans le gabarit,de manière à fixer ces tores à la feuille; (3) la feuille ainsi que les tores qui y sont fixés sont retirés, du gabarit; (4) des fils sont enfilés dans les tores fixés à la feuille; (5) les fils sont connectés à des bornes électriques d'un châssis de mémoire plane; et (6) la feuille où sont fixés les tores est retirée. 15 Bien que le procédé ci-dessus décrit de fabrication de mémoires planes à tores soit utilisé commercialement, il nécessite beaucoup de soins de la part de l'opérateur, pour empêcher les déplacements accidentels des tores sur la feuille. Un léger déplacement des tores peut empêcher et compliquer considérablement l'enfilage des fils dans les tores. Le problème 20 de déplacement accidentel des tores fixés sur la feuille s'est accru avec l'utilisation de tores magnétiques de dimensions de plus en plus faibles, pour obtenir une vitesse de fonctionnement la plus élevée possible de la mémoire des calculateurs. Des essais ont été tentés pour empêcher les déplacements 25 accidentels des tores fixés:- à la feuille, par utilisation d'adhésifs conférant une liaison rigide et résistante entre la feuille et les tores. Cette approche ne s'est pas révélée satisfaisante car les adhésifs rigides et résistants confèrent des contraintes physiques aux tores magnétiques qui, inversement, affectent les propriétés électromagnétiques de ces tores. 30 En outre, une modification accidentelle des tores, lorsqu'ils sont fixés rigidement, tend à les casser, car ils sont en un matériau en ferrite frittée très fragile. Ces difficultés rencontrées lors de la fabrication de mémoires planes, conformément à l'art antérieur, existent également dans la mémoire plane complète pendant le chargement, et ultérieurement pendant 35 l'utilisation dans une mémoire de calculateur. 7017945 2042701 L'invention, se propose donc de prévoir une fabrication de mémoire plane . à tores magnétiques en ferrite dans laquelle les tores de ferrite sont maintenus dans leurs positions précises pendant l'assemblage de la mémoire, et également pendant l'utilisation de cette mémoire, de 5 manière à protéger les tores de tout déplacement, vibration ou endommagement accidentel. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la matrice à tores magnétiques est fabriquée par le procédé comprenant les phases suivantes : une certaine quantité de tores (à incorporer dans la 10 matrice) est imprégnée d'un matériau destiné à réaliser leur adhésion à une résine non traitée; les tores sont ensuite placés avec leurs surfaces latérales exposées dans un gabarit, qui peut être du type à vide; la face de la feuille revêtue de la résine non traitée est appliquée sur les surfaces latérales exposées des tores positionnés, de manière que ces tores adhèrent 15 à la feuille par enfoncement des surfaces latérales exposées dans la résine d'une certaine distance (c'est-à-dire une profondeur) inférieure â la distance radiale entre les surfaces intérieure et extérieure des tores, mais supérieure à approximativement 1/4 de la distance radiale mentionnée ci-dessus, l'épaisseur de la feuille de résine étant supérieure à la profondeur d'enfoncement des 20 tores dans cette résine; la feuille sur laquelle sont fi:_és les tores est ensuite retirée du gabarit, et la résine est traitée avec les tores, pour obtenir un matériau stable et résistant, ayant la consistance d'une gelée. On obtient ainsi une matrice dans laquelle une quantité faible mais significative de résine est placée entre la feuille support et les parties de 25 tores les plus proches. Les tores sont ainsi maintenus fermement et élasti-quement pendant l'enfilage des fils, et pendant l'utilisation ultérieure de la matrice dans une mémoire. Il faut noter que la feuille portant la résine peut être rigide, mais peut également être (et de préférence) flexible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 30 ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est un schéma représentant l'appareil pour enrober les surfaces d'une grande quantité de tores en ferrite à l'aide d'un silane polymérisé; 35 - la figure 2 est un schéma représentant la phase d'application de la surface revêtue d'une feuille flexible sur les tores placés dans un gabarit à vide; 7017945 3 204270-1 - la figure 3 est un schéma représentant les tores fixés à la feuille flexible, après retrait de ces