KR100462215B1

KR100462215B1 - 하드 디스크 드라이브 제조공정시 차후 불량분석 효율을높이기 위한 방법

Info

Publication number: KR100462215B1
Application number: KR1019970035378A
Authority: KR
Inventors: 조진원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-07-26
Filing date: 1997-07-26
Publication date: 2005-04-06
Also published as: KR19990012100A

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:

하드 디스크 드라이브 제조공정

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:

하드 디스크 드라이브의 제조공정시 차후 불량분석 효율을 용이하기 하기 위한 방법 제공

다. 그 발명의 해결방법의 요지:

본 발명은, 동일한 내용의 테스트를 실행했을 경우라도 그 테스트 결과를 같은 위치에 오버라이트(overwrite)하지 않고 그 다음의 위치로 연결하여 기록함으로써 테스트 결과를 누적하여 개발업부 및 불량분석의 효율을 높인다.

라. 발명의 중요한 용도:

하드 디스크 드라이브의 제조공정

Description

하드 디스크 드라이브 제조공정시 차후 불량분석 효율을 높이기 위한 방법

본 발명은 자기디스크 드라이브에 관한 것으로, 특히 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive: 이하 "HDD"라 칭함)의 제조공정시 차후 불량분석 효율을 높이기 위한 방법에 관한 것이다.

요즈음 데이터 저장 및 독취 장치는 시스템의 멀티미디어 구현에 부응하여 그 용량이 급속도로 커져 가고 있으며, 또한 데이터의 고속 액세스가 가능하도록 발전되고 있다. 이러한 데이터 저장 및 독취장치들의 일예로 HDD(Hard Disk Drive)를 들 수 있다. 상기 HDD는 데이터의 고속 액세스 및 고용량화 구현이 가능하다는 장점 덕택에 컴퓨터 시스템의 보조기억장치로 널리 사용되고 있다.

HDD는 도 1에 도시된 바와 같은 일련의 제조공정 절차를 거쳐 하나의 완성된 제품으로서 출하된다. 도 1은 HDD의 제조공정에서의 일반적인 주요절차를 도시한 도면으로서, 크게 여섯단계로 구분된다.

도 1을 참조하여 각 단계를 설명하면, 먼저 제조공정의 제1단계(Ⅰ)인 HDA(Head Disk Assembly) 조립공정은 HDD의 기구부인 HDA(Head Disk Assembly)를 조립하는 공정으로서 클린 룸(clean room)내에서 이루어진다. 제조공정의 제2단계(Ⅱ)인 서보라이트 공정은 데이터를 기록매체인 디스크에 독출 및 기록하는 자기헤드의 서보제어를 위한 서보 패턴을 디스크상에 기록하는 공정으로서 서보라이터(servo writer)에 의해 수행된다. 제조공정의 제3단계(Ⅲ)인 기능 테스트공정(function test)은 상기 HDA 조립공정에서 만들어진 HDA와 PCBA(Printed Circuited Board Assembly) 조립공정(통상 HDA조립공정후 수행됨)에서 만들어진 PCBA를 결합시킨 다음에 수행되는 최초의 테스트로서 HDA와 PCBA가 정상적으로 매치(match)되어 동작하는지를 테스트한다. 제조공정의 제4단계(Ⅳ)인 번-인(burn-in) 테스트 공정은 HDD의 제조공정중 가장 긴 시간이(통상 8시간 내지 16시간)이 소요되는 공정으로서 별도의 테스트 시스템 없이 고온·고습의 번-인 룸(burn-in room)내의 래크(rack)상에 놓여진 다음 자체 프로그램(펌웨어)에 의거하여 수행된다. 이러한 번-인 테스트 공정에서는 소비자가 HDD를 정상적으로 사용할 수 있도록 하기 위해 디스크상에 존재하는 디펙(defect)부분을 미리 찾아내어 실제 드라이브 사용시 상기 디펙부분이 사용되지 않도록 선조치 해주는 공정을 말한다. 제조공정의 제5단계(Ⅴ)인 최종 테스트(final test) 공정은 상기 번-인 테스트 공정에서 통과한 HDD 세트(set)가 정상적으로 디펙처리 되었는가를 확인하기 위한 공정으로서 특정 테스트 시스템을 이용하여 HDD 세트 마다의 디펙처리 상태를 테스트한다. 최종 테스트 공정을 마친 HDD 세트는 제조공정의 제6단계(Ⅵ)인 출하검사공정, 포장 및 출하공정을 거쳐 하나의 완성된 제품으로 출하된다.

