JP2011123984A - ディスク駆動装置の生産方法及びその生産方法により生産されたディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク駆動装置の清浄度を向上し、磁気ヘッドがトレースするときの磁気ヘッドと記録ディスクとの隙間を小さくした場合にＴＡ障害の発生率を低く保つことのできる技術を提供する。
【解決手段】ディスク駆動装置の生産方法において、組立工程では、第１クリーンルーム１０１内で、ベース部材１２に少なくとも軸受ユニット３０と駆動ユニット１４とハブ２６とを組み付けてサブアセンブリ２８を組み立てる。洗浄工程では、第２クリーンルーム２０１内で、サブアセンブリ２８を洗浄する。密封工程では、サブアセンブリ２８を密封部材により密封する。第１クリーンルーム１０１と第２クリーンルーム２０１との間には、サブアセンブリ２８を移動させるための連通口１０３が設けられ、第２クリーンルーム２０１内の気圧は第１クリーンルーム１０１内の気圧以上である。
【選択図】図４

Description

本発明は、ディスク駆動装置の生産方法及びその生産方法により生産されたディスク駆動装置、特にパーティクルの付着量が低減されるディスク駆動装置の生産方法及びその生産方法により生産されたディスク駆動装置に関する。

近年、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などのディスク駆動装置は、小型化および大容量化が求められるようになった。例えば磁気的にデータを記録するディスク駆動装置は、記録トラックを有する記録ディスクを高速で回転させておき、磁気ヘッドがその記録トラックの上を僅かな隙間を保って浮上しながら、データのリードおよびライトを実行する。このようなディスク駆動装置を小型化および大容量化するためには、記録トラックの幅を狭くする必要がある。また、この記録トラックの幅の狭小化に伴い、磁気ヘッドと記録ディスクとの隙間をさらに狭くする必要が生じている。その磁気ヘッドと記録ディスクとの隙間は例えば、１０ｎｍ以下の極めて狭い隙間にすることが求められている。

また、ディスク駆動装置の小型化のため、磁気ヘッドに磁気抵抗効果型素子(以下、ＭＲ素子という)が用いられている。その一方で、ＭＲ素子が微少な隙間で用いられることにより、サーマルアスペリティ障害（以下、ＴＡ障害という）やヘッドクラッシュ障害が磁気ヘッドに発生するおそれがある。具体的にＴＡ障害とは、磁気ヘッドの浮上トレース中にＭＲ素子に記録ディスク表面上の微小な異物が接触して、それらの異物の運動エネルギーによりＭＲ素子に瞬間的に熱が生じ、ＭＲ素子が瞬間的に加熱または冷却されて、ＭＲ素子の抵抗値が瞬間的に変動し、変動した抵抗値が再生信号にノイズとして重畳され、正確な再生信号の読み出しが阻害されてしまうことをいう。

本発明者による検討の結果、ＴＡ障害はディスク駆動装置に付着していた０．１μｍ〜数μｍ程度の異物（以下、パーティクル「ｐａｒｔｉｃｌｅ」という）が、振動や空気の流れなどにより、記録ディスク表面に付着することにより発生しているとの知見を得た。ここで特許文献１には、ベースなどの各種部品を洗浄する洗浄装置が記載されている。

特開平７−１２４５２９号公報

しかし、ベースを洗浄したとしても、ベースに軸受ユニットおよびハブなどの部品を組み付ける工程でパーティクルが付着することがある。例えば第１のケースには、組み立て設備や工具又は作業者の手先に付着していたパーティクルがディスク駆動装置に移る場合がある。
また、第２のケースには、ベースに軸受ユニットおよびハブなどを組み付ける際に接着剤を用いる場合に、この接着剤に含まれる成分が飛散してベース、軸受ユニットおよびハブの表面に付着してパーティクルとなることがある。
第３のケースには、駆動ユニットなどの電気配線の接続のために、例えば半田付けおよび溶接を用いる場合に、半田付けおよび溶接の際にパーティクルが飛散してベース、駆動ユニットおよびハブの表面に付着してパーティクルとなることがある。

このように組み付け時に付着したパーティクルは、従来のディスク駆動装置の生産方法では除去できず、一般的なディスク駆動装置の内部の清浄度の水準は低かった。パーティクルが多く残留すると、磁気ヘッドが浮上する隙間を小さくした場合にＴＡ障害の発生率が高くなり、ディスク駆動装置の小型化および大容量化の障害となっていた。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ディスク駆動装置の清浄度を向上し、磁気ヘッドがトレースするときの磁気ヘッドと記録ディスクとの隙間を小さくした場合にＴＡ障害の発生率を低く保つことのできる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様はディスク駆動装置の生産方法に関する。このディスク駆動装置の生産方法は、第１クリーンルーム内で、ベース部材に少なくとも軸受ユニットと駆動ユニットとハブとを組み付けてサブアセンブリを組み立てる組立工程と、第２クリーンルーム内で、サブアセンブリを洗浄する洗浄工程と、サブアセンブリを密封部材により密封する密封工程と、を含み、第１クリーンルームと第２クリーンルームとは、サブアセンブリを移動させるための連通口により連通されており、第２クリーンルーム内の気圧は、前記第１クリーンルーム内の気圧以上である。

この態様によると、生産するときにディスク駆動装置に付着するパーティクルを低減できる。

本発明の別の態様はディスク駆動装置に関する。このディスク駆動装置は、第１クリーンルーム内で、ベース部材に少なくとも軸受ユニットと駆動ユニットとハブとを組み付けてサブアセンブリを組み立てる組立工程と、第２クリーンルーム内で、サブアセンブリを洗浄する洗浄工程と、サブアセンブリを密封部材により密封する密封工程と、を含み、第１クリーンルームと第２クリーンルームとの間には、サブアセンブリを移動させるための連通口が設けられ、第２クリーンルーム内の気圧は第１クリーンルーム内の気圧以上であるディスク駆動装置の生産方法を用いて生産される。

