KR100585102B1

KR100585102B1 - 자기헤드의 티피티피(ｔｐｔｐ)에 따른 오버 슈트 전류 및회전수 컨트롤 방법

Info

Publication number: KR100585102B1
Application number: KR1020030064569A
Authority: KR
Inventors: 김성철; 김종윤; 여창동
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2006-05-30
Also published as: KR20050028184A

Abstract

자기헤드의 티피티피(TPTP : Thermal Pole Tip Protrusion)에 따른 오버 슈트 전류 및 회전수 컨트롤 방법이 개시되어 있다.

이 개시된 방법은 오버 슈트 전류(OSC)의 변화에 따른 씨에스엠 차이(Delta CSM)와 CSM율을 측정하는 단계와; 측정된 Delta CSM과 CSM율의 범위에 따라 티피티피(TPTP)의 정도를 판단하는 단계와; 판단된 결과로부터, 제1 TPTP 자기헤드 또는 제2 TPTP 자기헤드로의 분류여부 및 낮은 회전수로 제어되는 하드디스크용으로의 다운사이징 여부를 결정하는 단계와; 제1 및 제2 TPTP 자기헤드 각각을 온도에 따라 서로 다른 OSC 값으로 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

자기헤드, TPTP, OSC, CSM

Description

자기헤드의 티피티피(ＴＰＴＰ)에 따른 오버 슈트 전류 및 회전수 컨트롤 방법{Method for over shoot current and frequency control according to TPTP(Thermal Pole Tip Protrusion) of magnetic head}

도 1은 TPTP를 가진 자기헤드 및 이를 갖지 않은 자기헤드의 OSC 변화에 따른 BER이나 CSM 의 변화를 나타낸 그래프

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기헤드의 TPTP에 따른 OSC 및 회전수 컨트롤 방법을 나타낸 순서도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기헤드 분류 또는 다운사이징 여부를 결정하는 과정을 나타낸 순서도.

본 발명은 하드디스크 드라이브의 자기헤드에 관한 것으로서, 상세하게는 자기헤드의 티피티피(TPTP : Thermal Pole Tip Protrusion)에 따른 오버 슈트 전류 및 회전수 컨트롤 방법에 관한 것이다.

일반적으로 하드디스크의 저장용량이 증가하면서 자기헤드의 기록/재생 특성을 향상시키기 위한 방편으로, 하드디스크에 대한 자기헤드 슬라이더의 부상 높이(flying height)가 낮아질 것과 하드디스크 및 자기헤드의 높은 신뢰성 확보가 요구된다. 이를 위하여는 하드디스크 및 자기헤드 자체의 구성도 중요하지만, 데이터를 읽고 기록하는데 요구되는 오버 슈트 전류(Over Shoot Current : 이하, OSC라 한다)와 하드디스크의 사용 회전수 컨트롤(Frequency Control)이 중요한 요소로 작용한다. 즉, OSC는 기록위치에서 자계의 세기를 보자력 이상으로 끌어올리는 트리거로서의 역할을 하는 것으로, 기록 수행시 TPTP에 가장 큰 영향을 준다.

하드디스크 드라이브는 알루미나 티타늄 카바이드 복합체(Al₂O₃- AlTiC)로 된 비금속 성분의 슬라이더에 퍼멀로이(Permalloy)로 된 금속성분의 폴(pole)이 내장된 구조를 가진다. 따라서, 기록용 전류가 계속 흐르면 금속과 비금속 사이의 열팽창 계수의 차이로 말미암아 금속성분의 폴 주변이 부풀어 올라 돌출되는데 이를 써멀 폴 팁 돌기(Thermal Pole Tip Protrusion : 이하 TPTP라 한다)라 한다. 이러한 TPTP에 의해 자기헤드와 하드디스크 사이의 인터페이스(Hard Disk Interface ; 이하 HDI라 한다)의 마진이 줄어들게 된다. 따라서 자기헤드의 부상높이가 낮아져 자기헤드와 하드디스크의 부딪침으로 인한 폴 손상, 열에 의한 변형(Thermal Asperity), 신호 변조 등의 문제가 발생된다.

도 1은 TPTP를 가진 자기헤드 및 이를 갖지 않은 자기헤드의 OSC 변화에 따른 비트 오차율(Bit Error Rate : 이하, BER이라 한다) 이나 채널 통계값(Channel Statistics Measurement : 이하, CSM이라 한다)의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 1에서 TPTP를 가지는 자기헤드의 변화곡선 A을 TPTP를 가지지 않는 자기헤드의 변화곡선 B와 비교하여 보면, 곡선 A가 OSC 변화에 따라 BER 값이 급하게 변화함을 알 수 있다.

