KR970003822B1 - 기록 디스크 부재의 자기 측정용 비파괴 시험 방법 및 그 시스템 - Google Patents

Abstract

없음.

Description

기록 디스크 부재의 자기 측정용 비파괴 시험 방법 및 그 시스템

제1도는 포화자화(Ms), 잔류자기(Mr) 및 보자력(Hr)을 도해한 자성재료의 전형적인 히스테리시스루프를 나타낸 도면.

제2도는 전형적인 헤드 매체 인터페이스 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 장치의 구성요소를 도해한 도면.

제4도는 본 발명의 전자장치의 블록도.

제5도는 본 발명의 장치에 대한 교정곡선을 도해한 도면.

제6도는 -6dB신호치에서 직류(DC)소거전류의 함수로서 R/W헤드 소거효율을 도해한 도면.

제7도는 -6dB전류레벨에서 직류소거전류의 함수로서 보자력을 도해한 도면.

제8도는 -6dB신호 레벨에서 직류소고 전류값에 의해 승산된 R/W헤드효율(αW)의 함수로서 보자력을 도해한 도면.

제9도는 각도의 함수로서 보자도를 도해한 도면.

제10도는 잔류자기-두께 적 대 각도의 관계를 나타낸 도면.

제11도는 각도의 함수로서 보자도를 도해한 도면.

제12도는 본 발명에 의해 제어되는 제조 공정 단계의 흐름도.

제13도는 본 발명의 방법을 실시하는데 사용되는 측정 및 계산절차의 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 : 공기갭4 : 기록헤드

6 : 자기기록매체8 : R/W헤드

12 : R/W 증폭기14 : A/D 변환기

16 : 마이크로프로세서20 : A/D변환기

22 : R/W제어회로

본 발명은 디스크 드라이브에 사용되는 자기매체의 비파괴 시험분야, 특히 기록매체의 원주 및 반경의 함수로서 보자력 및 잔류자기-두께 적(remanence-thickness product)의 측정에 관한 것이다. 이 데이타는 자기기록 부재의 제조에 있어 공정 패러미터를 조정하는 데에 사용될수 있다.

자기기록부재의 기록성능은 자기특성, 특히, 보자력, 잔류자기 및 기록부재의 두께에 의해 기본적으로 결정된다. 이러한 자기특성은 기록 디스크 부재의 신호 진폭, 주파수 응답, 분해능 및 중복기재특성을 결정한다. 현재 이러한 자기특성들을 측정하기 위한 2가지의 일반적인 방법으로 진동 샘플자력계 및 히스테리시스 시험기가 있다. 전자는 인가된 필드(자장)의 함수로서 자화를 측정하는 반면, 후자는 필드의 함수로서 자속밀도를 측정한다. 이 방법을 이용한 장치를 사용하여 기초적인 자기특성, 즉 보자력, 잔류자기 또는 잔류자기-두께 적 및 포화자화를 얻기 위해서는, 측정되어야 할 기록부재에서 유효요소를 절단하거나 제한할 필요가 있다. 따라서, 상기 2가지 기법은 모두 파괴적이다. 또한, 상기 2가지 기법, 즉 측정방법은 기록부재의 표면상의 특정위치에 대한 값보다는 제거된 샘플, 즉 유한요소의 보자잔류자기의 평균치를 결정하는 것이다. 또한 그러한 방법들은 부적절한 자기용량(magnetic volume)때문에 개선된 디지탈 기록 시스템에 전형적으로 이용되는 박막매체에 대해서는 실용성이 없다.

제1도에는 샘플의 평가를 위해 필요한 전형적인 히스테리시스 특성을 설명하는 전형적인 히스테리시스루프, 즉 M-H루프가 도시되어 있다. 전형적인 디지탈 기록매체는 비자성 유기 결합제에 분산되는 자성산화물(감마산화철)로 이루어져 있다.

박막매체는 고유의 높은 잔류자기값과 보자력값으로 인해 미립자로 된 산화물매체에 비해 우수한 기록성능을 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나, 산화물매체나 박막매체의 자기특성은 입자의 분포량, 산화물입자의 배향도, 그리고 입자 크기에 의해 크게 좌우된다. 박막매체의 자기특성은 증착공정 패러미터에 의해 결정되는데, 예를 들어, 스퍼터링된 박막의 경우에 스퍼터링 압력 뿐만 아니라 공정 온도 및 기판 형태는 상당히 중요하다. 따라서, 기록부재의 자기특성은 그 순간에 또는 그 후에 결정된다. 현재, 제조방법은 기록 규정값에 적합해지도록 공정을 감시하고 공정패러미터를 조정하는 기록 동작에 의존해야만 한다.

