KR100223632B1 - 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템 및 그 운용방법 - Google Patents

헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템 및 그 운용방법 Download PDF

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야 : 하드 디스크 드라이브의 자동화 공정에 관한 것으로, 특히 헤드 디스크 어셈블리 기능 테스트 공정의 수율 향상을 위한 자동화시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제 : 종래의 기능테스트 방법에서 작업자가 모든 공정을 직접 수작업 하여야 하므로 그 구성요소에 충격을 줄 수 있었던 문제점을 해결하였고, 테스트용 PCBA와 HDA를 작업자가 직접 수작업으로 결합하므로, 상기 테스트용 PCBA와 HDA를 연결하는 포고-핀(pogo-pin)이 마모되어 기능테스트의 수율을 떨어뜨렸던 문제점을 해결한다.
다. 발명의 해결방법의 요지 : 하드 디스크 드라이브의 제조공정중 헤드 디스크 어셈블리를 조립한 후 서보라이팅 공정과 기능테스트 공정을 병행할 수 있는 자동화시스템 및 그 운용방법을 제공한다.
라. 발명의 중요한 용도 : 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템 및 그 운용방법.

Description

헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템 및 그 운용방법
본 발명은 하드 디스크 드라이브의 자동화 공정에 관한 것으로, 특히 헤드 디스크 어셈블리 기능 테스트 공정의 수율 향상을 위한 자동화시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
통상적으로 하드 디스크 드라이브(HDD:hard disc driver)는 기구적인 구성요소들로 이루어진 HDA(head disc assembly)와 회로적인 구성요소들로 이루어진 PCB(printed circuit board)를 결합한 하나의 시스템으로서, 회전하는 자기 디스크상에 데이타를 자기적으로 기록/독출하여 대량의 데이타를 고속으로 악세스할 수 있기 때문에 컴퓨터 시스템의 보조기억장치로서 널리 사용된다. 이러한, 하드 디스크 드라이브를 제조할 시 하기의 도 1과 같이 몇가지 공정을 수행하게 된다.
도 1은 종래 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive:이하 HDD라함)의 HDA의제조공정단계를 설명하기 위한 제조공정도를 도시한 것으로 크게 3단계로 구분된다. 도 1을 참조하면, 제조공정의 제1단계(Ⅰ)인 기구조립공정은 하드 디스크 드라이브의 기구적 구성요소인 HDA(Head Disk Assembly)를 조립하는 공정으로서 클린 룸(Clean Room)내에서 이루어진다. 제조공정의 제2단계(Ⅱ)인 서보라이트공정은 액츄에이터(actuator)의 서보제어를 위한 서보기록패턴을 디스크상에 기록하는 공정으로서 서보라이터(Servo Writer)에 의해 수행된다. 제조공정의 제3단계(Ⅲ)인 기능 테스트공정(FUNCTION TEST)은 상기 HDA조립공정에서 만들어진 HDA와 테스트장비의 PCBA를 결합시켜 행해지는 최초의 테스트로서 HDA와 PCBA가 정상적으로 매치(match)되어 동작하는지를 테스트한다. 이때 약 20분-25분간의 기본 테스트를 특정 테스트 시스템과 결합하여 수행한다.
그러한, 도 1의 HDA 제조단계들 중 상기 기능테스트 방법은 작업자가 서보 라이팅 단계를 수행한 후 수작업으로 HDA와 테스트용 PCBA를 결합시킨 후 전원을 인가시켜 테스트를 수행하는 것으로 그 테스트 결과를 테스트용 PCBA에 장착된 LED가 깜박임을 보고, 양/불 판정하였다.
하지만, 상기와 같은 종래의 기능테스트 방법은 작업자가 모든공정을 직접 수작업 하여야 하므로 그 구성요소에 충격을 줄 수 있는 문제점이 발생하였다.
