特開 2024-136633 磁気ヘッド検査方法および磁気ヘッド検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024136633

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】磁気ヘッド検査方法および磁気ヘッド検査装置

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/455 20060101AFI20240927BHJP

   G11B 5/31 20060101ALI20240927BHJP

   G11B 21/12 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

G11B5/455 G

G11B5/31 A

G11B5/31 M

G11B21/12 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023047792

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】本田 雅樹

(57)【要約】

【課題】磁気ヘッド品質の平準化の促進を可能とする。
【解決手段】磁気ヘッド検査方法であって、検査済みの磁気ヘッドの特性を示す特性値と、目標とする特性値の移動平均値との関係に応じて、検査に用いる特性値の閾値を、上下限の範囲で可変に設定する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気ディスク装置の磁気ヘッドを検査する方法を示す磁気ヘッド検査方法であって、
検査済みの前記磁気ヘッドの特性を示す特性値と、目標とする前記特性値の移動平均値との関係に応じて、検査に用いる前記特性値の閾値を、上下限の範囲で可変に設定する、
磁気ヘッド検査方法。

【請求項2】

前記特性値が前記移動平均値未満の場合は前記閾値を増加させ、前記特性値が前記移動平均値以上の場合は前記閾値を減少させる、
請求項１に記載の磁気ヘッド検査方法。

【請求項3】

前記特性値は、前記磁気ヘッドのヘッド面当たりの容量である、
請求項１または２に記載の磁気ヘッド検査方法。

【請求項4】

前記特性値が前記閾値以上である前記磁気ヘッドを合格とする、
請求項１に記載の磁気ヘッド検査方法。

【請求項5】

磁気ディスク装置の磁気ヘッドを検査する装置を示す磁気ヘッド検査装置であって、
検査済みの前記磁気ヘッドの特性を示す特性値を取得する第１の取得部と、
目標とする前記特性値の移動平均値を取得する第２の取得部と、
前記特性値と前記移動平均値との関係に応じて、検査に用いる前記特性値の閾値を、上下限の範囲で可変に設定する閾値設定部と、を備える、
磁気ヘッド検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、磁気ヘッド検査方法および磁気ヘッド検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気ディスク装置の性能を担保するために行われる磁気ヘッドの試験規格は固定の閾値が適用されているが、磁気ヘッドの材料であるウェハ起因の特性によって出荷品質が左右されるという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５４７３１２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一つの実施形態は、磁気ヘッド品質の平準化の促進を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一つの実施形態に係る磁気ヘッド検査方法は、検査済みの磁気ヘッドの特性を示す特性値と、目標とする特性値の移動平均値との関係に応じて、検査に用いる特性値の閾値を、上下限の範囲で可変に設定する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、実施形態の磁気ディスク装置の構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態の検査のやり方の一例を示す図である。

【図3】図３は、実施形態の検査対象の複数の磁気ヘッドの各々の特性値の平均値と、良品と判定された磁気ヘッドの特性値との関係の一例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態の検査装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図5】図５は、実施形態の検査装置が有する機能の一例を示す図である。

【図6】図６は、実施形態の閾値変化の一例を示す図である。

【図7】図７は、実施形態の検査装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に添付図面を参照して、実施形態に係る磁気ディスク装置の磁気ヘッドを検査する方法を示す磁気ヘッド検査方法、および、該磁気ヘッド検査方法を実施する磁気ヘッド検査装置を詳細に説明する。なお、本実施形態の説明により本発明が限定されるものではない。

