KR100833198B1 - 하드디스크 드라이브의 ｂｅｒ 기준 설정 방법 및 번인테스트 방법 - Google Patents

하드디스크 드라이브의 ｂｅｒ 기준 설정 방법 및 번인테스트 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 하드디스크 드라이브의 온도를 측정하는 온도 측정 단계; 및, 측정된 하드디스크 드라이브의 온도가 번인 테스트 최적 온도보다 높으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준(bit error rate criterion)보다 더 큰 값으로 새로운 BER 기준을 설정하고, 측정된 하드디스크 드라이브의 온도가 번인 테스트 최적 온도보다 낮으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준보다 더 작은 값으로 새로운 BER 기준을 설정하는 BER 기준 변경 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BER 기준 설정 방법과, 이를 이용한 번인 테스트 방법을 제공한다.

Description

하드디스크 드라이브의 ＢＥＲ 기준 설정 방법 및 번인 테스트 방법{Method for setting up bit error rate criterion and method for burn-in test of hard disk drive}
도 1은 번인 테스트 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 하드디스크 드라이브의 구성을 도시한 평면도이다.
도 3은 하드디스크 드라이브의 온도와 슬라이더의 부상 높이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 번인 테스트 온도와 하드디스크 드라이브의 BER의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 번인 테스트 온도와 하드디스크 드라이브의 양품(良品) 판정 비율의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 번인 테스트 방법을 도시한 플로우 차트이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ...번인 테스트 장치 32 ...셀(cell)
50 ...테스트 컴퓨터 100 ...하드디스크 드라이브
101 ...베이스 부재 105 ...스핀들 모터
110 ...디스크 120 ...HSA
128 ...슬라이더 130 ...VCM 블록
135 ...가요성 인쇄회로 140 ...온도 센서
본 발명은 하드디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하드디스크 드라이브의 양품(良品) 여부를 판정하는 BER 기준(bit error rate criterion)을 설정하는 방법과, 이를 이용한 번인 테스트(burn-in test) 방법에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브는 컴퓨터, MP3 플레이어, 모바일폰 등에 채용되는 데이터 저장장치이다. 통상적으로 데이터는 하드디스크 드라이브 내의 데이터 저장매체인 자기 디스크 표면에 마련된 동심(同心) 트랙(track)에 기록된다. 상기 디스크는 스핀들 모터에 고속 회전 가능하게 장착되고, 데이터는 HSA(head stack assembly)의 선단부에 마련된 자기헤드에 의해 재생 또는 기록된다. 상기 자기헤드는 데이터가 기록된 디스크 표면의 특정 트랙에서 나오는 자기의 변화를 감지하여 데이터를 재생한다. 또한, 상기 자기헤드에 데이터에 대응하는 라이트 신호가 입력되면 자계가 형성되고, 이 자계가 디스크 표면을 자화시켜 특정 트랙에 데이터가 기록된다.
통상적으로 하드디스크 드라이브는 기구 조립, 서보 라이트(servo write), 기능 테스트 및, 번인 테스트(burn-in test)를 거쳐 제조되며, 이후 번인 테스트를 통과한 하드디스크 드라이브의 결함 처리가 제대로 되었는가를 확인하는 최종 테스 트(final test)를 거쳐 출하된다. 상기 기구 조립은 하드디스크 드라이브의 기구 부분을 조립하는 과정이고, 서보 라이트는 HSA의 회동을 제어하기 위한 서보기록패턴(servo write pattern)을 디스크 상에 기록하는 과정이다. 또한, 기능 테스트는 하드디스크 드라이브의 기구 부분과 회로 부분을 결합하고 이들이 정상적으로 매칭(matching)되어 동작하는지를 테스트하는 과정이며, 번인 테스트는 하드디스크 드라이브 구동을 위한 파라미터들을 설정하고, 다양한 테스트를 통하여 데이터 기록/재생 성능이 불량한 제품을 걸러내는 과정이다.
