KR100782298B1 - 하드디스크 드라이브용 디스크 및 그를 구비한 하드디스크드라이브 - Google Patents

Abstract

하드디스크 드라이브용 디스크 및 그를 구비한 하드디스크 드라이브가 개시된다. 본 발명의 하드디스크 드라이브용 디스크는, 디스크 기판의 표면에 함몰 형성되되 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링(texturing)되며, 상호 교차하는 패턴의 교차각인 제1 교차각을 갖는 제1 텍스쳐(texture); 및 제1 텍스쳐와 독립적으로 디스크 기판의 표면에 형성되되 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링되며, 상호 교차하는 패턴의 교차각으로서 제1 교차각보다 상대적으로 작은 제2 교차각을 갖는 제2 텍스쳐(texture)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 작은 선 속도 등의 이유로 인하여 발생할 수 있는 자기헤드 부상 능력 저하를 보완하여 자기헤드의 부상 능력(fly-ability)을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 동시에 디스크(disk)의 자기(Magnetic) 특성을 향상시키는 O.R.(Orientation Ratio)을 개선하여 비트 에러율(BER)도 향상시킬 수 있다.

Description

하드디스크 드라이브용 디스크 및 그를 구비한 하드디스크 드라이브{Disk for Hard Disk Drive and Hard Disk Drive Having the Same}

도 1은 종래의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 자기헤드와 디스크간의 개략적인 배치 상태도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 사시도이다.

도 3은 도 1의 하드디스크 드라이브용 디스크의 평면도이다.

도 4는 도 3의 디스크에서 텍스쳐를 과장되게 도시한 개략적 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 디스크(disk) 11 : 디스크 기판

13 : 제1 텍스쳐(texture) 15 : 제2 텍스쳐(texture)

31 : 자기헤드(magnetic head)

본 발명은, 하드디스크 드라이브용 디스크 및 그를 구비한 하드디스크 드라이브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자기헤드의 부상 능력(fly-ability)을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 동시에 디스크의 자기(Magnetic) 특성을 향상시키는 O.R.(Orientation Ratio)도 개선할 수 있는 하드디스크 드라이브용 디스크 및 그를 구비한 하드디스크 드라이브에 관한 것이다.

하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive)는 전자장치와 기계장치로 이루어져 디지털 전자 펄스를 보다 영구적인 자기장으로 바꾸어서 데이터를 기록 및 재생해 주는 방식의 기억장치로서, 대량의 데이터를 고속으로 액세스(Access)할 수 있기 때문에 컴퓨터 시스템의 보조 기억 장치 등으로써 현재 널리 사용되고 있다.

이러한 하드디스크 드라이브는 최근 높은 TPI(Track Per Inch, 인치당 트랙 수, 디스크의 회전 방향의 밀도) 및 높은 BPI(Bits Per Inch, 인치당 비트 수, 두께 방향의 밀도) 구현으로 고용량화되고 있으며, 그 적용 영역도 확대되고 있는 실정이다. 이를 반영하듯 최근에는 노트북, PDA, 휴대폰 등 휴대 가능한 전자제품에 사용 가능한 소형의 하드디스크 드라이브에 대한 개발이 요구되고 있으며 실제 최근 직경이 0.85인치로 동전과 크기가 비슷한 소구경(SFF, Small Form Factor) 하드디스크 드라이브가 개발되어 향후 휴대폰 등에도 사용될 예정이다.

하드디스크 드라이브는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전하는 디스크(110) 상을 비행하는 자기헤드(131)를 구비한다. 그리고 자기헤드(131)는 슬라이더(136, Slider)에 탑재되어 있으며, 자기헤드(131)가 탑재된 슬라이더(136)는 서스펜션(134)에 의해 디스크(110)의 표면 쪽으로 탄성 바이어스되게 지지되어 있다.

이러한 구성으로 데이터의 기록 및 재생 작업이 진행되는 중에는, 디스크(110)의 회전에 의한 양력과 서스펜션(134)에 의한 탄성력이 자기헤드(131)가 탑재된 슬라이더(136)에 작용하게 된다. 이에 따라, 슬라이더(136)는 양력과 탄성력이 평형을 이루는 높이에서 디스크(110)의 기록면 위에 부상된 상태를 유지하게 되므로, 슬라이더(136)에 탑재된 자기헤드(131)는 회전하는 디스크(110)와 일정한 간격을 유지하며 디스크(110)에 데이터를 기록 및 재생하게 된다.