따라서, 자기 특성, 특히 보자력 및 잔류자기-두께적을 비파괴 방식으로 신속히 결정하는 방법이 필요로 된다.

본 발명의 목적은 비파괴 방식으로 보자력 및 잔류자기-두께적을 측정하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 평균 및 최소공간 분해능의 최소등급을 갖는 디스크 표면상의 임의의 위치에서 상기 패러미터의 값을 결정하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 이것은 디스크 표면에 걸쳐 기록성능 및 제조공정 제어의 결정에 필요한 보자력과 자류자기-두께 적의 정확한 측정치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 디스크 부재상에 임의로 기록된 트랙, 즉 실린더 주변의 보자력 및 보자력의 변화를 측정하거나, 디스크 부재의 임의의 방사상의 위치에서 보자력을 측정하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 임의로 기록된 트랙, 즉 실린더 상에서, 그리고 임의의 방사상의 위치에서 잔류자기-두께적을 측정할 수 있도록 하는데 있다. 따라서, 본 발명은 디스크 부재의 기록 성능을 결정하는 기본적인 자기특성을 결정할 수 있고, 또한 서로 다른 방사상의 위치에서 보자력 및 잔류 자기-두께적의 반복측정에 의해 디스크 기록부재의 기본적인 자기 변화의 표면 사상(map)을 얻는 수단을 제공하고 있다.

본 발명의 상기 목적들과 다른 목적들은 저 주파수(또는 긴파장)의 기록패턴을 디스크에 기록하고, 직류소거전류의 함수로서 신호 진폭을 측정하여 보자력을 결정하고, 분리된 1/2 펄스 폭에 대한 후속계산에 의해 디스크의 잔류자기-두께적을 결정함으로서 달성된다. 따라서 보자력과 잔류자기-두께적은 트랙 원주 및 트랙 반경의 함수로서 결정될 수 있으며, 이에 따라, 디스크 부재의 보자력 및 잔류자기-두께적의 변화를 얻거나 결정할 수 있다. 이 데이타는 동일한 제품을 공급하기 위해 제조공정의 패러미터를 조정하는데 사용될 수 있다.

보자력 및 분리된 펄스 폭의 측정을 위한 다른 방법은 긴파장, 즉 저주파수 기록패턴(예, 500㎑)에서 분리된 펄스의 영역을 측정하는 것이다. 그 다음으로 보자력은 상기 펄스의 영역을 50%만큼 감소시키는 직류소거전류의 크기에 의해 결정되며, 잔류자기-두께적은 분리된 1/2펄스 폭으로부터 결정될 수 있다.

본 발명의 특징들과 장점들은 다음의 첨부도면을 참조하여 기재된 다음의 상세한 설명으로부터 좀더 명확히 이해될 것이다.

본 발명의 기본적인 이론은 제2도를 참조하여 다음과 같은 유도식에 의해 이해될 수 있다. 제2도에 도시한 바와 같이, 자기기록매체의 포화 보자력(coercivity : 이하"보자도"라 함)과 잔류자기를 테스트하기 위해, 표준화된 테스트(기록)헤드가 사용된다. 기록헤드(4)의 공기 갭(2)은 자기기록 매체(6)와 매우 근접해 있다. 상기 기록헤드가 기자력(NI)에 의해 가동될 때 공기 갭(2)의 근처에서의 누설자속은 자성 재료의 얇은 층을 포화시킨다. 그러므로 상기 매체가 헤드 필드(자장)에서 멀어질 때, 상기 매체는 헤드필드의 크기, 매체의 자기 특성 및 자체 소자에 의해 결정되는 잔류 자화를 유지하게 된다. 상기 공기갭의 근처에서의 헤드 필드는 다음과 같이 표시될 수 있다.

Η=Ηg(g/1_a)…(1)

여기서, Ηg는 갭에서의 균일한 필드이고, g는 갭의 길이이고, 1_a는 공기중에서 자속경로의 길이이다. 1_a는 반원이므로 1_a=πγ로 대치할 수 있는데, 이때 γ=(χ²+ｙ²)이고, χ, ｙ는 제2도에서 나타낸 바와 같이 스칼라 거리이다. 따라서

그러나, χ=ｙ가 0에 가까울 때 H는 무한대로 되기 때문에 갭의 바로 근처에서는 상기 식이 성립되지 않는다. 이상적인 헤드의 외형(geometry)은 단순하지만, 이 방정식의 정확한 해석상의 해답을 한정된 형태로는 구할 수 없다. 거리의 함수로서 헤드 필드의 해석상의 접근법은 칼퀴스트(스웨덴, 스톡홀름, 로얄공과대학 회보 1954년, 제86호)에 의해 설명되어 있고 일반적으로 다음 식으로 나타난다.

