KR20050021898A - 열적 돌출량을 부상량 관리에 이용하는 기능을 갖는 자기디스크 장치, 그 기능을 갖는 검사 장치 - Google Patents

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KR20050021898A
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마루야마요지
이데히로시
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히다치 글로벌 스토리지 테크놀로지스 네덜란드 비.브이.
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Abstract

최근, 기록 헤드에 있어서, 기록 전류에 의한 주울 열(Joule heat) 및 고주파 코어(core) 손실에 의존한 온도 상승에 의해 열팽창율이 큰 재질 부분이 증가되고, 헤드 부상면(head flying surface)이 자기 디스크 방향으로 돌출하여 버리는 현상이 관측되고 있다[열적 돌출: TPR(thermal protrusion)]. 이것을 고려한 뒤에 자기 헤드의 부상량(flying height)을 정확히 파악하여, 부상량을 관리할 필요가 있다.
자기 디스크 드라이브 또는 시험 공정 내에서의 실제 사용 상태에 가까운 자기 디스크 드라이브로 기록 동작에 기인한 TPR량의 변화를 측정하여, 그 결과를 메모리 또는 자기 디스크 상에 유지해 두고, 이 데이터를 이용하여 부상량 관리를 행한다. 또한, 필요에 따라서 SMART 기능과 조합하여 부상량 관리를 행한다. 본 발명에 의해 신뢰성이 높은 부상량 관리를 행할 수 있다.

Description

열적 돌출량을 부상량 관리에 이용하는 기능을 갖는 자기 디스크 장치, 그 기능을 갖는 검사 장치 {MAGNETIC DISK DRIVE HAVING A FUNCTION FOR USING A THERMAL PROTRUSION AMOUNT FOR FLYING HEIGHT MANAGEMENT AND AN INSPECTION DEVICE HAVING SUCH A FUNCTION}
본 발명은 기록 동작에 기인한 열적 돌출(thermal protrusion)[헤드 부상면(head flying surface)의 매체 방향으로의 돌출]을 고려한 부상량 관리를 행할 수 있는 자기 디스크 장치, 및 기록 동작에 기인한 열적 돌출을 고려한 부상량 측정을 행할 수 있는 검사 장치, 및 기록 동작에 기인한 열적 돌출(TPR; thermal protrusion)의 측정 방법에 관한 것이다.
자기 디스크 장치는 대용량의 데이터를 기록할 수 있는 장치로서 현재의 고도 정보화 사회에서는 불가결이며, 데이터를 안정적으로 기록 및 판독할 수 있는 것이 요구된다. 자기 디스크 장치는 데이터가 기록된 자기 기록 매체(자기 디스크)와, 기록을 기록 및 판독하는 자기 헤드 및, 헤드를 움직이는 보이스 코일 모터나 기타 회로로 구성되어 있다. 자기 헤드는 데이터를 쓰는(기록하는) 기록 헤드와, 자기 디스크에 기록된 데이터를 읽는 판독 헤드로 이루어져 있다. 자기 헤드는 자기 디스크 상을 부상하면서 판독 기록을 행하고 있다. 이 부상량의 관리에 관해서 일반적으로 자기 디스크 드라이브의 신뢰성을 향상시키는 기술로서 비특허 문헌 1에 기재한 SMART(Self Monitoring analysis and reporting technology) 기능 중에 출력 분해능을 측정하는 것에 의한 부상량 관리 기능이 있고, 이것을 이용함으로써 기압의 변화나 환경 온도 변화에 기인한 정상적인 부상량의 변화를 파악할 수 있다. 실제로는, 어떤 사양 내에 정상적인 부상량이 결정되도록 기록 헤드의 구조 설계, 슬라이더의 부상면 형상 설계, 서스펜션 설계가 행해진다.
또한, 한편 고성능인 자기 디스크 장치를 실현하기 위해서는 판독 기록 특성이 양호한 자기 헤드가 필요하고, 그 평가나 선별 목적으로 자기 디스크 장치와 같은 판독 기록 기능을 포함하고, 위치 결정 정밀도가 양호한 검사 장치[판독 기록 테스터, 스핀 스탠드(spin stand)]가 이용되고 있다.