도 1을 참조하여 언급한 바와 같이 HDD를 생산하기 위해서는 몇 단계의 공정을 거치게 되는데, 그중 번인 테스트(burn-in test)라는 공정을 통하여 서보 디펙(servo defect)과 데이터 디펙(data defect)을 검사하여 이 공정 이후에는 사용하지 못하도록 재할당(reasign)시키고, 드라이브의 성능에 관련된 일련의 테스트를 진행하게 된다. 따라서 이 번인 테스트를 한번 마치고 나면 그로 인하여 발생하는 결과들이 상당히 많이 발생하게 된다. 그 내용들을 열거하면 대략 다음과 같다.

1. 번인 테스트 결과; 여기에는 번인 테스트의 패스(pass) 또는 페일(fail)됨에 관계없이 종료되었을 당시의 각종 번인 관련 변수의 내용과 결과를 기록하게 된다. 예를 들면,

- 결과코드: 패스 혹은 페일시의 에러코드를 기록한다.

- 스크립트 포인터(script pointer): 종료될 당시에 진행중인 테스트 단계 (test step)를 기록한다.

- 에러 로그 포인터(error log pointer): 종료될 당시까지 매체상에 에러가 로그(log)된 위치를 기록한다.

- 에러 버퍼 포인터(error buffer pointer): 종료될 당시까지 버퍼상에 에러 가 로그된 위치를 기록한다.

- 옵션 플래그(option flag): 종료될 당시의 각종 플래그 내용을 기록한다.

- 기타: 그외의 공정 특성에 의거하여 필요한 변수내용을 기록한다.

이 내용들은 각각 1∼2바이트의 크기를 갖는 내용이기 때문에 전체 사이즈가 20바이트내외에서 결정된다.

2. V-리스트; 서보디펙의 매체상의 실제 위치정보를 가지고 있는 리스트. 이 리스트는 드라이브의 스펙마다 차이가 있을 수 있지만 대개 3∼4섹터의 크기를 가지고 있다.

3. SV-리스트, S-리스트, TR-리스트;

- SV-리스트: V-리스트의 포인터를 가지고 있음. 256바이트 사용함.

- S-리스트: R-리스트의 포인터를 가지고 있음. 256바이트 사용함.

- TR-리스트: 트랙 전체가 재할당되는 트랙위치정보를 가지고 있음. 512바이 트 사용함.

이들 리스트는 현재 1섹터내에 모두 위치할 수 있음.

4. R-리스트; 데이터 디펙의 매체상의 실제 위치정보를 가지고 있는 리스트. 이 리스트는 드라이브의 스펙마다 차이가 있을 수 있지만 대개 20∼30섹 터의 크기를 가지고 있다.

5. 채널 테이블; 번인 테스트중에 실행되는 일련의 테스트에 의하여 이 테이 블 값이 조정된 후, 이후의 모든 공정과 사용자 상황에서도 이 테이블의 값을 이용하게 되고, 2섹터의 크기를 가지고 있다.

6. D-리스트; 데이터 디펙의 1차 정보(소팅(sorting)한 것)를 가지고 있는 리스트로서, R-리스트가 가지고 있지 않은 에러코드, 에러 발생한 단계(step) 등의 정보를 가지고 있고, 이를 이용하여 R-리스트를 만들게 된다. 크기는 40∼50섹터를 이용하게 된다.

