磁頭產(chǎn)品簡介課件

(新進職員培訓教材)產(chǎn)品及生產(chǎn)流程簡介培訓內(nèi)容培訓目的時間安排第一章硬碟驅(qū)動器及磁頭產(chǎn)品簡介

通過HDD結(jié)構(gòu)的介紹，了解磁頭的工作狀態(tài)及過程。

具體介紹磁頭的讀寫原理。

2小時第二章MR磁頭的基本生產(chǎn)流程通過關鍵工序的介紹，全面了解產(chǎn)品的制造過程，為崗位培訓打下基礎。2小時第三章HGA的基本生產(chǎn)流程通過關鍵工序的介紹，全面了解產(chǎn)品的制造過程，為崗位培訓打下基礎。2小時第四章HSA的基本生產(chǎn)流程通過關鍵工序的介紹，全面了解產(chǎn)品的制造過程，為崗位培訓打下基礎。2小時課程大綱第一章硬碟驅(qū)動器及磁頭產(chǎn)品簡介

一磁頭產(chǎn)品簡介二硬碟驅(qū)動器結(jié)構(gòu)三硬碟驅(qū)動器工作原理簡介

四磁阻磁頭(MRHead)介紹

SAEProductsOverview

(磁頭產(chǎn)品概觀)Wafer--Slider--HGA–HSA-HDD集磁塊-磁頭-磁頭折片組合-磁頭臂組合HardDiskDrive硬碟驅(qū)動器二、硬碟驅(qū)動器結(jié)構(gòu)一、硬盤驅(qū)動器結(jié)構(gòu)

HDD(HardDiskDrive)FPCSystem(FlexiblePrintedCircuitSystem)軟線路板組件HDA(HeadDiskAssembly)磁頭碟片組合PCBA(PrintedCircuitBoardAssembly)印刷線路板硬碟驅(qū)動器三硬碟驅(qū)動器工作原理1)電感式寫原理--電感式寫功能磁極

2)磁阻式讀原理--磁阻式讀功能磁極

3)磁頭在硬碟驅(qū)動器內(nèi)如何工作1、電感式寫原理

如圖所示，寫入資料的電流訊號流經(jīng)磁頭的讀寫線圈，將磁芯磁化，又因磁芯形狀之故，磁場在磁隙部份流出，而將此時位于其下方的磁片磁性層磁化。磁片不停地旋轉(zhuǎn)，寫入的電流訊號也不時地變換方向，造成磁片磁化的方向也跟隨著變換。如此一來，就在磁片上形成如圖所示，有很多小磁鐵排列成一軌(Track:磁頭不動，而磁片旋轉(zhuǎn)一周所轉(zhuǎn)出的圖形路徑)。這就完成將資料存入磁片中的動作，也就是寫入動作。Howtowrite?(如何寫？)(寫電流)(軌道寬度)(磁場)(寫電流)(線圈)(磁芯)CORE(磁碟運動)(磁隙)GAP寫過程：(電信號→磁信號)電信號→讀寫線圈→產(chǎn)生磁場→磁化磁芯→磁場從磁隙流出→磁化磁碟→磁信號

Howtoread?(如何讀？)(磁碟磁場)(磁碟運動)MRSENSOR(磁敏感電阻)讀過程：(磁信號→電信號)碟旋轉(zhuǎn)→小磁場變化→電阻變化→電信號(信號)

