KR100440794B1 - Method for discerning damage of a magnetoresistive head by measuring resistance of a magnetoresistive sensor of the magnetoresistive head - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for discerning damage of a magnetoresistive head by measuring resistance of a magnetoresistive sensor of the magnetoresistive head is provided to prevent a whole hard disk drive from being processed as inferior goods due to inferiority of a head. CONSTITUTION: A magnetoresistive head(12) is placed on a parking zone on a disk(10) of a hard disk drive. A current is applied to a magnetoresistive sensor of the magnetoresistive head placed on the parking zone for measuring a voltage of the magnetoresistive sensor. Resistance of the magnetoresistive sensor is calculated by using the measured voltage of the magnetoresistive sensor and the current to record a resistance value of the magnetoresistive sensor on a memory.

Description

자기저항 헤드의 자기저항 센서 고유저항 측정 방법How to measure the resistivity of the magnetoresistive sensor of the magnetoresistive head

본 발명은 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive: 이하 HDD라 함)의 자기저항(MagnetoResistive: 이하 MR이라 함) 헤드에 관한 것으로, 특히 MR 헤드의 MR 센서의 저항을 측정하여 MR 헤드의 손상 여부를 가려내는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a magneto-resistive (MR) head of a hard disk drive (hereinafter referred to as an HDD). In particular, the resistance of the MR sensor of the MR head is measured to cover whether or not the MR head is damaged. It's about how to pay.

컴퓨터의 보조 기억 장치로 사용되는 HDD의 핵심 부품인 헤드는 컴퓨터의 주기억 장치에서 보내온 정보에 대응하는 전류를 자장으로 변화시켜 자기기록매체에 잔류하는 극소자석의 형태로 정보를 저장하거나, 이와는 반대로 자기기록매체에 저장된 정보를 이에 상응하는 전압의 형태로 재생하는 자기 변환자(magnetic transducer)이다.Head, which is a key part of HDD used as auxiliary memory of computer, converts electric current corresponding to information sent from main memory of computer into magnetic field to store information in the form of ultra-magnet remaining on magnetic recording medium or vice versa It is a magnetic transducer which reproduces the information stored in the recording medium in the form of a corresponding voltage.

이러한 헤드의 종류로는 자기 헤드(magnetic head)와 MR 헤드 등이 있다. 자기 헤드는 고투자율 재제로 만든 자기 회로의 일부가 갭(gap)을 형성하게 잘려진 형태이며, 갭에서 누설자계에 의해 자기기록매체를 자화 시킴으로 쓰기 동작을 수행한다. 자기 헤드의 읽기 동작은 자기기록매체의 자화된 극소자석에서 누설자계를 상기 갭으로 흡수하여 자화반전에 따르는 유전전류에 의한 전압변화를 재생신호로 한다. MR 헤드는 쓰기 동작은 갭을 이용한 기존의 자기 헤드와 비슷한 구성과 방식으로 실행하지만, 읽기 동작은 자기저항효과를 이용하여 얇은 박막 형태의 자기저항 재제에 전류를 인가하여 자기기록매체의 자화된 극소자석의 수직의 자장 변화에 의한 전압 변화를 재생 신호로 한다.Types of such heads include magnetic heads and MR heads. The magnetic head is a shape in which a part of the magnetic circuit made of high permeability material is cut off to form a gap, and the writing operation is performed by magnetizing the magnetic recording medium by the leakage magnetic field in the gap. The read operation of the magnetic head absorbs the leakage magnetic field into the gap in the magnetized pole element of the magnetic recording medium, and makes a voltage change due to the dielectric current following the magnetization inversion as a reproduction signal. The write operation of the MR head is similar to that of a conventional magnetic head using a gap, but the read operation uses a magnetoresistive effect to apply a current to a thin film magnetoresistance material to minimize magnetization of the magnetic recording medium. The voltage change due to the vertical magnetic field change of the magnet is used as a reproduction signal.

상기한 MR 헤드는 읽기와 쓰기의 갭이 각각 따로 있어서, 이들 각각의 특성에 맞게 드라이브의 채널(channel)에서 최적화(optimize)를 따로 할 수 있어서, 성능 면에서 자기 헤드에 비해 우수하다. 그러므로 HDD가 점점 고용량화 되어가면서 MR 헤드의 사용량도 점점 증가되고 있다.Since the MR heads have separate read and write gaps, the MR heads can be optimized in the channel of the drive according to their characteristics, which is superior to the magnetic heads in terms of performance. Therefore, as HDDs become more and more high-capacity, MR head usage is also increasing.

