(新進(jìn)職員培訓(xùn)教材)產(chǎn)品及生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介培訓(xùn)內(nèi)容培訓(xùn)目的時(shí)間安排第一章硬碟驅(qū)動(dòng)器及磁頭產(chǎn)品簡(jiǎn)介

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

具體介紹磁頭的讀寫原理。

2小時(shí)第二章MR磁頭的基本生產(chǎn)流程通過(guò)關(guān)鍵工序的介紹，全面了解產(chǎn)品的制造過(guò)程，為崗位培訓(xùn)打下基礎(chǔ)。2小時(shí)第三章HGA的基本生產(chǎn)流程通過(guò)關(guān)鍵工序的介紹，全面了解產(chǎn)品的制造過(guò)程，為崗位培訓(xùn)打下基礎(chǔ)。2小時(shí)第四章HSA的基本生產(chǎn)流程通過(guò)關(guān)鍵工序的介紹，全面了解產(chǎn)品的制造過(guò)程，為崗位培訓(xùn)打下基礎(chǔ)。2小時(shí)課程大綱第一章硬碟驅(qū)動(dòng)器及磁頭產(chǎn)品簡(jiǎn)介

一磁頭產(chǎn)品簡(jiǎn)介二硬碟驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)三硬碟驅(qū)動(dòng)器工作原理簡(jiǎn)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(dòng)器二、硬碟驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)一、硬盤驅(qū)動(dòng)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(dòng)器三硬碟驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(hào)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(chǎng)在磁隙部份流出，而將此時(shí)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(hào)也不時(shí)地變換方向，造成磁片磁化的方向也跟隨著變換。如此一來(lái)，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(dòng)，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(dòng)作，也就是寫入動(dòng)作。Howtowrite?(如何寫？)(寫電流)(軌道寬度)(磁場(chǎng))(寫電流)(線圈)(磁芯)CORE(磁碟運(yùn)動(dòng))(磁隙)GAP寫過(guò)程：(電信號(hào)→磁信號(hào))電信號(hào)→讀寫線圈→產(chǎn)生磁場(chǎng)→磁化磁芯→磁場(chǎng)從磁隙流出→磁化磁碟→磁信號(hào)

Howtoread?(如何讀？)(磁碟磁場(chǎng))(磁碟運(yùn)動(dòng))MRSENSOR(磁敏感電阻)讀過(guò)程：(磁信號(hào)→電信號(hào))碟旋轉(zhuǎn)→小磁場(chǎng)變化→電阻變化→電信號(hào)(信號(hào))

SIGNALSIGNALVOLTAGE(信號(hào)電壓)CURRENT(電流)3、Howtowork?(如何工作？)與其它磁記錄設(shè)備相同，硬盤是通過(guò)磁頭對(duì)磁記錄介質(zhì)的讀寫來(lái)存取信息的，而與其它磁記錄設(shè)備不同的是：硬盤片以每分鐘數(shù)千及至上萬(wàn)轉(zhuǎn)的速度運(yùn)動(dòng)，其帶動(dòng)氣流高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的浮力使磁頭在工作時(shí)，實(shí)際上是懸浮在盤片之上的。磁頭工作時(shí)，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(gè)磁頭的外形尺寸(長(zhǎng)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(biāo)準(zhǔn)磁頭，30%的磁頭的外形尺寸是將100%磁頭長(zhǎng)度、寬度、厚度各乘以30%，25%的磁頭的外形尺寸是將100%磁頭長(zhǎng)度、寬度、厚度各乘以25%，MR磁頭發(fā)展到目前出現(xiàn)過(guò)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(guò)程

WaferSliderBigBlockRowBarSmallBlockRowBar----磁條塊狀的Wafer首先加工成條狀RowBar，進(jìn)行機(jī)械切割、機(jī)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(dá)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(duì)RowBar的Back&ABS面研磨達(dá)到喉節(jié)高度、MR電阻、粗糙度和外形輪廓等要求將Wafer來(lái)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(hù)膜，用離子蝕刻的方法做出ABS的形狀對(duì)Slider的尺寸和各類壞品進(jìn)行檢查和挑選一、WaferMachining(wafer機(jī)械加工階段)主要工序介紹1、BackGrinding/BuffLap(磨底)