SIGNALSIGNALVOLTAGE(信號電壓)CURRENT(電流)3、Howtowork?(如何工作？)與其它磁記錄設備相同，硬盤是通過磁頭對磁記錄介質(zhì)的讀寫來存取信息的，而與其它磁記錄設備不同的是：硬盤片以每分鐘數(shù)千及至上萬轉(zhuǎn)的速度運動，其帶動氣流高速運動產(chǎn)生的浮力使磁頭在工作時，實際上是懸浮在盤片之上的。磁頭工作時，磁頭和磁碟之間的距離稱為飛行高度，大約為5nm-10nm。DiskSliderFlyingHeight(~10nm)AirFlowPitchAngle四、磁阻磁頭(MRHead)介紹MR磁頭讀寫磁極電感式寫功能磁極磁阻式讀功能磁極磁阻磁頭(MRHead)Writegap(寫隙口)MRsensor(磁敏感電阻)A-A剖面圖Poletip(極尖)MRsensor(磁敏感電阻)Writegap(寫隙口)SAE目前生產(chǎn)的磁頭有30%的GMR磁頭與25%的TMR磁頭。一個磁頭的外形尺寸(長度、寬度、厚度)是規(guī)格化的，通常稱外形尺寸為4.064mmX3.186mmX0.871mm的磁頭為100%標準磁頭，30%的磁頭的外形尺寸是將100%磁頭長度、寬度、厚度各乘以30%，25%的磁頭的外形尺寸是將100%磁頭長度、寬度、厚度各乘以25%，MR磁頭發(fā)展到目前出現(xiàn)過AMR，GMR，TMR三種類型。磁阻磁頭(MRHead)第二章Slider生產(chǎn)流程介紹Slider----磁頭Slider生產(chǎn)階段最終產(chǎn)品----Slider(磁頭)Slider各部位名稱磁座HousingStepArea氣墊面(ABS)AirBearingSurface通氣槽Airgroove焊線位(BondPad)尾隨面TrailingSurface極尖PoleTip功能區(qū)域ElementArea磁頭生產(chǎn)流程的基本過程

WaferSliderBigBlockRowBarSmallBlockRowBar----磁條塊狀的Wafer首先加工成條狀RowBar，進行機械切割、機械研磨、離子鍍膜和刻蝕等加工，使Back&ABS的表面精度、ABS的形狀和外形輪廓、喉節(jié)高度/敏感電阻等達到要求。Writegap(寫隙口)MRsensor(磁敏感電阻)Poletip(極尖)Poletip(極尖)ThroatHeight(喉節(jié)高度)MRHeight磁敏感電阻高度磁條局部圖MR磁頭的基本生產(chǎn)流程之五大工序WaferMachiningLappingVacuumRowMachiningPQC/QA將條狀RowBar切割成粒狀的Slider對RowBar的Back&ABS面研磨達到喉節(jié)高度、MR電阻、粗糙度和外形輪廓等要求將Wafer來料切割加工，先切成塊狀，再切成條狀的RowBar給RowBar的ABS覆蓋一層DLC保護膜，用離子蝕刻的方法做出ABS的形狀對Slider的尺寸和各類壞品進行檢查和挑選一、WaferMachining(wafer機械加工階段)主要工序介紹1、BackGrinding/BuffLap(磨底)

---WaferBackGrinding的目的是通過磨削Wafer的底面使Wafer的厚度滿足

SliderLength的要求。整個磨料過程大致可分為二部分:粗磨段,精磨段。2、EarSlice/QuadCut(切耳/切塊)---對磨好的Wafer進行切塊工序，直至將其分割成SmallBlock。3、DoubleSideLapping(雙面磨)---就是將SmallBlock切的兩個比較粗糙的面進行研磨以去處條加工痕，保證Block表面的粗糙度，平面度及厚度等加工精度4、BBS/RowBowSorting

---對雙面磨后的Block重新固定在夾具上，加熱冷卻后進行彎曲度測量，以衡量一條RowBar上所有slider的排列的直線性狀況5、ThroatHeightGrinding(喉節(jié)高度研磨)---對來料進行ABS面研磨，使其喉節(jié)高度保持在規(guī)定范圍內(nèi)，以方便RLG工序的研磨，此為粗磨過程，它以RowBar上表側(cè)LapMark為測量點二、LappingProcess(研磨機械加工)主要工序介紹1.RLG/2.RowSeparation用膠水將PCB板粘合到帶RowBar的Tool條上。通過超聲波焊接方法將RowBar上RLGSensor與PCB焊接起來，將其導通，并測試焊接效果，檢查短路及斷路效果。然后通過PCB將RowBar的RLGSensor與研磨機上探針連接起來，測量RowBar的RLGSensor的電阻值，使研磨機在研磨過程中不斷測量磁頭各感應器電阻值來調(diào)校磁條的受研磨平面，控制磨削程度，以達到MR電阻。將焊線及PCB板移去，用單片磨輪