그런데 MR 헤드의 자기저항 제재(이하 자기저항 센서라 함)는 얇은 박막 형태로 구성되어 있어서 자기 헤드에 비해 정전기(electro static discharge)에 취약한 단점이 있다. 그러므로 정전기에 의한 MR 헤드의 손상 정도를 줄이는 방안과, 정전기에 의해 손상된 MR 헤드를 가려내어 불량으로 처리하는 방법이 간구되어져 왔다.However, the magnetoresistive material (hereinafter referred to as magnetoresistance sensor) of the MR head has a disadvantage in that it is vulnerable to electrostatic discharge compared to the magnetic head because it is configured in a thin film form. Therefore, a method of reducing the damage of the MR head by static electricity and a method of screening the MR head damaged by static electricity and treating it as a defect have been sought.

MR 헤드의 정전기에 의한 손상 여부를 가려내는 방법의 하나로 MR 센서의 저항을 측정하는 방법이 있다. MR 센서가 정전기에 의해 손상을 받게 되면 MR 센서의 고유저항이 변하게 된다. 따라서, MR 센서의 고유저항값을 측정하여 고유저항의 변화 정도에 따라 손상여부를 가려낼 수 있다. 그런데 기존의 MR 센서의 고유저항 측정 방법은 멀티미터(multi-meter) 등의 저항 측정용 계기를 이용하여 수동으로 측정하였기 때문에 오차도 많고 측정도 용이하지 못하였다.One method of screening whether the MR head is damaged by static electricity is to measure the resistance of the MR sensor. When the MR sensor is damaged by static electricity, the resistivity of the MR sensor changes. Therefore, by measuring the resistivity of the MR sensor it can be determined whether the damage according to the degree of change in the resistivity. However, the conventional resistivity measuring method of the MR sensor was measured manually by using a resistance measuring instrument such as a multi-meter, so there were many errors and the measurement was not easy.

따라서 본 발명의 목적은 MR 센서의 고유저항을 수시로 간단하게 측정할 수 있는 방법을 제공함에 있다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a method that can easily measure the specific resistance of the MR sensor from time to time.

본 발명의 다른 목적은 MR 센서의 고유저항을 정확하게 측정하여 MR 헤드의 불량 여부를 가려내어 HDD의 제조시 특정 헤드의 불량으로 인하여 HDD 전체를 불량으로 처리해야 하는 문제를 줄일 수 있는 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to accurately measure the resistivity of the MR sensor to screen out whether the MR head is defective to provide a method to reduce the problem of treating the entire HDD as defective due to the failure of a specific head during the manufacture of the HDD. have.

본 발명의 또다른 목적은 사용자 환경에서 MR 센서의 고유저항을 수시로 측정하여 MR 센서의 손상 여부를 사용자에게 알려줄 수 있는 방법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a method for informing a user whether an MR sensor is damaged by frequently measuring the resistivity of an MR sensor in a user environment.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 MR 헤드를 HDD의 디스크 상의 파킹존에 위치시키고, MR 센서에 바이어스 전류를 인가하여 MR 센서의 전압을 측정하고, 측정한 MR 센서의 전압으로 MR 센서의 저항을 계산한 후 계산한 MR 센서의 저항값을 메모리에 기록함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention locates an MR head in a parking zone on a disk of an HDD, measures a voltage of the MR sensor by applying a bias current to the MR sensor, and measures the resistance of the MR sensor with the measured MR sensor voltage. After the calculation, the resistance value of the calculated MR sensor is recorded in the memory.

도 1은 본 발명이 적용되는 자기저항 헤드의 자기저항 센서의 고유저항 측정 방법을 설명하기 위한 도면1 is a view for explaining a method of measuring the resistivity of a magnetoresistive sensor of a magnetoresistive head to which the present invention is applied;

