Seagate Technology caractérise les défauts des disques durs plus rapidement avec l’instrumentation modulaire de NI

Author(s):
Jason Pressesky - Seagate Technology

Industry:
ATE/Instrumentation, Industrial Controls/ Devices/ Systems, Consumer Goods, Basic Materials - Steel/ Lumber/ Construction

Products:
Data Acquisition, High-Speed Digitizers, PXI/CompactPCI, Measurement Studio, Modular Instruments

The Challenge:
Développer un système de mesure rapide capable d’identifier les endroits défectueux à la surface des disques durs.

The Solution:
En utilisant NI Measurement Studio et la plate-forme PXI pour synchroniser deux numériseurs haute vitesse NI 5112 et un module compteur/timer NI 6602, nous avons créé une application qui numérise des formes d’ondes issues d’un interféromètre pour identifier et enregistrer les endroits où les défauts du disque dur se situent.

Chez Seagate Technology, l’un des principaux fabricants de disques durs, les supports magnétiques à couche mince des disques durs subissent habituellement toute une batterie de tests finaux avant leur incorporation dans la chaîne d’assemblage des disques durs. L’objectif de ces tests est de compter et de caractériser le nombre de défauts et de détecter toute rugosité à la surface du disque qui risquerait de dépasser l’écart autorisé entre la tête et le disque, soit environ 20 nm. La méthode de test habituelle utilise des têtes d’enregistrement ou des capteurs spécialement étalonnés. Cette méthode nécessite une maintenance fréquente, ce qui génère des coûts matériels improductifs, des coûts de main-d’œuvre excessifs, et l’immobilisation régulière de l’équipement. Nous avons donc choisi une autre méthode, basée sur l’interférométrie, technique par inspection optique sans contact.
Nous avons choisi cette approche car elle fournit des informations sur la hauteur de chaque point d’une surface pour en localiser les défauts, avec une précision qui permet de respecter la rigueur de nos normes.

50 ms pour tester chaque disque dur
L’application utilise un système de mesure interférométrique fourni par Polytec Optronics. Cet appareil génère un signal de sortie représentatif de la topographie à la surface du disque lorsqu’elle passe sous le faisceau laser d’inspection. Lors du test, un axe à coussin d’air de précision fait tourner le disque entre 12000 et 15000 tours/minute, pendant que la sonde optique scanne toute la surface du disque dans la direction radiale. Le numériseur haute vitesse NI 5112 capture les formes d’ondes de l’interféromètre en réaction à un signal de déclenchement. L’interféromètre génère ce signal de déclenchement si le signal de déplacement sort de la fenêtre autorisée. Nous avons utilisé le fond de panier du PXI pour transmettre le signal de déclenchement du NI 5112 au compteur NI 6602. Le compteur NI 6602 enregistre les informations provenant des encodeurs radiaux et linéaires afin de déterminer les coordonnées radiales et angulaires exactes du défaut. La durée totale des tests est d’environ 50 ms, ce qui est nettement plus rapide qu’avec les techniques d’inspection et de test traditionnelles pour une couverture de surface comparable.
Le PXI offre la souplesse nécessaire pour synchroniser les deux numériseurs NI 5112 et le compteur NI 6602, installés dans le même châssis. Nous avons fait appel à deux modules oscilloscopes NI 5112 pour numériser la forme d’onde fournie par l’interféromètre, l’un pour le faisceau qui inspecte le dessus du disque dur et l’autre pour le faisceau qui inspecte le dessous.

Nous avons choisi ce module pour trois raisons. En premier lieu, il est rapide, avec sa capacité d’acquérir des données à une vitesse pouvant atteindre 100 Méch./s. En deuxième lieu, avec sa fonctionnalité de redémarrage automatique, nous pouvons laisser fonctionner la totalité de notre système et obtenir une liste exhaustive des défauts au final, au lieu de devoir stopper le test après chaque défaut. En troisième et dernier lieu, le module NI 5112 intègre une mémoire étendue de 16 Mo par voie. Grâce à cette mémoire, nous pouvons gagner quelques secondes sur chaque test en enregistrant les données directement sur le module au lieu de devoir attendre les informations à écrire sur le disque dur. Pour économiser la mémoire, le NI 5112 ne conserve que les données contenant ou entourant un défaut. Nous avons réglé la mémoire tampon pour qu’elle enregistre 50% de prédéclenchements et 50% de postdéclenchements, ce qui permet de garantir un enregistrement impeccable de chaque défaut. Pour enregistrer l’emplacement exact de ces défauts sur le disque dur, nous avons utilisé quatre voies du compteur NI 6602. Pour chaque face du disque dur sous test, nous avons utilisé une voie pour mesurer la distance du défaut par rapport au centre et une autre voie pour mesurer la distance radiale, ou l’angle du défaut. Lorsque le capteur de l’interféromètre détecte un défaut, un signal de déclenchement analogique est généré, pour demander au compteur d’enregistrer l’emplacement exact du défaut rencontré.

Quelques semaines de développement seulement grâce à Measurement Studio
Nous avons choisi Measurement Studio pour créer cette application parce qu’il complète à merveille Microsoft Visual Basic, langage de programmation que nous avons l’habitude d’utiliser. Measurement Studio remplit également des tâches qui, sinon, prendraient beaucoup trop de temps et de main-d’œuvre.
Les contrôles ActiveX pour Visual Basic simplifient la configuration et la synchronisation du matériel PXI, ce qui nous permet d’effectuer davantage de tâches en un minimum de temps. Avec cet ensemble complet d’outils pour l’interfaçage matériel, l’analyse de signaux et la visualisation, nous avons créé notre application en quelques semaines seulement, au lieu de plusieurs mois auparavant.

Novembre 2005

Author Information:
For more information on this Case Study, contact:
Jason Pressesky
Seagate Technology
Tel: +1 510 353 4926
jason_l_pressesky@notes.seagate.com

Browse All Case Studies »