상기 번인 테스트에서는 데이터의 기록/재생 에러율인 BER(bit error rate)를 측정하여 일정 기준을 통과하여야만 양품(良品)으로 인정되어 출하(出荷)되는데, 이러한 양품과 불량품의 판단 기준이 되는 BER 값을 "BER 기준(BER criterion)" 이라 한다. 그런데, 종래의 번인 테스트 과정에서는 하드디스크 드라이브의 온도와 무관하게 하드디스크 드라이브의 종류에 따라 일정한 값의 BER 기준을 적용하여 왔다. 이로 인하여, 하드디스크의 온도가 번인 테스트를 위한 최적 온도보다 높으면 실질적으로는 불량품(不良品)이나 양품(良品)으로 판정되는 제품들이 증대되어 출하된 제품의 성능 신뢰성을 감소시키는 문제점이 있다. 또한, 하드디스크의 온도가 번인 테스트를 위한 적정 온도보다 낮으면 실질적으로는 양품(良品)이나 불량품(不良品)으로 판정되는 제품들이 증대되어 생산성을 감소시키고 제조 비용을 증대시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하드디스크 드라이브의 온도와 연계하여 BER 기준을 변경시키는 BER 기준 설정 방법 및, 이를 이용한 번인 테스트 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 하드디스크 드라이브의 온도를 측정하는 온도 측정 단계; 및, 측정된 하드디스크 드라이브의 온도가 번인 테스트 최적 온도보다 높으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준(bit error rate criterion)보다 더 큰 값으로 새로운 BER 기준을 설정하고, 측정된 하드디스크 드라이브의 온도가 번인 테스트 최적 온도보다 낮으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준보다 더 작은 값으로 새로운 BER 기준을 설정하는 BER 기준 변경 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BER 기준 설정 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 온도 측정 단계에서 상기 하드디스크 드라이브 내부에 구비된 온도 센서를 이용하여 온도를 측정할 수 있다.
또한 본 발명은, 하드디스크 드라이브의 온도를 측정하는 온도 측정 단계; 측정된 하드디스크 드라이브의 온도가 번인 테스트 최적 온도보다 높으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준보다 더 큰 값으로 새로운 BER 기준을 설정하고, 측정된 하드디스크 드라이브의 온도가 번인 테스트 최적 온도보다 낮으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준보다 더 작은 값으로 새로운 BER 기준을 설정하는 BER 기준 변경 단계; 하드디스크 드라이브의 BER을 산출(算出)하는 BER 산출 단계; 및, 산출된 하드디스크 드라이브의 BER이 새롭게 설정된 BER 기준보다 작으면 불량품(不良品)으로 판정하고, 산출된 BER이 새롭게 설정된 BER 기준보다 크거나 같으면 양품(良品) 으로 판정하는 하드디스크 드라이브 판정 단계;를 포함하는 번인(burn-in) 테스트 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 번인 테스트 방법은 번인 테스트를 위한 장치에 복수 개의 하드디스크 드라이브가 탑재되어 상기 단계들이 진행되되, 상기 각 단계는 각 하드디스크 드라이브마다 개별적으로 진행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 BER 기준 설정 방법 및 번인 테스트 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 번인 테스트 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 번인 테스트 장치(10)는 전방에 하드디스크 드라이브(100)들이 적층되는 번인 챔버(burn-in chamber, 30)를 구비하고, 후방에 번인 테스트를 제어하는 제어 챔버(40)를 구비한다. 상기 번인 챔버(30)에는 하드디스크 드라이브(100)가 하나씩 탑재되는 셀(cell, 32)이 종횡으로 연장되어 있다. 상기 제어 챔버(40)에는 하드디스크 드라이브(100)를 컨트롤 및 모니터링(monitoring)하는 테스트 컴퓨터(50)가 구비된다.
도 2는 하드디스크 드라이브의 구성을 도시한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 하드디스크 드라이브(100)는 베이스 부재(101) 및 이에 결합된 커버 부재(미도시)로 이루어진 하우징 내에 스핀들 모터(105), 데이터 저장매체인 자기 디스크(110), HSA(head stack assembly, 120), 및 VCM 블록(voice coil motor block, 130)을 구비한다.