도 2은 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브의 개략적인 블록 구성도2 is a schematic block diagram of a hard disk drive to which the present invention is applied.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기저항 헤드의 자기저항 센서 고유저항 측정 과정의 마이크로콘트롤러의 제어 흐름도3 is a control flowchart of the microcontroller of the magnetoresistive sensor high resistance measurement process of the magnetoresistive head according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명에서 사용되는 방법을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method used in the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명이 적용되는 자기저항 헤드의 자기저항 센서의 고유저항 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, MR 헤드는 MR 센서 13에 바이어스 전류 Ib를 인가하며, 자기기록매체의 자장변화에 따른 MR 센서 13의 전압 Vo를 측정하여 자기기록매체에 자화된 형태를 측정하고, 이후 측정된 자화 형태는 데이터로 복원된다. 도 1에는 이러한 MR 센서 13의 등가회로가 도시되어 있는데 MR 센서 13이 가변저항으로 도시되어 있다. MR 센서 13의 저항 Rmr은 하기의 수식으로 구해진다.1 is a view for explaining a method of measuring the resistivity of a magnetoresistive sensor of a magnetoresistive head to which the present invention is applied. Referring to FIG. 1, the MR head applies a bias current Ib to the MR sensor 13, measures the voltage Vo of the MR sensor 13 according to the change in the magnetic field of the magnetic recording medium, and measures the magnetized shape on the magnetic recording medium, and then measures it. The magnetized form is restored to data. 1 shows an equivalent circuit of the MR sensor 13, in which the MR sensor 13 is shown as a variable resistor. The resistance Rmr of the MR sensor 13 is obtained by the following formula.

Rmr = Ro + ΔRRmr = Ro + ΔR

Ro는 MR 센서 13의 고유저항이고, ΔR은 자기기록매체의 자장에 의한 MR 센서 13의 저항 변화량이다. 상기한 식에서 MR 센서 13의 고유저항 Ro를 구하기 위하여 저항변화량 ΔR을 제로로 만든 후 MR 센서 13의 저항 Rmr을 구하는 방법이 본 발명에서 사용되었다. 또한 본 발명에서는 MR 센서 13의 저항을 측정하는 과정의 수행을 HDD의 마이크로콘트롤러의 제어하에 수행하는 방법을 사용하였다.Ro is the resistivity of the MR sensor 13, and ΔR is the resistance change of the MR sensor 13 due to the magnetic field of the magnetic recording medium. In the above equation, in order to obtain the resistivity Ro of the MR sensor 13, a method of obtaining the resistance Rmr of the MR sensor 13 after making the resistance change amount ΔR to zero was used in the present invention. In addition, the present invention used a method of performing the process of measuring the resistance of the MR sensor 13 under the control of the microcontroller of the HDD.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 먼저 HDD의 구성을 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명이 적용되는 HDD의 개략적인 블록 구성도로서, 두 장의 디스크 10을 일예로 하는 HDD 블럭구성을 보여주고 있다. 도 2를 참조하면, 디스크 10은 스핀들모터 44에 의해서 정속회전한다. MR 헤드 12는 디스크 10의 표면상에 위치하여 액추에이터의 암 어셈블리(arm assembly) 14의 신장된 암의 전단에 설치된다. 전치증폭기 16은 데이터 독출시 MR 헤드 12에 의해 픽업된 신호를 전치증폭하며, 데이터기록시에는 헤드 12를 통해 리드/라이트 채널회로(Read/Write Channel) 18로부터 인가되는 부호화된 기록데이터(Encoded Write Data)를 디스크 10에 기록 한다. 리드/라이트 채널회로 18은 전치 증폭기 16으로부터 인가되는 리드신호로부터 데이터 펄스를 검출하고 디코딩하여 DDC(Disk Data Controller) 20에 인가하며, DDC 20으로부터 인가되는 라이트 데이터를 코딩하여 전치증폭기 16에 인가한다. DDC 20은 호스트 컴퓨터와 마이크로컨트롤러 26간과, 호스트 컴퓨터와 리드/라이트 채널회로 18간의 통신을 인터페이스한다. 마이크로컨트롤러 26은 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 리드 또는 라이트 명령에 응답하여 트랙탐색 및 트랙추종을 제어한다. VCM(Voice Coil Motor) 구동부 32는 마이크로컨트롤러 26의 서보제어(헤드의 위치제어)에 대한 값을 D/A컨버터 30을 통해 받아 액츄에이터 34를 구동하기 위한 구동전류를 발생하여 액츄에이터의 VCM에 인가한다. 액츄에이터 34는 VCM구동부 32로부터 인가되는 구동전류의 방향 및 레벨에 대응하여 MR 헤드 12들을 디스크 10상의 방사선 방향으로 이동시킨다. 모터 제어부 40은 마이크로컨트롤러 26의 제어하에 디스크 10의 회전제어를 위한 제어값을 스핀들모터 구동부 42로 인가하고, 스핀들모터 구동부 42는 상기 제어값에 따라 스핀들모터 44를 구동하여 디스크 10들을 회전시킨다. A/D컨버터 22는 리드/라이트 채널회로 18을 통하여 인가되는 서보정보 중 버스트신호에 의거한 위치에러신호(Position Error Signal) PES를 디지털 변환하여 마이크로컨트롤러 26으로 출력한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the configuration of the HDD will be described. 2 is a schematic block diagram of an HDD to which the present invention is applied and shows an HDD block configuration using two disks 10 as an example. Referring to FIG. 2, the disk 10 rotates at a constant speed by the spindle motor 44. The MR head 12 is located on the surface of the disk 10 and installed in front of the elongated arm of the arm assembly 14 of the actuator. The preamplifier 16 preamplifies the signal picked up by the MR head 12 when data is read out, and the encoded data is applied from the read / write channel circuit 18 through the head 12 to the data proxy. Data) is recorded on disk 10. The read / write channel circuit 18 detects and decodes a data pulse from a read signal applied from the preamplifier 16 and applies it to the DDC (Disk Data Controller) 20, and codes the write data applied from the DDC 20 to the preamplifier 16. . The DDC 20 interfaces the communication between the host computer and the microcontroller 26 and between the host computer and the read / write channel circuit 18. The microcontroller 26 controls track navigation and track tracking in response to read or write commands received from the host computer. The VCM (Voice Coil Motor) driver 32 receives the value of the servo control (position control of the head) of the microcontroller 26 through the D / A converter 30 and generates a driving current for driving the actuator 34 and applies it to the VCM of the actuator. . The actuator 34 moves the MR heads 12 in the radiation direction on the disk 10 in response to the direction and level of the drive current applied from the VCM driver 32. The motor controller 40 applies a control value for controlling the rotation of the disk 10 to the spindle motor driver 42 under the control of the microcontroller 26, and the spindle motor driver 42 drives the spindle motor 44 to rotate the disks 10 according to the control value. The A / D converter 22 digitally converts a position error signal PES based on the burst signal among the servo information applied through the read / write channel circuit 18 and outputs it to the microcontroller 26.

