JP2007188605A - 磁気ヘッドの検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハードディスクドライブ用磁気ヘッドの特定周波数に発生するノイズを検出し、ＨＤＤの製造歩止まりの向上や、ＨＤＤの信頼性確保することができる磁気ヘッド検査方法、及び磁気ヘッド検査装置を提供する。
【解決手段】 被検査用磁気ヘッドにて記録媒体上にテスト信号を書き込む工程と、前記被検査用磁気ヘッドにて前記記録媒体上の１トラック分の総平均電圧を計測する工程と、前記被検査用磁気ヘッドにて前記記録媒体上の前記テスト信号を消去する工程と、前記被検査用磁気ヘッドにて前記１トラック分の所定の周波数の電圧を計測する工程と、前記総平均電圧と前記所定の周波数の電圧にてヘッド良否判定信号を演算する工程を備え、前記ヘッド良否判定信号にて前記被検査用磁気ヘッドの良否判定を行うことができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、磁気ヘッドの検査方法に関するものである。

ハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと略記する）は、パーソナルコンピュータや、民生機器など多くの機器に情報記録装置として用いられている。ＨＤＤ内部には、記録媒体に記録された磁気信号を検出する磁気抵抗素子を再生素子として搭載する磁気ヘッドが使用されている。近年のハードディスクドライブの高記録密度化に伴い、信号ノイズ比が低下し、記録情報が正常に再生できない、すなわち、ビットエラーレートが悪化するという問題が発生している。それに伴い、ＨＤＤの製造歩留まりの低下や、ＨＤＤの信頼性が確保できないという問題が発生している。即ち、この信号ノイズ比を正確に測定することは、非常に重要であるといえる。

従来の磁気ヘッドの信号ノイズ比の検査方法は、広域の周波数帯域において、ノイズ電圧を測定し、各周波数でのノイズ電圧を積算することによって求められる総ノイズ電圧と、所定の周波数にて書き込まれた信号の１トラック分の総平均電圧との比によって、良否判定する方法がある。（例えば、特許文献１参照。）
特開平２−５２２６７号公報

しかしながら、再生素子のノイズには、特定周波数に特異的に発生するノイズが存在することがある。このような場合、そのノイズが記録媒体から読み取った再生信号と干渉することによって、信号ノイズ比を悪化させるが、このような再生素子自体が特定周波数にノイズを発生する場合、前記従来の構成では、特定周波数に発生するノイズが考慮されていないため、ＨＤＤで性能不良となる磁気ヘッドを十分に判定できず、ＨＤＤの製造歩止まりの低下や、ＨＤＤの信頼性が確保できないという課題を有していた。また、本来であれば、ＨＤＤを組み立てる前に、磁気ヘッドでのビットエラーレートを測定すればよいが、ビットエラーレート測定には、数十分の時間がかかり、非常にコストがかかるという課題を有していた。

従来の課題を解決するために、本発明の請求項１記載の磁気ヘッドの検査方法は、検査対象となる磁気ヘッドにて、記録媒体上に１トラック分のテスト信号を書き込む工程と、前記検査対象となる磁気ヘッドにて、前記記録媒体上の１トラック分のテスト信号を読み出し、前記読み出したテスト信号より総平均電圧を計測する工程と、前記検査対象となる磁気ヘッドにて、前記記録媒体上の前記１トラック分のテスト信号を消去する工程と、前記検査対象となる磁気ヘッドにて、前記書き込み消去したトラックの信号を読み出し、前記読み出した信号より所定の周波数での電圧を計測する工程と、前記総平均電圧と前記所定の周波数の電圧にてヘッド良否判定信号を演算する工程と、前記ヘッド良否判定信号にて前記被検査用磁気ヘッドの良否判定を行う工程とを持つ事を特徴としたものである。

また、本発明の請求項２記載の磁気ヘッドの検査方法は、前記総平均電圧Sは、前記検査対象となる磁気ヘッドから読み出したテスト信号の正側の信号電圧をVpk、前記検査対象となる磁気ヘッドから読み出したテスト信号の負側の信号電圧をVnk、前記記録媒体の１分間あたりの回転数をR、前記テスト信号の周波数をfとした時、

と表記されることを特徴としたものである。

また、本発明の請求項３記載の磁気ヘッドの検査方法は、前記１トラック分のテスト信号を消去する工程は、前記検査対象となる磁気ヘッドにて直流磁界を発生させて行なう事を特徴としたものである。

また、本発明の請求項４記載の磁気ヘッドの検査方法は、前記所定の周波数は、その中心周波数が７５．５ＭＨｚであることを特徴としたものである。

また、本発明の請求項５記載の磁気ヘッドの検査方法は、前記ヘッド良否判定信号は、前記総平均電圧をS、前記所定の周波数の電圧をNとした時、
20 x log(S/N)
と表記されることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６記載の磁気ヘッドの検査方法は、前記被検査用磁気ヘッドの良否判定を行う工程は、前記ヘッド良否判定信号が所定の範囲であれば良品とし、前記所定の範囲でなければ不良と判定する事を特徴とするものである。