この態様によると、生産するときにディスク駆動装置に付着するパーティクルを低減したディスク駆動装置を提供できる。

実施形態に係るディスク駆動装置の生産方法を用いて組み立てられたディスク駆動装置の上面図である。 実施形態に係るディスク駆動装置のサブアセンブリを示す上面図である。 実施形態に係るディスク駆動装置の一部を示す断面図である。 実施形態に係るディスク駆動装置の生産方法の各工程を示す図である。 図５Ａは実施形態に係るカバー部材の断面図であり、図５Ｂは実施形態に係るカバー部材をサブアセンブリに取り付けた状態を示す断面図である。 実施形態に係るカバー部材の変形例をサブアセンブリに取り付けた状態を示す断面図である。 実施形態に係るサブアセンブリの一部を拡大して示す断面図である。 従来の生産方法で生産されたディスク駆動装置の清浄度を表す図である。 実施形態に係るディスク駆動装置の生産方法で生産されたディスク駆動装置の清浄度を表す図である。

図１は、実施形態に係るディスク駆動装置１０の生産方法を用いて組み立てられたディスク駆動装置１０の上面図である。なお、図１は、内部構成を露出させるためにトップカバーを取り外した状態を示す。本図では、ディスク駆動装置１０の一例としてＨＤＤを示す。

ディスク駆動装置１０は、ベース部材１２、駆動ユニット１４、アーム軸受部１６、ボイスコイルモータ１８、記録ディスク２０、スイングアーム２２、磁気ヘッド２４およびハブ２６を備える。ベース部材１２の上面には、駆動ユニット１４、アーム軸受部１６、ボイスコイルモータ１８などが載置される。記録ディスク２０は、磁気的にデータを記録することができる。記録ディスク２０はハブ２６に搭載される。

駆動ユニット１４は、ハブ２６を支持し、記録ディスク２０を回転駆動する。駆動ユニット１４は、スピンドルモータであってよい。アーム軸受部１６は、スイングアーム２２をスイング自在に支持する。ボイスコイルモータ１８は外部からの制御データにしたがってスイングアーム２２をスイングさせる。スイングアーム２２の先端には磁気ヘッド２４が取り付けられている。磁気ヘッド２４は可動範囲ＡＢ内で移動する。

ディスク駆動装置１０が稼働状態にある場合、磁気ヘッド２４はスイングアーム２２のスイングに応じて記録ディスク２０の表面を僅かな隙間を介して可動範囲ＡＢ内を移動し、データをリードおよびライトする。なお、図１において、点Ａは記録ディスク２０の最外周の記録トラックの位置に対応する点であり、点Ｂは記録ディスク２０の最内周の記録トラックの位置に対応する点である。スイングアーム２２は、ディスク駆動装置１０が停止状態にある場合には記録ディスク２０の径方向外側に設けられる待避位置に移動してもよい。

図２は、実施形態に係るディスク駆動装置１０のサブアセンブリ２８を示す上面図である。サブアセンブリ２８は、洗浄の対象となる。サブアセンブリ２８は、ベース部材１２に軸受ユニット３０やハブ２６等を取り付けた状態のディスク駆動装置１０であって、ボイスコイルモータ１８スイングアーム２２などは取り付けられていない。そして、洗浄後のサブアセンブリ２８に対して、記録ディスク２０、磁気ヘッド２４、スイングアーム２２、アーム軸受部１６、ボイスコイルモータ１８およびトップカバーを取り付けてディスク駆動装置１０が完成させられる。

図３は、実施形態に係るディスク駆動装置１０の一部を示す断面図である。図３は、図２のＭ−Ｎで示すカットラインに沿った断面を示す。図３は、ハブ２６およびシャフト３が一体となって回転する、シャフト回転型のディスク駆動装置１０の構造を示す。ディスク駆動装置１０は、軸受ユニット３０をさらに備える。また、ディスク駆動装置１０は、固定体部および回転体部を含んで構成される。なお、破線で図示する部材は、サブアセンブリ２８には取り付けられていない部材である。

固定体部は、ベース部材１２と、ステータコア８と、コイル６と、スリーブ２と、カウンタープレート４２とを含んで構成される。ベース部材１２の略中央には上方に突出する円筒部が形成される。ベース部材１２は、例えば、アルミダイキャストで製作された母材を切削加工することができる。具体的には、アルミダイキャストで製作された母材にエポキシ樹脂のコーティングをして、寸法精度が必要な部分に切削加工をすることにより形成してよい。ベース部材１２は、軸受ユニット３０を介してハブ２６を回転自在に支持する。

スリーブ２は円筒状に形成され、金属材料または導電性を有する樹脂材料で形成される。スリーブ２は、ベース部材１２の円筒部の内壁面に固定されている。スリーブ２の一方の端部には、円盤状のカウンタープレート４２が固着され、潤滑剤が外部に漏れないように封止している。

ステータコア８は、円環部と、そこから径方向外側に延伸された複数の突極とを備える。ステータコア８は、ベース部材１２の円筒部の外壁面に固定される。ステータコア８は、ケイ素鋼板等の磁性板材が複数枚積層された後、表面に電着塗装や粉体塗装等による絶縁コーディングを施して形成される。また、ステータコア８は、径方向外向きに突出する複数の突極を有するリング状の部材である。３相のコイル６は、ステータコア８の各突極に巻き線されて形成される。なお、コイル６を形成する巻き線の端末は、ベース部材１２の底面に配設されたＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）に電気的に接続される。

回転体部は、ハブ２６、シャフト３、フランジ９、マグネット７を含んで構成される。ハブ２６は、略カップ形状の部材であり、記録ディスク２０を載置する。

ハブ２６は、軟磁性を有する鉄鋼板がプレス加工や切削加工などにより加工されて、形成される。例えば、鉄鋼板をプレス加工した後にニッケルメッキを施してもよく、ステンレス鋼（例えば大同特殊鋼製ＤＨＳ１）を切削加工してもよい。ハブ２６は、中心孔と同心の円盤部２６ａと、円盤部２６ａの外径下端から径方向外側に延出する外延部２６ｂとを有している。ベース部材１２とハブ２６との間には、外部に開放される周状の隙間４４が形成される。