이하 상기한 HDD의 마이크로콘트롤러 26의 MR 헤드 12의 MR 센서 13의 고유저항을 측정하는 과정을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a process of measuring the resistivity of the MR sensor 13 of the MR head 12 of the microcontroller 26 of the HDD will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 MR 헤드 12의 MR 센서 고유저항 Ro 측정 과정의 마이크로콘트롤러 26의 제어 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 먼저 마이크로콘트롤러 26은 50단계에서 헤드 12를 디스크 10의 파킹존(parking zone)으로 위치시킨다. 이는 디스크 10의 자장 변화에 의한 MR 센서 13의 저항 변화량 ΔR을 디스크 10의 자화가 이루어지지 않은 파킹존에서 측정하면 저항 변화량 ΔR은 거의 제로이므로 무시할 수 있기 때문이다. 이후 마이크로콘트롤러 26은 52단계에서 MR 센서 13에 바이어스 전류 Ib를 인가하고, 54단계에서 MR 센서 13의 전압을 측정한다. 이후 56단계에서는 측정한 MR 센서 13의 전압으로 MR 센서 13의 저항 Rmr을 계산한다. 이때 MR 센서 13의 저항 Rmr은 저항 변화량 ΔR이 거의 제로이므로 무시될 수 있어서 고유저항 Ro와 같다. 이후 58단계에서 마이크로콘트롤러 26은 상기한 과정에서 계산한 MR 센서 13의 고유저항 Ro를 내부메모리에 저장한다.3 is a control flowchart of the microcontroller 26 of the MR sensor specific resistance Ro measurement process of the MR head 12 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, first, the microcontroller 26 positions the head 12 to the parking zone of the disk 10 in step 50. This is because the resistance change ΔR of the MR sensor 13 due to the change in the magnetic field of the disk 10 in the parking zone where the magnetization of the disk 10 is not made is almost zero and thus can be ignored. Thereafter, the microcontroller 26 applies the bias current Ib to the MR sensor 13 in step 52, and measures the voltage of the MR sensor 13 in step 54. In step 56, the resistance Rmr of the MR sensor 13 is calculated from the measured MR sensor 13 voltage. In this case, the resistance Rmr of the MR sensor 13 is negligible since the resistance change amount ΔR is almost zero, which is the same as the resistivity Ro. Thereafter, in step 58, the microcontroller 26 stores the resistivity Ro of the MR sensor 13 calculated in the above process in the internal memory.