【0008】

図１は、本実施形態の磁気ヘッド検査装置により検査される磁気ヘッド１２を含む磁気ディスク装置１の構成の一例を示す模式的な図である。

【0009】

磁気ディスク装置１は、ホスト２に接続される。磁気ディスク装置１は、ホスト２から、ライトコマンドやリードコマンドなどの、アクセスコマンドを受信することができる。

【0010】

磁気ディスク装置１は、表面に記録面が形成された磁気ディスク１１を備える。磁気ディスク装置１は、アクセスコマンドに応じて磁気ディスク１１（より正確には磁気ディスク１１の記録面）に対し、データのライトおよびデータのリードを行う。なお、磁気ディスク装置１は、複数枚の磁気ディスク１１を有し得るが、実施形態では、説明及び図示の簡略化のため、磁気ディスク装置１は１枚の磁気ディスク１１を備えることとしている。

【0011】

データのライトおよびリードは、磁気ヘッド２２を介して行われる。具体的には、磁気ディスク装置１は、磁気ディスク１１のほかに、スピンドルモータ１２、モータドライバＩＣ（Integrated Circuit）２１、磁気ヘッド２２、アクチュエータアーム１５、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６、ランプ１３、ヘッドＩＣ２４、リードライトチャネル（ＲＷＣ）２５、ＲＡＭ２７、ＦＲＯＭ（Flash Read Only Memory）２８、バッファメモリ２９、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）２３、およびプロセッサ２６を備える。

【0012】

磁気ディスク１１は、磁気ディスク１１の回転軸に取り付けられたスピンドルモータ１２により、所定の回転速度で回転される。スピンドルモータ１２は、モータドライバＩＣ２１により駆動される。

【0013】

モータドライバＩＣ２１は、スピンドルモータ１２の回転およびＶＣＭ１６の回転を制御する。

【0014】

本実施形態の検査対象である磁気ヘッド２２は、それに備わるライト素子２２ｗおよびリード素子２２ｒにより、磁気ディスク１１に対してデータのライトおよびデータのリードを行う。また、磁気ヘッド２２は、アクチュエータアーム１５の先端に取り付けられている。磁気ヘッド２２は、モータドライバＩＣ２１によって駆動されるＶＣＭ１６により、磁気ディスク１１の径方向に沿って移動される。

【0015】

磁気ディスク１１の回転が停止しているときなどは、磁気ヘッド２２は、ランプ１３上に移動される。ランプ１３は、磁気ヘッド２２を、磁気ディスク１１から離間した位置で保持するように構成されている。

【0016】

ヘッドＩＣ２４は、リード時に、磁気ヘッド２２が磁気ディスク１１からリードされた信号を増幅して出力し、ＲＷＣ２５に供給する。また、ヘッドＩＣ２４は、ＲＷＣ２５から供給されたライト対象のデータに対応した信号を増幅して、磁気ヘッド２２に供給する。

【0017】

ＨＤＣ２３は、Ｉ／Ｆバスを介してホスト２との間で行われるデータの送受信の制御、バッファメモリ２９の制御、およびリードされたデータの誤り訂正処理などを行う。

【0018】

バッファメモリ２９は、ホスト２との間で送受信されるデータのバッファとして用いられる。例えば、バッファメモリ２９は、磁気ディスク１１にライトされるデータ、または磁気ディスク１１からリードされたデータ、を一時記憶するために用いられる。

【0019】

バッファメモリ２９は、例えば、高速な動作が可能な揮発性メモリによって構成される。バッファメモリ２９を構成するメモリの種類は、特定の種類に限定されない。バッファメモリ２９は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、またはこれらの組み合わせによって構成され得る。

【0020】

ＲＷＣ２５は、ＨＤＣ２３から供給されるライト対象のデータを変調してヘッドＩＣ２４に供給する。また、ＲＷＣ２５は、磁気ディスク１１からリードされヘッドＩＣ２４から供給された信号を復調してデジタルデータとしてＨＤＣ２３へ出力する。

【0021】

プロセッサ２６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。プロセッサ２６には、ＲＡＭ２７、ＦＲＯＭ（Flash Read Only Memory）２８およびバッファメモリ２９が接続されている。