(비특허 문헌 1) 오카무라 히로시(Okamura Hiroshi)저 「하드 디스크 장치의 구조와 응용」 CQ 출판 주식 회사, 2002년 5월 1일 발행, p.153-155
자기 디스크 드라이브에 있어서 자기 헤드의 매체로부터의 부상량을 제어하는 것은 충분한 판독 기록 성능을 보증하는 관점에서, 또한 자기 헤드와 매체의 접촉에 의한 데이터 결손 등의 문제를 발생시키지 않는 관점에서 매우 중요하다. 최근, 기록 헤드에 있어서 기록 전류에 의한 주울 열(Joule heat) 및 고주파 코어 손실에 의존한 온도 상승에 의해 열팽창율이 큰 재질 부분이 증가되고, 결과적으로 헤드 부상면이 자기 디스크 방향으로 돌출하여 버리는 현상이 관측되고 있다(열적 돌출: TPR). 이러한 현상이 일어나면 부상량이 기록 동작시에만 일시적으로 설계치보다 작아지게 되어 큰 문제가 된다. 자기 디스크 장치의 고기록 밀도화를 위해서는 자기 헤드의 부상량은 한계까지 내릴 필요가 있다. 따라서, 이 기록 동작에 기인한 TPR의 영향을 고려하여 부상량을 정확히 파악하고, 또한 관리할 필요가 있다. 이 기록 동작에 기인하는 TPR은 기록 동작 중의 사상이며, 정상적인 부상량의 변화를 관리하는 SMART 기능만으로는 대응할 수 없다.
이러한 과제를 해결하기 위해서 자기 디스크 드라이브 또는 시험 공정 내에서의 실제 사용 상태에 가까운 자기 디스크 드라이브로 기록 동작에 기인한 TPR량의 변화를 측정하여, 그 결과를 메모리상 또는 자기 디스크 상에 유지해 두고, 이 데이터를 이용하여 부상량 관리를 행한다. 또한 필요에 따라서 SMART 기능과 조합하여 부상량 관리를 행한다. TPR량을 부상량 관리에 이용함으로써 기록 동작중에 설계치 보다도 더욱 부상이 내려가는 상태도 고려할 수 있어, 보다 엄격한 조건하에서의 신뢰성이 높은 부상량 관리를 행할 수 있다. 또한, 이와 동시에 이러한 TPR량 측정 기능을 갖는 판독 기록 테스터를 제안한다.
이하에 본 발명에 따른 실시예를 도면을 이용하여 설명한다.
[실시예 1]
도 1에 본 발명에 따른 자기 디스크 드라이브의 일련의 동작을 설명한 플로우차트를 도시한다. 자기 디스크 드라이브는 TPR량 측정 기능을 갖고 있고, 어떤 특정 타이밍에서 TPR량의 측정을 행한다. TPR량 측정 기능에서는 우선 TPR량 측정 개시 조건을 만족하는지 아닌지의 판정을 행한다(S101). 이 측정 개시의 타이밍은 예컨대 자기 디스크 드라이브의 전원 투입시, 또는 자기 헤드를 자기 디스크 상에 로드했을 때, 또는 특정 시간 간격마다 등이다. 이러한 조건을 만족했을 때, TPR량의 측정을 시작한다(S102). 설정 부상량에 대하여 TPR량 측정 기능에 의해 얻어진 TPR량(플러스의 값)을 뺀 것이 기록에 기인한 TPR량을 고려한 최소 부상량이 된다. 따라서, 임계치를 마련해 두고, 최소 부상량이 이 임계치를 초과하는지 아닌지를 판단한다(S103). 이 임계치보다도 최소 부상량(= 사양 부상량 ·TPR량)이 작아져 버린 경우(Yes의 경우), 위험이라고 판단하여 알람을 발생한다(S104). 임계치 보다도 큰 값이면(No의 경우), 다음 타이밍에 다시 TPR량의 측정을 행하는 것으로 한다. 임계치보다 작은 경우 자기 디스크는 직접 또는 호스트를 통하여 사용자에 대하여 주의를 재촉하는 알람을 발생시킬 수 있다(S105). 또는, TPR량은 기록 전류에 비례하여 커지기 때문에 TPR량을 작게 하도록 기록 전류를 조정할 수 있다. 또한, TPR량은 기록 전류의 오버슈트량이 크게 되면 커지기 때문에 TPR량을 작게 하도록 오버슈트량을 조정할 수 있다. 또는, 자기 헤드와 자기 디스크의 크래시에 의한 고장, 데이터 손실을 방지하는 목적으로 헤드를 언로드할 수도 있다.