また、本発明の請求項７記載の磁気ヘッドの検査方法は、前記所定の範囲が、４３．９ｄＢ以上であることを特徴とするものである。

本発明の磁気ヘッドの検査方法によれば、磁気ヘッドの正確な信号ノイズ比を計測し、良否判定を行うことによって、ＨＤＤの製造歩止まりの向上や、ＨＤＤの信頼性が確保することができる。

以下に、本発明の磁気ヘッドの検査方法の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

図１は、この発明による磁気ヘッドの測定方法の実施例１におけるブロック構成を示すものである。図１において、検査に使用する記録媒体１は検査装置のスピンドルモータ２に装着される。被検査用の磁気ヘッド３は、記録媒体１の面上に配置される。さらに、被検査用の磁気ヘッド３は、増幅器４に接続され、増幅器４は、パーソナルコンピュータ９によって通過する周波数が選択できる帯域通過フィルタ５、およびＡ／Ｄ変換器８に接続される。帯域通過フィルタ５は、実効値変換回路７に接続され、実効値変換回路７は、Ａ／Ｄ変換器８に接続される。なお、パーソナルコンピュータ９は、コントローラ６を通じて、スピンドルモータ２の回転制御、及び被検査用の磁気ヘッド３のトラックの位置制御、帯域通過フィルタ５の周波数帯域等を制御する。

図２は、本実施例１における磁気ヘッド検査方法の処理手順のフローチャートを示すものである。

まず、コンピュータ７から出た指令により、記録媒体１を回転させ、磁気ヘッド１を所定のトラックに移動させた後にテスト信号を書き込み、被検査用の磁気ヘッド３にて正側の信号電圧１１、負側の信号電圧１２を１トラックの記録媒体１上の１周分に渡って検出し、増幅器４、及びＡ／Ｄ変換器８を通じてパーソナルコンピュータ９に取り込み、総平均電圧を得る。

図３は、磁気ヘッドにて計測される一般的な磁気ヘッドの出力信号概念図を示すものである。

ここで、総平均電圧をSとすると、前記被検査用磁気ヘッドから読み取った正側の信号電圧１１をVpk、前記被検査用磁気ヘッドから読み取った負側の信号電圧１２をVnkとした時、

という演算式によって算出される。

ここで、Lは、１トラックの記録媒体１上の１周分の正側、負側のそれぞれのパルス数に相当し、記録媒体１の１分間あたりの回転数をR、前記テスト信号の周波数をfとした時、
L = (60xf)/R
という演算式で得た数値の小数点以下を切り捨てた整数となる。

なお、本実施例１においては、記録媒体１の回転数を５４００ｒｐｍ、テスト信号の周波数を９６．２６ＭＨｚとした。

次に、被検査用の磁気ヘッド３にて、記録媒体上に書かれたテスト信号を消去する。本実施例においては、被検査用の磁気ヘッド３の書き込み素子に直流電流を流し、直流磁界を発生させて、テスト信号を消去した。尚、本実施例１では、被検査用の磁気ヘッド３の書き込み素子によって、直流磁界を発生させてテスト信号を消去したが、交流磁界を発生させてテスト信号を消去してもよい。

次に、帯域通過フィルタ５の中心帯域周波数を、７５．５ＭＨｚに設定する。その後、被検査用の磁気ヘッド３にて電圧を検出し、帯域通過フィルタ５、実効値変換回路７、およびＡ／Ｄ変換器８を通じて、パーソナルコンピュータ９に取り込む。ここで、本実施例１に電圧を測定する際の帯域通過フィルタ５の帯域周波数を７５．５ＭＨｚとした理由を説明する。

図４は、実際にハードディスクドライブにて、悪いビットエラーレートが原因として不良となったＨＤＤに搭載されていた磁気ヘッドのノイズ周波数特性を示すものである。周波数７５．５ＭＨｚにて、特異なノイズが発生していることが明瞭である。よって、上記ノイズ電圧測定周波数は、７５．５ＭＨｚを用いる。

次に、上記総平均電圧と、上記７５．５ＭＨｚにおける電圧を用いて、パーソナルコンピュータ９にてヘッド良否判定信号を演算する。ヘッド良否判定信号は、総平均電圧をS、７５．５ＭＨｚにおける電圧をNとした時、
20 x log(S/N)
という演算式によって演算し、ヘッド良否判定信号を出力する。

次に、このヘッド良否判定信号によって、被検査用磁気ヘッドの良否判定を行う。本実施例においては、ヘッド良否判定信号を演算した同様のパーソナルコンピュータ９にて被検査用磁気ヘッドの良否判定を行う。図５は、実施例１での磁気ヘッドの検査方法において計測されたヘッド良否判定信号とその磁気ヘッドのビットエラーレートの相関図を示すものである。本実施例１では、ビットエラーレート規格の最大１．９７ｘ１０^−３、及び図４中に指名している近似線を用いて、ヘッド良否判定信号が、最小４３．９［ｄＢ］という範囲内では、被検査される磁気ヘッドを良品とし、範囲外では、不良品と判定する。こうすることにより、磁気ヘッドのビットエラーレート測定をして磁気ヘッドの良否判定を行う事に変わって、この方法にて磁気ヘッドの良否判定ができる。