종래의 경우에도 이와 같은 자기헤드의 특성에 따라 TPTP 자기헤드인지 여부를 분류하였다. 하지만 같은 종류의 TPTP 자기헤드라 하여도 OSC에 따른 BER 변화량이 다름에도 불구하고, TPTP 특성을 정확하게 측정하는 방법이 없었으므로 TPTP 자기헤드로 정의되면 동일한 OSC를 수행하여 제어하였다. 한편 실제의 자기헤드 각각은 TPTP 특성이 다르므로 각 자기헤드 마다 동일한 OSC를 적용하는 데에는 무리가 있었고, 이에 따라 효율적인 제어가 곤란하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 감안하여 안출된 것으로서, TPTP 정도에 따라 자기헤드를 세분하여 OSC를 달리하거나 다운사이징(down sizing)을 통하여 TPTP를 개선할 수 있도록 된 자기헤드의 TPTP에 따른 오버 슈트 전류 및 회전수 컨트롤 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 자기헤드의 TPTP에 따른 오버 슈트 전류 및 회전수 컨트롤 방법은, 오버 슈트 전류(OSC)의 변화에 따른 씨에스엠 차이(Delta CSM)와 CSM율을 측정하는 단계와; 측정된 Delta CSM과 CSM율의 범위에 따라 TPTP의 정도를 판단하는 단계와; 판단된 결과로부터, 제1 TPTP 자기헤드 또는 제2 TPTP 자기헤드로의 분류여부 및 낮은 회전수로 제어되는 하드디스크용으로의 다운사이징 여부를 결정하는 단계와; 상기 제1 및 제2 TPTP 자기헤드 각각을 온도에 따라 서로 다른 OSC 값으로 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기헤드의 TPTP에 따른 OSC 및 회전수 컨트롤 방법을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 하드디스크 드라이브의 제조공정 즉, 버언-인 테스트(burn-in test) 공정에서 수행된다. 도 2를 참조하면, 본 발명은 CSM 차이(이하, Delta CSM 이라 함)와 CSM 율(CSM rate)을 측정하는 단계(S100)와, TPTP(Thermal Pole Tip Protrusion) 정도를 판단하는 단계(S200)와, 판단된 TPTP 정도에 따른 자기헤드 분류 또는 다운사이징 여부를 결정하는 단계(S300) 및 분류된 자기헤드를 독립제어하는 단계(S400)를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 단계들은 7200 rpm으로 하드디스크를 회전시키면서 수행하는 과정과, 5400rpm으로 하드디스크를 회전시키면서 수행하는 과정으로 나누어 살펴볼 수 있다.

우선, 기록시 열팽창 계수의 차이에 따른 TPTP를 가지는 자기헤드의 성능을 테스트 하기 위하여 7200rpm으로 회전하는 하드디스크에서 OCS 변화에 따른 상기 Delta CSM과 CSM율을 측정한다(S100).

이 각각의 값은 하드디스크의 존(zone) 0과 존 13 각각에서 최적의 OSC와 최대의 OSC를 이용하여 측정된다. 즉, 하드디스크의 외주(Outer Diameter : OD)와 가운데 영역(Middle Diameter ; MD)에서 측정된다.

여기서, TPTP는 기록 주파수에 의한 영향을 받으며, 그 영향은 기록주파수가 높을수록 더욱 커진다. OD는 MD에 비하여 기록주파수가 높으므로, TPTP 측정에 보다 유리하다.

이 측정된 결과로부터 TPTP 정도를 판단한다(S200). 즉 Delta CSM의 값과, CSM율의 범위에 따라 TPTP 정도를 판단한다. 이 TPTP는 수학식 1의 비례식을 만족한다.

여기서, 주파수는 하드디스크의 회전수 내지는 회전속도(선속도)를 의미하는 것으로, 헤드디스크의 반경과 rpm에 따라 다르다. 그리고, I는 기록전류를 나타내며, R은 기록 코일의 저항을 나타낸다.

따라서 7200rpm용으로 사용하는 경우에 심한 TPTP를 가지므로, 그 채용이 부적합한 자기헤드로 판단될 수 있다. 하지만, 이러한 자기헤드라 할지라도 주파수가 낮은 5400rpm용으로 사용하는 경우에는 상대적으로 TPTP가 약해지므로 채용이 가능할 수 있다.

이를 도 2의 단계 S300 및 도 3을 통하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

우선, 7200rpm용 하드디스크에 적합한 자기헤드인지 여부를 결정하는 단계를 수행한다(S310 내지 S360). 그 결과 측정된 Delta CSM이 9000을 초과하고, CSM 율이 4를 초과하여 7200rpm용 자기헤드로 부적합한 경우 5400 rpm용으로 다운사이징(down sizing) 한다(S370). 이후 과정은 후술한다.

한편, 이에 적합한 자기헤드로 판단된 경우에도 TPTP 테스트를 통하여 제1 및 제2자기헤드로 세분된다. 즉, 제1자기헤드 테스트를 시작한 후(S310), 제1자기헤드 실행 테스트 및 TPTP 테스트를 수행한다(S320). 그 결과 Delta CSM이 1000을 초과 9000 이하이고, CSM 율이 4를 초과하는 경우 제1 TPTP 자기헤드로 분류한다(S330).