여기서 g는 갭의 길이이고, χ는 헤드면에 평행한 갭의 중심으로부터의 거리이고, ｙ는 헤드면으로부터의 수직거리이다(ｙ는 헤드매체간격과 매체두께의 1/2을 합한 것과 같다). 따라서 제2도에 나타낸 바와 같이, 좌표 χ,ｙ의 함수로서 기록필드는 균일한 갭 필드(Ηg)가 공지되어 있다면 결정될 수 있다. 갭내의 균일한 필드는 다음 식으로 나타난다.

판독/기록(R/W)헤드가 페라이트이면, 디프(deep)갭기록 필드(Ηg)가 페라이트 포화 자속밀도의 반(즉, Bs/2)을 초과할 때, 갭 코너가 포화되기 시작하다는 것은 잘 검증되어 있는 것 같다(에프 제페스등의 자석에 관한 1982년 IEEE회보 제16권 1146페이지). 이것은 약 1000에서 50으로 헤드 투자율을 감소시키며, 헤드효율(a_W)이 코어 투자율, 즉 a_W=R_g/ (R_g+R_c)에 관계하고 있기 때문에, 헤드효율(a_W)이 감소된다. 코어 자기 저항(core reluctanec; R_c)은 다음식으로 결정된다.

R_c=1/uΣ(1_c/Α_c)

여기서 Α_c는 코어의 횡단면이고, 1_c는 Α_c에 해당하는 연속된 코어길이이다. 따라서, 짧은 파장에서의 기록성능은 헤드필드 기울기의 감소뿐만 아니라 투자율의 감소로 인해 상당한 영향을 받는다. 주어진 R/W헤드에 대한 포화전류는 Ηg 값, 갭 길이값, 효율과 회선수의 값을 대입하여 식(4)로부터 결정된다. 따라서 19회 감긴 45마이크로인치의 갬과 식(1)의 효율을 갖는 망간 아연페라이트 헤드(윈체스터형)에 대하여 최소의 포화전류는 다음과 같이 결정된다.

식(3)의 Ηg에·식(4)의 갭내의 균일한 필드(Hg)를 대입하면, 갭으로부터 거리의 함수(χ,ｙ)로서 기록필드식은 다음과 같이 나타난다.

그러므로, 보자력(Ηc=Ηχ₀,ｙ)을 결정하는 표현식은 다음 식으로 주어진다.

그러나, a_W의 정확한 값은 a_W가 헤드 기하학(R_c,코어자기저항)에 의존한다는 단순한 사실뿐만 아니라 주파수의 함수로서 특별히 알려져 있지 않다. 그러므로 공지의 보자력값은 갖는 매체를 이용하여 a_W의 값을 결정할 필요가 있다.

따라서, 미지의 매체의 보자력은, a_W가 표준 디스크의 교정으로부터 얻어지기 때문에 식(6)으로부터 결정된다. 박막매체의 잔류자기-두께적의 결정에는, 직접 또는 다음과 같은 식으로 주어지는 분리된 전이펄스(또는 전이 펄스 : transition pulse)의 아래 영역을 적분하여 결정되는 분리된 펄스 폭의 측정이 필요하다.

여기서, Τ₅₀=분리된 전이의 1/2펄스 폭(시간)

Εp=분리된 펄스의 최대진폭(볼트)

t=초단위시간

따라서, Αp=πΕpΤ50…(8)

Τ50=PW50/속도…(9)

PW50=속도Αp/Εpπ…(10)

잔류자기-두께적의 결정은 다음과 같은 식을 근거로 하여 공지의 분리된 1/2펄스 폭으로부터 계산된다.

PW50=[g2+4(a+d)²]^1/2

a=[4.62MrTd/H _c ]^1/2

여기서, d=매체와 헤드간의 분리거리 또는 들떠있는 높이

g=R/W 헤드갭의 길이

a=전이 패러미터

그러므로, 식(11)에 대입하고 잔류자기-두께적에 대해, 해를 구하면 보자력(Ηc)과, 분리된 1/2펄스 폭(PW50)고, R/W헤드갭길이(g)와, 분리거리 또는 들떠있는 높이(d)의 함수로서 ΜrΤ의 식이 구해진다.

