硬盘生产流程.ppt

1、生產知識入厂培訓,课程大纲,培训时间共14小时,SAE Products Overview(磁頭產品概觀),Wafer- Slider- HGA - HSA 集磁塊-磁頭-磁頭折片組合-磁頭臂組合,Hard Disk Drive 硬碟驱动器,第一章 硬碟驅動器及磁頭產品簡介 一 硬碟驅動器結构 二 硬碟驅動器工作原理簡介 三 磁頭產品簡介 四 磁頭种類介紹,一 硬碟驅動器結构,1、硬盤驅動器結构,HDD (Hard Disk Drive),FPC System 軟線路板組件,HDA(Head Disk Assembly) 磁頭碟片組合,PCBA(Printed Circuit Board As

2、sembly) 印刷線路板,硬碟驅動器,二 硬碟驅動器工作原理,1、寫原理,如圖所示，寫入資料的電流訊號流經磁頭的讀寫線圈，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，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，而磁片旋轉一周所轉出的圖形路徑)。這就完成將資料存入磁片中的動作，也就是寫入動作。,2)、磁阻磁頭讀過程 磁阻材料的性能是，它的電阻變化對應磁化角度的變化，磁化角度是電流方向和MR磁場方向的夾角，所以磁阻材料在磁場中,它的電阻率會

3、隨著外加磁場的變化而變化，但与磁場變化率無關。因此，由电阻值的变化，便可推知磁场的变化，进而读回磁片上的资料。在實際應用中，提供一個恒定的直流電給磁頭讀磁极，當MR電阻對應磁場變化，我們就可以得到一個電壓變化，那么就可以實現讀回。,2.讀原理,三 磁頭產品簡介,一個磁頭的外形尺寸(長度、寬度、厚度)是規格化的，通常稱外形尺寸為4.064mmX3.186mmX0.871mm的磁頭為100%標准磁頭，50%的磁頭的外形尺寸是將100%磁頭長度、寬度、厚度各乘以50%，30%的磁頭的外形尺寸是將100%磁頭長度、寬度、厚度各乘以30%，SAE現在大量生產的磁頭是30%的磁頭。 磁頭之所以能夠平穩地飛

4、行于磁碟面上，就是利用气墊面的設計，讓磁碟片轉動時所帶動的气流，形成一股气墊將磁頭浮起。,四、磁頭种類介紹,第一節 SLIDER生產流程介紹,二、LAPPING Machining(研磨机械加工)主要工序介绍,1、PCB bonding(粘合PCB板) 用胶水将PCB板粘合到夹具上。 2、Wire Bonding(焊线) 通过超声波焊接的方法将row bar上的RLG Sensor与PCB(印刷 线路板)焊接起来，并测试焊接效果，检查短路及断路情况，看焊接质量是否达到要求。 3、Resistance Lapping Guide(RLG電阻導向研磨) 此工序作用是通过PCB使row bar的RL

5、G sensor与研磨机上的探针连起来，测量row bar的RLG sensor电阻值，使研磨机在研磨时不断测量磁头各感应器电阻值来调校磁条的受研磨平面(ABS面)，控制磨削程度，以达到MR电阻值， 4、Crown Touch Lapping(球面磨) 用球形磨坯对row bar的ABS面进行研磨，控制电阻、外形轮廓、 极尖下限等参数到一定程度。 5、Cleaning(清洗) 用清洗溶剂去除row bar表面污渍。,五、 PQC&QA AUDIT(外觀檢查&QA抽检),1、来料检查(Incoming Audit) 来料混乱和污迹抽查。 2、30X外觀檢查&QA抽检 尾随面和磁座区坏品检查和抽查

6、。 3、100X/200X外觀檢查&QA抽检 ABS、通气槽、极尖区和玻璃面坏品检查。 4、清洗 清洗污迹。 5、污迹检查&QA抽检 ABS面、通气槽和磁座区污迹监控和擦拭。 6、混乱检查&QA抽检 品种、wafer、UP/DOWN混乱检查。 7、QA包装落仓,Slider General Process Flow (Link),MR磁头的基本生产流程(举例),*MR磁头各品种生产流程详细过程参考 Lotus Notes-DCS， QCFC(品质控制流程图),第二節 HGA生產流程介紹,HGA(Head Gimbal Assembly)的工藝簡介 1.來料檢查(Incoming Inspect

7、ion) 檢查所有來料，如Slider(磁頭)、Suspension(折片或飛机仔)、BFC(Bridge Flex Cable橋線路板等，不合格品不得投入生產。 2.回流焊接(Reflow Soldering) 在高溫下熔化BFC上的錫珠与飛机仔上軟線路板上對應的PAD位焊接在一起。根据不同來料，可以調節焊接溫度和時間。 檢測:测试拉力和分析焊接點斷開模式。 3.粘合(Potting) 先将V胶加在飞机仔俐仔片的一定位置上，再将磁头粘合在俐仔片上，这个过程通过mounter机自动完成。 檢測: 1)外觀磁頭PAD位和飛机仔上軟線路板PAD位是否對齊、是否膠太多。 2)位置尺寸檢查檢測磁頭的粘

8、合位置是否正确。 3)粘合拉力测试。,4.金球焊接(Gold Ball Bond) 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位和飛机仔軟線路PAD位之間，從而使磁頭与軟線路導通。 檢測: 1)外觀金球形狀，金球之间是否短路。 2)金球拉力测试。 5.加銀油(Add Silver Epoxy) 在磁頭与折片之間加銀油，導通磁頭与折片，并使靜電釋放，防止ESD產生。 6.焗爐烘干(Oven Cure) 在一定溫度和時間下，可使胶固化增強Potting膠的粘合力，并排出一些有害的揮發物。 7.荷重力測試(Load Gram Check) 荷重力直接影响HGA的飞行高度和其它参