한편, 전원이 오프(off)되어 디스크(110)의 회전이 정지되는 경우에는, 슬라이더(136)를 들어올리던 양력이 사라지기 때문에, 그 전에 슬라이더(136)가 디스크(110)의 기록면을 벗어나도록 함으로써 슬라이더(136)와 기록면의 접촉에 의한 기록면의 손상을 막게 된다.

그런데 자기헤드(131)가 디스크(110) 상을 부상하여 데이터의 기록 및 재생을 수행하는 동안에 자기헤드(131)를 디스크(110)의 기록면에 가능한 근접하게 유지시키는 것이 바람직하다. 다시 말해서 자기헤드(131)의 부상 높이를 최소로 유지시키는 것이 바람직하다. 왜냐하면 자기헤드(131)의 부상 높이가 낮아지는 만큼 디스크(110)에 형성하는 기록 트랙의 폭을 좁힐 수 있고 기록 트랙 폭을 좁히게 되면 디스크(110)의 저장 용량의 향상을 도모할 수 있기 때문이다.

따라서 자기헤드(131)의 표면과 디스크(110)의 기록면을 편평하게 하면 그 만큼 자기헤드(131)의 부상 높이를 낮출 수 있는 장점이 있다. 하지만, 자기헤드(131)의 표면과 디스크(110)의 기록면이 너무 편평하다면, 이들 두 표면의 정확한 일치가 동작 중 과도한 흡착과 마찰을 발생시키고 이에 의해 자기헤드(131)와 디스크(110)의 기록면이 마모되고, 결국에는 헤드 파손(head crash)을 유발할 수 있다. 이를 고려하여, 디스크(110)의 기록면은 일반적으로 헤드와 디스크(110) 사이의 마찰을 감소시키기 위해 텍스쳐링(texturing)으로 불리는 기술에 의해 거친 표면인 텍스쳐(texture)가 제공된다.

한편 이러한 텍스쳐의 표면거칠기나 그 패턴 등은 저장 용량 향상 등 여러 가지 인자를 고려하여 결정된다. 특히 1인치 이하 예를 들어 0.7 인치 내지 1 인치의 소구경 하드디스크 드라이브용 디스크의 경우에는 그 디스크의 직경이 상당히 작음에도 불구하고 일정 수준 이상의 저장 용량이 요구되므로, 이러한 저장 용량을 확보할 수 있고 또한 비트 에러율(BER)도 향상시킬 수 있는 텍스쳐 구조를 채용하여야 한다.

그리고 높은 저장 용량과 비트 에러율(BER) 향상을 위해서는, 기록면의 선 밀도(Line Density) 향상이 필요하고 이를 위해서 트랙의 폭을 좁혀야 한다. 따라서 이러한 조건을 만족시키기 위하여 표면거칠기를 작게 하여 텍스쳐의 요철의 높이를 낮게 하거나 텍스쳐 패턴의 상호 교차하는 교차각이 작은 텍스쳐를 채용할 수 있다.

그러나 텍스쳐의 요철의 높이가 낮아지거나 텍스쳐 패턴의 상호 교차하는 교차각이 작은 경우에는 자기헤드와 디스크 표면의 마찰과 같은 기계적 상호 작용을 방지하는 것이 곤란해지고, 이는 결국 자기헤드의 부상 능력(fly-ability)의 저하를 야기하는 단점이 있다. 이와 같은 자기헤드의 부상 능력(fly-ability) 저하는, 특히, 디스크의 분당 회전수가 3600 내지 5400 rpm에서 머무르는 1인치 이하의 소구경(SFF, Small Form Factor) 하드디스크 드라이브에서 해결해야 할 시급한 과제로 등장하고 있다.

이러한 문제점을 고려하여 텍스쳐의 표면거칠기를 크게 하여 텍스쳐의 요철 의 높이를 높이거나 텍스쳐의 패턴의 상호 교차하는 교차각을 증가시킨 텍스쳐를 디스크에 형성함으로써 자기헤드의 부상 능력의 향상을 도모하는 방안을 고려해 볼 수 있다. 그러나 이 경우에는 자기 특성을 향상시키는 O.R.(Orientation Ratio)이 악화되어 BER(Bit Error Rate) 향상을 도모할 수 없는 단점이 있다.