다음에, TPR량 측정 기능의 작용에 관해서 설명한다. 자기 디스크 내부에서 TPR량을 측정하는 방법으로서는 예컨대 다음과 같이 할 수 있다.
도 2에 자기 디스크와, 기록된 트랙의 위치 관계를 도시하는 간략도를 도시한다. 또한, 도 3의 굵은 선은 측정된 출력의 경시 변화의 일례를 도시한 것이다. 도 2의 검게 빈틈없이 칠해진 부분과 같이 우선 자기 디스크(1)의 어느 영역의 반경 위치 일주에 걸쳐 특정 주파수(f1)의 기록 전류로 기록한 참조 트랙(2)을 기록 동작에 의해 만든다(제1 기록 동작). 측정 정밀도를 높이기 위해서 이 기록 전류의 주파수는 높은 쪽이 바람직하지만, 너무 높으면 출력이 노이즈의 영향을 받기 쉬워지기 때문에 주의가 필요하다. 본 실시예에서는 f1은 400 MHz로 하여, 자기 디스크(1)의 트랙(2) 상에 기록한다. 이러한 단일 주파수(f1)의 기록 전류를 기록 헤드로 흐르게 한 결과, 자기 디스크(1) 상의 참조 트랙(2)에 단일 패턴 신호(대략 동일한 길이의 자석이 늘어선 상태)가 기록된다. 다음에, 자기 헤드(도시하지 않음)의 부상면 측에 TPR을 발생시키기 위해서, 예컨대 인덱스 신호(3)의 위치 B에서 위치 A까지 사선 영역(4)으로 도시된 바와 같이 특정 기록 전류 주파수(f2)의 여자 신호에 의해 기록 동작을 행하고(제2의 기록 동작), 연속하여 위치 A의 직후로부터의 f1 신호의 변화(재생 출력의 변화)를 판독 동작에 의해 포착한다. 이 판독 동작에 의한 f1 신호의 재생 출력의 추이를 도 2의 아래의 그래프에 도시한다. 그래프의 X축은 f1 출력의 측정 포인트(포인트 간격은 20 μsec)이며, Y축은 f1 신호의 재생 출력(dBm)을 나타낸다. 참조 트랙(2)의 위치 A에서는 TPR에 의해 부상량이 저하되어 있기 때문에 f1 출력이 약 -33 dBm으로 크게 되어 있다. 그리고, 자기 디스크(1)가 회전하여 시간이 경과하는 것에 따라서 헤드 소자의 온도가 저하되어, 위치 B 상에 자기 헤드가 오는 시점에서는 기록 전류에 의한 주울 열과 고주파 코어 손실에 기인하는 TPR은 원래의 상태(TPR량이 대략 제로인 평형 상태)로 되돌아간다. 이 평형 상태에서의 f1 출력은 약 -38 dBm으로 되어 있다. 이 f2는 예컨대 자기 디스크 장치가 취급하는 최고 주파수(HF)로 하면 좋다. 본 실시예에서는 f2는 500 MHz로 하고, f2 신호를 참조 트랙(2)에 덧씌우기 한다[사선 영역(4)]. 이 여자 신호(f2)는 인덱스 신호 위치(3)로부터가 아니라, 일주 중인 임의의 위치로부터 시작해도 좋다. 판독 기록 오프셋량이 작은 경우에는 여자 신호(f2)의 기록 동작은 f1 신호를 전체 둘레에 걸쳐 멈추지 않도록 특정 섹터 또는 시간만 행할 필요가 있다. 일반적으로 이러한 측정을 행한 경우의 기록 동작에 기인한 TPR에 대응하는 부상량 변화가 평형 상태에 도달할 때까지 수 백 μsec가 필요하다. 따라서, 지점 A에서 지점 B까지 헤드가 이동하는 시간은 적어도 이 시간보다는 길어지도록 f2를 기록하는 시간 또는 섹터를 조정할 필요가 있다. 본 실시예에서는 A에서 B까지의 시간을 약 4 msec(약 210 측정 포인트)로 하고 있지만, 자기 헤드의 실드층이나 자극부 등의 조성에 의해 평형 상태에 도달할 때까지의 시간은 상이하기 때문에 자기 헤드마다 적절한 값으로 설정할 수 있다. 또한, TPR을 발생시키기 위해서 필요한 시간, 즉 위치 B에서 위치 A까지의 트랙 영역(4)에 여자 신호(f2)를 기록하는 시간은 냉각하는 경우와 가열하는 경우의 헤드 소자 재료의 시정수가 대략 같기 때문에, TPR 기인의 f1의 출력 변화가 평형 상태에 도달할 때까지의 시간과 마찬가지라고 할 수 있다. 본 실시예에서는 TPR을 발생시키는 가열 구간(B →A)과 평형 상태에 이르기까지의 냉각 구간(A →B)을 상이한 길이로 하고 있지만, 각각 필요한 시간 이상이면 본 발명의 범위내이다.