ドーナツ形状のクランパー３４は、スクリュー３５によってハブ２６に固定される。外延部２６ｂには、ドーナツ形状の記録ディスク２０が載置される。載置された記録ディスク２０の上にはクランパー３４が載せられ、記録ディスク２０が固定される。すなわち、クランパー３４およびスクリュー３５は、記録ディスク２０の係止手段として機能する。

外延部２６ｂの内壁面２６ｃにリング状のマグネット７が固定される。マグネット７は、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（ネオジウム−鉄−ボロン）系の材料で形成され、その表面は電着塗装またはスプレー塗装による防錆処理が施される。例えばマグネット７の内周面は１２極に着磁される。

シャフト３はスリーブ２に内挿される。シャフト３の上側の端部がハブ２６の中心孔に固定され、シャフト３の下側の端部が円盤状のフランジ９に固定される。フランジ９は、スリーブ２とカウンタープレート４２により形成されるフランジ収納空間部に配置される。

軸受ユニット３０は、シャフト３、フランジ９、スリーブ２及びカウンタープレート４２とを含んで構成される。軸受ユニット３０は、ラジアル動圧軸受部、スラスト動圧軸受部およびキャピラリーシール部１３を有する。ラジアル動圧軸受部は、ラジアル動圧溝３６および潤滑剤を有する。スラスト動圧軸受部は、スラスト動圧溝４０および潤滑剤を有する。ラジアル動圧溝３６は、ヘリングボーン形状に形成され、スリーブ２の内周面に上下に離間して形成される。また、スラスト動圧溝４０は、ヘリングボーン形状またはスパイラル形状に形成され、スリーブ２の下面３８に対抗するフランジ９の面と、カウンタープレート４２と対抗するフランジ９の面とに形成される。

キャピラリーシール部１３は、スリーブ２の上方の開放端側に設けられ、スリーブ２の内周面とシャフト３の外周面との隙間が上方の開放端に向かって徐々に拡がるように形成される。上述したラジアル動圧溝３６、スラスト動圧溝４０、およびキャピラリーシール部１３とそれに対向する面によって形成される空間には、オイルなどの潤滑剤が注入される。キャピラリーシール部１３は、潤滑剤の漏れ出しを毛細管現象により防止する。

シャフト３が回転することにより、ラジアル動圧溝３６は、潤滑剤にラジアル動圧を発生し、回転体部をラジアル方向に支持する。またフランジ９が回転することにより、スラスト動圧溝４０は潤滑剤にスラスト動圧を発生し、回転体部をスラスト方向に支持する。

駆動ユニット１４は、ステータコア８と、コイル６と、マグネット７とを含んで構成される。所定の駆動回路により３相の駆動電流がコイル６に通電されると、コイル６は回転磁界を発生する。マグネット７の駆動用磁極と、コイル６から発生された回転磁界との相互作用により回転駆動力が生じ、回転体部が回転する。

図４は、実施形態に係るディスク駆動装置１０の生産方法の各工程を示す図である。図４では、図面左側から図面右側に向かって工程が進行されている。ディスク駆動装置１０の生産方法は、第１クリーンルーム１０１内でベース部材１２に少なくとも軸受ユニット３０と駆動ユニット１４とハブとを組み付けてサブアセンブリ２８を組み立てる組立工程と、第２クリーンルーム２０１内にてサブアセンブリ２８を洗浄する洗浄工程と、サブアセンブリ２８を密封部材により密封する密封工程と、を含む。

実施形態では、組立工程は、第１クリーンルーム１０１内で行われる。洗浄工程は、第２クリーンルーム２０１内で行われる。それぞれのクリーンルームは、それぞれ清浄空気が満たされている。第１クリーンルーム１０１および第２クリーンルーム２０１は外部の雰囲気と比較して陽圧されていてよい。第１クリーンルーム１０１と第２クリーンルーム２０１とは、連通口１０３により連通されている。サブアセンブリ２８は、第１クリーンルーム１０１から第２クリーンルーム２０１へ連通口１０３を通って移動させられる。

第２クリーンルーム２０１内の気圧は、第１クリーンルーム１０１内の気圧以上である。第２クリーンルーム２０１内の気圧は、第１クリーンルーム１０１内の気圧と比較して陽圧に調整されている。組立工程において生じたパーティクルが、第１クリーンルーム１０１内で浮遊することがある。第２クリーンルーム２０１内を陽圧に設定することで、第１クリーンルーム１０１内のパーティクルが、第２クリーンルーム２０１内に進入する可能性を低減する。

搬送装置１０２が第１クリーンルーム１０１に設けられている。例えば搬送装置１０２は、ベルトコンベアである。図４に示す搬送装置１０２は、搬送路を時計回り方向にベルトを移動させ、所定速度でベース部材１２等を搬送する。ベース部材１２、軸受ユニット３０、ハブ２６および駆動ユニット１４などが搬入口（不図示）から第１クリーンルーム１０１に入れられる。

まず組立工程では、ベース部材１２に、軸受ユニット３０と駆動ユニット１４とハブ２６が順に取り付けられてサブアセンブリ２８が組み立てられる。この際に半田付けや接着を用いると、サブアセンブリ２８には、半田付けに起因する無機粒子系パーティクル、および接着剤に起因する炭化水素系パーティクルがサブアセンブリ２８に付着する可能性がある。次に、サブアセンブリ２８は、搬送装置１０２により第２クリーンルーム２０１に搬送される。サブアセンブリ２８は、搬送装置１０２から搬送装置２０２に載せ替えられる。

実施形態に係る洗浄工程では搬送装置２０２が用いられる。例えば搬送装置２０２はベルトコンベアである。図４に示す搬送装置２０２は、搬送路を時計回り方向にベルトを移動させ、所定速度でサブアセンブリ２８を搬送する。また、洗浄工程では、洗浄液２２８として所定の量の純水を満たした洗浄槽２３６が用いられる。純水による洗浄は、洗浄した後にすすぎを必要としない点で有利である。純水以外にも、界面活性剤を含む洗浄液２２８または炭化水素系の洗浄液２２８を用いてもよい。これらはパーティクルの洗浄力が優れている点で有利である。

