KR100233141B1

KR100233141B1 - 자기 디스크 구동장치의 디스크 디펙 처리방법

Info

Publication number: KR100233141B1
Application number: KR1019970065139A
Authority: KR
Inventors: 정현호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1999-12-01
Also published as: KR19990046959A

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:자기 디스크 구동장치의 디스크 디펙 처리방법에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:디스크면의 섹터경계에서 스크래취에 의한 디펙이 발생한 경우 혹은 디스크면에 일직선상으로 디펙이 발생한 경우 디펙이 발생한 섹터의 인접섹터들을 사전에 디펙처리함으로서 디펙관리되지 않는 섹터의 존재로 인한 데이타의 유실을 방지할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

다. 그 발명의 해결방법의 요지:디펙 스캔공정을 통해 미디어면에 존재하는 디펙들을 검출하여 작성된 디펙 리스트를 구비하는 자기 디스크 구동장치의 디스크 디펙 처리방법에 있어서, 상기 디펙 리스트 검색결과 동일 미디어면의 인접 실린더간의 섹터경계에 디펙섹터가 교대로 존재하는 것으로 검색되면 해당 디펙섹터의 인접섹터들을 디펙처리하여 상기 디펙 리스트에 새로이 등록함을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도:하드 디스크 드라이브와 같은 자기 디스크 구동장치의 디스크 디펙처리에 사용할 수 있다.

Description

자기 디스크 구동장치의 디스크 디펙 처리방법

본 발명은 자기 디스크 구동장치인 하드 디스크 드라이브의 디스크 디펙 처리방법에 관한 것으로, 특히 섹터 경계에 디펙이 존재하는 경우 디펙의 정도에 따라 그 인접섹터들을 디펙처리하기 위한 방법에 관한 것이다.

자기 디스크 구동장치인 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)는 데이타를 자기 디스크(이하 디스크라함)면에 기록하고 이를 독출하기 위하여 트랙(TRACK), 헤드(HEAD), 섹터(SECTOR)라는 기본단위를 사용한다. 제조공정상에서 디스크의 자체결함 또는 기구물과 디스크와의 스크래취와 같은 기타의 이유로 디스크면에 데이타를 정상적으로 기록할 수 없는 영역이 발생하는데 이를 일반적으로 디펙섹터(Defect Sector)라고 칭한다. 그리고 디스크면에 디펙섹터가 존재하는 경우에는 디펙관리라는 기법을 이용하여 사용자환경에서 그 영역을 액세스할 수 없도록 조치한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 디스크의 구조를 설명하기로 한다.

도 1은 자기 디스크 구동장치인 하드 디스크 드라이브의 디스크 구조를 설명하기 위한 디스크 단면도를 도시한 것이며, 도 2a 및 도 2b는 하드 디스크 드라이브 조립시 스크래취에 의해 디펙이 발생한 디스크의 단면 예시도를, 도 3a 및 도 3b는 도 2a 및 도 2b에 도시된 디펙에 의해 새로운 섹터가 디펙섹터로 추가되는 과정을 설명하기 위한 디스크 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 4a 및 도 4b는 하드 디스크 드라이브 조립시 스크래취의 정도가 심한 경우의 디스크 단면 예시도와 그에 따라 새로이 디펙섹터가 추가되는 과정을 설명하기 위한 디스크 단면도를 도시한 것이다.

우선 도 1에서, 지지층(Substrate Layer)은 주로 알루미늄(Al)재질을 사용한다. 알루미늄 재질을 사용하는 이유는 기계적 강도, 화학적 안정성, 드라이브 구성요소들과의 열팽창 계수가 잘 일치되기 때문이다. 니켈재질의 언더코팅층(Undercoating Layer)은 얇고 취약한 자기층(Magnetic Layer)을 지지하는 층으로서 자기층과 지지층을 분리하여 전기화학적 부식을 방지하고 스틱션(Stiction)을 방지하기 위한 텍스쳐드 표면(Textured Surface)을 제공한다. 자기층은 헤드로부터 방출된 누설자계를 받아 영구자석화됨으로서 정보를 저장하게 된다. 카본 재질의 오버코팅층(Overcoating Layer)은 헤드와 디스크간의 습등마찰에 의한 기계적 손상을 방지하고 헤드와 디스크 사이에 윤활층을 제공함으로서, 드라이브 비동작시 습도 변화에 따라 헤드가 디스크에 고정되는 스틱션을 막고 마찰에 의한 디스크 자기층의 마모를 막는다. 최상부의 윤활층(Lubricant Layer)은 상술한 오버코팅층의 목적과 비슷하나, 오버코팅층의 불연속적인 면에서 발생하는 외부환경과 디스크간의 전기 화학적 부식을 막기 위한 층이다.