또한, 참조 트랙(2)은 1 트랙인 경우라도, 2 이상의 복수 트랙이라도 좋다. 또한, f2 신호를 기록하는 참조 트랙(2)[사선 영역(4)의 트랙에 해당]의 내주측과 외주측에도 f1 신호를 기록하는 참조 트랙(2)을 설치하는 구성으로 해도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써 f1 신호의 판독 동작시에 동일한 f1 신호를 인접 트랙에 배치할 수 있기 때문에 인접 트랙으로부터의 노이즈를 저감하여 TPR량 측정을 정밀도가 양호하게 행할 수 있다. 또한, 상기 구성에 의해 헤드 슬라이더의 편요각(yaw angle) 의존에 의한 출력 변화를 저감할 수 있기 때문에 TPR량 측정 기능의 정밀도 향상을 도모할 수 있다. 또한, 자기 디스크(1)의 양면, 또는 복수매의 자기 디스크(1)에 참조 트랙(2)을 설치하는 경우에는 동일 실린더에 참조 트랙(2)을 설치하는 구성으로 한다. 이 구성에 의해 개개의 자기 헤드의 부상량 측정을 동시에 실행할 수 있다. 또한, 복수 실린더에 참조 트랙(2)을 설치하는 구성으로 해도 좋다.
전술한 바와 같이 기록 동작의 종료 직후의 위치 A에서는 TPR에 의해 부상량이 내려가 있기 때문에 출력이 크고, 시간이 지남에 따라 기록 헤드의 온도가 내려가서 헤드의 돌출량을 낮춰서 평형 상태에 도달한다. 이 때의 f1 신호 출력의 최대치와 평형 상태에서의 출력차로부터 부상량 변화량을 산출할 수 있다. 출력의 최대치를 V', 이 때의 부상량을 d', 평형 상태의 출력과 부상량을 각각 V, d, 밑바탕에 쓰여진 신호의 파장을 λ라고 하면, TPR량은 다음의 수학식 1과 같이 된다.
TPR량 = (d-d') = -λ/2π·ln(V/V')
본 실시예의 TPR량 측정 기능에서는 수학식 1에 의해 TPR량을 자기 헤드마다 소정의 타이밍으로 산출하여, 부상량 관리에 이용한다.
도 4에 이 부상량 측정 방법을 이용한 경우의 플로우차트를 도시한다. 우선 TPR 측정을 행하여(S401), 평형 상태에서의 출력을 초기 상태(출하 상태)에서의 값과 비교한다. 변화[후술하는 도 3에 있어서의 베이스 라인 시프트(X)]가 있으면(S402), 예컨대 SMART 기능의 일부인 MR 저항 감시 기능을 이용하여 판독 헤드의 저항이 변화하고 있지 않는지를 본다(S403). 저항이 변화하고 있는 경우, 판독 헤드가 깨져 있을 가능성이 있어, 별도의 SMART 기능으로부터 알람이 올라가고(S406), 상위 호스트에 의해 에러 처리가 실행된다(S407). 저항 변화가 없으면, 부상량 변화 측정을 계속한다(S404-S405). 여기서, 도 3을 이용하여 경시 변화를 고려한 헤드 부상량 변화를 설명한다. 도 3의 그래프의 횡축은 도 2에 있어서의 위치 A에서 위치 B까지의 시간, 또는 위치에 해당하고, 종축은 f1에서 기록된 참조 트랙(2)의 출력이다. T1 및 T2는 각각 출하시, 측정시의 출력 최대치, B1, B2는 각각 출하시, 측정시의 출력 평형치이며, 본 실시예에서의 측정시는 제품 출하시와 비교하여 베이스 라인 시프트량(X)(경시 변화)이 발생하고 있다. Δ1은 출하시의 TPR에 의존한 출력 변화, Δ2는 측정시의 TPR에 의존한 출력 변화, Δ3[= Δ2 + 베이스 라인 시프트량(X)]이 TPR을 고려한 경우의 최대 부상 변화에 대응한 출력 변화이다. 이 Δ3의 값을 이용하여 수학식 1에 따라서 TPR량(Δhg)을 산출한다(S404). 그리고, 기록 기인의 TPR량을 고려한 최소 부상량(hg + Δhg)이 임계치의 범위내인지 아닌지를 판정하여(S405), 임계치를 초과하는 경우에는 알람 신호를 발생한다(S406).