搬送装置２０２は、サブアセンブリ２８を反転して、ベース部材１２が上でハブ２６が下となり、ベース部材１２の下面が水平な姿勢（以下、反転姿勢という）で搬送して、洗浄液２２８中にサブアセンブリ２８を入れる。サブアセンブリ２８は、ベース部材１２の下面が水平に近い姿勢で、反転姿勢を保持するように洗浄液２２８中に入れられる。この場合、ベース部材１２とハブ２６との隙間４４からサブアセンブリ２８の内部に侵入する洗浄液２２８の量を低減し得る。サブアセンブリ２８は洗浄槽２３６の中を図面右側に向かって搬送され、洗浄液２２８の中で洗浄される。これにより、組立工程でサブアセンブリ２８に付着したパーティクルが除去される。

洗浄後にサブアセンブリ２８の表面に洗浄液が残留すると、残留した洗浄液がハブ２６およびベース部材１２と反応して、ハブ２６およびベース部材１２の表面を変質させることがある。この変質したハブ２６およびベース部材１２の表面が、剥離してパーティクルとなり、ＴＡ障害の原因となることがある。このため洗浄工程後に、除水工程および乾燥工程を設けて残留した洗浄液を低減する。

次に、実施形態では、乾燥工程の前に除水工程を設けている。搬送装置２０２は、除水装置２１４にサブアセンブリ２８を搬送する。除水工程では除水装置２１４により温風をサブアセンブリ２８に吹き付けて、サブアセンブリ２８の表面に付着した水分を取り除く。除水工程で水分を取り除くことで乾燥工程での乾燥時間を短くして生産性を向上し得る。

次に、サブアセンブリ２８は、除水装置２１４から高温槽３０１に移動させられる。乾燥工程では高温槽３０１が用いられる。高温槽３０１の内部は、６０℃〜１２０℃に保たれた清浄空気で満たされている。サブアセンブリ２８は、高温槽３０１内に６０分〜１２０分間入れられて、加熱されながら乾燥される。加熱しながら乾燥することにより残留した洗浄液２２８を効率良く取り除くことができる。

サブアセンブリ２８を高温槽３０１に入れておく時間を６０分以上に設定することで、残留した洗浄液２２８を取り除いて、サブアセンブリ２８の表面の変質を生じにくくする。またサブアセンブリ２８を高温槽３０１に入れておく時間を１２０分以下に設定することで、作業効率の低下を抑える。高温槽３０１の内部温度を６０℃以上に保つことで乾燥時間を短くすることができ、１２０℃以下に保つことで潤滑剤の蒸発を抑えることができる。

次に、乾燥工程後に空気中に浮遊するパーティクルがサブアセンブリ２８に再付着する可能性がある。また、空気中の水分がハブ２６やベース部材１２と反応して表面を変質させる可能性がある。そこで実施形態に係るディスク駆動装置１０の生産方法は、サブアセンブリ２８を清浄空気で密封する密封工程を有し、パーティクルの再付着および表面の変質する可能性を低減する。

乾燥工程後のサブアセンブリ２８は、密封工程に移行する。密封部材は、２枚のトレイと、所定の気密性を有する袋を有する。密封工程では、サブアセンブリ２８は、トレイ４０１およびトレイ４０２により全体を囲むように狭持される。そして、挟持されたサブアセンブリ２８は、袋４０３により包まれる。その後、袋４０３の内部の空気を抜いて、袋４０３の入口４０３ａを閉じる。

例えばトレイをＰＥＴ（polyethylene terephthalate）で形成した場合は、トレイは、ハブ２６およびベース部材１２より硬度が低くなり、サブアセンブリ２８をほとんど傷つけない点で有利である。例えば密封部材をＰＥＴで形成した場合は、所定の気密性を確保しやすい点で有利である。例えば袋４０３の入口４０３ａを加熱圧着して閉じる方法は、閉じる際にパーティクルを発生しにくい点で有利である。なお、所定の気密性とは、初期の袋４０３の内部気圧を０．８（ａｔｍ）とすれば、大気中に袋４０３を２４時間放置した後の内部気圧が０．９（ａｔｍ）以下である気密性をいう。

密封工程後、サブアセンブリ２８は、排出口（不図示）から排出される。そして、サブアセンブリ２８は、組み立て最終工程に移行し、第３クリーンルーム（不図示）内で密封部材が取り外され、記録ディスク２０、磁気ヘッド２４、スイングアーム２２、アーム軸受部１６、およびボイスコイルモータ１８を取り付けられる。その後、清浄な空間で全体を覆うトップカバーを取り付けてディスク駆動装置１０が完成する。

サブアセンブリ２８は、洗浄工程において僅かな空隙を生じることがある。特に超音波を用いて洗浄した場合に、サブアセンブリ２８に上下面を連通する空隙が生じる可能性がある。例えば空隙は、ベース部材１２の中央孔にスリーブ２を嵌合している箇所、コイル６の巻き線を通すためのベース部材１２のワイヤ孔などに生じる可能性がある。サブアセンブリ２８に僅かでも空気が出入りし得る空隙があると、パーティクルを含んだ非清浄な空気が、組み立て後のディスク駆動装置１０の内部に侵入する。パーティクルが侵入すると、ＴＡ障害が生じる課題がある。この課題に対応して、乾燥工程後で密封工程の前に、サブアセンブリ２８に空隙が生じているかどうかを確認する工程を含んでよい。これにより、空隙が生じたサブアセンブリ２８を不良品とすることで、空隙が生じたサブアセンブリ２８の生産を低減することができる。なお、この確認工程は、乾燥工程後に実行される。