이와 같이 자기 특성을 향상시키는 O.R.(Orientation Ratio)의 개선을 도모할 수 있으면서도 특히 소구경 하드디스크 드라이브에서 심각한 문제로 대두되는 헤드의 부상 능력(fly-ability)을 향상시켜 헤드와 디스크 사이에 발생할 수 있는 여러 가지 윤활 관련 문제를 최소화할 수 있는 방안이 현재 절실히 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 작은 선 속도 등의 이유로 인하여 발생할 수 있는 자기헤드 부상 능력 저하를 보완하여 자기헤드의 부상 능력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 동시에 디스크(disk)의 자기(Magnetic) 특성을 향상시키는 O.R.(Orientation Ratio)을 개선하여 비트 에러율(BER)도 향상시킬 수 있는 하드디스크 드라이브용 디스크 및 그를 구비한 하드디스크 드라이브를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스크 기판의 표면에 함몰 형성되되 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링(texturing)되며, 상호 교차하는 상기 패턴의 교차각인 제1 교차각을 갖는 제1 텍스쳐(texture); 및 상기 제1 텍스쳐와 독립적으로 상기 디스크 기판의 표면에 형성되되 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링되며, 상호 교차하는 상 기 패턴의 교차각으로서 상기 제1 교차각보다 상대적으로 작은 제2 교차각을 갖는 제2 텍스쳐(texture)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 디스크에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제1 텍스쳐가 상기 디스크 기판에 텍스쳐링(texturing)된 후 상기 제2 텍스쳐가 텍스쳐링되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1 텍스쳐와 상기 제2 텍스쳐는 원주 방향을 따라 텍스쳐링(texturing)되는 것이 자기 성능(magnetic performance)에 있어서 유리하다.

또한, 상기 제1 교차각은 내주(Inner Diameter)에서 10도 내지 30도를 가지며, 상기 제2 교차각은 내주에서 0도 내지 10도를 가질 수 있다.

상기 제1 텍스쳐는 3Å 내지 10Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가지며, 상기 제2 텍스쳐는 1Å 내지 4Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가질 수 있다.

그리고 상기 하드디스크 드라이브용 디스크는 0.7 인치 내지 1.0 인치의 직경을 갖는 것일 수 있다.

본 발명의 목적은, 디스크 기판의 표면에 함몰 형성되며, 제1 표면거칠기를 갖도록 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링(texturing)되는 제1 텍스쳐(texture); 및 상기 제1 텍스쳐와 독립적으로 상기 디스크 기판의 표면에 형성되되 상기 제1 표면거칠기보다 상대적으로 작은 제2 표면거칠기를 갖도록 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링되는 제2 텍스쳐(texture)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 디스크에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 제1 텍스쳐가 상기 디스크 기판에 텍스쳐링(texturing)된 후 상기 제2 텍스쳐가 텍스쳐링되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 텍스쳐와 상기 제2 텍스쳐는 원주 방향을 따라 텍스쳐링(texturing)되는 것이 자기 성능(magnetic performance)에 있어서 유리하다.

그리고, 상기 제1 텍스쳐는 3Å 내지 10Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가지며, 상기 제2 텍스쳐는 1Å 내지 4Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가질 수 있다.

본 발명의 목적은, 베이스; 및 상기 베이스에 설치되는 디스크를 포함하며, 상기 디스크는, 디스크 기판의 표면에 함몰 형성되되 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링(texturing)되며, 상호 교차하는 상기 패턴의 교차각인 제1 교차각을 갖는 제1 텍스쳐(texture); 및 상기 제1 텍스쳐와 독립적으로 상기 디스크 기판의 표면에 형성되되 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링되며, 상호 교차하는 상기 패턴의 교차각으로서 상기 제1 교차각보다 상대적으로 작은 제2 교차각을 갖는 제2 텍스쳐(texture)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 제1 텍스쳐가 상기 디스크 기판에 텍스쳐링(texturing)된 후 상기 제2 텍스쳐가 텍스쳐링되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1 텍스쳐와 상기 제2 텍스쳐는 원주 방향을 따라 텍스쳐링되는 것이 자기 성능(magnetic performance)에 있어서 유리하다.

또한, 상기 제1 교차각은 내주(Inner Diameter)에서 10도 내지 30도를 가지며, 상기 제2 교차각은 내주에서 0도 내지 10도를 가질 수 있다.

상기 제1 텍스쳐는 3Å 내지 10Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가지며, 상기 제2 텍스쳐는 1Å 내지 4Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가질 수 있다.

그리고, 상기 디스크는 0.7 인치 내지 1.0 인치의 직경을 가질 수 있다.

본 발명의 목적은 베이스; 및 상기 베이스에 설치되는 디스크를 포함하며, 상기 디스크는, 디스크 기판의 표면에 함몰 형성되며, 제1 표면거칠기를 갖도록 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링(texturing)되는 제1 텍스쳐(texture); 및 상기 제1 텍스쳐와 독립적으로 상기 디스크 기판의 표면에 형성되되 상기 제1 표면거칠기보다 상대적으로 작은 제2 표면거칠기를 갖도록 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링되는 제2 텍스쳐(texture)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브에 의해서도 달성된다.