【0022】

ＦＲＯＭ２８は、不揮発性メモリである。ＦＲＯＭ２８には、ファームウェア（プログラムデータ）および各種の動作パラメータなどが格納される。なお、ファームウェアは、磁気ディスク１１に格納されてもよい。

【0023】

ＲＡＭ２７は、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、またはこれらの組み合わせによって構成される。ＲＡＭ２７は、プロセッサ２６によって動作用のメモリとして使用される。ＲＡＭ２７は、ファームウェアがロードされる領域や、各種の管理データが保持される領域として使用される。

【0024】

プロセッサ２６は、ＦＲＯＭ２８または磁気ディスク１１に格納されているファームウェアに従って、この磁気ディスク装置１の全体的な制御を行う。例えば、プロセッサ２６は、ファームウェアをＦＲＯＭ２８または磁気ディスク１１からＲＡＭ２７にロードし、ロードされたファームウェアに従って、モータドライバＩＣ２１、ヘッドＩＣ２４、ＲＷＣ２５、ＨＤＣ２３などの制御を実行する。

【0025】

なお、ＲＷＣ２５、プロセッサ２６およびＨＤＣ２３を含む構成は、コントローラ３０と見なすこともできる。コントローラ３０は、これらのほかに、他の要素（例えばＲＡＭ２７、ＦＲＯＭ２８、バッファメモリ２９、またはＲＷＣ２５など）を含んでいてもよい。

【0026】

上述した磁気ディスク装置１の性能を担保するために、製品出荷前の段階で磁気ヘッド１２の検査（動作特性試験）が行われる。検査としては、磁気ヘッド１２の特性を示す特性値が閾値以上であるか否かを判定することにより行われ、特性値が閾値以上の場合は合格（良品）となって出荷が許可される。一方、特性値が閾値未満の場合は不合格（ＮＧ品）となって出荷が許可されない。本実施形態では、特性値の一例として、磁気ヘッド１２のヘッド面当たりの容量を採用するが、これに限られるものではない。

【0027】

上述の検査のやり方としては、例えば図２に示すように、スライダー個片をダミーサスペンションに搭載した状態でディスク１１を回転させ、磁気ヘッド１２をロードして実施することができる。検査後、磁気ヘッド１２をアンロードし、ダミーサスペンションから磁気ヘッド１２を外す。この一連の動作は全て自動で実施できるよう、自動装置を利用して行われる。検査を終了したスライダー個片はハンドラーによって磁気ヘッド１２の合否を振り分け、スライダートレーにセットされる。

【0028】

図３は、検査対象の複数の磁気ヘッド１２の各々の特性値（この例ではヘッド面当たりの容量）の平均値と、良品と判定された磁気ヘッド１２の特性値との関係の一例を示す図である。図３内において、同じ模様の丸印は、同じウェハによって製造された磁気ヘッド１２であることを示している。図３からも理解されるように、両者はほぼ比例関係にあり、特性値が高いウェハから製造された磁気ヘッド１２が連続するグループにおいては、そのグループの品質は高くなる（そのグループに属する磁気ヘッド１２の特性値は高い）一方、特性値が低いウェハから製造された磁気ヘッド１２が連続するグループにおいては、そのグループの品質は低くなる（そのグループに属する磁気ヘッド１２の特性値は低い）。つまり、磁気ヘッド１２が製造される際のウェハの特性によって、出荷される磁気ヘッド１２の品質が左右されることになる。

【0029】

近年、磁気ディスク装置１の総合的な指標としてヘッド面当たりの容量の重要性が高まり、また機械学習技術の向上で磁気ヘッド１１単品のヘッド面当たりの容量の予測もできるようになり、コア幅、エラーレート等の特性値では困難であった部品品質の把握ができるようになった。この点に鑑みて本実施形態では、磁気ヘッド１１のヘッド面当たりの容量を特性値として出荷前の検査を行うが、この検査における閾値を固定とすると、上述したように、磁気ヘッド１２の材料であるウェハの特性によって、磁気ヘッド１２の出荷品質が左右されることになる。