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

SliderLength的要求。整個(gè)磨料過(guò)程大致可分為二部分:粗磨段,精磨段。2、EarSlice/QuadCut(切耳/切塊)---對(duì)磨好的Wafer進(jìn)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(gè)比較粗糙的面進(jìn)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(duì)雙面磨后的Block重新固定在夾具上，加熱冷卻后進(jìn)行彎曲度測(cè)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(duì)來(lái)料進(jìn)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(guò)程，它以RowBar上表側(cè)LapMark為測(cè)量點(diǎn)二、LappingProcess(研磨機(jī)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(guò)超聲波焊接方法將RowBar上RLGSensor與PCB焊接起來(lái)，將其導(dǎo)通，并測(cè)試焊接效果，檢查短路及斷路效果。然后通過(guò)PCB將RowBar的RLGSensor與研磨機(jī)上探針連接起來(lái)，測(cè)量RowBar的RLGSensor的電阻值，使研磨機(jī)在研磨過(guò)程中不斷測(cè)量磁頭各感應(yīng)器電阻值來(lái)調(diào)校磁條的受研磨平面，控制磨削程度，以達(dá)到MR電阻。將焊線及PCB板移去，用單片磨輪

機(jī)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(jī)械加工)主要工序介紹3、BackSideLapping檢查上道工序來(lái)料RowBar，將RowBar固定在夾具上，然后將其放在Lapping坯上進(jìn)行磨底，直到厚度磨到目標(biāo)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(jìn)行，為CrownTouchLapping制作準(zhǔn)備。5、Pre-Lapping將切線后Row研磨，去除劃線毛刺。并對(duì)其用震蕩的方式清洗，以去除污穢。6、SSCL(單粒研磨)對(duì)冷卻后rowbar放在夾具上，用相應(yīng)機(jī)器進(jìn)行測(cè)量其電阻值，并據(jù)此對(duì)其研磨，直到電阻值達(dá)到所測(cè)電阻要求為準(zhǔn)。7、1/10O1ACrownTouchLapping對(duì)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(dá)到電阻目標(biāo)值三、VACUUM(真空)主要工序介紹1、DLC(極尖加保護(hù)膜)

在rowbar的ABS面覆蓋一層DLC(非晶碳類金鋼石保護(hù)膜)，以防止極尖被腐蝕，同時(shí)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(guò)菲林)，將菲林通過(guò)敷熱壓接，覆在rowbar上。2)Exposure(曝光)：曝光過(guò)后，菲林被照射部分和未照射部分會(huì)產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)的差異3)Developer(顯像)：曝光后的rowbar放入顯像液中，通過(guò)此工序后，可獲得ABS圖形。3、IonMilling(離子噴射蝕刻)屬于一種對(duì)薄膜進(jìn)行超精細(xì)加工的工藝，由氬氣離子在磁場(chǎng)作用下對(duì)RowBar表面進(jìn)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(yīng)離子蝕刻)由氟離子與Rowbar反應(yīng)，在蝕刻了Shallow面后，將ABS面和Shallow面用菲林保護(hù)起來(lái)，蝕刻通氣槽。這樣，rowbar上就會(huì)出現(xiàn)我們所需要的ABS形狀。四、ROWMachining(磁條機(jī)械加工階段)1、R-HTesting(R-H測(cè)試)對(duì)MR磁頭做的最基本的測(cè)試是：當(dāng)給MR磁頭施加一恒定的電流時(shí)，在不同的外加磁場(chǎng)下，MR的電壓響應(yīng)。在R-H測(cè)試工序中，需測(cè)磁頭的電阻、輸出電壓、不對(duì)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(xué)測(cè)量設(shè)備測(cè)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(lái)料檢查檢查來(lái)料是否混亂、是否有污跡。QA抽檢QA用30X鏡抽檢Slider的五個(gè)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(cāng)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(xì)過(guò)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(lái)料檢查Potting粘合GoldBallBond金球焊接AddSilverEpoxy加銀油ResistanceCheck電阻檢查DPTest動(dòng)態(tài)性能測(cè)試OvenCure焗烤爐烘干Loadgramcheck荷重力測(cè)試HGAVisual外觀檢查StaticPitch/RollCheckFHTest飛行高度測(cè)試BFCcutting/folding切BFC/折BFCpolish/Cleaning清洗FinalPQC外觀檢查QAAuditQA抽檢HGA1.來(lái)料檢查(IncomingInspection)