그리고, 상기 제1 텍스쳐가 상기 디스크 기판에 텍스쳐링(texturing)된 후 상기 제2 텍스쳐가 텍스쳐링되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 텍스쳐와 상기 제2 텍스쳐는 원주 방향을 따라 텍스쳐링(texturing)되는 것이 자기 성능(magnetic performance)에 있어서 유리하다.

상기 제1 텍스쳐는 3Å 내지 10Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가지며, 상기 제2 텍스쳐는 1Å 내지 4Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가질 수 있다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브의 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브(1)는, 0.7 인치 내지 1.0 인치의 직경을 갖는 소구경(SFF, Small Form Factor) 하드디스크 드라이브로서, 데이터를 기록 저장하는 디스크(10, Disk)와 이를 고정 지지하면서 회전시키기 위한 여러 부품들을 포함하는 디스크 팩(20, Disk Pack)과, 디스크(10) 상의 데이터를 독출하는 헤드 스택 어셈블리(30, HSA, Head Stack Assembly)와, 대부분의 회로 부품들을 PCB(Printed Circuit Board) 상에 장착하여 각종 부품들을 제어하는 인쇄회로기판조립체(40, PCBA, Printed Circuit Board Assembly)와, 이들 구성 부품들이 조립되는 베이스(50, Base)와, 베이스(50)의 상부를 덮는 커버(60, Cover)를 구비한다.

디스크 팩(20)은, 디스크(10)의 회전축심을 형성하는 샤프트(21, Shaft)와, 샤프트(21)의 반경방향 외측에 마련되어 디스크(10)를 지지하는 스핀들 모터 허브(미도시, Spindle Motor Hub)와, 스핀들 모터 허브를 회전시키는 스핀들 모터(미도시, Spindle Motor)와, 스핀들 모터 허브의 상부에 결합되는 클램프(23, Clamp)와, 클램프(23)를 가압하여 디스크(10)가 스핀들 모터 허브에 고정되도록 하는 클램프 스크루(25, Clamp Screw)를 구비한다.

그리고 헤드 스택 어셈블리(30)는 디스크(10) 상에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독취하기 위한 운반체(Carriage)로서, 디스크(10) 상에 데이터를 쓰 거나 기록된 데이터를 읽기 위한 자기헤드(31)와, 자기헤드(31)가 디스크(10) 상의 데이터를 액세스(Access)할 수 있도록 피봇축(32)을 축심으로 디스크(10) 상을 선회하는 액추에이터 아암(33)과, 액추에이터 아암(33)의 단부에 결합된 서스펜션(34)과, 피봇축(32)을 회전가능하게 지지하며 액추에이터 아암(33)이 결합되어 지지되는 피봇축 홀더(35)와, 피봇축 홀더(35)에서 액추에이터 아암(33)의 반대방향에 마련되며 도시 않은 보이스 코일 모터(VCM, Voice Coil Motor)의 마그네트 사이에 위치하도록 VCM코일(미도시)이 권회된 보빈(미도시)을 구비한다.

보이스 코일 모터는 자기헤드(31)를 디스크(10) 상의 원하는 위치에 이동시키기 위하여 액추에이터 아암(33)을 회동시키는 일종의 구동모터로서, 플레밍의 왼손법칙 즉, 자계 속에 있는 도체에 전류를 흘렸을 때 힘이 발생하는 원리를 이용한 것인데, 마그네트 사이에 위치하는 VCM코일에 전류를 인가함으로써 보빈에 힘을 가하여 보빈을 회동시키게 된다. 이로써, 피봇축 홀더(35)에서 보빈과 반대방향으로 연장된 액추에이터 아암(33)이 회동되어 그 끝단에 지지된 자기헤드(31)가 회전하는 디스크(10) 상의 반경방향으로 이동하면서 트랙을 검색하여 액세스(Access)하고, 액세스된 정보를 신호처리 하게 된다.