【0030】

そこで、本実施形態では、製品出荷前の上述の検査において、品質の良いグループの合格基準は緩和し、品質の悪いグループの合格基準は強化するよう、閾値を動的に変化させることで、出荷品質の平準化を促進することを目的の一つとする。以下、本実施形態の検査装置の構成について説明する。本実施形態の検査装置は、磁気ディスク装置１とは別に設けられる。

【0031】

図４は、本実施形態の検査装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図４に示すように、検査装置１００は、プロセッサ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、Ｉ／Ｆ部１０４と、を備える。なお、検査装置１００のハードウェア要素は、図４に例示した構成に限られるものではなく、他のハードウェア要素（例えば操作デバイス、表示デバイス等）を備える形態であっても構わない。

【0032】

プロセッサ１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、検査装置１００の動作を統括的に制御する。プロセッサ１０１は、ＲＯＭ１０２等に格納されたプログラムを実行することにより、検査装置１００が有する各種の機能を実現する。検査装置１００が有する各種の機能については後述する。

【0033】

ＲＯＭ１０２は、不揮発性のメモリであり、プロセッサ１００が実行するプログラムを含む各種データを記憶する。

【0034】

ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１の作業領域を有する揮発性のメモリである。

【0035】

Ｉ／Ｆ部１０４は、検査対象の磁気ヘッド１２等を含む外部の装置と接続するためのインタフェースである。

【0036】

次に、本実施形態に係る検査装置１００が有する機能について説明する。

【0037】

図５は、本実施形態に係る検査装置１００が有する機能の一例を示す図である。図５に示すように、例えば検査装置１００は、検査部１１０、第１の取得部１２０、第２の取得部１３０、閾値設定部１４０を有する。

【0038】

なお、図５の例では、本実施形態の要部の説明に必要な機能のみを例示しているが、検査装置１００が有する機能はこれらに限られるものではない。また、図５に例示する機能の一部または全部が専用のハードウェア回路（例えば半導体集積回路）で実現される形態であってもよい。

【0039】

検査部１１０は、検査対象の磁気ヘッド１２の検査を実施する。より具体的には、本実施形態の検査部１１０は、検査対象の磁気ヘッド１２のヘッド面当たりの容量を求め、その求めたヘッド面当たりの容量が閾値以上であるか否かを判定する。例えば検査部１１０は、ディスク１１を回転させる機能、磁気ヘッド１２のロード／アンロード等の検査に必要な制御を行うことができる。

【0040】

第１の取得部１２０は、検査済みの磁気ディスク１２の特性を示す特性値を取得する。

【0041】

第２の取得部１３０は、目標とする特性値の移動平均値（ターゲットの移動平均値）を取得する。本実施形態では、第２の取得部１３０は、目標とするヘッド面当たりの容量の移動平均値を取得する。例えば第２の移動平均値はＲＯＭ１０２等に格納されていてもよいし、検査装置１００外の装置（サーバ等）に格納されていてもよい。第２の取得部１３０は、移動平均値が格納されたメモリにアクセスして移動平均値を取得することができる。例えば移動平均値は、製品ごとに異なる値を採ることもできる。

【0042】

閾値設定部１４０は、特性値と移動平均値との関係に応じて、検査に用いる特性値（この例ではヘッド面当たりの容量）の閾値を、上下限の範囲で可変に設定する。より具体的には、閾値設定部１４０は、特性値が移動平均値未満の場合は閾値を増加させ、特性値が移動平均値以上の場合は閾値を減少させる。