7. 바이어스, 탐색 테스트 결과(seek test result); 바이어스 테스 트(bias test)와 탐색타임 테스트(seek time test)가 실행된 후 구성되는 내용으로 각각 1섹터씩 2섹터가 필요하다.

위에서 언급한 내용들은 시스템 실린더내에서 특정한 위치를 가지고 있어 분석시에 빈번히 사용되는 데이터들이다. 그런데 개발단계에서는 동일한 세트(set)를 가지고 반복 테스트를 하는 것이 일반화되어 있기 때문에 이전 테스트 데이터는 모두 소실되게 마련이다. 이와같은 경우는 실제 양산시에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 개발단계에서 여러번 테스트를 진행했을 경우, 드라이브의 진행상태를 바로 알 수가 있어 개발의 효율성을 올릴 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 양산단계에서 어떤 이유에 의해 번인 테스트가 재진행되었을 경우, 혹은 테스트 도중에 멈췄다가 계속 진행한 경우 등 차후 불량 분석 효율을 높이기 위한 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적에 따라, 본 발명은, 동일한 내용의 테스트를 실행했을 경우라도 그 테스트 결과를 같은 위치에 오버라이트(overwrite)하지 않고 그 다음의 위치로 연결하여 기록함으로써 테스트 결과를 누적하여 개발 업무 및 불량 분석의 효율을 높이는데 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들중 동일한 구성요소들은 가능한한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 도 1의 제조공정을 거쳐서 완성된 HDD의 일반적인 블럭 구성도를 보여주고 있다. 도 2를 참조하면, 디스크들(10)은 스핀들(spindle)모터(34)에 의해 회전한다. 헤드들(12) 각각은 디스크들(10)중 대응하는 하나의 디스크면상에 위치하며, 환상 보이스 코일(rotary voice coil) 액츄에이터(30)와 결합된 E-블럭 어셈블리(14)로부터 디스크들(10)쪽으로 신장된 서포트 암들에 각각 대응되게 설치된다. 전치증폭기(16)는 리드시에는 헤드들(12)중 하나에 의해 픽업된 신호를 전치증폭하여 아나로그 리드신호를 리드/라이트 채널(read/write channel)회로(18)로 인가하며, 라이트시에는 리드/라이트 채널회로(18)로부터 인가되는 부호화된 라이트데이터를 헤드들(12)중 대응하는 하나의 헤드를 통해 디스크 상에 라이트되도록 한다. 리드/라이트 채널회로(18)는 전치증폭기(16)로부터 인가되는 리드신호로부터 데이터 펄스를 검출하고 디코딩하여 DDC(Disk Data Controller)(20)에 인가하며, DDC(20)로부터 인가되는 라이트데이터를 디코딩하여 전치증폭기(16)에 인가한다. DDC(20)는 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 데이터를 리드/라이트 채널회로(18)와 전치증폭기(16)를 통해 디스크상에 라이트 하거나 디스크상으로부터 데이터를 리드하여 호스트 컴퓨터로 송신한다. 또한 DDC(20)는 호스트 컴퓨터와 마이크로 콘트롤러(24)간의 통신을 인터페이스한다. 버퍼 램(22)은 호스트 컴퓨터와 마이크로 콘트롤러(24)와 리드/라이트 채널회로(18) 사이에 전송되는 데이터를 일시 저장한다. 마이크로 콘트롤러(24)는 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 리드 또는 라이트 명령에 응답하여 트랙 탐색 및 트랙 추종을 제어한다. 메모리(26)는 마이크로 콘트롤러(24)의 수행 프로그램 및 각종 설정값들을 저장한다. 서보구동부(28)는 마이크로 콘트롤러(24)에서 제공하는 헤드들(12)의 위치 제어를 위한 신호에 응답하여 액츄에이터(30)를 구동하기 위한 구동전류를 발생하여 액츄에이터(30)의 보이스 코일에 인가한다. 액츄에이터(30)는 서보구동부(28)로부터 인가되는 구동전류의 방향 및 레벨에 대응하여 헤드들(12)을 디스크들(10)상에서 이동시킨다. 스핀들 모터 구동부(32)는 마이크로 콘트롤러(24)로부터 발생되는 디스크들(10)의 회전 제어를 위한 제어값에 따라 스핀들 모터(34)를 구동하여 디스크들(10)을 회전시킨다.

