硬盘驱动器中的薄膜磁性介质在装到驱动器组件之前,一般要经历一系列最终测试,这些测试的目的是想得到有关缺陷的数量和特性方面的信息,并检测磁盘表面粗糙度,看其粗糙程度是否超过磁头与硬盘的间隔(约20nm)。传统测试方法采用专门校准的记录头或变换器,这种方式要求经常进行维护,会带来无效的材料费用、过多劳动力成本和设备停机时间。我们选择了一种替代技术??干涉测量法,这是一种非接触光检测技术,选择这个方法是因为它能在严格标准下扫描有缺陷表面并提供所需要的高度信息。对系统的要求包括:
- 易于融入现有测试设备平台
- 光检测系统之间指令接口简单
- 能作为主机系统运行,人工干预尽量少
系统采用Polytec Optronics公司的干涉测量系统,它产生的输出信号表明了检测激光束下经过的磁盘表面的形状。
测试时用一个精密空气轴承以12,000～15,000rpm的速度旋转磁盘,而光探针以径向扫描整个磁盘表面。然后NI 5112高速数字变换器根据触发信号捕捉干涉仪波形,当位移信号超出所允许的位移范围时干涉仪将产生一个触发信号窗口(图1)。我们采用集成PXI底板把NI 5112触发信号传输给NI 6602计数器,NI
6602计数器存有旋转标准径向与线性编码,可以将缺陷的准确径向坐标和角坐标记录下来。整个测试时间约50秒,比常规测试和可比表面覆盖检验技术要快。
利用集成硬件优化性能
PXI能提供我们所需的灵活性,使NI 5112数字转换器和NI 6602计数器同步起来,并放在一个机架上。我们采用两个NI 5112模块使干涉仪上的波形数字化,一个检查硬盘驱动器底板顶部的光束,另一个检查底部的光束。我们选择这种模块有三个原因:首先这是NI最快的数字转换器,可以高达100MS/s的速率采集数据；其次它有自动重新开始的特性,我们可以进行全部测试,并在最后得到一个完整的缺陷清单,不必每次发现缺陷都停止测试；最后,NI 5112模块具有内存扩展功能(每通道16M),利用扩展内存我们能直接把数据记录到模块中,不需要等待将信息写入硬盘驱动器,从而节约测试时间。为保护内存,NI 5112只保存有缺陷的数据或其周围数据,我们设定内存缓冲器记录触发前50%和触发后50%的信息以保证每个缺陷都有清晰的记录。
为记录这些缺陷在硬盘上的准确位置,我们采用NI 6602计数器上的四个通道。在硬盘驱动器介质的顶部和底部,各用一个通道测量与中心的距离,用另一个通道测量旋转距离,或缺陷角度。当干涉仪传感头发现某个缺陷时,模拟触发器被激活,通知NI 6602计数器记录该缺陷的准确位置。
我们选择Measurement Studio来开发该应用是因为它对Microsoft Visual Basic提供了补充,而Visual Basic是一种我们应用非常自如的编程语言,这样我们执行任务时不用花费太多时间和人力去完成。
Visual Basic的ActiveX控件简化了PXI硬件配置和同步工作,因此我们能够在较短的时间内完成更多的任务。有了硬件接口、信号分析和可视化全套工具,我们只需数周而不是数月就可完成开发工作。
作者:Jason Pressesky
高级工程经理
Seagate Technology
Email: Jason_l_pressesky@
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