【0043】

なお、閾値の増加幅および減少幅は設計条件等に応じて任意に変更可能である。また、閾値の上下限の範囲についても、設計条件等に応じて任意に設定可能である。

【0044】

上記閾値設定部１４０の動作により、例えば図６に示すように、特性値が移動平均値未満の間は、閾値は経時的に増加していき、特性値が移動平均値以上になってからは、閾値は経時的に減少していく。つまり、検査対象の磁気ヘッド１２の特性が悪い場合は自動的に検査が強化され、特性が良い場合は自動的に検査が緩和される。これにより、平均的に特性が良いグループ（製造ロット）は、特性値の平均値からワースト値までの差が大きくなる一方（検査が緩和されているため）、平均的に特性が悪いグループは、特性値の平均値からワースト値までの差が小さくなる（検査が強化されているため）。

【0045】

なお、図６においては、一例として、ターゲットのヘッド当たりの容量の移動平均値は１０８ＧＢ、閾値の上限は１０６ＧＢ、下限は１００ＧＢ、閾値の増加幅は０．３ＧＢ、閾値の減少幅は－０．３ＧＢにそれぞれ設定されている。

【0046】

図７は、本実施形態の検査装置１００が実行する処理の一例を示すフローチャートである。以下、検査装置１００が有する各機能（検査部１１０、第１の取得部１２０、第２の取得部１３０、閾値設定部１４０等）による処理の説明において、上述の説明と重複する部分については適宜説明を省略する。また、図７のフローチャートの各ステップの順番については、図７の例に限られるものではなく、適宜に変更可能である。

【0047】

図７に示すように、検査部１１０は、検査対象の磁気ヘッド１２の検査を実施する（ステップＳ１）。上述したように、検査部１１０は、検査対象の磁気ヘッド１２のヘッド面当たりの容量を求め、その求めた容量が閾値以上であるか否かを判定して、良品かＮＧ品かを判別する。

【0048】

次に、第１の取得部１２０は、上述の特性値を取得する（ステップＳ２）。

【0049】

次に、第２の取得部１３０は、上述の移動平均値を取得する（ステップＳ３）。

【0050】

次に、閾値設定部１４０は、ステップＳ２で取得した特性値が、ステップＳ３で取得した移動平均値未満であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４の結果が肯定の場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、閾値設定部１４０は閾値を増加させる（ステップＳ５）。一方、ステップＳ４の結果が否定の場合（ステップＳ４：Ｎо）、閾値設定部１４０は閾値を減少させる（ステップＳ６）。

【0051】

ステップＳ５またはステップＳ６の後、検査装置１００は、良品が基準値を超えたか否かを判定する（ステップＳ７）。基準値は設計条件等に応じて任意に変更可能であるが、ここでは一例として「４００」とすることもできる。ステップＳ７の結果が肯定の場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）は処理終了となり、ステップＳ７の結果が否定の場合（ステップＳ７：Ｎо）は上述のステップＳ１以降の処理を繰り返す。

【0052】

以上に説明したように、本実施形態の検査装置１００による検査方法は、検査済みの磁気ヘッド１２の特性を示す特性値（ヘッド面当たりの容量）と、目標とする特性値の移動平均値との関係に応じて、検査に用いる特性値の閾値を、上下限の範囲で可変に設定する。より具体的には、特性値が移動平均値未満の場合は閾値を増加させ、特性値が移動平均値以上の場合は閾値を減少させる。つまり、検査対象の磁気ヘッド１２の特性が悪い場合は自動的に検査が強化され、特性が良い場合は自動的に検査が緩和されるので、出荷される磁気ヘッド１２の特性値を平均的に揃えることができる。したがって、磁気ヘッド１２の出荷品質（磁気ディスク装置１の出荷品質に相当すると捉えることもできる）の平準化を促進することができる。

【0053】

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら新規な実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0054】

また、本明細書に記載された実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。

【符号の説明】

【0055】

１ 磁気ディスク装置
２ ホスト
１１ 磁気ディスク
１２ 磁気ヘッド
１００ 検査装置
１０１ プロセッサ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ Ｉ／Ｆ部
１１０ 検査部
１２０ 第１の取得部
１３０ 第２の取得部
１４０ 閾値設定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】