이와 같이, 측정 ·산출된 TPR량(Δhg)과 SMART 기능 내의 부상량 측정을 병용함으로써 보다 신뢰성이 높은 부상량 관리를 행할 수 있다. 얻어진 TPR량은 메모리, 또는 자기 디스크 상에 기록해 두고, 부상량 관리에 이용한다. TPR량은 헤드에 의해서 크기가 상이하고, 변동을 갖는다. 자기 디스크 드라이브 내에 삽입된 자기 헤드마다 TPR량이 상이하게 된다. 예컨대 TPR량이 큰 자기 헤드에 관해서는 TPR량이 작은 자기 헤드에 있어서의 허용가능한 최소 부상량보다 큰 부상밖에 허용할 수 없도록 설정함으로써 자기 헤드와 자기 디스크의 접촉의 가능성을 줄이고, 신뢰성을 높일 수 있다.
이와 같이 개별 자기 헤드에 따른 TPR량을 이용하여 필요하다면 SMART 기능과 병용하여 부상 관리를 행함으로써 자기 헤드와 자기 디스크의 접촉에 의한 데이터 파손이나 크래시의 가능성이 작고, 신뢰성이 높은 자기 디스크를 실현할 수 있다.
도 8에 자기 디스크 장치의 기능을 간단히 나타낸 블럭도를 도시한다. 자기 디스크 장치는 헤드 디스크 어셈블리(HDA) 부분(21)과 기판 부분(22)으로 이루어진다. HDA 부분(21)은 자기 헤드(23)와, 이것과 접속된 판독 기록 IC(RWIC)(24), 자기 디스크(1) 및 이것을 회전시키기 위한 스핀들 모터(26), 헤드의 위치 결정을 행하는 보이스 코일 모터(VCM)(25)로 이루어진다. 스핀들 모터(26)는 MOS FET(29)와 프리드라이버(28)에 의해서 제어되고, 보이스 코일 모터도 마찬가지로 프리드라이버(28)에 의해서 제어된다. 한편, RWIC(24)는 판독 기록 채널(27)과 데이터를 주고받는다. 자기 디스크 장치 제어 프로그램 또는 SMART 기능 등의 제어 프로그램은 플래시 ROM(33) 또는 자기 디스크(1) 상에 보존되어 있고, 고속 동작이 필요한 프로그램에 관해서는 기동시에 디지털 신호 프로세서(DSP)(31) 상에 있는 SRAM(32) 상에 일시적으로 보존되어 이용된다. 자기 디스크 장치는 호스트 컴퓨터(36)에 대해서는 SCSI 또는 FCAL 또는 ATA 등의 인터페이스 컨트롤러(30)를 통해 사용자 데이터를 주고 받는다. 이때 버퍼용으로 DRAM(34)이 이용된다. DSP(31)가 위치 결정 계, 판독 기록계, 인터페이스계의 제어를 통합적으로 행한다.
본 발명의 TPR량 측정 기능을 갖는 TPR량 측정 프로그램, 출하시의 출력 변화 Δ1 이나 TPR량 등은 플래시 ROM(33) 또는 자기 디스크(1) 상에 저장해 둘 수 있다. 또한 장치 내에서 TPR량을 측정했을 때의 Δ2, Δ3, X 등의 측정 데이터나 TPR량(Δhg)은 DSP(31) 상의 SRAM(32) 상에 일시적으로 저장하여 이용할 수 있다.