gabarits; et - la figure 4 est un schéma représentant l'adhérence de la feuille flexible portant les tores sur un substrat rigide, et l'enfilage 5 des fils dans les tores. La description du procédé d'enrobage des tores magnétiques en ferrite, pour assurer leur adhésion ultérieure à un revêtement de caoutchouc siliconé sur une feuille flexible, sera faite maintenant en référence à la figure 1. L'appareil représenté comprend un vibreur 10 électrique classique 10, un récipient contenant un liquide 12, placé sur le vibreur 10 et mis en mouvement par celui-ci, et un récipient 14 contenant les tores, placé au sommet du récipient 12. Le récipient 14 a un fond percé 16, pour permettre le libre passage de vapeur provenant du récipient 12. Ce récipient 12 comprend un conduit 18 pour l'alimentation 15 d'un gaz inerte dont la teneur en humidité est connue. Il est également prévu un dispositif de chauffage du récipient 12 contenant le liquide. Ce chauffage peut être obtenu par chauffage du gaz envoyé dans le récipient par le conduit 18. L'élément support 19 peut également comprendre un élément de chauffage, pour chauffer le liquide contenu dans le récipient 12. 20 Pendant le fonctionnement de l'appareil représenté sur la 3 figure 1, une quantité mesurée, par exemple 10 cm d'un liquide organo» siliconé, est versée dans le récipient 12. Le liquide préféré est un silane, plus particulièrement le y-aminopropyltriéthoxysilane, vendu par la Firme General Electric Company sous la désignation GE-SC-3900. Une grande quantité 25 de tores magnétiques en ferrite frittée 15 est alors placée dans le récipient 14, au-dessus du récipient 12. Le conduit 18 envoie un gaz d'azote ayant une teneur en humidité connue dans le récipient 13, duquel il s'échappe à travers le récipient 14, vers une sortie. Le chauffage du liquide de silane 13 peut être obtenu par préchauffage du gaz alimenté par le conduit 18. La 30 température dans le récipient 12 peut être d'environ 220°C, et peut être obtenue par préchauffage du gaz à une température suffisamment élevée pour permettre les pçrtes de chaleur dans le conduit 18. La chaleur appliquée au liquide de silane permet son évaporation, et il passe alors sous forme de vapeur à travers les tores placés dans le récipient 14. L'ensemble est 35 alors secoué par le vibreur 10, pour empêcher les tores 15 de se coller ■ les uns aux autres, et pour assurer une exposition uniforme de toutes les L surfaces des tores à la vapeur de silane. " 7017945 4 2042701 L'épaisseur du revêtement de silane déposé sur les tores 15 est déterminée par la quantité d'humidité contenue dans les tores, et par la quantité d'humidité présente dans le gaz envoyé sous pression dans le récipient 12 et, naturellement, également par le temps durant lequel les 5 tores sont soumis à la vapeur de silane. Les tores seront généralement revêtus d'une épaisseur d'environ quelques centaines de molécules de silane polymérisé, pendant environ 10 ou 15 mn, temps durant lequel les 3 10 cm de liquide de silane sont évaporés à une température de 220°C. La figure 2 représente un gabarit à vide d'un type classique 10 20, pourvu de cavités destinées à recevoir les surfaces latérales de quatre tores, selon une configuration déterminée. Le gabarit 20 est généralement destiné à recevoir un très grand nombre de tores, par exemple un assemblage de 64 x 64 tores, plutôt que quatre tores, comme représenté sur le dessin, uniquement à titre illustratif. Le gabarit comprend quatre passages internes 15 (non représentés) reliant la connexion à vide 22 aux fonds des cavités recevant les tores à la surface supérieure 24 du gabarit. Ce gabarit est placé sur un vibreur (non représenté) de manière que la grande quantité de tores déversés sur la surface supérieure soit secouée, jusqu'à ce qu'ils tombent dans les cavités et y restent Sous l'effet du vide. Ces cavités 20 prévues dans le gabarit 20 ont des dimensions telles qu'elles peuvent recevoir des tores sur une profondeur égale à environ la moitié de leur diamètre extérieur. Après que les tores ont été placés dans les cavités du gabarit 20, tel que représenté sur la figure 2, une feuille flexible 26, 25 revêtue d'une résine 28, est placée sur les surfaces exposées des tores placés dans le gabarit 20. La feuille flexible 26 peut être une feuille en tissu de verre, ou une bande