보자력 및 전류자기-두께 적을 측정하는데 사용되는 장치나 시험대가 제3도 및 제4도에 나타나 있다. 이 장치는 평가될 부재(6)와; 갭(2)을 갖는 기록하는 헤드(4)를 포함하는 R/W 헤드 및 아암 어셈블리(8)와; 반경의 함수로서 측정할 수 있도록 갭(2)를 위치시키기 위한 R/W 헤드 위치결정 캐리지(10)와; R/W증폭기(12), 예를 들어 SSI 117칩으로 구성된다. R/W 증폭기(12)의 출력(dΦ/dt)은 A/D변환기(14)를 통해 마이크로프로세서(16)에 바로 연결된다. 동일한 출력이 피크 또는 엘빌로프 검출기(18)를 통해 제2의 A/D변환기(20)에 연결된다. 갭(2)의 위치를 수신된 데이터에 관련시키기 위해, R/W제어회로(22)와 프로그램 가능한 지연 발생 장치(24)는 둘 다 공통의 인덱스(INDX)신호를 수신한다. R/W제어회로(22)는 매체(6)상의 정보를 판독하고 기록하기 위해 증폭기(12)를 제어한다. 프로그램 가능한 지연 발생 장치(24)는 디스크상의 선택된 점들로부터의 역 판독 데이터가 판독되고 기억되도록 동일한 인덱스(INDX)신호에 응답한다.

디스크 부재의 보자력을 측정하기 위해, 다음의 시험 순서가 마이크로 프로세서(16)에 의해 개시되고 제어된다. 필요한 프로그래밍은 이미 잘 알려져 있으므로 여기서는 상세히 기술하지 않겠다. 상기한 장치의 실행단계의 개요는 제13도에 나타나 있다.

(1) 일련의 분리된 전이(저주파수, 즉 긴파장)가 헤드(8)와 제어회로(22)를 사용하여 바깥쪽 트랙으로부터 안쪽 트랙으로 디스크의 원주 둘레에 최적의 기록전류로서 기록된다(50). 이것은 디스크(6)의 트랙이 자화상태로 놓이게 하며, 여기서, 양 및 음의 방향(전이점)에 직면하는 동일수의 자기영역이 존재하게 된다. 전이점은 충분히 넓게 간격을 두고 있어서 저 주파수 기록으로 인한 간섭이 일어나지 않는다. 신호(dΦ/dt)는 전이점이 헤드를 지나 이동할 때 자기 전이에 의해 헤드(8)에서 유도된다. 이 신호의 진폭은 변환기(14)에서 디지탈화되고 또한 마이크로프로세서(16)에 의해 값(Ep)으로 기억(52)된다.

(2) 직류(DC) 소거필드는 소량의 전류에 의해 기록헤드(8)를 통해 인가된다(상기 필드의 크기는 식(6)에 의해 결정된다).(54)

(3) 역판독신호의 진폭이 다시 측정되고 기억된다.(56)

(4) 증폭기(12)와 헤드(8)를 통해 인가된 직류소거필드는 소량으로 증가되고(58), 또한 단계(2)와 단계(3)가 반복된다. 또 다른 방법으로는 증폭기(12)와 헤드(8)를 통해 인가된 직류소거필드가 최적의 기록전류단계로 재기록된 후에만 증가되도록 하는 것이다(단계(1)). 단계(2, 3 및 4)는 신호가 반드시 영의 신호 레벨로 감소되고 또한 신호진폭이 기록필드 소거 크기와 기록소거 전류의 함수로써 플로트(plot)될때까지 반복된다.

(5) 디스크의 보자도는 신호치의 50퍼센트 손실로서 직류소거필드의 크기, 즉 -6dB 신호레벨 대 직류소거 전류값(직류 필드)으로 한정된다(60). 이것은 진동 샘플 자력계에서 측정된 히드테리시스루프(M-H 루프)로부터 얻은 보자력, 즉 자화를 1/2로 전환하는데 필요한 필드(제1도 참조)와 유사하거나 동일하다. M-H루프에 있어서, 보자도는 샘플을 포화상태에서 영의 자화상태로 취하는데 필요한 필드로서 정의된다. 그러나, 영의 자화상태에 있어서, 재료는 양 및 음의 방향으로 동일수가 존재하는 다수의 자기 영역으로 이루어지고, 이에 따라 자체 정화되어 총 0의 모멘트를 발생한다. 논의된 기록상태에 있어서, 전이점만이 신호에 기여하므로 상기 기록 상태는 다소 차이가 있다. 인가된 직류필드(소거필드)의 방향을 따라 정렬되는 자화 영역들이 안정되어 있는데, 그 이유는 상기 영역들이 먼저 상기 방향으로 포화되어 있기 때문이다. 직류소거는 자화의 방향이 인가된 직류소거필드에 반대되는 영역에만 영향을 준다. 그러므로 50퍼센트의 감소를 성취하는데 필요한 필드는 보자력과 동일한(허용된 영역의 50퍼센트를 스위칭하는) 신호이다.