하드 디스크 드라이브 조립시 상술한 구조를 갖는 디스크면에 스크래취가 발생하면 자기층은 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이 손상될 수 있다. 자기층이 손상된 위치에서는 자화가 되지 않는 관계로 사용자환경에서 데이타 에러를 유발시킨다. 따라서 이를 제조공정중의 디펙스캔공정에서 검출하여야 하고 이후 디펙관리하여야 한다. 도 2a에서 섹터2가 스크래취된 경우이고, 도 2b에서는 섹터3이 스크래취된 경우를 예시하였다. 이와 같이 스크래취된 섹터2와 섹터3은 디펙스캔공정에서 검출되어 디펙관리되기 때문에 아무런 문제가 발생하지 않는다. 그러나 자기층이 도 2a와 도 2b에 도시한 바와 같이 섹터 경계 부근에서 손상되었다면 드라이브 구동시 헤드가 A, B부분에 충돌하는 경우 혹은 스핀들모터 구동시 발생되는 기류에 의해 상기 A, B부분이 떨어져 나갈 수 있다. 이러한 경우 디펙이 발생한 섹터의 인접섹터 자기층 또한 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이 손상될 수 있다. 즉, 디펙스캔공정에서 검출된 디펙이 섹터경계에 존재하게 되면 상술한 바와 같은 이유로 인접섹터까지 디펙섹터로 추가될 수 있다. 이러한 경우 추가된 디펙섹터는 디펙관리되지 않기 때문에 사용자환경에서 리드/라이트 에러를 유발시키게 된다.

또한 도 4a에 도시된 바와 같이 스크래취의 정도가 심한 경우에는 자기층의 손상정도 역시 그에 비례하여 커지게 된다. 만약 스크래취의 정도가 심하여 도 4a에 도시한 바와 같이 섹터2 부분의 자기층을 D의 깊이로 손상시키고 C의 높이를 갖는 돌출부를 형성시켰다면, 그리고 C의 높이 보다 낮은 위치에서 헤드가 비행한다면 상기 돌출부와 헤드의 충돌은 필연적인 결과가 된다. 즉, 헤드와 돌출부가 충돌한다면 그 결과로서 디펙이 발생한 섹터(섹터2)의 인접섹터(섹터1과 3) 자기층은 도 4b에 도시된 E,F와 같이 손상될 수 있다. 이러한 경우 인접섹터(섹터1과 3)는 추가로 디펙섹터가 되는 것이며 디펙관리되지 않기 때문에 데이타에러를 유발하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 섹터경계에서 스크래취에 의한 디펙이 발생한 경우, 디펙이 발생한 섹터의 인접섹터를 사전에 디펙처리함으로서 디펙관리되지 않는 섹터의 존재로 인한 데이타의 유실을 방지할 수 있는 자기 디스크 구동장치의 디스크 디펙 처리방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 섹터경계에서 발생한 디펙의 정도가 심할 경우, 디펙이 발생한 섹터의 인접섹터를 사전에 디펙처리함으로서 디펙관리되지 않는 섹터의 존재로 인한 데이타의 유실을 방지할 수 있는 자기 디스크 구동장치의 디스크 디펙 처리방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 디펙 스캔공정을 통해 미디어면에 존재하는 디펙들을 검출하여 작성된 디펙 리스트를 구비하는 자기 디스크 구동장치의 디스크 디펙 처리방법에 있어서,

상기 디펙 리스트 검색결과 동일 미디어면의 인접 실린더간의 섹터경계에 디펙섹터가 교대로 존재하는 것으로 검색되면 해당 디펙섹터의 인접섹터들을 디펙처리하여 상기 디펙 리스트에 새로이 등록함을 특징으로 한다.