그리고, 다른 문제점으로서 상기 테스트용 PCBA와 HDA를 작업자가 수작업으로 직접 결합하므로, 상기 테스트용 PCBA와 HDA를 연결하는 포고-핀(pogo-pin)의 마모로 인해 상기 기능테스트의 수율을 떨어뜨리는 문제점이 발생하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 하드 디스크 드라이브의 제조공정중 헤드 디스크 어셈블리를 조립한 후 서보라이팅 공정과 기능테스트 공정을 병행할 수 있는 자동화시스템 및 그 운용방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소정수의 테스트 포트로 구성되며, 조립된 헤드 디스크 어셈블리의 기능테스트를 수행하는 기능테스트장치와, 소정수의 서보정보 기록포트로 구성되며, 조립된 헤드 디스크 어셈블리의 디스크상에 서보정보를 기록하는 서보라이팅 장치를 구비하는 하드 디스크 드라이브 제조공정 시스템에 있어서,
상기 하드 디스크 드라이브의 제조공정을 제어하기 위한 제어신호를 주변장치에 발생하는 서보컴퓨터장치와, 상기 서보컴퓨터장치에 의해 제어되어 상기 조립된 헤드 디스크 어셈블리를 상기 기능테스트장치 및 서보라이팅 장치의 각 접속포트에 결합시키는 로봇장치로 구성됨을 특징으로 한다.
도 1은 종래 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive:이하 HDD라함)의 HDA의제조공정단계를 설명하기 위한 제조공정 흐름도이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템의 블록구성도이다.
도 3A와 도 3B는 본 발명의 실시예에 따른 하나의 기능테스트장치에 HDA가 접속되는 일 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기능테스트 시스템로부터 출력되는 테스트결과 타이밍도이다.
도 5A 및 도 5B는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템의 제어흐름도이다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템의 블록구성도이다. 도 2를 참조하면, 먼저 하드 디스크 드라이브 제조 자동화 시스템은 크게 서보컴퓨터(sevor computer)(100)과, 기능테스트 시스템(function test system)(110), 서보라이터 시스템(sevor writer system)(120), 로버트시스템(robot system)(130)으로 구성되어 있다. 상기 서보컴퓨터(100)은 하드 디스크 드라이브를 제조하기 위한 제어신호를 주변시스템에 발생하며, 내부에 상기 기능테스트 시스템(110)과의 인터페이스를 담당하는 F/T 카드(Function Test card)와, 상기 서보라이터 시스템(120)과의 인터페이스를 담당하는 RS232C 카드와, 상기 로봇시스템(130)과의 인터페이스를 담당하는 I/O(Input/Output) 카드를 구비한다. 상기 로봇시스템(130)은 상기 서보컴퓨터(110)에 의해 제어되며, 컨베이어벨트(conveyer belt)에 의해 이송되는 조립된 HDA를 집어들어 상기 기능테스트 시스템(110) 및 서보라이터 시스템(120)의 각 포트에 접속한다. 상기 서보라이터 시스템(120)은 소정수의 테스트용PCB 포트들로 구성되며, 상기 서보컴퓨터(110)과 상호 통신하여 상기 로봇시스템(130)에 의해 접속된 HDA의 디스크상에 서보정보를 기록한다. 상기 기능테스트 시스템(110)은 소정수의 테스트용 포트들로 구성되며, 상기 서보컴퓨터(110)과 상호 통신하여 상기 로봇시스템(130)에 의해 접속된 HDA의 기능테스트를 수행한다.
이때, 상기와 같이 구성된 전체 자동화시스템 중 기능테스트 시스템(110)의 하나의 테스트포트에 HDA가 접속되는 일예를 도 3A 및 도3B를 통해 설명한다.