[실시예 2]
도 5의 플로우차트를 이용하여 본 발명에 따른 자기 디스크 장치의 시험 공정에서의 TPR량 측정 방법, 그 TPR량 측정 공정을 갖는 자기 디스크 장치의 제조 방법에 관해서 설명한다. 우선, 자기 디스크 장치 조립시, 실제 사용 상태에 있는 자기 디스크 내부에서 TPR 측정을 행한다(S501). 이 때, TPR량 측정 기능은 자기 디스크 장치의 측에 있더라도 좋고, 제조 공정에서 이용되는 검사 장치의 측에 있더라도 좋다. TPR량 측정 기능은 실시예 1과 동일한 기능으로 실현된다. 이 때 얻어진 TPR량을 메모리 또는 자기 디스크 상에 기억해 두고, 이 데이터를 부상량 관리에 이용한다. 또한, 얻어진 TPR량에 따라서 기록 전류, 기록 전류의 오버슈트량을 설정할 수 있다(S502).
자기 디스크 내부에서 TPR량을 측정하는 방법도 실시예 1에 있어서 설명한 TPR량 측정 기능과 동일한 기능을 이용하여 실현할 수 있고(S503), 자기 디스크 장치의 출하시의 TPR량을 측정 ·산출하여, 상기 데이터를 플래시 ROM(33) 또는 자기 디스크(1) 상에 메모리 해 둘 수 있다.
그리고, 자기 디스크 드라이브 출하 이전에 파악된 TPR량과 SMART 기능 내의 부상량 측정을 병용함으로써 자기 디스크 장치 내에서 보다 신뢰성이 높은 부상량 관리를 행할 수 있다. 얻어진 TPR량은 메모리, 또는 자기 디스크 상에 기록해 두고, 부상량 관리에 이용한다. TPR량은 헤드에 의해서 크기가 상이하고, 변동을 갖는다. 자기 디스크 드라이브 내에 삽입된 자기 헤드마다 TPR량이 상이하게 된다. 예컨대, TPR량이 큰 자기 헤드에 관해서는 TPR량이 작은 자기 헤드에 있어서의 허용 가능한 최소 부상량 보다 큰 부상밖에 허용할 수 없도록 설정함으로써 자기 헤드와 자기 디스크의 접촉 가능성을 줄이고, 신뢰성을 높일 수 있다. 이와 같이 개별적으로 자기 헤드에 따른 TPR량을 이용하여 필요하다면 SMART 기능과 병용하여 부상 관리를 행함으로써 자기 헤드와 자기 디스크의 접촉에 의한 데이터 파손이나 크래시의 가능성이 작고, 신뢰성이 높은 자기 디스크를 실현할 수 있다.
[실시예 3]
도 6에 본 발명에 따른 검사 장치의 개략도를 도시한다.
자기 디스크(1)가 스테이지(13) 상에 있는 스핀들(14) 상에 고정되어 회전하고 있다. 서스펜션(12)에 부착된 슬라이더(11)의 선단 부분에 자기 헤드가 위치하고, 자기 디스크(1) 상에 로드되어 있다. 판독 헤드의 출력은 각종 회로, 증폭기로 이루어지는 판독 기록 분석기(15)를 지나서, 스펙트럼 분석기(17)에 입력된다. 이 때 스펙트럼 분석기와 같은 기능을 하는 스펙트럼 분석기 보드를 이용하더라도 좋다. 또한, 이와 마찬가지로 위치 정보가 스테이지 컨트롤러(16)로부터 스펙트럼 분석기(17)에 입력된다. 측정 방법에 관해서는 후술하지만, 스펙트럼 분석기는 자기 디스크(1) 상에 기록된 참조 트랙(2)의 주파수만을 필터링하도록 제로 스팬 설정되어 있다. 또한, 여자 신호에 의해 기록된 트랙의 종료 위치 A의 직후로부터 참조 트랙(2)의 출력을 읽을 수 있도록 트리거 신호가 조정되어 있을 필요가 있다. 이와 같이 함으로써 여자 신호에 의해서 기록 동작 기인의 TPR가 발생한 직후의 참조 트랙(2)의 출력의 경시 변화를 스펙트럼 분석기를 이용하여 포착할 수 있다. TPR량을 측정하는 방법으로서는 실시예 1에서 설명한 TPR량 측정 기능과 동일한 기능 및 도 7에서 설명하는 측정 알고리즘에 의해 실현할 수 있다. 제어용 PC(18)가 본 발명의 TPR량 측정 기능 프로그램을 갖는다.