이 조건을 만족하지 못하는 경우 제2자기헤드 테스트를 시작한 후(S340), 제2자기헤드 실행 테스트 및 TPTP 테스트를 수행한다(S350). 그 결과 Delta CSM이 1000을 초과 9000 이하이고, CSM 율이 1.6초과 4 미만일 때 제2 TPTP 자기헤드로 분류한다(S360).

여기서, 제1 TPTP 자기헤드는 제2 TPTP 자기헤드에 비하여 TPTP 경향이 강한 헤드로서, 온도 변화에 따라 서로 다른 OSC 값으로 독립 제어한다(S400). 이와 같이, 7200 rpm용으로 분류된 경우에도 제1 및 제2 자기헤드로 세분하여 독립적으로 제어함으로써, TPTP 특성에 따른 영향에 보다 정밀하게 대처할 수 있다.

상기한 바와 같이, 7200rpm으로 하드디스크를 회전시키면서 테스트 수행결과 다운사이징(down sizing) 하기로 결정된 경우는 5400rpm으로 하드디스크를 회전시키면서 상기한 단계 S100 내지 S400의 과정을 다시 수행한다.

즉, 상기 Delta CSM과 CSM율은 하드디스크를 5400 rpm으로 회전시키면서 존 0과 존 13에서 최적의 OSC와 최대의 OSC를 이용하여 각각 측정한다.

Delta CSM이 9000을 초과하고, CSM 율이 4를 초과할 때 불량 처리한다. 그 이외에는 5400rpm용의 자기헤드로 적합한 것으로, 이를 다시 제1 및 제2 TPTP 자기헤드로 세분한다. 즉, Delta CSM이 1000을 초과 9000 이하이고, CSM 율이 4를 초과할 때 제1 TPTP 자기헤드로 분류한다. 그리고, Delta CSM이 1000을 초과 9000 이하이고, CSM 율이 1.6초과 4 미만일 때 제2 TPTP 자기헤드로 분류한다.

이와 같이 세분된 제1 및 제2 TPTP 자기헤드는 온도 변화에 따라 서로 다른 OSC 값으로 독립적으로 제어된다.

상기한 바와 같이 자기헤드의 TPTP 정도에 따라 자기헤드를 세분화하고 이 분류된 자기헤드를 독립적으로 서로 다른 OSC 값으로 제어함과 아울러, 심한 TPTP의 경우 다운사이징을 함으로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째 하드디스크 드라이브의 수명을 연장시킬 수 있고, 둘째 HDI 관련한 마진을 확보할 수 있어서, 고도 테스트 마진 확보, TA방지, 폴 손상 및 자기헤드 파손을 예방할 수 있으며, 셋째 인접 트랙 소거(Adjacent Track Erasure, ATE) 및 기록 성능 저하를 방지할 수 있다.

Claims

삭제
하드디스크를 회전시키면서 존 0과 존 13에서 오버 슈트 전류(OSC)의 변화에 따른 씨에스엠 차이(Delta CSM)와 CSM율을 각각 측정하는 단계와;

측정된 Delta CSM과 CSM율의 범위에 따라 티피티피(TPTP)의 정도를 판단하는 단계와;

판단된 결과로부터, 제1 TPTP 자기헤드 또는 제2 TPTP 자기헤드로의 분류여부 및 낮은 회전수로 제어되는 하드디스크용으로의 다운사이징 여부를 결정하는 단계와;

상기 제1 및 제2 TPTP 자기헤드 각각을 온도에 따라 서로 다른 OSC 값으로 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기헤드의 TPTP에 따른 OSC 및 회전수 컨트롤 방법.
제2항에 있어서,

상기 Delta CSM과 CSM율은 상기 하드디스크를 7200 rpm으로 회전시키면서 측정되고,

자기헤드의 분류 여부 및 다운사이징 여부를 결정하는 단계는,

Delta CSM이 1000을 초과 9000 이하이고, CSM 율이 4를 초과할 때 제1 TPTP 자기헤드로 분류하는 단계와;

Delta CSM이 1000을 초과 9000 이하이고, CSM 율이 1.6초과 4 미만일 때 제2 TPTP 자기헤드로 분류하는 단계와;

Delta CSM이 9000을 초과하고, CSM 율이 4를 초과할 때 5400 rpm용으로 다운사이징 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기헤드의 TPTP에 따른 OSC 및 회전수 컨트롤 방법 .
삭제
제2항에 있어서,

상기 Delta CSM과 CSM율은 상기 하드디스크를 5400 rpm으로 회전시키면서 측정되고,

자기헤드의 분류 여부 및 다운사이징 여부를 결정하는 단계는,

Delta CSM이 1000을 초과 9000 이하이고, CSM 율이 4를 초과할 때 제1 TPTP 자기헤드로 분류하는 단계와;

Delta CSM이 1000을 초과 9000 이하이고, CSM 율이 1.6초과 4 미만일 때 제2 TPTP 자기헤드로 분류하는 단계와;

Delta CSM이 9000을 초과하고, CSM 율이 4를 초과할 때 불량 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기헤드의 TPTP에 따른 OSC 및 회전수 컨트롤 방법.