例えば、サブアセンブリ２８および空間形成部材により所定の空間を画定し、この所定の空間に大気圧より高い気圧の清浄空気を満たす。そして、所定の空間の気圧の低下速度を予め定めた基準をもとにサブアセンブリ２８に空隙が生じているかどうかを確認する。この方法は、パーティクルを発生しにくい点で有利である。

洗浄工程において、サブアセンブリ２８のコイル６の巻き線が断線することがある。特に超音波を用いて洗浄した場合に、コイル６の巻き線の端部が超音波に共振して断線を生じることがある。コイル６の巻き線が断線すると、回転が不安定になり、最悪の場合ディスク駆動装置１０が駆動しないことがある。そこで、乾燥工程後で密封工程の前に、コイル６の抵抗値を確認する工程を含んでよい。これにより、コイル６の巻き線の断線を検出できる。

例えば、サブアセンブリ２８のＦＰＣの端子を、コイル６の抵抗値を確認するための駆動回路に接続する。そして、駆動回路を駆動し、回転時の電流の大きさや電流の変動の状況を予め定めた基準をもとに、コイル６の抵抗値を確認する。この方法は、パーティクルを発生しにくい点で有利である。

サブアセンブリ２８に付着したパーティクルのうち、比較的大きいパーティクルは容易には除去できないことがある。この課題に対応して、洗浄工程は、純水と空気の混合体をサブアセンブリ２８に吹き付けて洗浄する洗浄工程を含んでよい。この結果、パーティクルを除去するための大きな運動エネルギーを与えることができ、質量の大きなパーティクルを除去することができる。

純水粒子の運動エネルギーは、純水粒子の質量と速度の二乗の積により算出されるため、純水の粒径と噴出速度、つまり空気の圧縮度を調整することで運動エネルギーを調整することができる。実験によって、純水粒子の粒径を２０〜８０μｍとし、純水粒子の噴出速度を２０〜８０ｍ／ｓとしてサブアセンブリ２８を洗浄することにより、比較的質量の大きなパーティクルを除去できるという結果を得た。

純水を用いて洗浄すると、その後に、揮発性の洗浄液を用いて洗浄した場合より液体を除去するための時間がかかるという課題がある。この課題に対応して、洗浄工程は、サブアセンブリ２８に振動または衝撃を加えつつ清浄空気を吹き付けて洗浄する洗浄工程を含んでよい。例えば、サブアセンブリ２８に振動および衝撃を加えると、付着したパーティクルが浮き上がり、清浄空気を吹き付けることによって、浮き上がったパーティクルがサブアセンブリ２８から離れる。そして、サブアセンブリ２８から離れたパーティクルを吸引装置により吸い出すことで、サブアセンブリ２８を洗浄できる。この場合、洗浄後に水分を除去する手間が必要なくなる。

清浄空気を吹き付けて洗浄する洗浄工程において、加えられる振動および衝撃の大きさは、サブアセンブリ２８の機能を損なわないレベルに定められる。これはディスク駆動装置の機能を低下させない点で有利である。実験によって、衝撃の大きさは２００Ｇ以下でサブアセンブリ２８の機能を損なわず、１００Ｇ以上の衝撃を加えることにより効果的にパーティクルを浮き上がらせることができるという結果を得た。また、サブアセンブリ２８を反転姿勢にして清浄空気を吹き付けて洗浄してよい。浮き上がったパーティクルが、トップカバーに密閉されるサブアセンブリ２８の表面に再付着しにくい点で有利である。また、吹き付ける清浄空気は、イオナイズドエアーであってよい。これにより、サブアセンブリ２８に帯電した静電気を低減して、パーティクルの再付着を抑制できる。

サブアセンブリ２８を洗浄液２２８中に入れて洗浄すると、洗浄液２２８がベース部材１２とハブ２６との隙間４４からサブアセンブリ２８の内部に侵入することがある。サブアセンブリ２８の内部とは、駆動ユニット１４が配置され、ハブ２６とベース部材１２とにより囲まれた空間をいう。サブアセンブリ２８の内部に侵入した洗浄液２２８を除去するには、長時間かかり、作業効率が悪くなる課題がある。この課題に対応して、洗浄工程の前に、ベース部材１２とハブ２６との隙間４４に取り外し可能なカバー部材５０を取り付ける工程を含んでよい。この結果、サブアセンブリ２８の内部に洗浄液２２８が侵入することを抑えることができる。

カバー部材５０は、洗浄工程後で除水工程前にサブアセンブリ２８から取り外される。取り外したカバー部材５０は再利用する。なお、ベース部材１２およびハブ２６のカバー部材５０に覆われた領域は、洗浄されない。そこで、カバー部材５０はハブ２６の外周円筒部を覆わない形状としてもよい。この結果、ハブ２６のカバー部材５０に覆われた領域を小さくすることができる。ハブ２６の外周円筒部は、記録ディスク２０の中央孔の内周が嵌められる部分である。

図５Ａは、実施形態に係るカバー部材５０の断面図である。図５Ｂは、実施形態に係るカバー部材５０をサブアセンブリ２８に取り付けた状態を示す断面図である。カバー部材５０は、隙間４４に応じて円環状に形成される。カバー部材５０は、金属材料、プラスチックの樹脂材料またはゴム材料であってよい。カバー部材５０にゴム材料を用いると、安価で加工が容易となる。

次に、カバー部材５０を取り付ける際に、ベース部材１２およびハブ２６に傷を付ける可能性がある。傷つけないようにゆっくりと作業すると、作業効率が悪くなるという課題がある。この課題に対応して、カバー部材５０はプラスチックの樹脂材料で形成してもよい。樹脂材料はベース部材１２およびハブ２６を形成する金属と比べて硬度が低いため、カバー部材５０を樹脂材料で生成することで、ベース部材１２およびハブ２６に傷を付ける可能性を低くすることができる。

洗浄中にカバー部材５０が外れるという課題がある。この課題に対応して、カバー部材５０は弾性体で形成してもよい。例えば、カバー部材５０は弾性を有するゴム様の材料で形成する。カバー部材５０のハブ２６を環囲する内周に凸条を設ける。カバー部材５０は凸条がハブ２６と接触する。この結果、洗浄中にカバー部材５０が外れる課題は軽減される。