機將已做完Lapping之RowBar從上至下再分割三次，先將最上層割去，余下部分循環(huán)前工序，繼續(xù)切割。

THGPCBBonding

WireBondingWireBondingTestRLGLappingGoldWireRemoveRowSeparationUntillastbar二、LappingProcess(研磨機械加工)主要工序介紹3、BackSideLapping檢查上道工序來料RowBar，將RowBar固定在夾具上，然后將其放在Lapping坯上進行磨底，直到厚度磨到目標值為止4、PointScribe(劃線)在RowBar上的ABS面上各粒Slider之間劃線，以利于下道工序進行，為CrownTouchLapping制作準備。5、Pre-Lapping將切線后Row研磨，去除劃線毛刺。并對其用震蕩的方式清洗，以去除污穢。6、SSCL(單粒研磨)對冷卻后rowbar放在夾具上，用相應機器進行測量其電阻值，并據(jù)此對其研磨，直到電阻值達到所測電阻要求為準。7、1/10O1ACrownTouchLapping對SSCL研磨后的RowBar，用球形坯重新研磨ABS面，以改善花痕，磨出弧度，并達到電阻目標值三、VACUUM(真空)主要工序介紹1、DLC(極尖加保護膜)

在rowbar的ABS面覆蓋一層DLC(非晶碳類金鋼石保護膜)，以防止極尖被腐蝕，同時可提高磁頭的耐磨損性，改善磁頭的CSS(ContactStartStop)性能2、Y/RPROCESS(黃房工序)

1)Laminate(過菲林)，將菲林通過敷熱壓接，覆在rowbar上。2)Exposure(曝光)：曝光過后，菲林被照射部分和未照射部分會產(chǎn)生化學性質(zhì)的差異3)Developer(顯像)：曝光后的rowbar放入顯像液中，通過此工序后，可獲得ABS圖形。3、IonMilling(離子噴射蝕刻)屬于一種對薄膜進行超精細加工的工藝，由氬氣離子在磁場作用下對RowBar表面進行物理濺射，從而將末覆蓋菲林部分蝕刻掉，形成通氣槽4、RIE(反應離子蝕刻)由氟離子與Rowbar反應，在蝕刻了Shallow面后，將ABS面和Shallow面用菲林保護起來，蝕刻通氣槽。這樣，rowbar上就會出現(xiàn)我們所需要的ABS形狀。四、ROWMachining(磁條機械加工階段)1、R-HTesting(R-H測試)對MR磁頭做的最基本的測試是：當給MR磁頭施加一恒定的電流時，在不同的外加磁場下，MR的電壓響應。在R-H測試工序中，需測磁頭的電阻、輸出電壓、不對稱度、噪聲系數(shù)等參數(shù)，這些參數(shù)是磁頭的讀寫性能參數(shù)。2、Pro(外形輪廓檢查)用精密的光學測量設備測量磁頭表面的外形輪廓。3、HeadParting(磁頭切粒)利用高速旋轉(zhuǎn)的磨輪，將rowbar切割成符合要求的Slider。4、Cleaning(清洗)去除上述工序中產(chǎn)生的不屬于slider的附著物。五、PQC&QAAUDIT(外觀檢查&QA抽檢)

來料檢查檢查來料是否混亂、是否有污跡。QA抽檢QA用30X鏡抽檢Slider的五個面(除ABS)是否有壞品PQC檢查用100X檢查ABS面，用200X檢查極尖QA抽檢用100X檢查ABS面，用200X檢查極尖Mark檢查及清洗QA抽檢后包裝入倉SliderGeneralProcessFlow

