Vamos a ver, sobre si te funciona un HD ATA en una placa que acepta SATA no lo se por que yo llevo toda mi vida con ATA jejeje, pero bueno se supone que a través de algún adaptador se debe de poder(te lo digo por que no se como se enchufan los ATA a un placa SATA)
A ver eso que quieres hacer si se puede, siempre y cuando el HD antiguo no este “muerto”.
Para poder recuperar lo que tenias en el HD viejo, tendrías como bien dices poner el SATA de maestro y el ATA de esclavo, para hacer eso tienes que cambiar los jumper o como se llame (ese plástico pequeño que esta detrás del hd)y donde lo tienes que poner te lo suele poner en la pegatina de encima del hd, en el cual pone Master o Slave.
Luego es enchufar los 2 discos tal cual (tienes que mirar tambien como tienes puesto los jumper de los CD/DVD) sino algo no te lo detectara bien.
Otra solución seria que te compraras una carcasa HD 3,5 USB 2.0 conceptronic (o la marca que sea)en este metes el hd dentro en modo maestro lo enchufas al pc a traves del usb y ya esta, lo puedes usar de hd portatil y llevartelo donde te plazca.
Luego por te recomendaría que usaras el Filerecovery Professional es un programa bastante bueno para poder recuperar cosas de algún hd jodido (yo lo he usado bastante en hd e amigos y en el mio propio)pero usalo siempre y cuando no puedas recuperar nada.
Espero que todo este tostón te haya servido del algo, jejeje por cierto si todo eso no te a valido de nada

aquí te dejo una pagina en el cual veras donde se pone cada cacharrito de esos
Disco Duro