次に、洗浄液２２８がサブアセンブリ２８の内部に侵入する量を一層低減したいという課題がある。この課題に対応して、カバー部材５０を取り付ける工程は、ベース部材１２とハブ２６との隙間４４に液状の樹脂６０を塗布し、その液状の樹脂を硬化させてもよい。

図６は、実施形態に係るカバー部材５０の変形例をサブアセンブリ２８に取り付けた状態を示す断面図である。図６には、隙間４４に液状の樹脂６０を塗布し、液状の樹脂６０を硬化させた状態を示す。

まず、液状の樹脂６０が隙間４４に塗布されて、隙間４４が塞がれる。そして、液状の樹脂６０が７０℃程度に加熱されて、硬化される。樹脂６０が硬化してカバー部材５０となる。洗浄工程後に樹脂６０からなるカバー部材５０を取り外す。これにより、サブアセンブリ２８を洗浄液２２８の中に入れた場合に、洗浄液２２８がサブアセンブリ２８の内部へ侵入する量を一層低減することができる。

樹脂６０の硬化に時間がかかると、硬化する前に液状の樹脂６０が拡がることがある。樹脂６０が拡がると、樹脂６０を取り外す手間が増すという課題がある。この課題に対応して、液状の樹脂６０は、紫外線を照射することで硬化されてよい。いわゆる紫外線硬化型の樹脂は、紫外線を照射すると加熱させて硬化させる樹脂より短い時間で硬化する。この結果、液体の樹脂６０が拡がることを抑えることができる。

次に、作業効率を改善するため、効率的にパーティクルを除去したいという課題がある。この課題に対応して、洗浄工程は、超音波をサブアセンブリ２８に照射して洗浄してよい。この結果、超音波のキャビテーション効果により、パーティクルを効率的に除去できる。なお、超音波の周波数は４０ＫＨｚ（キロヘルツ）以上とすることで、過剰なキャビテーション効果によるサブアセンブリ２８の浸食が軽減できる。

本発明者は、ＴＡ障害の主な発生原因は、トップカバーに密閉される側のハブ２６およびベース部材１２の表面に付着したパーティクルであるとの知見を得た。そこで、超音波発生器が、洗浄中のサブアセンブリ２８のハブ２６と対向する位置に配設されてもよい。図４に示すように、超音波発生器２３０、超音波発生器２３１および超音波発生器２３２は、洗浄槽２３６の底の方の位置に、超音波を上向きに出力するように配設する。この場合に、サブアセンブリ２８は反転姿勢で洗浄液２２８の中に浸して洗浄する。これにより、トップカバーに密閉される側のハブ２６およびベース部材１２の表面に付着したパーティクルが効率的に除去できる。

次に、サブアセンブリ２８は、孔など形成された複雑な形状である。比較的低い周波数の超音波洗浄は、キャビテーション効果が大きく、質量の大きなパーティクル、および強固に付着したパーティクルの除去に適している。一方、比較的高い周波数の超音波洗浄は、孔など形状のパーティクル除去に適している。そこで、洗浄工程は、純水の洗浄液２２８の中で、２種類以上の周波数の超音波をサブアセンブリ２８に照射して洗浄してよい。

例えば、使用する超音波は、４０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚ程度の周波数の中から、比較的低い周波数と比較的高い周波数に選択される。少なくとも高低２種類の周波数による超音波洗浄を実施することにより、質量の大きなパーティクルおよび孔などにある質量の小さなパーティクルの除去ができる。

具体的には、洗浄工程において、洗浄槽２３６の底部には、４０ｋＨｚの超音波を発生する超音波発生器２３０、６８ｋＨｚの超音波を発生する超音波発生器２３１、１３２ｋＨｚの超音波を発生する超音波発生器２３２が配置されている。各超音波発生器２３０，２３１，２３２は、搬送されてくるサブアセンブリ２８に対して超音波洗浄を施す。これにより、サブアセンブリ２８に付着した大きさの異なるパーティクルを効率的に除去できる。また、同一の洗浄槽２３６内で周波数の異なった超音波を同時にサブアセンブリ２８に照射して超音波洗浄を施すことにより、これらの超音波の振動が洗浄液２２８に発生する。その結果、サブアセンブリ２８の表面を均一に洗浄することができる。また、洗浄槽を超音波洗浄の周波数ごとに分離する場合と比べて、スペース効率を向上でき、設備コストを抑えることができる。

大きなパーティクルの陰に小さいパーティクルが付着している場合がある。この場合に、小さいパーティクルを効率的に除去するために、先に大きなパーティクルを除去することが好ましい。そこで、洗浄工程は、サブアセンブリ２８に対して洗浄を開始した時間帯に作用させた超音波の周波数より、そのサブアセンブリ２８に対して洗浄を終了する前の時間帯に作用させた超音波の周波数が高くなるようにしてよい。これにより、先に大きなパーティクルが除去され、大きさの異なるパーティクルを効率的に除去できる。

次に、純水と親和性が低い炭化水素系のパーティクルが付着していることがある。そこで、洗浄工程は、アルカリイオン水の洗浄液２２８の中で超音波をサブアセンブリ２８に照射したアルカリ洗浄工程を含んでよい。この結果、アルカリイオン水を用いた洗浄では、炭化水素系のパーティクルを効率的に除去できる。アルカリイオン水は、マイナスイオンを多く持つため、炭化水素系のパーティクルとよく反応する。また、アルカリイオン水は、表面張力が低いため、サブアセンブリ２８に形成された孔などの内部に浸透し、純水とは異なったパーティクルの除去効果を発揮できる。

なお、アルカリイオン水のｐＨ（power of Hydrogen）は１０以上であれば、純水とは異なるパーティクルの除去効果が期待できる。また、アルカリイオン水に対する空気の溶解度が５％以下であれば、超音波の洗浄効果を向上させることができる。アルカリイオン水に対する空気の溶解度が２％以上であれば、そのアルカリイオン水を容易に生成できる。