MR磁頭的基本生產(chǎn)流程(舉例)*MR磁頭各品種生產(chǎn)流程詳細過程參考QCFC(品質(zhì)控制流程圖)第三章HGA生產(chǎn)流程介紹HGA(HeadGimbalAssembly)各部位名稱荷重力位LoadGram折片Loadbeam底片Base-plate軟線路板Trace磁頭SliderBFC(磁頭)SliderHGA(磁頭折片組合)

suspension(折片)Epoxy(UV123S) Silverepoxy

Potting

(粘合)WirelessSuspensionsGoldBallBond

(金球焊接)

GoldBallBondingHGAGeneralProcessFlowChartHGA

主要工序生產(chǎn)流程圖 IncomingInspection來料檢查Potting粘合GoldBallBond金球焊接AddSilverEpoxy加銀油ResistanceCheck電阻檢查DPTest動態(tài)性能測試OvenCure焗烤爐烘干Loadgramcheck荷重力測試HGAVisual外觀檢查StaticPitch/RollCheckFHTest飛行高度測試BFCcutting/folding切BFC/折BFCpolish/Cleaning清洗FinalPQC外觀檢查QAAuditQA抽檢HGA1.來料檢查(IncomingInspection)

檢查所有來料，如Slider(磁頭)、Suspension(折片或飛機仔)、BFC(BridgeFlexCable橋線路板等，不合格品不得投入生產(chǎn)。2.加銀油(AddSilverEpoxy)

在磁頭與折片之間加銀油，導通磁頭與折片，并使靜電釋放，防止ESD產(chǎn)生。3.粘合(Potting)

先將UV膠加在飛機仔俐仔片的一定位置上，再將磁頭粘合在俐仔片上，這個過程通過mounter機自動完成。

檢測:1)外觀磁頭PAD位和飛機仔上軟線路板PAD位是否對齊、是否膠太多。2)位置尺寸檢查檢測磁頭的粘合位置是否正確(A-BDimension)。 3)粘合拉力測試。HGA(HeadGimbalAssembly)的工藝簡介

4.金球焊接(GoldBallBond)

用超聲波加熱熔化金線，由于表面張力，熔化的金線成球形滴在磁頭AD位和飛機仔軟線路PAD位之間，從而使磁頭與軟線路導通。 檢測:1)外觀金球形狀，金球之間是否短路。

2)金球拉力測試。

5.HGA外觀檢查(HGAVisual)

根據(jù)品質(zhì)要求及時發(fā)現(xiàn)Potting與GBB工序過程中可能造成的外觀方面的品質(zhì)問題

6.StaticPitchandRollCheck

確保HGA的Pitch值與Roll值符合規(guī)定的要求。

7.荷重力測試(LoadGramCheck)

荷重力直接影響HGA的飛行高度和其它參數(shù)，客戶對HGA的荷重力有嚴格要求，HGA的荷重力平均值應當?shù)扔诨蚪咏谄贩N的平均值，并且標準偏差越小越好，我們根據(jù)客戶的要求進行抽測。HGA(HeadGimbalAssembly)的工藝簡介

8.烤爐烘干(OvenCure)

在一定溫度和時間下，可使膠固化增強Potting膠的粘合力，并排出一些有害的揮發(fā)物。9.電阻檢查(ResistanceCheck)

用電阻表檢查MR電阻值，并可判定HGA是否ESD損壞，同時檢查寫電路，讀、寫電路之間是否短路，讀寫電路與飛機仔之間是否短路。10.動態(tài)性能測試(DPTest)

模擬硬盤正常工作狀態(tài)，測試磁頭的讀寫性能參數(shù)。主要參數(shù)有：軌道平均輻值、分辨率,不對稱度、半波寬等。11.飛行高度測試(FHTest)

利用光的干涉原理，測試磁頭正常工作狀態(tài)下的飛行高度是否達到設計要求。HGA(HeadGimbalAssembly)的工藝簡介

12.切BFC/折BFC(BFCCutting/Folding)