상기 스핀들 모터(105)는 디스크(110)를 회전시키기 위한 것으로, 베이스 부 재(101)에 고정 설치된다. 상기 디스크(110)는 상기 스핀들 모터(105)에 결합되어 고속 회전하는 것으로, 하드디스크 드라이브(100)의 작동 정지시에 HSA(120) 선단부의 슬라이더(128)가 파킹(parking)되는 파킹 영역(111)과, 데이터가 기록되는 기록 영역(112)과, 번인 테스트를 통하여 얻어진 리드(read) 신호의 파라미터나 라이트(write) 신호의 파라미터 등이 저장되는 메인터넌스 실린더(maintenance cylinder) 영역(113)을 포함한다.
상기 HSA(120)는, 데이터의 기록 또는 재생을 수행하는 자기헤드(미도시)가 형성된 슬라이더(128)를 포함하며, 상기 슬라이더(128)를 디스크(110) 상의 소정 위치로 이동시켜 디스크(110) 상에 데이터를 기록하거나, 상기 디스크(110)에 기록된 데이터를 재생한다. 상기 HSA(120)는 스윙아암(124)과 상기 스윙아암(124)의 선단부에 고정 결합된 서스펜션(126)과, 상기 서스펜션(126)의 선단부에 부착 지지된 슬라이더(128)를 구비한다. 상기 HSA(120)는 베이스 부재(101)에 회동 중심(122)을 기준으로 회동 가능하게 장착된다.
디스크(110)가 베이스 부재(101) 상에서 고속 회전하면 상기 슬라이더(128)에는 양력이 작용한다. 상기 양력과 상기 슬라이더(128)를 디스크(110)로 향하도록 가압하는 서스펜션(126)의 탄성 가압력이 평형을 이루는 높이에서 상기 슬라이더(128)는 부상(floating) 상태를 유지한다. 이와 같은 부상 상태에서 슬라이더(128)에 형성된 자기헤드(미도시)는 상기 디스크(110)에 데이터를 재생하거나 기록하는 기능을 수행한다.
상기 VCM 블록(130)은 HSA(120) 후단부에 마련된 보이스 코일(voice coil, 미도시)의 상측 및 하측에 배치되는 마그네트(미도시) 및, 상기 마그네트를 지지하는 요크(yoke)를 구비한다. 상기 보이스 코일과, 마그네트와, 요크는 HSA(120)를 회동시키는 회동력을 제공하는 보이스 코일 모터(voice coil motor)를 구성한다. 상기 보이스 코일 모터는, 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, 상기 보이스 코일에 입력되는 전류와 상기 마그네트에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손 법칙에 따르는 방향으로 HSA(120)를 회전시킨다.
스핀들 모터(105), 슬라이더(128)에 형성된 자기헤드(미도시), 및 보이스 코일(미도시)는 베이스 부재(101) 아래면에 부착된 주회로기판(미도시)와 전기적으로 연결된다. 상기 주회로기판에 형성된 전자회로는 상기 스핀들 모터(105), 자기헤드 및, 보이스 코일 모터를 제어하는 콘트롤러(controller)로서 기능한다. 가요성 인쇄회로(flexible printed circuit, 135)는 상기 주회로기판과 HSA(120)를 전기적으로 연결하는 매체이다. 상기 HSA(120)의 측면에는 하드디스크 드라이브(100)의 내부 온도를 측정하기 위한 온도 센서(140)가 마련된다. 상기 온도 센서(140)는 써미스터(thermistor)를 포함할 수 있으며, 신호 증폭을 위한 프리앰프(pre-amplifier)에 형성될 수 있다.
도 3은 하드디스크 드라이브의 온도와 슬라이더의 부상 높이의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 4는 번인 테스트 온도와 하드디스크 드라이브의 BER의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 5는 번인 테스트 온도와 하드디스크 드라이브의 양품(良品) 판정 비율의 관계를 나타낸 그래프이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 번인 테스트 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 3을 참조하면, 하드디스크 드라이브(100, 도 2 참조)의 슬라이더(128, 도 2 참조)가 디스크(110) 표면으로부터 이격된 거리인, 부상 높이는 하드디스크 드라이브(100)의 온도가 높아질수록 낮아지는 경향을 나타내고 있다. 이는 온도가 높아질수록 공기가 팽창하여 공기의 밀도가 작아지기 때문으로 추정된다.