도 7에 측정 플로우차트를 도시한다. 우선 자기 디스크(1) 상의 헤드를 로드하는 반경 위치, 자기 디스크(1)의 회전수, 주파수 f1, f2, 기록 전류 Iw, 센스 전류 Is, 기록 전류의 오버슈트(OS), 오버슈트의 지속 시간(DS), 스펙트럼 분석기의 해상도 대역폭(RVB), 비디오 대역폭(VBW)의 설정을 행한다(S701). 설정이 종료되면 측정 영역을 DC 소거하여(S702, S704), 자기 디스크 상의 신호를 완전히 소거한다. 만일 자기 헤드의 판독 기록 오프셋을 알 수 없는 경우, 트랙 프로파일을 측정하여 오프셋량을 구해 둔다(S703). 자기 헤드를 소정의 트랙[참조 트랙(2)]에 이동시켜서(S705), 일주에 걸쳐 f1 신호를 기록한다(S706). 그리고, 오프셋량을 고려하여, 판독 헤드가 이 신호의 바로 위(온 트랙 상태)가 되도록 조정한 후(S707), f2 신호를 특정 길이만큼 기록한다(S708). 이 직후로부터의 f1 신호의 경시 변화를 스펙트럼 분석기 또는 스펙트럼 분석기의 필터 기능을 이용하여 포착한다(S709). 얻어진 출력의 최대치와 점근치의 차분으로부터(S710), 상기 식을 이용하여 TPR량을 산출한다(S711). 측정 정밀도를 높이기 위해서 복수회 측정을 행할 수 있더라도 좋다(S714). 예컨대 이 기능을 자기 헤드의 선별에 이용하는 경우에는 이 TPR량의 산출후 합격 ·불합격(pass/fail) 판정을 행하여(S712), 결과를 화면 및 파일 상에 출력하는 기능을 갖는다(S713).
이상과 같이 하여 기록 동작에 기인한 TPR량을 본 실시예의 TPR량 측정 기능을 갖는 검사 장치를 이용하여 정확히 측정하는 것이 가능하게 된다.
열적 돌출(TPR)량을 고려한 부상량 관리를 행함으로써, 자기 헤드, 자기 디스크의 접촉 또는 크래시라는 관점에서 보다 신뢰성이 높은 자기 디스크 드라이브를 실현할 수 있다. 또한, 본 발명에 나타나 있는 것과 같은 부상량 측정 기능을 판독 기록 테스터, 또는 검사 장치에 이용함으로써 기록 동작에 기인한 열적 돌출량을 정확히 측정하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 TPR량 측정 기능은 자기 헤드마다 TPR량 데이터를 이용한 부상량 관리, 제조 관리를 실현하는 것으로, 자기 디스크 장치, 자기 디스크 장치의 제조 방법 및 그 제조에 이용하는 검사 장치에도 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 일련의 처리의 플로우차트이다.
도 2는 본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시 형태에 있어서의 기록 동작 기인의 열적 돌출(TPR)량 측정 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 여자 신호를 기록 직후로부터의 참조 신호의 경시 변화의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 TPR 측정 기능이 자기 디스크 드라이브 내에 있는 경우의 일련의 처리의 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 TPR 측정 기능을 실제 사용 상태의 검사 공정에서 행하는 경우의 처리의 플로우차트이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 검사 장치의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 TPR 측정의 처리를 도시한 플로우차트이다.