(6) 실제로, 단계(2)-(4)에서 사용된 필드 증가량은 전형적으로 500e이다. 이러한 필드 분해능의 한계를 극복하기 위해서, 본 기술분야에서 숙련된 사람에게 이미 공지되어 있는 수학적 절차에 따르는 프로그램으로 50퍼선트 신호 손실점을 포함하는 데이타점들 사이에서 보간법을 수행하면 된다. 이것은 650Oe의 디스크 부재상에서 1.0Oe의 분해능과 3.0Oe의 정확도를 제공하는데 충분하다. 기록된 트랙에 따른 보자도 변화(방위각 변화)에 관한 정보를 얻기 위해서, 프로그램 가능한 지연이 어떤 정해진 인덱스에 대해 트랙을 따라 서로 다른 각 위치에서 측정치를 제공하도록 진폭검출기와 함께 이용된다. 주어진 측정치에 대하여 보자력 값을 구하는 원리는 동일하다. 부가적으로, 서로 다른 방사상의 위치에서 측정을 반복할 수 있으므로(62), 이에 따라 디스크 표면에 걸쳐 보자도 변화의 표면 사상을 얻게 된다.

교정예

(X-선 형광분석에 의해 결정되는)4.0 마이크로인치의 두께와 교정된 진동 샘플 자력계에 의해 결정된 620Oe의 공지의 보자력을 갖는 공지의 디스크부재가 표준디스크로서 이용되었다. 표준판독/기록해드는 40마이크로인치의 갭 길이와, 0.72밀리미터의 트랙폭과, 1.8인치(5-1/4인치 디스크)의 디스크 반경에서 19.4마이크로인치 들떠있는 높이와 두줄로 19회 감긴 망간아연 페라이트헤드로 구성된다. 신호진폭은 제5도에서와 같이 직류소거전류와 헤드필드의 함수로서 플로트된다. 보자력과 동일한 -6dB의 신호레벨에서 직류소거 전류값은 이 경우에는 6.3 밀리암페어로 결정되었다. 따라서 식(6)에서의 a_W의 값은 다음과 같이 계산된다.

소거중의 R/W 헤드효율(a_W)은 40마이크로인치갭의 R/W헤드를 사용할 때 직류소거전류 크기의 함수가 된다는 것을 유의해야 한다. 이것은 공지의 증가하는 보자력값, 즉 550Oe에서 967Oe(진동 샘플자력계)를 갖는 표준디스크를 이용하여 결정된다. 그 결과는 제6도에 나타나 있다. 따라서 영의 직류소거 전류값에서의 보자력 대 직류소거전류를 폴로팅할 때 보자력값은 제7도시에서와 같이 된다. 이것은 기록전류와 보다 큰 직류소거전류에서의 부분적인 갭포화의 함수인 헤드코어 투자율내의 비선형 변화에 기인한 것으로 믿어진다. 이 효과는 큰 갭의 R/W헤드의 사용으로 제거 또는 극소화된다. 그러므로 40마이크로인치 정도의 작은 갭헤드를 사용할 때 보자력의 정확한 값을 결정하기 위해서는 직류소거전류(-6dB 신호)를 결정하고 또한 그 특별한 작류소거 전류값에 대한 효율 a_W을 평가하는 것이 바람직하다. 특별한 직류소거전류에 대한 보자력은 제8도에서 정해지는데, 여기서 플로팅되는 보자력 대 기록전류시간 효율은 선형이고 또한 영의 직류소거 전류에서 영의 보자력을 통과한다. 그러나 일반적으로 40마이크로인치 R/W헤드0에 대하여 0.877의 효율이 다음의 예에 사용되었다.

1. 보자력의 평가

원주(외측 트랙 반경둘레의 30도 간격)의 함수로서 미지의 디스크 매체의 보자력은 0.877의 a_W값으로 식(6)을 사용하여 -6dB 신호 레벨전류값으로부터 결전되었다. R/W 갭길이는 40μ인치(두줄로 19회감김)이었다.