한편, 도 4를 참조하면, 번인 테스트 온도가 높아질수록 BER이 증대되는 경향을 나타내고 있다. BER은 디지털 신호 전송시의 에러 발생율을 의미하는 것으로, 하드디스크 드라이브에서 상기 BER은 값이 클수록 에러 발생율이 낮은 것으로 해석된다. 이처럼 번인 테스트 온도 상승에 따라 BER이 증대되는 것은 도 3에 나타난 바와 같이 온도가 상승하면 슬라이더(128)의 부상 높이가 낮아져 기록/재생 특성이 좋아지기 때문으로 추정된다.
도 5를 참조하면, 번인 테스트 온도가 상승할수록 양품(良品)으로 판정되는 비율은 높아지는 경향을 나타내고 있다. 종래의 번인 테스트 과정에서는 온도와 무관하게 하드디스크 드라이브의 종류에 따라 일정한 값의 BER 기준을 적용하여, 산출된 하드디스크 드라이브의 BER이 상기 BER 기준보다 작으면 불량품(不良品)으로 판정하고, 산출된 하드디스크 드라이브의 BER이 상기 BER 기준보다 크거나 같으면 양품(良品)으로 판정하였다. 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 온도가 상승하면 BER이 증대되는 경향이 있으므로, 높은 온도에서는 산출된 BER이 특정된 BER 기준(예컨대, BER 4.5)보다 높은 값을 가질 확률이 높아지며, 이에 따라 양품(良品)으로 판정되는 비율이 상승하는 것으로 추정된다. 그러나, 번인 테스트 온도가 높을 때 양품(良品)으로 판정되는 비율이 높아진다고 하여 실질적으로 양품(良品)이 증 대되었다고 볼 수 없고, 오히려 출하된 제품의 품질에 대한 신뢰성을 약화시킬 수 있다. 이와 반대로, 번인 테스트 온도가 낮을 때에는 양품(良品)으로 판정되는 비율이 낮아지므로 생산성이 저하되고 생산 비용이 증대될 수 있다.
상술한 번인 테스트 온도 변화에 따른 양품 판정의 오차를 완화하기 위하여 본 발명은 하드디스크 드라이브의 온도에 증감에 따라 BER 기준을 변경하는 BER 기준 설정 방법과, 이를 이용한 번인 테스트 방법을 제시한다. 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 번인 테스트 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 번인 테스트 방법은 BER 기준을 설정하는 방법을 포함한다. BER 기준 설정을 위해서는 먼저, 도 1에 도시된 바와 같은 번인 테스트 장치(10)의 복수의 셀(32)에 복수의 하드디스크 드라이브(100)를 탑재하고 각 하드디스크 드라이브(100)를 테스트 컴퓨터(50)에 연결한다. 상기 테스트 컴퓨터(50)는 각 셀(32)에 탑재된 하드디스크 드라이브(100)의 온도를 측정한다(S10). 각 하드디스크 드라이브(100)의 온도는 하드디스크 드라이브(100) 내부에 구비된 온도 센서(140, 도 2 참조)를 이용하여 측정한다.