도 8은 자기 디스크 장치의 기능을 간단히 나타낸 블럭도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 자기 디스크
2 : 참조 트랙
3 : 인덱스 신호 위치
4 : 여자 신호에 의해 기록된 트랙
11 : 슬라이더
12 : 서스펜션
13 : 스테이지
14 : 스핀들
15 : 판독 기록 분석기
16 : 스핀 스탠드(spin stand) 컨트롤러
17 : 스펙트럼 분석기
18 : 제어용 PC
A : 여자 신호 기록 종료 위치
B : 여자 신호 기록 시작 위치 또는 출력이 평형 상태가 되는 위치
Δ1 : 출하시 출력 변화량
Δ2 : 측정시 출력 변화량
Δ3 : 최대 부상량 변화량에 대응한 출력 변화량
X : 베이스 라인 시프트량
21 : HDA(헤드 디스크 어셈블리) 부분
22 : PCB(기판) 위의 부분
23 : 자기 헤드
24 : 판독 기록 IC
25 : 보이스 코일 모터
26 : 스핀들 모터
27 : 판독 기록 채널
28 : 보이스 코일 모터 및 스핀들의 프리드라이버
29 : MOS FET(전계 효과형 트랜지스터)
30 : SCSI, FCAL, ATA 등의 인터페이스 컨트롤러
31 : 디지털 신호 프로세서(DSP)
32 : SRAM
33 : 플래시 ROM
34 : DRAM
35 : 수정 발진자
36 : 호스트 컴퓨터

Claims (14)

  1. 자기 디스크 장치에 있어서,
    장치 내에 이용되고 있는 자기 헤드 각각의 TPR량 정보를 유지하는 메모리 또는 자기 디스크와, 이 TPR량 정보를 이용하여 자기 헤드 부상량 관리를 행하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  2. 자기 디스크 장치에 있어서,
    장치 내에 TPR에 기인하는 자기 헤드 부상량 변화를 측정하는 TPR량 측정 기능과, 이 TPR량 측정 기능에 의해 측정된 각각의 자기 헤드의 TPR량 정보를 이용하여 자기 헤드 부상량 관리를 행하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메모리 또는 자기 디스크에 기억되는 TPR량 정보는 자기 디스크 장치의 실제 사용 상태의 시험 공정에서 측정된 정보인 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  4. 자기 디스크 장치에 있어서,
    특정 트랙 또는 실린더에 제1의 단일 주파수 신호에 의해 기록되어 있는 적어도 하나의 자기 디스크와, 그 특정 트랙 또는 실린더의 일부의 영역에 제2의 단일 주파수 신호에 의해 기록을 행한 직후에 제1의 단일 주파수 신호의 재생을 행함으로써 TPR량을 측정하는 TPR량 측정 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    제1의 단일 주파수 신호에 의해 기록되는 특정 트랙 또는 실린더는 복수의 트랙 또는 실린더인 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    제2의 단일 주파수 신호에 의해 기록되는 영역을 갖는 트랙 또는 실린더의 내주측 및 외주측에 제1의 단일 주파수 신호에 의해 기록되는 특정 트랙 또는 실린더가 존재하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    제1의 단일 주파수 신호의 재생을 행하는 시간은 재생 출력이 평형 상태가 되는 데 필요한 시간 이상의 시간으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    제2의 단일 주파수 신호에 의해 기록을 행하는 시간은 제1의 단일 주파수 신호의 재생 출력이 평형 상태가 되는데 필요한 시간과 동등한 시간 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 TPR량 정보를 이용한 제1의 부상량 관리 기능과, 정상적인 부상량 관리를 행하는 제2의 부상량 관리 기능을 포함하고, 이들 기능에 의해 자기 헤드의 부상량 관리를 행하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  10. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 TPR량 측정 기능에 의한 부상량 변화의 측정을 자기 디스크의 전원 투입시, 또는 헤드의 로드시, 또는 특정 시간 간격마다 행하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  11. 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    「사양으로 정해진 부상량 - TPR량」이 소정의 임계치를 초과하는 경우에는 상위 호스트 컴퓨터 또는 사용자에 대하여 알람을 발생하는 관리 모드, 기록 전류를 조정하는 관리 모드, 기록 전류의 오버슈트량을 조정하는 관리 모드, 헤드를 언로드하는 관리 모드 중 적어도 하나의 관리 모드를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  12. 제3항에 있어서,
    TPR량에 따라서 기록 전류를 조정하는 관리 모드, 기록 전류의 오버슈트량을 조정하는 관리 모드 중 적어도 하나의 관리 모드를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.
  13. 자기 디스크 상의 특정 영역에 제1의 단일 주파수 신호를 기록하는 제1 기록 기능과, 제1의 단일 주파수 신호가 기록되어 있는 특정 영역의 일부에 제2의 단일 주파수 신호의 기록 동작을 하는 제2 기록 기능과, 제2 기록 기능에 의한 기록 동작 직후에 먼저 기록된 제1의 단일 주파수 신호를 판독하는 판독 기능을 포함하고, 이 출력 변화로부터 부상량 변화, 즉 TPR량을 산출하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    부상량 변화를 측정하기 위해서 스펙트럼 분석기 보드를 내장하고 있거나 또는 스펙트럼 분석기를 이용함으로써 특정 주파수 성분을 필터링하여 출력을 측정할 수 있는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
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