洗浄液２２８の中でサブアセンブリ２８を次々に洗浄すると、剥離したパーティクルが洗浄液２２８の中に浮遊する。その浮遊するパーティクルは、サブアセンブリ２８に再付着して、洗浄効果が低下する課題がある。この課題に対応して、洗浄工程は、サブアセンブリ２８が洗浄液２２８の中で搬送されながら洗浄され、洗浄液２２８がサブアセンブリ２８の搬送方向の逆方向に流れていてよい。このとき、洗浄工程において、洗浄液２２８に同時に複数のサブアセンブリ２８を入れないようにしてよい。

具体的には、洗浄工程において、洗浄槽２３６内のサブアセンブリ２８の投入側である端部Ｌに洗浄液２２８を吸い上げるポンプ（不図示）を設ける。このポンプで吸い上げられた洗浄液２２８は、フィルタにより浮遊するパーティクル等の異物が除かれ、洗浄槽２３６のサブアセンブリ２８の取り出し側の端部Ｒに設けられた吐出ノズル（不図示）から吐出される。この浄化処理により洗浄槽２３６内にはサブアセンブリ２８の搬送方向と逆方向の水流が生じる。したがって、サブアセンブリ２８から除かれたパーティクルは、この水流に乗ってサブアセンブリ２８から遠ざかり、フィルタで除去される。その結果、パーティクルがサブアセンブリ２８に再付着する可能性を低くすることができる。

図７は、実施形態に係るサブアセンブリ２８の一部を拡大して示す断面図である。ベース部材１２とハブ２６との間には、外部に開放される周状の隙間５５を有する。隙間５５は、ハブ２６の外延部２６ｂの外周面と、それに対向するベース部材１２の面と、により形成される。洗浄液２２８が、ベース部材１２とハブ２６との隙間５５からサブアセンブリ２８の内部に侵入し、隙間５５に残る。洗浄液２２８が残留すると、ベース部材１２およびハブ２６の表面を酸化して、パーティクルが生じる課題がある。一方、カバー部材５０を取り付けてサブアセンブリ２８を洗浄する場合、カバー部材５０の取り付けおよび取り外しが煩瑣となる課題がある。これらの課題に対応して、隙間５５は、隙間５５の外部に開放される側を下方に向けてサブアセンブリ２８を純水に浸した場合に隙間５５から純水が侵入することを防ぐような形状に形成される。これにより、カバー部材５０を取り付けなくとも、ベース部材１２とハブ２６との隙間５５から侵入する純水の量が低減される。

例えば、隙間５５の開放端５５ａの間隔ｄと、サブアセンブリ２８を純水に入れたときの隙間５５の開放端５５ａの水深ｈと、について以下の条件を満たすよう洗浄する。開放端５５ａにおける純水の水圧と、サブアセンブリ２８の内部の圧力との気液界面の圧力差をΔｐとする。圧力差Δｐは、ラプラスの式から式１で表される。
Δｐ＝２・Ｔ／ｒ ・・・ 式１
気液界面のメニスカス半径ｒ、純水の表面張力Ｔとする。

ここで開放端５５ａの間隔ｄは微少であるから、メニスカス半径ｒは間隔ｄの１／２と近似して、式２で表される。
Δｐ≒４・Ｔ／ｄ ・・・ 式２

隙間５５の気液界面の圧力差Δｐは、純水の水圧分に相当し、開放端５５ａの水深をｈ、重力加速度をｇとすると式３で表される。
Δｐ＝ｇ・ｈ・１０００（Ｎ／ｍ^２） ・・・ 式３

式２、式３を整理して、ｇ＝９．８（ｍ／ｓ^２）、Ｔ＝０．０７２（Ｎ／ｍ）を代入して、純水が隙間５５に侵入しない間隔ｄの条件は式４で表される。
ｄ・ｈ≦０．００００２９（ｍ^２） ・・・ 式４
例えば、水深ｈが０．１（ｍ）でサブアセンブリ２８を洗浄する場合には、間隔ｄは０．２９ｍｍ以下とすれば、ベース部材１２とハブ２６との隙間５５から侵入する純水の量は少なくなる。

また、振動や温度上昇等のバラツキ要因を考慮して、式５の条件を満たすように間隔ｄおよび水深ｈを設定してもよい。これにより、隙間５５に侵入する純水の量を、より一層少なくすることができる。
ｄ・ｈ≦０．００００１５（ｍ^２） ・・・ 式５

さらに、ベース部材１２とハブ２６により形成される隙間５５は、開放された外部に向かって隙間５５が狭くなるテーパ形状に形成してよい。これにより、隙間５５に洗浄液２２８が侵入した場合であっても、毛細管力によりそれ以上の洗浄液２２８の侵入が抑制される。この結果、洗浄液２２８が内部に浸透する可能性が低減される。

ディスク駆動装置１０の清浄度は、例えば、１平方ｃｍ当たりの０．５μｍ以上のパーティクルの数（以下、ＬＰＣという）で評価される。ＬＰＣは、例えば純水２０００ｃｃを満たした水槽の中に被検体を漬し、６８ｋＨｚで９８ｗの超音波を１２０秒間照射した後、この純水中に存在するパーティクルの数を計る。パーティクルの数を計るには、例えば米国ＰＭＳ社製ＣＬＳ−７００またはＬＳ２００などの液中のパーティクル計数器を用いる。

図８は、従来の生産方法で生産されたディスク駆動装置の清浄度を表す。図９は、実施形態に係るディスク駆動装置１０の生産方法で生産されたディスク駆動装置１０の清浄度を表す。図８および図９に示すディスク駆動装置の清浄度はＬＰＣで表される。

図８に示す、被検体数５台の従来のディスク駆動装置のＬＰＣは５０００個から１００００個の間にバラツキ、安定して８０００個以下とすることが難しいことが分かる。これに対して、図９に示す実施形態の生産方法で生産されたディスク駆動装置１０のＬＰＣは、被検体数３台において、概ね２０００個以下に低減されており、バラツキも小さいという結果が得られた。