prétaillée, constituée d'un mélange de caoutchouc non vulcanisé, et d'un cylindre réactif. La feuille 26 peut avoir une épaisseur d'environ 30 0,051 mm. Des feuilles flexibles similaires, fabriquées en une matière plastique telle que le "Mylar", ou en un métal fin et flexible, peuvent également être utilisées. Cette feuille 26 doit être suffisamment flexible pour s'adapter aux légères variations de hauteur des tores dans le gabarit 20, car ces tores ont généralement un diamètre très faible, d'environ 0,7 mm 35 ou moins, et le gabarit à vide 20 ne peut pas être fabriqué, pour des considérations de prix de revient, avec un degré de précision aussi élevé, pour s'adapter à une feuille plane et rigide 26. 7017945 5 2042701 La feuille 26 est revêtue d'une résine non vulcanisée,, de préférence un caoutchouc de siliconé non vulcanisé3 plus particulièrement le caoutchouc dé diméthylsilicone vendu par Dow Corning sous la dénomination "Mod 198" et vendu également par la Firme General Electric Company. La 5 formule classique est la suivante : 100 parties de prépolymère pour-caoutchouc de diméthylsilicone (chargé de silice calcinée) 5,-5 parties de pâte de benzoyle peroxyde, à 50% d'activité dans une siliconé liquide 10 0 à 10 parties d'agent ignifugeant (trioxyde d'antimoine) 0 à 5 parties de pigment (bioxyde de titane) L'épaisseur du revêtement de caoutchouc de siliconé 28 sur 15 la feuille flexible 26 est égale à environ la moitié de l'épaisseur radiale des tores, c'est-à-dire de la distance radiale comprise entre les surfaces extérieure et intérieure des tores. Une épaisseur du revêtement d'environ 0,089 mm convient pour des tores ayant un diamètre extérieur d'environ 0,76 mm et un diamètre intérieur d'environ 0,46 mm, l'épaisseur radiale 20 étant dans ce cas d'environ 0,15 mm. La profondeur selon laquelle les tores sont enfoncés peut être de l'ordre de 1/4 de toute l'épaisseur radiale. Cependant, elle ne doit pas dépasser toute l'épaisseurs car alors les trous percés dans les tores ne seraient pas entièrement exposés pour l'enfilage des fils. 25 Un revêtement de caoutchouc de siliconé 28,ayant une épaisseur d'environ 0,089 mm, convient particulièrement à des tores ayant un diamètre extérieur d'environ 0,5 mm et un diamètre intérieur d'environ 0S 3 mm. Dans ce cas, l'épaisseur radiale est d'environ 0,1 mm et les tores sont enfoncés suivant une profondeur de l'ordre de 3/4 de l'épaisseur radiale, soit 0,07 mm, 30 dans un revêtement de caoutchouc d'environ 0,088 mm. Les profondeurs selon lesquelles les tores sont enfoncés laissent une épaisseur faible mais suffisante du revêtement de caoutchouc de siliconé 28 entre la feuille flexible 26 et les bords périphériques les plus proches des tores, les tores étant ainsi montés de façon plus élastique qu'ils ne le seraiertsi leurs périphéries 35 étaient en contact avec la feuille 26. 7017945 6 2042701 Après que la feuille 26 a été appliquée sur les surfaces latérales exposées des tores en ferrite maintenus par,le gabarit à vide tel que représenté sur la figure 2S la profondeur d'enfoncement des tores dans le revêtement 28 est obtenue en appliquant une force dirigée vers le 5 bas d'une intensité égale à environ Os7 kg/cm dans la feuille flexible 26. Cette force peut être appliquée sur la face supérieure de la feuilles à l'aide d'un rouleau ou par frottement des doigts munis de gant d'un opérateur. L'enfoncement des tores peut être facilité par utilisation du vide appliqué au gabarit 20, pour attirer la feuille flexible 26 contre les tores. 10 Lorsqu'on utilise le vide, il est préférable de frotter également la surface supérieure de la feuille 26, pour appliquer cette feuille contre les tores. Cependant, l'une ou l'autre ou les deux procédés décrits peuvent être utilisés pour assurer l'enfoncement uniforme des tores dans la résine 28. La feuille flexible 26 sur laquelle sont fixés les tores est 15 ensuite retirée du gabarit 20, et retournée de manière que les tores se présentent vers le haut9 comme représenté sur la figure 3. Les tores sont représentés enfoncés dans la résine 28 d'une profondeur égale à environ la moitié de la distance radiale entre les surfaces extérieure et intérieure des tores. Les tores dépassent ainsi suffisamment de la surface du revête-. 