도 3은 도 1의 하드디스크 드라이브용 디스크의 평면도이고, 도 4는 도 3의 디스크에서 텍스쳐를 과장되게 도시한 개략적 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브용 디스크(10)는, 디스크 기판(11)과, 디스크 기판(11)의 표면에 형성되는 제1 텍스쳐(13)와, 디스크 기판(11)의 표면에 제1 텍스쳐(13)와 독립적으로 형성되는 제2 텍스쳐(15)를 구비한 다. 이와 같이 텍스쳐링된 디스크 기판(11) 위에는 보통 자기층, 코팅층, 윤활층 등이 순차적으로 형성됨이 일반적이다. 자기층, 코팅층, 윤활층 등을 형성하는 다양한 방법들이 이미 공지되어 있기 때문에 여기서는 그 설명을 생략하기로 하고 이들에 대한 도면상의 도시도 설명의 편의를 위하여 생략하기로 한다.

이러한 제1 텍스쳐(13)와 제2 텍스쳐(15)는 원주 방향을 따라 텍스쳐링(texturing)된다. 텍스쳐(texture)는 방사 방향을 따라서도 형성될 수 있으나, 방사 방향을 따라서 형성되는 경우에는 원주 방향을 따라 텍스쳐링된 경우보다 자기 성능(magnetic performance)이 떨어지기 때문에 트랙에 보유할 수 있는 데이터 보유량이 저하된다.

또한 만약 제1 텍스쳐(13)를 원주 방향을 따라 텍스쳐링하고 제2 텍스쳐(15)를 방사 방향을 따라서 텍스쳐링하는 경우에는 원주 방향과 방사 방향을 따라서 텍스쳐링하는 설비가 각각 다르기 때문에 텍스쳐링 공정이 복잡하며 이중 설비가 소요되기 때문에 설치비용 또한 상당하다.

따라서 본 발명의 일 실시 예에서는 제1 텍스쳐(13)와 제2 텍스쳐(15) 모두 원주 방향을 따라 동심원상을 따라 텍스쳐링됨으로써 자기 성능의 저하를 방지할 수 있으며 또한 단순한 텍스쳐링 공정으로 형성될 수 있다.

제1 텍스쳐(13)는, 디스크 기판(11)의 표면에 함몰 형성되되 3Å 내지 10Å의 평균 표면거칠기(Ra)인 제1 표면거칠기를 갖도록 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링되며, 패턴의 상호 교차하는 교차각으로서 상대적으로 큰 제1 교차각(α1)을 갖는다. 이러한 제1 텍스쳐(13)는 디스크(10)의 중심축을 기준으로 하여 원주 방향으 로 그물 모양의 규칙적인 패턴을 형성하게 된다. 이러한 패턴은 디스크(10) 표면상에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상대적으로 깊은 홈(D1)의 형태로 나타난다.

제1 텍스쳐(13)의 제1 교차각(α1)은 디스크(10) 내주(Inner Diameter) 및 외주(Outer Diameter)에서 달라질 수 있는데 디스크(10) 내주에서 10도 내지 30도를 갖는다. 이러한 교차각에 의하여 홈에 의해 둘러싸이는 피크 부분의 일정 면적의 형상이 결정되는데, 도 3에서 확인할 수 있듯이, 상대적으로 큰 교차각을 갖는 제1 텍스쳐(13)의 홈 사이의 피크 부분의 일정 면적(A1)이 제2 텍스쳐(15)의 홈 사이의 피크 부분의 일정 면적(A2)보다 작게 형성되며, 이에 의하여 자기헤드(31)가 디스크(10) 상을 비행하다가 자기헤드(31)와 디스크(10)가 접촉되는 경우에 접촉되는 면적이 더 적게 된다. 이로 인하여 과도한 흡착과 마찰 발생이 감소되므로 제1 텍스쳐(13)에 의하여 자기헤드(31)의 부상 능력(fly-ability)을 향상시킬 수 있다. 또한 제1 텍스쳐(13)가 텍스쳐링된 후 제2 텍스쳐(15)가 텍스쳐링되더라도 자기헤드(31)가 디스크(10) 상을 비행하다가 자기헤드(31)와 디스크(10)가 접촉되는 경우 그 접촉되는 면적은 더 줄게 되고 따라서 이러한 자기헤드(31)의 부상 능력은 제2 텍스쳐(15)의 존재에 의하여 저하되지 않는다.

이러한 자기헤드(31)의 부상 능력은 텍스쳐의 교차각 외에 디스크(10) 표면의 표면거칠기와도 관련된다. 본 실시 예에서, 제1 텍스쳐(13)는 제2 텍스쳐(15)보다 상대적으로 큰 3Å 내지 10Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 갖는다. 디스크(10)의 표면거칠기가 상대적으로 큰 경우에는 적은 분당 회전수에 기인한 작은 선 속도로 인한 자기헤드(31)의 부상 능력 저하를 방지할 수 있다. 이와 같이 디스크 (10)의 평균 표면거칠기가 큰 경우에 자기헤드(31)의 부상 능력 저하를 방지할 수 있는 이유는 표면거칠기가 큰 경우에는 디스크(10)의 회전 중에 더 큰 공기류를 발생시키기 때문으로 풀이된다.