도 1은 자기 디스크 구동장치인 하드 디스크 드라이브의 디스크 구조를 설명하기 위한 디스크 단면도.

도 2a 및 도 2b는 하드 디스크 드라이브 조립시 스크래취에 의해 디펙이 발생한 디스크의 단면 예시도.

도 3a 및 도 3b는 도 2a 및 도 2b에 도시된 디펙에 의해 새로운 섹터가 디펙섹터로 추가되는 과정을 설명하기 위한 디스크 단면도.

도 4a 및 도 4b는 하드 디스크 드라이브 조립시 스크래취의 정도가 심한 경우의 디스크 단면 예시도와 그에 따라 새로이 디펙섹터가 추가되는 과정을 설명하기 위한 디스크 단면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 제조공정단계를 설명하기 위한 제조공정 흐름도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 디펙 처리흐름도.

도 7a 및 도 7b는 각각 번-인 공정에서 검출된 디펙섹터들을 보이기 위한 자기 디스크의 일부 평면도와 본 발명의 실시예에 따라 디펙처리된 섹터들을 보이기 위한 자기 디스크의 일부 평면도.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스크 디펙 처리흐름도.

도 9a 및 도 9b는 각각 번-인 공정에서 검출된 디펙섹터들을 보이기 위한 자기 디스크의 일부 평면도와 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 디펙처리된 섹터들을 보이기 위한 자기 디스크의 일부 평면도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 디펙 처리방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브(이하 HDD라함)의 제조공정단계를 설명하기 위한 제조공정 흐름도를 도시한 것으로 크게 7단계로 구분된다. 도 5를 참조하면, 제조공정의 제1단계(Ⅰ)인 기구조립공정은 HDD의 기계파트인 HDA(Head Disk Assembly)를 조립하는 공정으로서 클린 룸(Clean Room)내에서 이루어진다. 제조공정의 제2단계(Ⅱ)인 서보라이트공정은 액츄에이터(actuator)의 서보제어를 위한 서보기록패턴을 디스크면에 기록하는 공정으로서 서보라이터(Servo Writer)에 의해 수행된다. 제조공정의 제3단계(Ⅲ)인 기능 테스트공정(FUNCTION TEST)은 상기 기구조립공정에서 만들어진 HDA와 PCBA조립공정(통상 HDA조립공정후 수행된다)에서 만들어진 PCBA를 결합시켜 행해지는 최초의 테스트로서 HDA와 PCBA가 정상적으로 매치(match)되어 동작하는지를 테스트한다. 제조공정의 제4단계(Ⅳ)인 번-인(Burn-In)공정은 HDD의 제조공정중 가장 긴 시간(통상 8시간 내지 16시간)이 소요되는 공정으로서 별도의 테스트 시스템없이 번-인 룸(room)내의 래크(Rack)상에서 자체 프로그램(펌웨어)으로 수행된다. 이러한 번-인공정에서는 소비자가 HDD를 정상적으로 사용할 수 있도록 하기 위해 디스크면에 존재하는 디펙섹터를 미리 찾아내어 드라이브 사용시 디펙부분을 피해갈 수 있도록 선조치하는 공정으로서 디펙스캔공정이라고도 한다. 그리고 이러한 번-인공정(혹은 디펙스캔공정)에서 검출된 디펙섹터정보들은 디펙 리스트로 작성되어 디스크면의 메인터넌스영역에 기록되거나 플래쉬 메모리에 기록되어 사용자모드에서 액세스할 수 없도록 한다. 한편 제조공정의 제5단계(Ⅴ)인 스크래취-필(Scratch-Fill)공정은 본 발명의 실시예에 따라 추가되는 공정으로서 상기 번-인 공정에서 작성된 디펙 리스트에 기초하여 추가로 발생될 수 있는 디펙섹터들을 서치(Search)하여 디펙섹터로 처리하는 공정을 말한다. 제조공정의 제6단계(Ⅵ)인 최종 테스트(Final Test)공정은 상기 스크래취-필공정에서 통과한 HDD 세트(set)가 정상적으로 디펙처리 되었는가를 확인하기 위한 공정을 나타낸다. 그리고 HDD 세트는 출하검사, 포장 및 출하공정으로 이루어지는 제7단계(Ⅶ)를 거쳐 하나의 완성된 제품으로 출하된다.