트랙둘레의 평균보자력은 625.5Oe이었다. 최대의 보자력은 651Oe이고, 반면에 최소의 보자력은 605Oe이었다. 보자도 범위는 460e이고 표준편자는 18Oe이었다. 각도의 함수로서 보자력은 제9도에 나타나 있다.

2.잔류자기-두께적의 평가:

신호직폭의 분리된 1/2펄스폭 PW50(주파수-500㎑)은 원주(외측 트랙반경둘레로 90도 간격)의 함수로써 결정되었고 또한 잔류자기-두께 적 ΜγΤ는 위에서 나타낸 바와 같이 각도의 함수로서 보자력과 함께 식(13)을 이용하여 측정되었다(64). 그 결과는 아래에 나타나 있다.

따라서, 매체의 평균 잔류자기-두께 적은 2049.7emu/cc 마이크로인치 또는 2.57 마이크로인치 테슬라(2049.7×4×10^-6)이었다. 각도의 함수로서 잔류자기-두께 적은 제10도에 나타나 있다.

3. 보자력의 평가 :

외측 트랙반경(γ=2.32인치)과 내측트랙반경(γ=1.32인치)상의 원주(30도 간격)의 함수로서 미지의 디스크 매체의 보자력은 외측트랙반경상에서 23마이크로인치이고 내측 트랙 반경상에서 16마이크로인치로 들떠 있으면서 40마이크로인치의 갭을 갖는 R/W 헤드를 이용하여 결정되었다. 감긴수는 두줄로 19회이었다. 보자력은 예 1에서도 도해된 바와 같이 0.877의 a_W값을 사용하여 식(6)을 기초로 결정되었다. 그 결과는 아래의 표에 나타나 있는데, 여기서 I_DC는 (-6dB 신호 레벨에서)밀리암페어로서 직류소거 전류를, 또한 Ηc는 해당되는 보자력값을 나타낸다.

따라서 내부 트랙반경에서의 평균보자도는 677Oe이고, 최대 보자력은 691Oe이고, 최소의 보자력은 656Oe(350Oe의 범위)이었다. 이들 결과는 제11도에 나타나 있다.

계산된 값은 자기 디스크의 제조공정을 변경하는데 특히 유용하다. 현재의 제조방법은 공지의 시험 시스템에 의해 제공되는 것과 같은 파괴시험을 하지 않으면서 기록규정값에 일치하도록 진행을 감시하고 신호공정 패러미터를 조절하기 위한 기록동작에 의존해야만 한다. 전형적으로 상기 기록동작이 사용된다면, 고 주파수에서의 신호 진폭이 제조공정 패러미터를 조정하기 위해 이용된다. 그리나 고주파수에서의 신호진폭은 잔류자기(Μγ), 보자력(Ηc), 자기매체의 두께(Τ)의 복잡한 함수이다. 그러므로 Μγ(폴리싱), Ηc(Cr의 두께), 온도 등 또는 Τ(시간)를 조절하는 것이 문제가 된다. 두께는 X-선형광에 의해 편리하게 감시될 수 있다. 그러나 Μγ이나 Ηc를 조절할 것인가를 결정하기 위해, Μγ과 무관하게 Ηc를 나타낼 추가의 정보가 요구된다.

결정되어야 하고 디스크 형성과정을 감시하는데 도움이 되는 2개의 추가적인 기록 패러미터들은 격리된 신호 1/2펄스폭(PW50)과 최적의 기록전류(Iw)이다.

이 값들의 계산은 상기에 나타나 있다.(최대 2f신호진폭을 위해 최소기록전류에서 선정된)최적의 기록전류는 Μγ과 무관하고, Ηc에 직접적으로 의존하며 또한 주어진 판독/기록헤드 및 간격에 대하여 T에 간접적으로 의존한다. 따라서, Iw에서의 변화는 공지된 두께에 대한 Ηc의 변화에 해당한다. Iw의 값이 일정한데 반해 PW50이 변화하면, Μγ만이 변경될 필요가 있다. 따라서, 신호진폭, PW50, Iw, 두께를 감시하고 비교하므로서, Μγ 또는 Ηc가 조절을 요하는지가 결정될 수 있다.