한편 제2 텍스쳐(15)는, 제1 텍스쳐(13)와 독립적으로 디스크 기판(11)의 표면에 형성되되 제1 표면거칠기보다 상대적으로 작은 제2 표면거칠기를 갖도록 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링되며, 패턴의 상호 교차하는 교차각으로서 제1 교차각(α1)보다 상대적으로 작은 제2 교차각(α2)을 갖는다. 이러한 제2 텍스쳐(15)는 제1 텍스쳐(13)가 디스크 기판(11)에 텍스쳐링된 후 텍스쳐링된다. 즉 상대적으로 큰 표면거칠기와 교차각을 갖는 제1 텍스쳐(13)가 형성된 후 이보다 상대적으로 작은 표면거칠기와 교차각을 갖는 제2 텍스쳐(15)가 형성된다. 제2 텍스쳐(15)는 도 4에 도시된 바와 같이 상대적으로 얕은 홈(D2)의 형태로 나타난다.

제2 텍스쳐(15)의 제2 교차각(α2)은 디스크(10) 내주 및 외주에 따라 달라질 수 있는데, 디스크(10) 내주에서 0도 내지 10도를 가지며, 제2 텍스쳐(15)는 1Å 내지 4Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 갖는다. 이와 같이 제2 텍스쳐(15)의 제2 교차각(α2)이 제1 교차각(α1)보다 상대적으로 작은 제2 교차각(α2)을 갖거나 작은 표면거칠기를 가지게 되면, 디스크(10)의 자기(Magnetic) 특성을 향상시키는 O.R.(Orientation Ratio)이 개선된다. 이러한 자기 특성을 향상시키는 O.R.(Orientation Ratio)의 개선으로 비트 에러율(BER)도 향상될 수 있다.

이에 대해서 보다 상세히 설명하면, 제2 텍스쳐(15)의 제2 교차각(α2)이 상대적으로 작은 교차각을 가지게 되면, 예를 들어 Co계 기록층의 일종인 CoCrPtB의 격자의 C축이 제2 텍스쳐(15)에 형성된 홈에서 잘 정렬되어 O.R.(Orientaion Ratio)이 개선되고, 따라서 비트 에러율(BER)이 향상될 수 있게 된다. 또한 제2 텍스쳐(15)가 상대적으로 작은 표면거칠기를 가지게 되면 자기헤드(31)가 디스크(10)의 기록면에 근접하게 유지되므로 비트 에러율(BER)이 향상될 수 있다.

한편 제1 텍스쳐(13)와 제2 텍스쳐(15)의 병행 생성과 관련하여, 디스크 기판(11)에 비록 제1 텍스쳐(13)가 형성되어 있더라도, Co계 기록층의 일종인 CoCrPtB의 격자는 주로 제2 텍스쳐(15)에 정렬되기 때문에 자기 특성의 향상시키는 O.R.(Orientation Ratio)의 개선 및 비트 에러율(BER)을 향상은 제1 텍스쳐(13)의 존재와 그다지 상관없이 달성될 수 있다. 여기서 비트 에러율(BER)은, 1과 0으로 된 2진 데이터가 디스크(10)에서 잘못된 데이터로 변하는 확률을 의미하는 것으로서 하드디스크 드라이브의 성능을 나타내는 주요한 인자이다. 따라서 비트 에러율(BER)의 향상은 곧 하드디스크 드라이브의 성능을 향상시키게 된다.

이와 같이 본 발명의 하드디스크 드라이브는, 디스크 기판(11)에, 상대적으로 큰 표면거칠기 및 상대적으로 큰 교차각을 갖는 제1 텍스쳐(13)와, 상대적으로 작은 표면거칠기 및 상대적으로 작은 교차각을 갖는 제2 텍스쳐(15)를 디스크(10)의 원주 방향으로 기계적으로 형성한 디스크(10)를 구비함으로써, 3600 내지 5400 rpm 정도로 낮은 디스크(10) 분당 회전수와 작은 직경에 기인한 작은 선 속도 때문에 발생할 수 있는 헤드 부상 능력 저하를 보완하는 역할을 함과 동시에 수평자기기록매체(longitudinal magnetic recording media)의 O.R.(Orientation Ratio)도 향상시킬 수 있게 된다.