9、数，客户对HGA的荷重力有严格要求，HGA的荷重力平均值应当等于或接近于品种的平均值，并且标准偏差越小越好，我们根据客户的要求，有些品种要全部测试，有些品种进行抽测。,8.切除預短接點(Cut Pre-Shunting) 斷開BFC的預短接點，以便于后工序電阻检查及DP測試。 9.連續抽樣計划(CSP Station) 采用CSP方式檢測Slider、Supension、BFC的外觀缺陷。CSP即为Continuous Sampling Plan. 10.電阻檢查(Resistance Check) 用電阻表檢查MR电阻值，并可判定HGA是否ESD损坏，同時检查寫電路，读、写电路之间是否短路，

10、读寫電路与飛机仔之间是否短路。 11.動態性能測試(DP Test) 模擬硬盤正常工作狀態，測試磁頭的讀寫性能參數。 主要參數有：轨道平均辐值TAA、分辨率Resolution,不对称度ASYMMETRY、半波寬PW5O等。,12.短接(Shunting) 將MR SENSOR短路，以防止后工序ESD產生。 13.飛行高度測試(FH Test) 利用光的干涉原理，測試磁頭正常工作状态下的飛行高度是否達到設計要求。 14.切BFC/折BFC(BFC Cutting/Folding) 切掉BFC尾部多余部分。并在BFC規定位置折角角度一般為9010，以便于HSA工序焊接BFC。 15.清洗(Pol

11、ish/Cleaning) 通過磨洗將ABS上污漬去掉。通過去离子水超聲波震洗，將HGA上的各种臟物清洗掉，保証產品清洁度。,16.荷重力測試(Load Gram Check) 100%檢查GA的荷重力，只有荷重力達到規格要求的產品才可出貨。 17.外觀檢查(Final PQC) 100%檢查Slider、BFC、Suspension的外觀。 18.QA抽檢(QA Audit) 由QA部門对HGA的外觀和其他性能进行抽检，采用CSP方式抽查，抽檢合 格的产品方可出貨。,Epoxy (UV123S),Potting (粘合),HGA主要工序生產流程(举例),*HGA各品种生产流程详细过程参考 L

12、otus Notes-DCS， QCFC(品质控制流程图),HGA General Process Flow(Chinese)(Link),HGA General Process Flow(English)(Link),第三節 HSA生產流程介紹,HSA (Head Stack Assembly) 的工藝簡介 1. 來料檢查(Incoming Inspection) 對制造HSA的來料：HGA/AFA(Arm Flexcable Assembly)，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。檢查結果反饋給相關部門。 2. 裝配HGA (Auto Loading) 利用自動裝配

13、机將HGA及平衡片准确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和平衡片將由机械手安裝至相應位置。 此工序的關鍵點是HGA和平衡片的定位准确程度。 3. 排列BFC (BFC Dressing) 將BFC嵌入相應的制動臂槽內，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 的對位准确程度及BFC是否有外觀損坏。,4. 片焊接(TAB Bonding) 將BFC与FPC焊接位用超聲波焊机焊接在一起。操作員工在10X 顯微鏡操作。 此工序的關鍵點是BFC定位准确度、焊接后BFC是否有离

14、起及 FPC是否有裂紋。 5. 靜態測試(Quasi Static Test) 此測試的目的是：(1)檢查磁頭是否有ESD產生； (2)軟線路板是否有損傷； (3) IC功能是否正常： (4)軟線路板与磁頭線路是否連接正确： (5)制動線圈電阻及极性是否接反。 6. 加膠(Conformal Coating) 用UV膠將焊接位固定和保護，防止其松脫或焊點暴露在空气而產生腐蝕。 此工序的關鍵點是加膠的位置及加膠量的控制。 7. 烘干(UV Curing) 將加膠后的HSA通過UV爐，經過UV光照射，固化UV膠。 此工序的關鍵點是：UV光強及照射時間控制。,8. 沖壓鉚合(Ball Stackin

15、g) 利用鋼珠沖壓的方法，將HGA鉚合在制動臂上。沖壓后保証荷重力、扭力、磁 头的排列符合要求，不得有制動臂裂、 HGA松脫的現象。 此工序的關鍵點是：沖壓過程中鋼珠尺寸及沖壓次序(鋼珠尺寸從小到大)控制。 9. 卸貨(Unload) 將完成前工序的HSA從夾具上取下，裝上分隔叉及防護蓋，放入盒內，流至下 工序。 10. 安裝軸承及軸承高度檢查(Bearing Installation &Bearing Height Check) 利用气動夾具安裝并用螺絲緊固軸承，同時檢測軸承基准面到制動臂基准面的 度，确保其在客戶要求的規格之內，對安裝螺絲可能產生的塵粒，用真空吸嘴 進行清洁。 此工序的關鍵點是；螺絲緊固扭矩及軸承高度控制。 11. 動態性能測試(DP Test) 此工序模擬硬盤正常工作狀態，測試磁頭的讀寫性能參數，确認產品讀寫是否 符合客戶要求。 DP測試的關鍵點是：DP机的穩定性控制，以确保測試的准确性。,12. QA抽檢(QA Audit) QA用抽樣的方法檢查HSA，檢查項目有： (1)荷重力測試 荷重力合格与否會直接影響到磁頭的飛行高度； (2)制動臂高度檢查 用激光測試机檢查制動臂高度，确認有否制動臂嚴重變形，以保証產品質 量。 (3)磁頭排列 檢查經過沖壓鉚合工序后，磁頭的排列是否在規格范圍之內。 (4)扭