HDD 제조공정에서 번-인 테스트 공정에서는 도 2와 같은 완제품의 HDD와 같이 구성되도록 테스트장비 등을 이용하여 구현한다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 번-인 테스트 공정에 관한 실시예를 도 2의 HDD 일반 블럭 구성을 참조하여 설명한다.

본 발명에서는 동일한 내용의 테스트를 실행했을 경우라도 그 테스트 결과를 같은 위치에 오버라이트(overwrite)하지 않고 그 다음의 위치로 연결하여 기록함으로써 테스트 결과를 누적하여 개발업부 및 불량분석의 효율을 높이고자 한다. 이러한 본 발명을 구현하기 위해서는 하기와 같은 내용들이 고려되어야 한다.

- 중복기록에 사용하기 위한 번인결과 내용의 조정.

- 중복기록을 위한 번인 결과기록 루틴.

- 번인 시작시 중복 기록 관련된 처리 루틴 추가.

또한 결과를 누적하여 기록하기에 충분한 공간확보를 위해 최소한 1실린더 이상의 드라이브 시스템 실린더상의 여유공간이 있어야 한다.

번인 테스트를 한번 마치고 나면 그로 인하여 발생하는 결과들이 상당히 많이 발생하게 되는데, 그 내용들은 전술한 바와 같다. 그런데 전술한 내용들을 모두 중복기록하기 위해서는 요구되는 시스템 실린더의 수가 너무 많게 되므로 이를 파하기 위해서는 내용들중 반드시 필요한 내용들을 정리할 필요가 있다. 본 발명의 실시예에 따라 반드시 필요한 내용들을 일예로 정리하면 하기 표 1과 같다.

기록 내용	내 용 설 명	최대필요 공 간	기록여부
번인 결과	이 내용들은 필요한 내용을 추 가하더라도 1섹터공간이면 충분 하므로 모두 기록한다.	1섹터	○
SV-리스트, S-리스트, TR-리스트	현재도 1섹터내에 모두 위치할 수 있음.	1섹터	○
V-리스트	3∼4섹터의 크기를 가지고 있으 므로 모두 기록한다.	4섹터	○
R-리스트	20∼30섹터의 크기를 가지고 있 으므로 모두 기록한다.	30섹터	○
채널 테이블	2섹터의 크기를 가지고 있으므 로 모두 기록한다.	2섹터	○
D-리스트	크기는 40∼50섹터를 이용하게 된다.		×
바이어스, 탐색 테스트 결과	2섹터가 소요되므로 모두 기록 한다.	2섹터	○
		총 40섹터

상기와 같은 내용을 기록하기 위하여 총 40섹터의 공간이 필요하므로, 1실린더의 여유공간이 있을 경우, 30회정도의 테스트 결과를 누적하여 기록할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동일 드라이브 세트에 대한 번인 테스트 제어 흐름도로서, 동일 드라이브 세트의 번인공정의 중복기록 관련 테스트결과정보를 선별하기 위한 중복기록관련 테이블을 작성하는 과정과, 상기 동일 드라이브 세트의 중복 테스트 실행시 상기 중복기록관련테이블을 참조하여 차후 필요한 테스트결과정보를 실린더의 서로 다른 섹터공간에 각각 저장시키는 과정으로 이루어져 하드 디스크 드라이브의 제조공정시 차후 불량분석 효율을 용이하게 한다.