이러한 구성을 갖는 하드디스크 드라이브의 일반적인 동작과 그에 따른 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 디스크 기판(11)에 상대적으로 큰 표면거칠기 및 상대적으로 큰 교차각을 갖는 제1 텍스쳐(13)를 형성하고, 제1 텍스쳐(13)가 형성된 디스크 기판(11)에 다시 상대적으로 작은 표면거칠기 및 상대적으로 작은 교차각을 갖는 제2 텍스쳐(15)를 형성한 뒤, 텍스쳐링된 디스크 기판(11) 위에 자기층, 코팅층, 윤활층 등을 순차적으로 형성하여 디스크(10)를 마련하고 이 디스크(10)를 포함하여 각종 부품의 조립을 완료함으로써 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드디스크 드라이브(1)의 제작을 완료한다.

이러한 하드디스크 드라이브(1)의 작동 과정을 살펴보면, 하드디스크 드라이브(1)에 전원이 인가되어 데이터의 기록 및 재생 작업이 진행되는 중에는, 자기헤드(31)가 탑재된 슬라이더(36)에 디스크(10)의 회전에 의한 양력과 서스펜션(34)에 의한 탄성력이 작용하게 된다.

이에 따라, 슬라이더(36)는 양력과 탄성력이 평형을 이루는 높이에서 디스크(10)의 기록면 위에 부상된 상태를 유지하게 되므로 슬라이더(36)에 탑재된 자기헤드(31)는 회전하는 디스크(10)와 일정한 간격을 유지하며 디스크(10)에 데이터를 기록 및 재생하게 된다.

이 때, 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브(1)에서는, 종래와 달리, 상대적으로 큰 표면거칠기 및 상대적으로 큰 교차각을 갖는 제1 텍스쳐(13)와, 상대적으로 작은 표면거칠기 및 상대적으로 작은 교차각을 갖는 제2 텍스쳐(15)가 디스크 (10)의 원주 방향을 따라 기계적으로 텍스쳐링된 디스크(10)를 채용하고 있는 바, 작은 선 속도 등에 기인한 자기헤드(31) 부상 능력 저하를 보완하여 자기헤드(31)의 부상 능력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 동시에 디스크(10)의 자기(Magnetic) 특성을 향상시키는 O.R.(Orientation Ratio)도 개선하여 비트 에러율(BER)도 향상시킬 수 있다.

즉 낮은 분당 회전수와, 소구경에 기인한 작은 선 속도로 인하여 자기헤드(31)에 작은 양력이 작용함에도 불구하고 상대적으로 큰 교차각과 상대적으로 큰 표면거칠기를 갖는 제1 텍스쳐(13)에 의하여, 자기헤드(31)와 디스크(10)가 동작 중에 접촉되더라도 그 접촉면적이 상대적으로 작은 구조를 가지므로 과도한 흡착이나 마찰을 방지할 수 있으므로 부상 능력을 향상시킬 수 있게 된다.

또한 상대적으로 작은 교차각과 상대적으로 작은 표면거칠기를 갖는 제2 텍스쳐(15)에 의하여, 제1 텍스쳐(13)가 존재함에도 불구하고 디스크(10)의 자기(Magnetic) 특성을 향상시키는 O.R.(Orientation Ratio)이 개선되고 나아가 비트 에러율(BER)을 향상시킬 수 있게 된다.

전술한 실시 예에서는, 1인치 이하의 소구경 하드디스크 드라이브에 대하여 상술하였지만, 2.5인치 이상의 하드디스크 드라이브에도 본 발명의 사상을 적용할 수 있을 것이다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정 예 또는 변형 예들 은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 작은 선 속도 등의 이유로 인하여 발생할 수 있는 자기헤드 부상 능력 저하를 보완하여 자기헤드의 부상 능력(fly-ability)을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 동시에 디스크(disk)의 자기(Magnetic) 특성을 향상시키는 O.R.(Orientation Ratio)을 개선하여 비트 에러율(BER)도 향상시킬 수 있다.

이에 의하여 하드디스크 드라이브 특히 소구경(SFF, Small Form Factor)의 하드디스크 드라이브의 품질 향상을 도모할 수 있다.