切掉BFC尾部多余部分。并在BFC規(guī)定位置折角角度一般為90°±10°，以便于HSA工序焊接BFC。

13.清洗(Polish/Cleaning)

通過Polish機器磨洗HGA，將ABS上污漬去掉。通過去離子水超聲波震洗，將HGA上的各種臟物清洗掉，保証產(chǎn)品清潔度。14.外觀檢查(FinalPQC)

100%檢查Slider、BFC、Suspension的外觀。

15.QA抽檢(QAAudit)

由QA部門對HGA的外觀和其他性能進行抽檢，采用CSP方式抽查，抽檢合格的產(chǎn)品方可出貨。HGA(HeadGimbalAssembly)的工藝簡介

HGA主要工序生產(chǎn)流程(舉例)HGAGeneralProcessFlow(English)HGAGeneralProcessFlow(Chinese)*HGA各品種生產(chǎn)流程詳細過程參考QCFC(品質(zhì)控制流程圖)第四章HSA生產(chǎn)流程介紹HSAAFABearingHGAAPFAHGA磁頭折片組合VoiceCoil音圈Bearing軸承FPC軟線路板Arm磁頭臂HSA(HeadStackAssembly)

各部位名稱

磁頭臂的前端孔

磁頭臂的前端

磁頭臂HGA

HGA外孔壁BallStacking

(沖壓鉚合)

Z-Height

裝入HGA

鉚合裝配孔

鋼珠鉚合裝配鋼珠

HSAGeneralProcessFlowChart

HSA

主要工序生產(chǎn)流程圖

IncomingInspection來料檢查Auto-HGALoading裝配HGABallStacking沖壓鉚合UVCuring烘干BFCDressing排列BFCTabBonding片焊接QuasiStaticTest靜態(tài)測試ConformalCoating加膠Unload卸貨DPTest動態(tài)性能測試CSPStation連續(xù)抽樣計劃Cleaning清洗QAAuditQA抽檢Packing包裝FinalPQC外觀檢查HSAHSA(HeadStackAssembly)的工藝簡介1.來料檢查(IncomingInspection)對制造HSA的來料：HGA/AFA(ArmFlexcableAssembly)，制動線圈，軸承按有關文件進行檢查，檢查合格后才能投入生產(chǎn)。檢查結(jié)果反饋給相關部門。2.裝配HGA(AutoLoading)利用自動裝配機將HGA及平衡片準確安裝至制動臂相應位置。主要有兩個步驟：(1)將制動臂安裝至流動夾具上。(2)HGA和平衡片將由機械手安裝至相應位置。此工序的關鍵點是HGA和平衡片的定位準確程度。3.排列BFC(BFCDressing)將BFC嵌入相應的制動臂槽內(nèi)，同時對齊BFC和FPC的焊接位，操作員工在10X顯微鏡下，用防靜電鉗逐個將BFC排齊。此工序的關鍵點是BFC和FPC的對位準確程度及BFC是否有外觀損壞。4.片焊接(TABBonding)

將BFC與FPC焊接位用超聲波焊機焊接在一起。此工序的關鍵點是BFC定位準確度、焊接后BFC是否有離起及

FPC是否有裂紋，Bonding拉力是否符合要求。5.靜態(tài)測試(QuasiStaticTest)

此測試的目的是：(1)檢查磁頭是否有ESD產(chǎn)生；(2)軟線路板是否有損傷；(3)IC功能是否正常：(4)軟線路板與磁頭線路是否連接正確：(5)制動線圈電阻及極性是否接反。6.加膠(ConformalCoating)用UV膠將焊接位固定和保護，防止其松脫或焊點暴露在空氣而產(chǎn)生腐蝕。此工序的關鍵點是加膠的位置及加膠量的控制。HSA(HeadStackAssembly)的工藝簡介

7.烘干(UVCuring)將加膠后的HSA通過UV爐，經(jīng)過UV光照射，固化UV