다음으로, 측정된 하드디스크 드라이브(100)의 온도를 참조하여 개별 하드디스크 드라이브(100)에 적용시킬 BER 기준을 변경한다(S20). 구체적으로, 측정된 하드디스크 드라이브(100)의 온도가 번인 테스트를 위한 최적 온도보다 높으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준(예컨대, BER 4.5)보다 더 큰 값으로 새로운 BER 기준을 설정한다. 반대로, 측정된 하드디스크 드라이브(100)의 온도가 번인 테스트를 위한 최적 온도보다 낮으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준보다 더 작은 값으로 새로운 BER 기준을 설정한다. 상기 최적 온도는 예컨대, "X ~ Y" 와 같이 구간으로 정해질 수도 있다. 한편, 측정된 하드디스크 드라이브(100)의 온도가 번인 테스트를 위한 최적 온도에 포함되면 BER 기준은 변경되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 번인 테스트 방법은, 상술한 방법으로 BER 기준을 설정한 이후에, 개별 하드디스크 드라이브(100)의 BER을 산출(算出)하는 단계(S30)와, 개별 하드디스크 드라이브(100)를 양품(良品) 또는 불량품(不良品)으로 판정하는 단계(S40)를 포함한다. BER은 테스트 컴퓨터(50, 도 1 참조)에 작동에 의해 자동적으로 산출된다. BER 산출 단계(S30)는 테스트용 기록 신호를 이용하여 디스크(110)의 각 기록 지점인 비트셀(bit cell)에 테스트 데이터를 기록(write)하고 기록된 데이터를 재생(read)하는 과정과, 재생 에러가 발생한 비트셀을 카운팅(counting)하는 과정을 포함한다.
하드디스크 드라이브는 다음의 방법으로 양품 또는 불량품으로 판정된다(S40). 구체적으로, 산출된 개별 하드디스크 드라이브(100)의 BER이 S20 단계에서 새롭게 설정된 BER 기준보다 작으면 그 하드디스크 드라이브(100)는 불량품으로 판정된다. 그러나, 산출된 개별 하드디스크 드라이브(100)의 BER이 S20 단계에서 새롭게 설정된 BER 기준보다 크거나 같으면 양품(良品)으로 판정된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 번인 테스트 당시의 하드디스크 내부의 온도를 반영하여 BER 기준을 변경하고, 상기 BER 기준을 이용하여 하드디스크 드라이브의 양품(良品) 여부를 판정한다. 따라서, 온도 변화에 불구하고 일정한 수준의 양품(良品) 수율(收率)을 달성할 수 있고, 양품으로 판정된 제품의 신뢰성도 일정한 수준으로 유지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 하드디스크 드라이브의 온도를 측정하는 온도 측정 단계; 및,
    측정된 하드디스크 드라이브의 온도가 번인 테스트 최적 온도보다 높으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준(bit error rate criterion)보다 더 큰 값으로 새로운 BER 기준을 설정하고, 측정된 하드디스크 드라이브의 온도가 번인 테스트 최적 온도보다 낮으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준보다 더 작은 값으로 새로운 BER 기준을 설정하는 BER 기준 변경 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BER 기준 설정 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 온도 측정 단계에서 상기 하드디스크 드라이브 내부에 구비된 온도 센서를 이용하여 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 BER 기준 설정 방법.
  3. 하드디스크 드라이브의 온도를 측정하는 온도 측정 단계;
    측정된 하드디스크 드라이브의 온도가 번인 테스트 최적 온도보다 높으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준보다 더 큰 값으로 새로운 BER 기준을 설정하고, 측정된 하드디스크 드라이브의 온도가 번인 테스트 최적 온도보다 낮으면 상기 최적 온도일 때의 BER 기준보다 더 작은 값으로 새로운 BER 기준을 설정하는 BER 기준 변경 단계;
    하드디스크 드라이브의 BER을 산출(算出)하는 BER 산출 단계; 및,
    산출된 하드디스크 드라이브의 BER이 새롭게 설정된 BER 기준보다 작으면 불량품(不良品)으로 판정하고, 산출된 BER이 새롭게 설정된 BER 기준보다 크거나 같으면 양품(良品)으로 판정하는 하드디스크 드라이브 판정 단계;를 포함하는 번인(burn-in) 테스트 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    번인 테스트를 위한 장치에 복수 개의 하드디스크 드라이브가 탑재되어 상기 단계들이 진행되되, 상기 각 단계는 각 하드디스크 드라이브마다 개별적으로 진행되는 것을 특징으로 하는 번인 테스트 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 온도 측정 단계에서 상기 하드디스크 드라이브 내부에 구비된 온도 센서를 이용하여 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 번인 테스트 방법.
KR1020070023676A 2007-03-09 2007-03-09 하드디스크 드라이브의 ｂｅｒ 기준 설정 방법 및 번인테스트 방법 KR100833198B1 (ko)

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