도 3A와 도 3B는 본 발명의 실시예에 따른 기능테스트 시스템 내 하나의 테스트포트에 HDA(310)가 접속되는 일 예시도로서, 도 3A는 조립된 HDA(310)와 기능테스트 장치의 분리사시도이고, 도 3B는 조립된 HDA(310)와 기능테스트 장치가 결합된 정면도이다. 그러므로 도 3A 및 도 3B를 참조하면, 지그(jig)(320)은 기능테스트 장치(300)의 양측면에 설치되어 상기 HDA(310)가 상기 기능테스트 장치(300)의 상단에 접속될 시 움직임이 없도록 고정한다. HDA(310)에 설치된 핀(pin)(360)은 모두 16핀으로서 상기 기능테스트 장치(300) 내부의 PCB기판에 연결된 액츄에이터 포그-핀 홀(pogo-pin hole)(350)에 접속되어 상기 기능테스트장치(300)가 상기 HDA(310)의 액츄에이터를 제어하여 구동시킬 수 있도록 한다. 상기 기능테스트 장치(300) 내부의 PCB기판에 연결된 스핀들모터 포그-핀 홀(pogo-pin hole)(370)은 상기 HDA(310)의 스핀들모터에 연결된 FPC케이블(도면에 도시하지 않음)과 접속되어 상기 기능테스트장치(300)가 상기 HDA(310)의 스핀들모터를 제어하여 구동시킬 수 있도록 한다. 상기 기능테스트 장치(300)의 일측면에 설치된 LED(330)은 상기 HDA(310)의 기능테스트 결과를 표시하는 장치로서, 외부의 서보컴퓨터(100)의 내부에 설치된 F/T카드와 2선으로 연결되어 결과치를 출력한다. 이때, 상기 결과치의 출력 타이밍도는 도 4와 같으며, 도 4를 참조하면, 테스트 결과가 양호할 시 (b)파형과 같은 250(㎳) 단속으로 하이레벨 신호와 로우레벨 신호를 번갈아 출력하고(즉, LED상태가 일정주기로 계속해서 깜박인다.), 불량 상태일 시 250(㎳) 단속으로 하이레벨 신호와 로우레벨 신호를 번갈아 2회연속 출력하다 750(㎳)정도 로우레벨을 지속한다(즉, LED상태가 2회 연속 깜박이고 일정시간이 지난 후 다시 연속해서 2회 연속 깜박인다.).
그러므로, 상술한 도 2와 도 3A 및 도 3B를 참조하여 도 5의 제어흐름도를 상세히 설명한다,
도 5A 및 도 5B는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템의 제어흐름도로서, 도 5A는 502단계에서 518단계까지의 흐름도이고, 도 5B는 520단계에서 532단계까지의 수행 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 502∼504단계에서 서보컴퓨터(100)은 I/O카드를 통해 로봇시스템(130)을 제어하여 컨베이어 벨트에 의해 이송된 HDA(310)를 집어들어 자체에 부착된 바-코드(bar code)를 리드한다. 이때, 상기 HDA(310) 자체에 부착된 바-코드(bar code)는 테스트할 HDA(310)의 일련번호 및 각종 식별정보가 들어있다. 그런후, 506단계에서 상기 서보컴퓨터(100)은 I/O카드를 통해 로봇시스템(130)을 제어하여 서보라이터 시스템(120)의 빈 포트에 HDA(310)를 장착한다. 그런후, 508단계에서 상기 서보컴퓨터(100)은 RS232C 카드를 통해 상기 서보라이터 시스템(120)에 명령을 전송하여 서보 정보 기록을 시작하도록 한다. 그런후, 510단계에서 상기 서보컴퓨터(100)은 상기 RS232C 카드를 통해 상기 서보라이터 시스템(120)으로부터 서보라이팅 종료신호가 있는가를 검출하여 종료신호가 검출 되었을 시 상기 기록한 서보정보가 올바르게 기록 되었는지를 테스트하라는 명령의 신호를 전송한다. 그런후, 512단계에서 상기 서보컴퓨터(100)는 상기 서보라이터 시스템(120)으로부터 상기 기록한 서보정보가 올바르게 기록되어 다음공정으로 패스 할 수 있는지를 검출한다. 이때, 불량으로 판정되면, 상기 서보컴퓨터(100)는 514∼516단계를 수행하여 재 서보라이팅 하라는 명령을 전송하고 자체 재 서보라이팅 횟수를 1 증가 시킨다. 하지만, 상기 512단계에서 양호로 판정될 시 상기 서보컴퓨터(100)는 I/O카드를 통해 상기 로봇시스템(130)을 제어하여 상기 양호 판정된 HDA(310)를 상기 서보라이터시스템(120)으로부터 탈착하고, 기능테스트 시스템(H/T시스템)(110)의 빈 포트로 이송하여 결합시킨다. 그런후, 상기 서보컴퓨터(100)는 내부의 F/T카드를 통해 상기 기능테스트 시스템(110)에 HDA(310)의 기능을 테스트 하라는 제어명령을 전송한다. 이때, 상기 기능테스트 시스템(110)은 상기 제어명령을 수신하여 상기 기록된 서보정보에 의거하여 내부의 스핀들모터를 구동하고, 액츄에이터를 구동시켜 기능적인 테스트와 아울러 서보정보의 기록상태를 다시 테스트 한다. 그런후, 522단계에서 상기 서보컴퓨터(100)는 내부의 F/T카드를 통해 상기 기능테스트부로부터 테스트 결과를 전송받아 불량 혹은, 양호를 판단한다. 이때, 상기 불량 혹은, 양호의 판정은 상기 기능테스트시스템(110)에 장착된 결과 표시 LED램프(330)와 2선으로 연결된 라인을 통해 인지한다. 그러므로, 상기 HDA(310)의 기능테스트 결과가 도 4의 타이밍도와 같이 양호할 시 (b)파형과 같은 250(㎳) 단속으로 하이레벨 신호와 로우레벨 신호를 번갈아 출력하고(즉, LED상태가 일정주기로 계속해서 깜박인다.), 불량 상태일 시 250(㎳) 단속으로 하이레벨 신호와 로우레벨 신호를 번갈아 2회연속 출력하다 750(㎳)정도 로우레벨을 지속함으로서(즉, LED상태가 2회 연속 깜박이고 일정시간이 지난 후 다시 연속해서 2회 연속 깜박인다.) 그 불량 혹은, 양호상태를 인지 할 수 있다.