이하 번-인 공정에서 작성된 디펙 리스트에 기초하여 추가로 디펙섹터화될 수 있는 섹터들을 미리 서치하여 디펙섹터로 처리하는 스크래취-필 공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 디펙 처리흐름도를 도시한 것이다. 우선 하드 디스크 드라이브의 전반적인 동작을 제어하는 마이크로 콘트롤러는 스크래취-필 공정의 100단계에서 디펙 리스트를 우선적으로 검색한다. 그리고 검색시 마이크로 콘트롤러는 102단계에서 동일 디스크면의 인접 실린더의 섹터 경계에 디펙섹터가 존재하는가를 검사한다. 검사 결과 동일 디스크면의 인접 실린더의 섹터 경계에 디펙섹터가 존재하면 마이크로 콘트롤러는 104단계로 진행하여 디펙섹터들의 인접섹터를 디펙 리스트에 등록한다.

실린더넘버	헤드넘버	섹터넘버
55678910.	0100000.	21022333.

만약 번-인공정에서 작성된 디펙 리스트가 상기 표 1과 같다면, 마이크로 콘트롤러는 102단계에서 실린더넘버 5부터 실린더넘버 10까지의 섹터넘버 2와 3 사이에 디펙이 존재하는 것으로 판단하여 104단계에서 하기 표 2와 같은 디펙 리스트를 새로이 작성한다.

실린더넘버	헤드넘버	섹터넘버
555667788991010	0010000000000	23102323232323

이와 같이 번-인 공정과 스크래취-필 공정에서 검출된 디펙섹터와 추가디펙섹터를 자기 디스크의 일부 평면도로 도시하면 도 7a와 도 7b와 같다. 이후 마이크로 콘트롤러는 106단계로 진행하여 디펙이 존재하는 섹터의 인접섹터가 디펙처리 완료되었는가를 검사하여 완료되었으면 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 디펙 처리방법을 종료한다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스크 디펙 처리흐름도를 도시한 것으로, 도 9a와 같이 일직선상에 디펙섹터가 존재하는 경우의 디스크 디펙 처리흐름도를 도시한 것이다. 상기 일직선상에 디펙섹터가 존재하는 경우란 도 4a에서 언급한 바와 같이 스크래취의 정도가 심하여 동일 디스크면의 연속되는 실린더의 동일 섹터넘버에 디펙이 존재하는 경우를 말한다. 그리고 도 9a 및 도 9b는 각각 번-인 공정에서 검출된 디펙섹터들을 보이기 위한 자기 디스크의 일부 평면도와 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 디펙처리된 섹터들을 보이기 위한 자기 디스크의 일부 평면도를 도시한 것이다. 이하 도 8 및 도 9a,9b를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스크 디펙 처리방법을 설명하면 다음과 같다.

우선 번-인 공정에서 검출되어 작성된 디펙 리스트가 하기 표 3과 같다고 가정하면, 스크래취-필 공정의 200단계에서 마이크로 콘트롤러는 하기 표 3의 디펙 리스트를 검색한다.

실린더넘버	헤드넘버	섹터넘버
45678910	0000000	4444444

검색결과 일직선상에 디펙섹터가 존재하는 것으로 202단계에서 판명되면 마이크로 콘트롤러는 204단계로 진행하여 일직선상에 존재하는 디펙섹터의 수가 설정치를 초과하는가를 검사한다. 상기 설정치란 드라이브의 용량, TPI(Track Per Inch), BPI(Bit Per Inch)에 따라 드라이브 설계자가 가변시킬 수 있다. 하기 설명에서 상기 설정치를 3이라 가정하면 상기 표 3에 도시된 바와 같이 일직선상에 존재하는 디펙섹터의 수는 7이므로 마이크로 콘트롤러는 206단계로 진행하여 디펙섹터의 좌,우측 인접섹터들을 디펙 리스트에 등록한다. 그 이유는 도 4a,4b에서 언급한 바와 같이 스크래취의 정도가 심한 경우 인접섹터의 자기층 역시 손상될 수 있기 때문이다. 따라서 206단계에서 새로이 작성된 디펙 리스트를 참조하면 하기 표 4와 같다.