20 ment de résine 28,pour faciliter l'enfilage des fils. La feuille flexible et les tores,comme représenté sur la figure 3S sont alors placés dans un fours pour vulcaniser la résine ou le caoutchouc de siliconé 28. La polymérisation du caoutchouc de siliconé est effectuée de préférence en maintenant la feuille et les tores dans un four à une température d'environ 25 155°C pendant environ 1 heure. Après que l'assemblage représenté sur la figure 3 a été retiré du four et refroidi, les tores sont positionnés avec précision d'une manière élastique durable et très flexible. C'est-à-dire que les tores peuvent être déplacés à l'aide d'un.doigt ou d'un objet, et qu'ils 30 peuvent se retourner de façon que leurs surfaces plates soient parallèles à la surface du revêtement 28. Lors du retrait de cette force, les tores retournent élastiquement dans leurs positions déterminées avec précision. La feuille flexible 28 peut être enroulée ou déformée de toute autre manière, sans changer les positions des tores. 35 L'assemblage,tel que représenté sur la figure 3,s'adapte à l'enfilage des fils dans les tores, soit de la manière représentée sur cette figure 3, soit après la fixation sur un substrat rigide, tel que 7017945 7 2042701 représenté sur la figure 4. Dans la figure 4, un substrat rigide 30 est pourvu de bornes de connexion électriques32, placées à la périphérie. Le substrat 30 est pourvu d'un adhésif 34, appliqué de préférence sur une surface déterminée du substrat, par vaporisation à travers un masque. 5 L'adhésif 34 est de préférence un adhésif à un composant, le siliconé dégageant de l'éthanol, durcissable à l'humidité. La face de la feuille flexible 26 opposée à la face portant les tores magnétiques est enroulée sur l'adhésif 34, sur le substrat rigide 30. La liaison entre les tores et les bornes électriques 32 est assurée par 10 tout montage convenable. Le dessous de la feuille 26 est appliqué sur l'adhésif 34, à l'aide d'un rouleau en caoutchouc spongieux ou doux, passé sur le dessus de la feuille 26, et sur les tores. Ce rouleau déplace temporairement les tores sur lesquels il passe, mais les tores sont fixés de façon élastique, et retournent à leurs positions correctes, immédiatement 15 après le passage du rouleau. Après que la feuille 26 et les tores ont été fixés par l'adhésif 34 sur le substrat rigide 30, les fils 40 sont enfilés selon diverses directions dans les tores. Le montage élastique des tores facilite beaucoup l'enfilage des fils. Chaque fil utilisé est pourvu d'une "aiguille" 20 rigide, à une extrémité, qui peut passer dans les tores. Les tores étant montés élastiquement, peuvent s'adapter momentanément à l'enfilage d'une "àiguille" légèrement déviée» Cette facilité de l'enfilage des fils dans les tores est également accompagnée d'une réduction significative du risque de cassure des tores pendant l'enfilage. 25 Après que les fils 40 ont été enfilés dans les tores, leurs extrémités sont reliées électriquement par soudage ou de toute autre manière, aux bornes périphériques 32. Il en résulte un assemblage de mémoires planes à tores magnétiques en ferrite, pouvant être combinées à d'autres mémoires d'une pile, avec d'autres éléments électroniques de commande et de détection, 30 pour constituer la mémoire d'un ordinateur. Le revêtement de caoutchouc de siliconé 28 et la feuille flexible 26 constituent une partie permanente et intégrante du produit de mémoire finale. Les tores individuels sont protégés des vibrations et des endommagements qui peuvent en résulter, lorsqu'ils sont utilisés ultérieu-35 rement dans un système de mémoire. Les tores sont comprimés par les fils les traversant, mais cette compression enmpêche tout mouvement des tores • sur les fils. Cependant, dans le procédé de fabrication conforme à l'inven- 7017945 8 2042701 tien, les surfaces latérales des tores enfoncés dans le caoutchouc de siliconé constituent une contrainte très élastique supplémentaire sur les tores qui, de cette façon, ne peuvent être soumis à une vibration non souhaitée,, et peuvent par conséquent se déplacer d'une faible distance,, dans le procédé d'absorption d'un choc ou d'adaptation aux effets de contraction et d'expansion thermiques. Le revêtement de caoutchouc de siliconé 28,dans lequel les tores sont placés, est chimiquement inertes et n'est pas sensible aux solvants utilisés normalement pour le dégraissage d'un assemblage de mémoires, destiné à se débarrasser de tous les risques de flux de soudure et des matériaux contaminateurs. En outre, le caoutchouc de siliconé est physiquement élastique dans une très large gamme de températures ambiantes comprise entre -55°C et +125°C. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre. 7017945 9 2042701 revendications 1. Procédé de fabrication d'une matrice à tores magnétiques, caractérisé en ce qu'il comprend les phases suivantes : les tores sont placés dans un gabarit» leurs surfaces latérales étant exposées; la face d'une feuille revêtue d'un matériau adhésif est appliquée sur les surfaces 5 latérales exposées des tores, de manière à ce que ces tores se fixent sur cette feuille; la feuille et les tores sont ensuite retirés du gabarit; et une certaine quantité de tores en ferrite frittée est enrobée avant son insertion dans le gabarit, d'un matériau faisant adhérer les tores à une résine non durcie, la résine non durcie est placée sur le matériau adhésif 10 de la feuille, pour recevoir les surfaces latérales des tores sur une profondeur inférieure à la distance radiale comprise entre les dimensions extérieure et intérieure des tores, mais non supérieure à environ 1/4 de cette distance radiale, ce-revêtement de la feuille ayant une épaisseur supérieure à l'épaisseur selon laquelle les tores sont enfoncés; et la 15 résine sur laquelle sont fixés les tores est durcie, de manière à obtenir un matériau stable et résistant, ayant l'élasticité d'une gelée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement de résine non durcie sur la feuille flexible est un caoutchouc de siliconé. 20 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le revêtement des tores est effectué en les soumettant à la vapeur de silane à une température élevée. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le silane est du -aminopropyltriéthoxysilane. 25 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille est un tissu de verre. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de la feuille opposée à la surface supportant les tores est fixée de façon permanente à un substrat rigide à l'aide d'un adhésif. 30 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les extrémités de conducteurs sont enfilées dans les tores, jusqu'à des bornes placées sur le substrat de support. 7017945 10 2042701 8. Procédé selon la revendication ls caractérisé en ce que les tores sont enfoncés d'une profondeur égale à environ la moitié de la distance radiale comprise entre les diamètres extérieur et intérieur des tores. 9. Mémoire à tores magnétiques, caractérisée en ce qu'elle comprend 5 un réseau de tores magnétiques en ferrite fixés à la fèuille par leurs surfaces latérales, une feuille munie de fils enfilés dans les tores en position, les tores étant fixés à la feuille par uii revêtement de résine durcies ayant la consistance d'une gelée, les tores étant placés dans le revêtement de résine et enfoncés selon une profondeur inférieure à la distance radiale 10 comprise entre les surfaces extérieure et intérieure des tores, mais supérieure à environ 1/4 de la distance radiale, de manière que les trous effectués dans les tores se présentent au-dessus de la surface du revêtement de résine. 10. Mémoire selon la revendication 9, caractérisée en ce que la 15 résine durcie est un caoutchouc de siliconé. 11. Mémoire selon la revendication 10, caractérisée en ce que les tores ont un revêtement de surface en silane polymérisé. 12. Mémoire selon la revendication 11, caractérisée en ce que le silane est du y-aminopropyltriéthoxysil'ane. 20 13. Mémoire selon la revendication 9, caractérisée en ce que le revêtement de résine a une épaisseur supérieure à la profondeur selon laquelle les tores sont enfoncés. 14. Mémoire selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comprend un substrat de support rigide fixé,à la surface de la feuille opposée 25 à la surface sur laquelle sont fixés les tores, 15. Mémoire selon la revendication 14, caractérisée en ce que des bornes électriques sont fixées au substrat de support rigide, les extrémités des fils étant branchées sur ces bornes. 16. Mémoire selon la revendication 9, caractérisée en ce que les 30 tores sont enfoncés dans la résine durcie selon une profondeur égale à environ la moitié de la distance radiale comprise entre les diamètres extérieur et intérieur des tores.