그런후, 상기 522단계에서 상기 HDA(310)의 기능 테스트 결과가 양호할 시 524단계에서 상기 서보컴퓨터(100)는 외부에 양호메세지를 출력하고, I/O카드를 통해 상기 로봇시스템(130)을 제어하여 상기 양호한 HDA(310)을 상기 기능테스트 시스템(110)으로부터 탈착하여 컨베이어벨트로 이송한다. 이때, 상기 양호한 HDA(310)는 똑바로 놓고, 불량인 HDA(310)는 뒤집어 놓음으로서, 후에 잡업자가 이를 확인 할 수 있도록 한다. 하지만, 상기 522단계에서 상기 HDA(310)의 기능 테스트 결과가 불량일 시 상기 서보컴퓨터(100)는 526단계를 수행하여 재 테스트하라는 명령을 전송하고 자체 재 테스트 횟수를 1 증가 시킨다. 그런후, 528단계에서 상기 서보컴퓨터(100)는 상기 자체 재 테스트 횟수가 2회이상 인가를 검출한다. 이때, 상기 자체 재 테스트 횟수가 2회이상이 아닐 시 상기 520단계를 다시 수행하여 자체 기능테스트를 수행한다. 하지만, 상기 자체 재 테스트 횟수가 2회이상 일 시 상기 서보컴퓨터(100)는 530∼532단계를 수행하여 외부에 불량 메시지를 출력한 후 상기 기능테스트 시스템(110)으로부터 탈착하여 컨베이어벨트로 이송한다. 이때, 상기 불량인 HDA(310)는 뒤집어 놓는다.
결론적으로, 서보컴퓨터(100)의 제어신호에 의해 로봇시스템이 HDA(310)를 이송시키는 동작을 수행하고 테스트공정에서 테스트한 결과치까지 모니터링 할 수 있으므로 자동화 시스템을 구축할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은 하드 디스크 드라이브의 제조공정중 헤드 디스크 어셈블리를 조립한 후 서보라이팅 공정과 기능테스트 공정을 병행할 수 있는 자동화시스템 및 그 운용방법을 제공함으로서, 상기 헤드 디스크 어셈블리 기능테스트 공정의 수율을 향상 시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (9)

  1. 소정수의 테스트 포트로 구성되며, 조립된 헤드 디스크 어셈블리의 기능테스트를 수행하는 기능테스트장치와, 소정수의 서보정보 기록포트로 구성되며, 조립된 헤드 디스크 어셈블리의 디스크상에 서보정보를 기록하는 서보라이팅 장치를 구비하는 하드 디스크 드라이브 제조공정 시스템에 있어서,
    상기 하드 디스크 드라이브의 제조공정을 제어하기 위한 제어신호를 주변장치에 발생하는 제어장치와,
    상기 제어장치에 의해 제어되어 상기 조립된 헤드 디스크 어셈블리를 상기 기능테스트장치 및 서보라이팅 장치의 각 접속포트에 결합시키는 로봇장치로 구성됨을 특징으로 하는 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어장치는,
    내부에 상기 기능테스트 장치와의 인터페이스를 담당하는 기능테스트 인터페이스 장치와,
    상기 서보라이팅 장치와의 인터페이스를 담당하는 인터페이스 장치와,
    상기 로봇장치와의 인터페이스를 담당하는 입/출력 인터페이스 장치를 구비함을 특징으로 하는 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기능테스트장치의 일측면에 장착되고, 헤드 디스크 어셈블리의 기능테스트 결과인 양/불 판정을 외부에 표시하는 표시장치를 더 구비함을 특징으로 하는 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 표시장치는,
    상기 기능테스트 인터페이스카드와 두 선으로 연결되어 자신의 점등/점멸되는 타이밍으로 상기 제어장치가 헤드 디스크 어셈블리의 기능테스트 결과인 양/불 판정을 인지 할 수 있도록 함을 특징으로 하는 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템.