도 3을 참조하면, 마이크로 콘트롤러(24)는 100단계와 같이 동일 드라이브 세트의 번인 테스트를 진행한 다음 102단계에서 번인 에러 로그 데이터(burn-in error log data)를 이용하여 디펙 프리(defect free)를 진행한다. 구체적으로 설명하면, 100단계에서의 번인테스트를 진행하게 되면 테스트데이터 라이트 및 리드의 동작이 수 회에 걸쳐서 반복적으로 이루어지므로 디펙된 위치에 대한 정보들이 반복 횟수만큼 존재한다. 그에 따라 102단계의 디펙 프리의 과정은 중복 발생된 디펙된 위치 등을 소트(sort)하는 것이다. 그후 104단계에서는 각종 디펙관리 관련 내용들(예컨대, 전술한 각종 리스트들)을 저장한다. 그후 106단계에서 중복기록방식 인에이블되었는가를 판단하고, 만약 인에이블되었으면 108단계에서 차후 드라이브 분석시 필요한 결과정보들을 정리한다. 예컨대, 전기 표 1의 개시된 리스트 등에 관련된 정보들을 정리한다. 그후 110단계에서는 중복기록 관련 테이블 존재 여부를 확인하고 112단계에서는 존재하는가를 판단하는데, 만약 중복기록 관련 테이블이 존재하지 않으면 114단계에서 상기 중복기록 관련 테이블을 작성한 후 116단계로 진행한다. 그렇지만 114단계의 판단에서 만약 상기 중복기록 관련 테이블이 존재하면 바로 116단계로 진행한다. 116단계에서는 작성된 중복기록 관련 테이블을 참조하여 실린더 공간(실린더의 섹터 공간)이 여유있는가를 확인하고 118단계에서 여부있는가를 판단한다. 만약 여유가 있으면 120단계에서는 현재 실린더상에 누적되어 있는 다음 위치에 정리한 결과정보들을 저장하고 그후 124단계에서 이에 따른 중복기록 관련 테이블을 업데이트한다. 그렇지만 상기 118단계에서 실린더 공간(실린더의 섹터 공간)이 여유가 없으면 122단계로 진행하여 현재 결과정보들이 누적되어 있는 실린더상의 마지막 공간(섹터 공간)에 정리한 결과정보들을 저장하고, 124단계에서 이에 따른 중복기록 관련 테이블을 업데이트한다. 이렇게하여 번인 테스트과정을 종료한다.

이러한 동작에 따라 동일 드라이브 세트의 중복 테스트 실행에 의한 차후 필요한 테스트결과정보들은 실린더의 서로 다른 공간에 각각 저장된다. 이는 하드 디스크 드라이브의 제조공정시 차후 불량분석 효율을 용이하게 한다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 개발단계에서 여러번 테스트를 진행했을 경우, 드라이브의 진행상태를 바로 알 수가 있어 개발의 효율성을 올릴 수 있다. 또한 양산단계에서도 어떤 이유에 의해 번인 테스트가 재진행되었을 경우, 혹은 테스트 도중에 멈췄다가 계속 진행한 경우 등에 그 데이터가 모두 남음으로써 차후 분석이 용이하게된다.

도 1은 통상적인 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)의 제조공정 단계를 설명하기 위한 제조공정 흐름도,

도 2는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 하드 디스크 드라이브의 블럭 구성도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동일 드라이브 세트에 대한 번인 테스트 제어 흐름도.

Claims

하드 디스크 드라이브의 제조공정시 차후 불량분석 효율을 높이기 위한 방법에 있어서,

동일 드라이브 세트의 번인공정의 중복기록 관련 테스트결과정보를 선별하기 위한 중복기록관련 테이블을 작성하는 과정과,

상기 동일 드라이브 세트의 중복 테스트 실행시 상기 중복기록관련테이블을 참조하여 차후 필요한 테스트결과정보를 실린더의 서로 다른 섹터공간에 각각 저장시키는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 중복기록관련 테이블에는 번인 결과, SV-리스트, S-리스트, TR-리스트, V리스트, R-리스트, D-리스트, 바이어스, 탐색테스트 결과의 내용들이 포함됨을 특징으로 하는 방법.