상기한 과정으로 마이크로콘트롤러 26은 MR 센서 13의 고유저항 Ro를 측정한다. 상기한 과정은 HDD의 제조시 소정 공정과정에 적용될 때에는 측정한 고유저항 Ro의 값을 읽어들여 MR 헤드 12가 정상동작 가능한 범위의 MR 센서 13의 고유저항 값인지를 판단하여 MR 헤드 12의 손상 여부를 판단한다. 또한 상기한 과정은 HDD가 사용자 환경에서 사용될 때에는 HDD의 자기진단 기능인 SMART(Self Monitoring And Reporting Technology)기능에 부가하여 HDD의 상태를 사용자에게 알려주어 사용자가 디스크의 데이터를 백업받는 등의 적절한 조치를 취하게 한다.In the above process, the microcontroller 26 measures the resistivity Ro of the MR sensor 13. When the above process is applied to a predetermined process during manufacture of the HDD, by reading the measured value of the specific resistance Ro, it is determined whether the MR head 12 is the resistance value of the MR sensor 13 in the normal operable range and whether the MR head 12 is damaged. Judge. In addition, when the HDD is used in a user environment, the above process is added to SMART (Self Monitoring And Reporting Technology) function, which is a self-diagnosis function of the HDD, to inform the user of the HDD status so that the user can take appropriate measures such as backing up data on the disk. Get drunk

상기한 바와 같이 본 발명은 MR 헤드를 파킹존에 위치시키고, MR 센서에 바이어스 전류를 인가하여 MR 센서의 전압을 측정하고, 측정한 MR 센서의 전압으로 MR 센서의 저항을 계산한 후 계산한 MR 센서의 저항값을 메모리에 기록하므로, MR 센서의 고유저항을 정확하게 또한 수시로 간단하게 측정할 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명은 MR 센서의 고유저항을 정확하게 측정하여 MR 헤드의 불량 여부를 가려내어 HDD의 제조시 특정 헤드의 불량으로 인하여 HDD 전체를 불량으로 처리해야 하는 문제를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명은 사용자 환경에서 MR 센서의 고유저항을 수시로 측정할 수 있어서 MR 센서의 손상 여부를 사용자에게 알려줄 수 있는 장점이 있다.As described above, in the present invention, the MR head is placed in a parking zone, a bias current is applied to the MR sensor, the voltage of the MR sensor is measured, and the MR of the MR sensor is calculated after calculating the resistance of the MR sensor using the measured MR sensor voltage. Since the resistance value of the sensor is recorded in the memory, the specific resistance of the MR sensor can be measured accurately and often simply. In addition, the present invention has the advantage that it is possible to reduce the problem that the entire HDD to be treated as defective due to the failure of a specific head during the manufacture of the HDD by accurately determining the MR resistance of the MR sensor by accurately measuring the resistivity of the MR sensor. In addition, the present invention can measure the specific resistance of the MR sensor in the user environment from time to time has the advantage that can inform the user whether the MR sensor is damaged.

Claims (1)

자기저항 헤드를 구비하는 하드 디스크 드라이브의 상기 자기저항 헤드의 자기저항 센서의 손상 정도를 테스트하는 방법에 있어서,A method for testing the degree of damage of a magnetoresistive sensor of the magnetoresistive head of a hard disk drive having a magnetoresistive head, 상기 자기저항 헤드를 상기 하드 디스크 드라이브의 디스크 상의 파킹존에 위치시키는 과정과,Positioning the magnetoresistive head in a parking zone on a disk of the hard disk drive; 상기 파킹존에 위치한 자기저항 헤드의 상기 자기저항 센서에 전류를 인가하여 상기 자기저항 센서의 전압을 측정하는 과정과,Measuring a voltage of the magnetoresistive sensor by applying a current to the magnetoresistive sensor of the magnetoresistive head located in the parking zone; 상기 측정한 자기저항 센서의 전압과 상기 전류를 이용하여 상기 자기저항 센서의 저항을 계산하여 상기 자기저항 센서의 저항값을 메모리에 기록는 과정으로 이루어지며, 상기 저항값으로 상기 자기저항 센서의 손상 정도를 판단함을 특징으로 하는 테스트 방법.The resistance of the magnetoresistive sensor is calculated by using the measured magnetoresistive sensor voltage and the current, and the resistance value of the magnetoresistive sensor is recorded in a memory. The test method, characterized in that.
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KR19980084526A (en) 1998-12-05

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