  5. 하드 디스크 드라이브를 제조공정을 제어하기 위한 제어신호를 주변장치에 발생하는 제어장치와, 상기 제어장치의 제어하에 조립된 헤드 디스크 어셈블리의 기능테스트를 수행하는 기능테스트장치와, 상기 제어장치의 제어하에 조립된 헤드 디스크 어셈블리의 디스크상에 서보정보를 기록하는 서보라이팅 장치와, 상기 제어장치의 제어하에 상기 조립된 헤드 디스크 어셈블리를 상기 기능테스트장치 및 서보라이팅 장치의 각 접속포트에 결합시키는 로봇장치로 구성됨을 특징으로 하는 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템 운용방법에 있어서,
    상기 제어장치가 상기 로봇시스템에 제어신호를 발생하여 조립된 헤드 디스크 어셈블리를 상기 서보라이팅 장치에 접속하도록 하는 제1단계와,
    상기 서보라이팅 장치에 조립된 헤드 디스크 어셈블리를 접속한 후 상기 제어장치가 상기 서보라이팅장치에 제어신호를 발생하여 조립된 헤드 디스크 어셈블리의 디스크상에 서보정보를 기록하도록 하는 제2단계와,
    상기 조립된 헤드 디스크 어셈블리의 디스크상에 서보정보를 기록한 후 상기 제어장치가 상기 로봇시스템에 제어신호를 발생하여 서보라이팅 된 헤드 디스크 어셈블리를 상기 기능테스트 장치에 접속하도록 하는 제3단계와,
    상기 기능테스트 장치에 서보라이팅 된 헤드 디스크 어셈블리를 접속한 후 상기 제어장치가 상기 서보라이팅장치에 제어신호를 발생하여 기록된 서보정보를 기준으로 기능테스트를 수행하는 제4단계로 이루어짐을 특징으로 하는 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템 운용방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 단계에서 상기 제어장치는 상기 서보라이팅 장치에 제어신호를 발생하여 헤드 디스크 어셈블리의 디스크상에 기록된 서보정보가 올바르게 기록되었는지를 테스트하는 제5단계와,
    상기 제 5 단계에서 헤드 디스크 어셈블리의 디스크상에 기록된 서보정보가 올바르게 기록되었을 시 상기 제 3 단계를 수행하는 제 6 단계를 더 수행함을 특징으로 하는 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템 운용방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 5 단계에서 헤드 디스크 어셈블리의 디스크상에 기록된 서보정보가 올바르게 기록되지 않았을 시 상기 제어장치는 상기 서보라이팅 장치에 제어신호를 발생하여 재 서보라이팅 하도록 하는 제 7 단계를 더 수행함을 특징으로 하는 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템 운용방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 4 단계에서 헤드 디스크 어셈블리의 기능을 테스트한 결과 양호한 것으로 판정될 시 외부에 양호 메시지를 출력하는 제 8 단계를 더 수행함을 특징으로 하는 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템 운용방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 4 단계에서 헤드 디스크 어셈블리의 기능을 테스트한 결과 불량으로판정될 시 상기 제어장치는 상기 기능테스트 장치에 제어신호를 발생하여 재 테스트 하도록 하는 제 9 단계와,
    상기 헤드 디스크 어셈블리의 기능을 재 테스트한 결과 불량인 것으로 판정될 시 외부에 불량메시지를 출력하는 제 10 단계를 더 수행함을 특징으로 하는 헤드 디스크 어셈블리 테스트공정의 수율향상을 위한 자동화시스템 운용방법.
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