檢查所有來(lái)料，如Slider(磁頭)、Suspension(折片或飛機(jī)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(dǎo)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(jī)仔俐仔片的一定位置上，再將磁頭粘合在俐仔片上，這個(gè)過(guò)程通過(guò)mounter機(jī)自動(dòng)完成。

檢測(cè):1)外觀磁頭PAD位和飛機(jī)仔上軟線路板PAD位是否對(duì)齊、是否膠太多。2)位置尺寸檢查檢測(cè)磁頭的粘合位置是否正確(A-BDimension)。 3)粘合拉力測(cè)試。HGA(HeadGimbalAssembly)的工藝簡(jiǎn)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(jī)仔軟線路PAD位之間，從而使磁頭與軟線路導(dǎo)通。 檢測(cè):1)外觀金球形狀，金球之間是否短路。

2)金球拉力測(cè)試。

5.HGA外觀檢查(HGAVisual)

根據(jù)品質(zhì)要求及時(shí)發(fā)現(xiàn)Potting與GBB工序過(guò)程中可能造成的外觀方面的品質(zhì)問(wèn)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(cè)試(LoadGramCheck)

荷重力直接影響HGA的飛行高度和其它參數(shù)，客戶對(duì)HGA的荷重力有嚴(yán)格要求，HGA的荷重力平均值應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蚪咏谄贩N的平均值，并且標(biāo)準(zhǔn)偏差越小越好，我們根據(jù)客戶的要求進(jìn)行抽測(cè)。HGA(HeadGimbalAssembly)的工藝簡(jiǎn)介

8.烤爐烘干(OvenCure)

在一定溫度和時(shí)間下，可使膠固化增強(qiáng)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(shí)檢查寫電路，讀、寫電路之間是否短路，讀寫電路與飛機(jī)仔之間是否短路。10.動(dòng)態(tài)性能測(cè)試(DPTest)

模擬硬盤正常工作狀態(tài)，測(cè)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(duì)稱度、半波寬等。11.飛行高度測(cè)試(FHTest)

利用光的干涉原理，測(cè)試磁頭正常工作狀態(tài)下的飛行高度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。HGA(HeadGimbalAssembly)的工藝簡(jiǎn)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(guò)Polish機(jī)器磨洗HGA，將ABS上污漬去掉。通過(guò)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(duì)HGA的外觀和其他性能進(jìn)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(jiǎn)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(xì)過(guò)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(lái)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(cè)試ConformalCoating加膠Unload卸貨DPTest動(dòng)態(tài)性能測(cè)試CSPStation連續(xù)抽樣計(jì)劃Cleaning清洗QAAuditQA抽檢Packing包裝FinalPQC外觀檢查HSAHSA(HeadStackAssembly)的工藝簡(jiǎn)介1.來(lái)料檢查(IncomingInspection)對(duì)制造HSA的來(lái)料：HGA/AFA(ArmFlexcableAssembly)，制動(dòng)線圈，軸承按有關(guān)文件進(jìn)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(guān)部門。2.裝配HGA(AutoLoading)利用自動(dòng)裝配機(jī)將HGA及平衡片準(zhǔn)確安裝至制動(dòng)臂相應(yīng)位置。主要有兩個(gè)步驟：(1)將制動(dòng)臂安裝至流動(dòng)夾具上。(2)HGA和平衡片將由機(jī)械手安裝至相應(yīng)位置。此工序的關(guān)鍵點(diǎn)是HGA和平衡片的定位準(zhǔn)確程度。3.排列BFC(BFCDressing)將BFC嵌入相應(yīng)的制動(dòng)臂槽內(nèi)，同時(shí)對(duì)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(gè)將BFC排齊。此工序的關(guān)鍵點(diǎn)是BFC和FPC的對(duì)位準(zhǔn)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(jī)焊接在一起。此工序的關(guān)鍵點(diǎn)是BFC定位準(zhǔn)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(cè)試(QuasiStaticTest)

此測(cè)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(dòng)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(hù)，防止其松脫或焊點(diǎn)暴露在空氣而產(chǎn)生腐蝕。此工序的關(guān)鍵點(diǎn)是加膠的位置及加膠量的控制。HSA(HeadStackAssembly)的工藝簡(jiǎn)介

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