尚、本実施例１ではパーソナルコンピュータ９のディスプレイに、良品の場合は「Ｐａｓｓ」、不良品の場合は「Ｆａｉｌ」と表示させ、作業者が被検査された磁気ヘッドを分別できるようにしてある。

また、本実施例では、ヘッド良否判定信号の演算と被検査用磁気ヘッドの良否判定は同一の装置（パーソナルコンピュータ９）で行なったが、それぞれ別の装置で行なってもよい。

図６は、従来の方法での磁気ヘッドの検査方法にて計測されたヘッド良否判定信号とビットエラーレートの相関図を示すものである。この相関図において、対数近似を行なった場合の相関係数は０．６３６４しかえられない。しかしながら、本実施例１の場合、即ち、図５に示す相関図より対数近似を行なった場合は、相関係数０．９０１７が得られる。

この相関係数の良化は、本発明の実施例１の磁気ヘッド検査方法にて、従来方法より精度よく、磁気ヘッドの良否検査が行なうことができることを示している。

本発明にかかる磁気ヘッドの検査方法は、磁気ヘッドの正確なノイズ信号を計測し、それをもとにヘッド良否判定信号を演算し、その結果より磁気ヘッドの良否判定を行うことによって、ＨＤＤの製造歩止まりの向上や、ＨＤＤの信頼性が確保することができ、磁気ヘッドの検査方法として有用である。また、この磁気ヘッドの検査方法により、短時間にて磁気ヘッドの良否判定を行うことができ、安価な磁気ヘッド、及び安価なＨＤＤを提供できる。

本発明の実施例１、及び実施例２における磁気ヘッドの測定方法のブロック構成図 本発明の実施例１における磁気ヘッドの検査方法の処理手順のフローチャート 一般的な磁気ヘッドの出力信号概念図 不良ヘッドのノイズの周波数特性図 実施例１での磁気ヘッドの検査方法において計測された信号ノイズ比とその磁気ヘッドのビットエラーレートの相関図 従来の方法での磁気ヘッドの検査方法にいて計測された信号ノイズ比と、その磁気ヘッドのビットエラーレートの相関図

符号の説明

１ 記録媒体
２ スピンドルモータ
３ 磁気ヘッド
４ 増幅器
５ 帯域通過フィルタ
６ コントローラ
７ 実効値変換回路
８ Ａ／Ｄ変換器
９ パーソナルコンピュータ
１０ バス
１１ 正側の信号電圧
１２ 負側の信号電圧

Claims (7)

1. 検査対象となる磁気ヘッドにて、記録媒体上に１トラック分のテスト信号を書き込む工程と、
   前記検査対象となる磁気ヘッドにて、前記記録媒体上の１トラック分のテスト信号を読み出し、前記読み出したテスト信号より総平均電圧を計測する工程と、
   前記検査対象となる磁気ヘッドにて、前記記録媒体上の前記１トラック分のテスト信号を消去する工程と、
   前記検査対象となる磁気ヘッドにて、前記書き込み消去したトラックの信号を読み出し、前記読み出した信号より所定の周波数での電圧を計測する工程と、
   前記総平均電圧と前記所定の周波数の電圧にてヘッド良否判定信号を演算する工程と、
   前記ヘッド良否判定信号にて前記被検査用磁気ヘッドの良否判定を行う工程と、
   からなる磁気ヘッドの検査方法。
2. 前記総平均電圧Sは、前記検査対象となる磁気ヘッドから読み出したテスト信号の正側の信号電圧をVpk、前記検査対象となる磁気ヘッドから読み出したテスト信号の負側の信号電圧をVnk、前記記録媒体の１分間あたりの回転数をR、前記テスト信号の周波数をfとした時、
   

   

   と表記されることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの検査方法。
3. 前記１トラック分のテスト信号を消去する工程は、前記検査対象となる磁気ヘッドにて直流磁界を発生させて行なう事を特徴とする前記請求項１記載の磁気ヘッドの検査方法。
4. 前記所定の周波数は、その中心周波数が７５．５ＭＨｚであることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの検査方法。
5. 前記ヘッド良否判定信号は、前記総平均電圧をS、前記所定の周波数の電圧をNとした時、
   20 x log(S/N)
   と表記されることを特徴とする請求項１の磁気ヘッドの検査方法。
6. 前記被検査用磁気ヘッドの良否判定を行う工程は、前記ヘッド良否判定信号が所定の範囲であれば良品とし、前記所定の範囲でなければ不良と判定する事を特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの検査方法。
7. 前記所定の範囲が、４３．９ｄＢ以上であることを特徴とする請求項６記載の磁気ヘッドの検査方法。
   
   

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