このように、ＬＰＣが５０００個から１００００個程度である従来の生産方法で得られるディスク駆動装置では、個体ごとのパーティクル数のバラツキが大きい。このためディスク駆動装置の検査工程でパーティクルを検査する必要があり、手間が余計にかかる。また、パーティクル数の多いディスク駆動装置が発見された場合には、ＴＡ障害の発生確率を下げるために記録ディスク２０の回転速度を低く抑えて使用する対応をとることがあり、データの読み出しが遅くなることもあった。

これに対し、実施形態に係るディスク駆動装置１０の生産方法で生産されたディスク駆動装置１０は、ＬＰＣを２０００個以下にすることができる。つまり、固体ごとのパーティクル数のバラツキが小さく抑えられる。その結果、ディスクの回転速度を低く抑えて使用する必要もなくなり、高性能のディスク駆動装置を提供できる。

実施形態に係るディスク駆動装置１０の生産方法において、サブアセンブリ２８の搬送速度を調整して洗浄時間を延ばすことで、ディスク駆動装置１０のＬＰＣを１５００個以下に調整してもよい。また、さらに搬送速度を遅くして、ディスク駆動装置１０のＬＰＣを１０００個以下に調整してもよい。このようなＬＰＣの調整は、ＬＰＣの調整に必要とされる工数や作業効率と、パーティクルの除去に必要となる工数と、作業効率とを比較して、調整することが望ましい。

実施形態では、主に洗浄液２２８として純水を用いる例を説明したが、他の洗浄液であっても適用可能である。

実施形態では、ディスク駆動装置１０の一例としてシャフト回転タイプのディスク駆動装置１０を例に説明したが、シャフト固定タイプのディスク駆動装置など、構造の異なるディスク駆動装置の生産にも適用可能であり、実施形態と同様な効果を得ることができる。

本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施の形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれ得る。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

２ スリーブ、 ３ シャフト、 ６ コイル、 ７ マグネット、 ８ ステータコア、 ９ フランジ、 １０ ディスク駆動装置、 １２ ベース部材、 １３ キャピラリーシール部、 １４ 駆動ユニット、 １６ アーム軸受部、 １８ ボイスコイルモータ、 ２０ 記録ディスク、 ２２ スイングアーム、 ２４ 磁気ヘッド、 ２６ ハブ、 ２６ａ 円盤部、 ２６ｂ 外延部、 ２６ｃ 内壁面、 ２８ サブアセンブリ、 ３０ 軸受ユニット、 ３４ クランパー、 ３５ スクリュー、 ３６ ラジアル動圧溝、 ３８ 下面、 ４０ スラスト動圧溝、 ４２ カウンタープレート、 ４４ 隙間、 ５０ カバー部材、 ５５ 隙間、 ５５ａ 開放端、 ６０ 樹脂、 １０１ 第１クリーンルーム、 １０２ 搬送装置、 １０３ 連通口、 ２０１ 第２クリーンルーム、 ２０２ 搬送装置、 ２１４ 除水装置、 ２２８ 洗浄液、 ２３０，２３１，２３２ 超音波発生器、 ２３６ 洗浄槽、 ３０１ 高温槽、 ４０１，４０２ トレイ、 ４０３ 袋、 ４０３ａ 入口。

Claims (10)

1. 第１クリーンルーム内で、ベース部材に少なくとも軸受ユニットと駆動ユニットとハブとを組み付けてサブアセンブリを組み立てる組立工程と、
   第２クリーンルーム内で、前記サブアセンブリを洗浄する洗浄工程と、
   前記サブアセンブリを密封部材により密封する密封工程と、を含み、
   前記第１クリーンルームと前記第２クリーンルームとは、前記サブアセンブリを移動させるための連通口により連通されており、
   前記第２クリーンルーム内の気圧は、前記第１クリーンルーム内の気圧以上であることを特徴とするディスク駆動装置の生産方法。
2. 前記洗浄工程と前記密封工程との間に、前記サブアセンブリを加熱しながら乾燥する乾燥工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動装置の生産方法。
3. 前記洗浄工程と前記密封工程との間に、前記サブアセンブリに空隙が生じているかどうかを確認する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のディスク駆動装置の生産方法。
4. 前記洗浄工程と前記密封工程との間に、前記駆動ユニットのコイルの抵抗値を確認する工程を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のディスク駆動装置の生産方法。
5. 前記洗浄工程の前に、前記ベース部材と前記ハブとの隙間に取り外し可能なカバー部材を取り付ける工程を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のディスク駆動装置の生産方法。
6. 前記カバー部材は、前記ベース部材より硬度が低い材料からなることを特徴とする請求項５に記載のディスク駆動装置の生産方法。
7. 前記カバー部材は、樹脂材料からなり、
   前記カバー部材を取り付ける工程は、前記ベース部材と前記ハブとの隙間に液状の樹脂を塗布し、該液状の樹脂を硬化させてなることを特徴とする請求項５または６に記載のディスク駆動装置の生産方法。
8. 前記洗浄工程は、前記サブアセンブリを洗浄液の中に入れて、前記サブアセンブリに対して洗浄を開始した時間帯には第１の周波数の超音波を照射し、前記サブアセンブリの洗浄を終了する前の時間帯には前記第１の周波数より高い第２の周波数の超音波を照射するようにしたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のディスク駆動装置の生産方法。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のディスク駆動装置の生産方法を用いて生産されたディスク駆動装置であって、
   前記サブアセンブリにおける前記ベース部材と前記ハブとの間に、外部に開放される周状の隙間を有し、
   前記隙間は、前記サブアセンブリを純水に浸した場合に前記隙間から前記純水が侵入することを防ぐような形状に形成されることを特徴とするディスク駆動装置。
10. 前記隙間は、開放された外部に向かって前記隙間が狭くなるテーパ形状に形成されることを特徴とする請求項９に記載のディスク駆動装置。

Images