실린더넘버	헤드넘버	섹터넘버
444555666..101010	000000000..000	345345345..345

그리고 디펙처리된 섹터들을 자기 디스크의 일부 평면도를 도시하면 도 9b와 같을 것이다. 이후 마이크로 콘트롤러는 208단계에서 일전선상에 존재하는 디펙섹터들의 인접섹터가 디펙처리 완료되었는가를 검사하여 완료되었으면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디펙처리과정을 종료한다.

따라서 본 발명은 번-인 공정에서 작성된 디펙 리스트를 참조하여 섹터 경계에 디펙이 존재한다거나 일직선상에 설정치를 초과하여 디펙섹터들이 존재하는 경우, 그 인접섹터들을 사전에 디펙처리함으로서 추후 디펙섹터화되며 디펙관리되지 않는 섹터의 존재로 인해 발생될 수 있는 데이타의 유실을 방지할 수 있다.

한편 본 발명의 실시예에서는 번-인 공정에서 작성된 디펙 리스트에 기초하여 스크래취-필 공정에서 섹터 경계 혹은 일직선상에 존재하는 디펙섹터들을 검색하였으나 별 다른 변형없이 스크래취-필 공정을 번-인 공정내에 포함하여 수행할 수도 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 섹터경계에서 스크래취에 의한 디펙이 발생한 경우 그 인접섹터를 사전에 디펙처리함으로서 디펙관리되지 않는 섹터의 존재로 인한 데이타의 유실을 방지할 수 있고, 스크래취의 정도가 심하여 일직선상으로 디펙섹터가 존재하는 경우에도 그 인접섹터들을 사전에 디펙처리함으로서 디펙관리되지 않는 섹터의 존재로 인한 데이타의 유실을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims

디펙 스캔공정을 통해 미디어면에 존재하는 디펙들을 검출하여 작성된 디펙 리스트를 구비하는 자기 디스크 구동장치의 디스크 디펙 처리방법에 있어서,

상기 디펙 리스트 검색결과 동일 미디어면의 인접 실린더간의 섹터경계에 디펙섹터가 교대로 존재하는 것으로 검색되면 해당 디펙섹터의 인접섹터들을 디펙처리하여 상기 디펙 리스트에 새로이 등록함을 특징으로 하는 디스크 디펙 처리방법.
제1항에 있어서, 상기 해당 디펙섹터의 인접섹터들은 좌,우 및 상,하 인접섹터중 손상된 자기층이 치우친 방향에 존재하는 인접섹터들임을 특징으로 하는 디스크 디펙 처리방법.
디펙 스캔공정을 통해 미디어면에 존재하는 디펙들을 검출하여 작성된 디펙 리스트를 구비하는 자기 디스크 구동장치의 디스크 디펙 처리방법에 있어서,

상기 디펙 리스트 검색결과 동일 미디어면의 연속되는 실린더상의 동일 섹터넘버에 디펙이 존재하는 경우 해당 디펙섹터의 인접섹터들을 디펙처리하여 상기 디펙 리스트에 새로이 등록함을 특징으로 하는 디스크 디펙 처리방법.
제3항에 있어서, 상기 해당 디펙섹터의 인접섹터들은 각각의 디펙섹터에 대하여 동일 실린더넘버를 가지는 인접섹터임을 특징으로 하는 디스크 디펙 처리방법.
디펙 스캔공정을 통해 미디어면에 존재하는 디펙들을 검출하여 작성된 디펙 리스트를 구비하는 자기 디스크 구동장치의 디스크 디펙 처리방법에 있어서,

상기 디펙 리스트를 검색하여 동일 미디어면의 인접 실린더간의 섹터경계에 디펙섹터가 교대로 존재하는 것으로 검색되면 해당 디펙섹터의 인접섹터를 디펙처리하여 상기 디펙 리스트에 새로이 등록하는 제1과정과,

상기 디펙 리스트를 검색하여 동일 미디어면의 연속되는 실린더상의 동일 섹터넘버에 디펙이 존재하면 해당 디펙섹터의 인접섹터들을 디펙처리하여 상기 디펙 리스트에 새로이 등록하는 제2과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 디스크 디펙 처리방법.
제5항에 있어서, 상기 제1과정은 상기 디펙 스캔공정내에서 수행됨을 특징으로 하는 디스크 디펙 처리방법.