Claims (20)

1. 디스크 기판의 표면에 함몰 형성되되 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링(texturing)되며, 상호 교차하는 상기 패턴의 교차각인 제1 교차각을 갖는 제1 텍스쳐(texture); 및

   상기 제1 텍스쳐와 독립적으로 상기 디스크 기판의 표면에 형성되되 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링되며, 상호 교차하는 상기 패턴의 교차각으로서 상기 제1 교차각보다 상대적으로 작은 제2 교차각을 갖는 제2 텍스쳐(texture)를 포함하며,

   상기 제1 텍스쳐와 상기 제2 텍스쳐는 원주 방향을 따라 텍스쳐링(texturing)되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 디스크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 텍스쳐가 상기 디스크 기판에 텍스쳐링(texturing)된 후 상기 제2 텍스쳐가 텍스쳐링되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 디스크.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 교차각은 내주(Inner Diameter)에서 10도 내지 30도를 가지며, 상 기 제2 교차각은 내주에서 0도 내지 10도를 갖는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 디스크.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1 텍스쳐는 3Å 내지 10Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가지며, 상기 제2 텍스쳐는 1Å 내지 4Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 갖는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 디스크.
6. 제1항에 있어서,

   상기 디스크 기판의 직경은 0.7 인치 내지 1.0 인치인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 디스크.
7. 디스크 기판의 표면에 함몰 형성되며, 제1 표면거칠기를 갖도록 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링(texturing)되는 제1 텍스쳐(texture); 및

   상기 제1 텍스쳐와 독립적으로 상기 디스크 기판의 표면에 형성되되 상기 제1 표면거칠기보다 상대적으로 작은 제2 표면거칠기를 갖도록 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링되는 제2 텍스쳐(texture)를 포함하며,

   상기 제1 텍스쳐와 상기 제2 텍스쳐는 원주 방향을 따라 텍스쳐링(texturing)되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 디스크.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제1 텍스쳐가 상기 디스크 기판에 텍스쳐링(texturing)된 후 상기 제2 텍스쳐가 텍스쳐링되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 디스크.
9. 삭제
10. 제7항에 있어서,

    상기 제1 텍스쳐는 3Å 내지 10Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가지며, 상기 제2 텍스쳐는 1Å 내지 4Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 갖는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 디스크.
11. 베이스; 및

    상기 베이스에 설치되는 디스크를 포함하며,

    상기 디스크는,

    디스크 기판의 표면에 함몰 형성되되 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링(texturing)되며, 상호 교차하는 상기 패턴의 교차각인 제1 교차각을 갖는 제1 텍스쳐(texture); 및

    상기 제1 텍스쳐와 독립적으로 상기 디스크 기판의 표면에 형성되되 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링되며, 상호 교차하는 상기 패턴의 교차각으로서 상기 제1 교차각보다 상대적으로 작은 제2 교차각을 갖는 제2 텍스쳐(texture)를 포함하며,

    상기 제1 텍스쳐와 상기 제2 텍스쳐는 원주 방향을 따라 텍스쳐링되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
12. 제11항에 있어서,

    상기 제1 텍스쳐가 상기 디스크 기판에 텍스쳐링(texturing)된 후 상기 제2 텍스쳐가 텍스쳐링되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
13. 삭제
14. 제11항에 있어서,

    상기 제1 교차각은 내주(Inner Diameter)에서 10도 내지 30도를 가지며, 상기 제2 교차각은 내주에서 0도 내지 10도를 갖는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
15. 제11항에 있어서,

    상기 제1 텍스쳐는 3Å 내지 10Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가지며, 상기 제2 텍스쳐는 1Å 내지 4Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 갖는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
16. 제11항에 있어서,

    상기 디스크 기판의 직경은 0.7 인치 내지 1.0 인치인 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
17. 베이스; 및

    상기 베이스에 설치되는 디스크를 포함하며,

    상기 디스크는,

    디스크 기판의 표면에 함몰 형성되며, 제1 표면거칠기를 갖도록 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링(texturing)되는 제1 텍스쳐(texture); 및

    상기 제1 텍스쳐와 독립적으로 상기 디스크 기판의 표면에 형성되되 상기 제1 표면거칠기보다 상대적으로 작은 제2 표면거칠기를 갖도록 그물 모양의 패턴으로 텍스쳐링되는 제2 텍스쳐(texture)를 포함하며,

    상기 제1 텍스쳐와 상기 제2 텍스쳐는 원주 방향을 따라 텍스쳐링(texturing)되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
18. 제17항에 있어서,

    상기 제1 텍스쳐가 상기 디스크 기판에 텍스쳐링(texturing)된 후 상기 제2 텍스쳐가 텍스쳐링되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
19. 삭제
20. 제17항에 있어서,

    상기 제1 텍스쳐는 3Å 내지 10Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 가지며, 상기 제2 텍스쳐는 1Å 내지 4Å 사이의 평균 표면거칠기(Ra)를 갖는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.

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