자기 특성의 평가와 스퍼터링된(sputtered)디스크 출력을 최적화하는데 필요한 조절을 실행하기 위한 진행과정이 제12도에 나타나 있다. 진행 과정은 이 경우에 코발트-코롬자석두께를 먼저 측정한다(70). 규정값으로부터 변화가 어느정도 있는한, (일반적으로 적층시간에 의해)두께가 조절될 수 있다. 두께 규정값이 만족되면-6dB신호진폭이 특정한 직류소거전류(IDC)에서 결정되고, 이것은 보자력을 결정하게 한다(76). Ηc가 Ηc규정값보다 작거나 크면 공정 패러미터를 조절한다(80,82). 보자력이 규정값(78)에 만족되면(78), 분리된 1/2펄스 폭이 측정된다(84). 분리된 1/2펄스 폭(PW50)으로부터 잔류자기-두께적(ΜγΤ)이 결정될 수 있고 또는 Μγ이 두께를 알고 있기 때문에 결정될 수 있다. 만일 ΜγΤ 또는 Μγ이 규정값보다 크거나 작으면(86), 잔류자기, 즉 Μγ이 변화된 것이고 디스크 표면의 폴리싱/택스쳐가 재평가되어야 한다(88). 만약 ΜγΤ 또는 Μγ이 규정값을 만족하면, 스퍼터링 시스템이나 디스크 처리가 만족스러운 것이며 디스크는 보증되는 것이다(90).

상기 공정에서의 이러한 조절에 의해, 자기기록매체의 파괴적인 시험을 하지 않고 일정한 출력이 성취될 수 있다. 다량의 자기디스크에 대한 일정한 시험도 또한 성취될 수 있다.

본 발명의 특별한 실시예에 관하여 상세히 설명되었으나 본 발명의 정신과 범위에서 벗어남이 없이 여러 가지 변경과 수정이 이루어질 수 있다는 것은 본 기술에 숙련된 사람에게는 명백한 것이다. 특히, 보다 큰 갭 길이 R/W헤드가 기록부재의 보자력 분포와 잔류자기-두께적을 측정하는데 사용될 수 있다. 다음의 청구범위는 여기에 설명한 본 발명의 모든 일반적 그리고 독특한 특징과 본 발명에 속하는 범위의 모든 설명을 포함하고 있다.

Claims (13)

1. 데이타 기록위치를 한정하기 위하여 상면에 다수의 데이타 기록 트랙을 갖는 회전가능한 자기기록 디스크매체와 상기 데이타 기록위치의 상부에 선택적으로 위치설정가능한 판독/기록헤드로 이루어진 자기기록장치내의 디스크의 보자도를 측정하는 방법에 있어서, 상기 디스크상의 다수의 상기 데이타 기록 위치에 신호를 기록하는 단계와, 상기 기록위치들중위 한 위치에 기록된 신호를 소거하기에 충분한 직류소거 필드를 인가하는 단계와, 상기 하나의 기록위치에 기록된 신호를 50%(6dB)만큼 감소하는데 필요한 직류소거필드의 크기를 측정하는 단계와, 상기 측정된 직류소거필드의 함수로서 디스크의 보자도를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록장치내의 디스크의 보자도 측정방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 보자도(Hχ)는 다음의 관계식,

   

   으로 계산되며, 여기서, I는 상기 기록된 데이타를 50%(6dB)만큼 소거시키기 위해 상기 판독/기록 헤드를 통해 전도된 암페어 단위의 소거전류이며, Ν은 상기 헤드에 감긴수이며, g는 상기 데이타를 기록하는데 사용되는 상기 헤드의 갭길이며, Αw는 상기 판독/기록 헤드의 효율이며, y는 유효 보자력이 측정되어지는 헤드 아랫쪽의 거리이며, Ηχ는 에르스테드단위의 보자도인 것을 특징으로 하는 자기기록장치내의 디스크의 보자도 측정방법.
3. 제2항에 있어서, y는 헤드로부터 디스크의 표면까지의 거리에다 디스크의 두께의 1/2을 합산한 합이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 자기기록장치내의 디스크의 보자도 측정방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 헤드를 상기 디스크상의 상기 데이타 기록위치상에 위치 설정하는 단계와, 상기 위치에 기록된 데이타를 나타내는 상기 디스크상의 자기영역을 분극시켜 상기 헤드에 유도된 필드를 측정하는 단계와, 상기 측정되고 유도된 필드를 초기 필드로 하여 기억하는 단계와, 측정되고 유도된 신호가 상기 초기 신호의 1/2이 될때까지 직류 소거 필드를 인가하고 유도된 신호를 측정하는 단계들을 실행하는 단계를 포함하며, 상기 보자력(Ηχ)는 상기 신호 진폭의 1/2감소를 실행하는데 필요한 인가된 소거 필드인 것을 특징으로 하는 자기 기록장치내의 디스크의 보자도 측정방법.
5. 제4항에 있어서, 소정의 증가된 레벨로서 상기 직류 소거 필드를 인가하는 단계와, 상기 헤드에 대한 역 판독신호를 측정하고 상기 헤드에 역 판독 신호를 기억하는 단계와, 상기 역 판독 신호가 초기 진폭의 50%가 될때까지 상기 직류 소거필드를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록장치내의 디스크 보자도 측정방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 직류 소거 필드의 증가는 약 50에르스테드인 것을 특징으로 하는 자기 기록장내의 디스크의 보자도 측정방법.
7. 제6항에 서, 상기 50% 역 판독 레벨을 일괄하는 데이타점들간의 보간 단계를 포함하며, 이에 의해 50에르스테드이하의 분해능이 성취되는 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치내의 디스크의 보자도 측정방법.
8. 제5항에 있어서, 상기 디스크상의 다수의 상기 데이타 기록위치에서 상기 50%진폭 감소를 검출하는 단계들을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치내의 디스크의 보자도 측정방법.
9. 자기 디스크 매체의 여러 공지의 좌표위치에서 자기 디스크 매체(6)의 자기 특성을 결정하기 위한 시스템에 있어서, 상기 공지의 좌표위치에서 기록 헤드(8)의 갭(2)의 위치를 설정하는 수단(10)과, 상기 공지의 좌표위치에서 일련의 분리된 자기 전이를 기록하기 위해 상기 갭(2)를 통해 기록 전류를 우선 인가하고, 다음에 하기 관계식에 의해 결정된 전류의 양을 상기 헤드(8)를 통해 공급하여 상기 공지의 좌표위치에 직류 소거 필드를 인가하고,

   

   (여기서, y는 헤드-매체의 간격이며, g는 갭 폭이며, Ι는 인가된 전류이며, Ν은 상기 헤드상에 김긴수이며, a_W

   

   에 의하여 결정된 헤드 기하학에 따른 교정이다.) 다음에 상기 공지의 좌표위치에서 발생하는 역 판독신호를 판독하는 판독/기록/소거 수단(12)과, 상기 좌표위치에서 상기 기록 및 소거 단계에 이어 상기 발생되고 역 판독 신호를 측정하는 수단(14)과, 순차적으로 상기 기록 전류를 인가하고, 상기 소거 필드를 인가하고, 상기 역 판독 신호를 판독하고, 증가량 만큼 인가된 직류소거 필드를 증가시킨 후 상기 판독/기록/소거수단(12)과 측정수단(14)이 다시 활성화되도록 상기 판독/기록/수거수단(12)을 제어하는 제어수단(22) 및, 상기 역 판독 신호 및 인가된 필드의 관계를 플로팅하고, 상기 매체의 보자도를 한정하는 상기 좌표 위치들 중 어느 한 위치에서 신호 값의 50%손실을 나타내는 점을 선택하기 위해 역 판독 신호와 인가된 필드의 관계를 분석하는 수단(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 매체의 자기 특성을 결정하기 위한 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 플로팅 수단(16)에 응답하여 상기 역 판독 신호의 -6dB값으로 직류 소거전류를 선택하는 수단(16)과, 상기 역 판독 신호를 기초로 보자력을 계산하는 수단(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크의 매체와 자기 특성을 결정하기 위한 시스템.
11. 제9항에 있어서, 상기 플로팅 수단(16)에 응답하여 1/2펄스 폭 값을 선택하는 수단(16)과, 상기 자기 디스크 매체의 잔류자기-두께적을 계산하기 위해 상기 1/2펄스 폭 값에서 동작하는 수단(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 매체의 자기 특성을 결정하기 위한 시스템.
12. 제2항에 있어서, 상기 계산된 Hx의 값을 기초로 1/2펄스 폭 값을 선택하고, 상기 자기 디스크 매체의 잔류 자기-두께적을 계산하기 위해 상기 1/2펄스 폭 값에서 동작하는 것을 특징으로 하는 자기 기록장치내의 디스크의 보자도 측정 방법.
13. 제12항에 있어서 PW50(펄스폭)=속도(Αp/Εpπ), Αp=분리된 전이 펄스 아래의 영역, Εp=분리된 펄스 최대진폭인 것을 특징으로 하는 자기 기록장치내의 디스크의 보자도 측정방법.

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