硬盘磁头焊点优化及可靠性分析
硬盘的维护与优化
硬盘的维护与优化硬盘的维护与优化硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。
下面为大家介绍一下硬盘的维护与优化！硬盘的正确安装硬盘的安装不同于其他部件，它是怕撞击震动的易损部件，所以安装的时候要注意轻拿轻放，在移动中也要避免强烈的震动，以免损坏硬盘盘片，造成不可修复的物理损伤。
大多数硬盘都安装在机箱的3.5英寸固定架上而不是安装CD-ROM的5寸固定架。
首先要将硬盘轻轻放入插槽内，并将硬盘上的螺丝孔对准插槽固定架上的螺丝孔，然后用螺丝钉对硬盘进行固定。
数据线目前，主板的硬盘接口是SATA类型还是PATA类型，即IDE接口。
PATA硬盘叫做并行ATA硬盘(parellel ATA)，它所是用一根四芯的电源线和一根80芯的数据线与主板相连接，由于数据是并列传输所以它的传输速率受到并行限制，故总体传输率较低。
SATA硬盘，即SATA(Serial ATA)又被称为串口硬盘，数据传输速度较好，散热性能较好 SATA硬盘与PATA硬盘从外观上看虽然差不多，但主要的区别在于连接线上。
所有符合AC97规范的IDE数据线共有三个接口，均采用彩色标识，其中，蓝色的为系统接口，用于和主板上的IDE接口相连。
黑色的为Master(主设备)接口，灰色的为Slave(从设备)接口，都是用来接硬盘、光驱等IDE设备的'。
如果硬盘设定为主设备，则一定要安装在IDE数据线的主设备接口上;如设定为从设备，就一定要安装在从接口上，否则就会发生错误。
标准的IDE数据线，不同颜色的接口用途不同。
在连接数据线时，注意不要接反。
硬盘跳线除了接线外，硬盘安装过程中另一项不可忽视的内容就是硬盘的主从设备跳线。
当然，主从盘跳线只在两块硬盘同时连接在一根数据线上时才需要。
因为硬盘出厂前的默认设置均为主盘(即Master)，如果数据线只连接了一块硬盘，那它当然就是主盘，所以安装单硬盘时不需要进行跳线设置。
对大多数硬盘来说，跳线规格共有三种：Master(主)、Slave(从)和Cable Select(线缆自动选择)。
焊点的质量与可靠性
焊点的质量与可靠性1. 焊点质量的重要性焊接是一种常见的金属连接方法，它在各种工业领域都有广泛的应用。
焊点的质量直接关系到焊接件的强度、可靠性和寿命。
因此，焊点质量的高低对于产品的质量以及人身安全都具有重要的影响。
2. 影响焊点质量的因素焊点的质量受多种因素的影响，以下是几个常见的因素：2.1. 焊接材料的选择焊接材料的选择对焊点质量具有重要影响。
合适的焊接材料可以提高焊点的强度和韧性，从而提高焊接件的可靠性。
一般来说，焊接件的材料应与被焊接材料具有良好的相容性，以确保焊接的质量。
2.2. 焊接工艺参数的控制焊接工艺参数，如焊接电流、焊接时间和焊接速度等，对焊点的质量起着重要的影响。
过高或过低的焊接电流可能导致焊点的气孔和裂纹，影响焊接件的可靠性。
因此，必须严格控制焊接工艺参数，以获得高质量的焊点。
2.3. 表面处理焊接前的表面处理对焊点质量也具有重要影响。
表面的油污、氧化物以及其他污染物可能导致焊接时的缺陷或不良结构，降低焊点的质量。
因此，在焊接前必须对工件进行适当的清洗和处理，确保焊点质量可靠。
3. 焊点质量的检测方法为了保证焊点的质量和可靠性，需要对焊点进行有效的质量检测。
以下是一些常见的焊点质量检测方法：3.1. 目测检测目测检测是最简单的焊点质量检测方法之一。
通过肉眼观察焊点表面的情况，判断焊点是否存在裂纹、疏松和气孔等缺陷。
这种方法成本低廉，操作简单，但对于微小缺陷的检测效果较差。
3.2. X射线检测X射线检测是一种非破坏性的焊点检测方法。
通过照射焊点并观察照片来检测焊点内部的缺陷。
X射线检测能够发现微小的裂纹和气孔，可以较为准确地评估焊点的质量。
然而，X射线设备的成本较高，需要专业人员进行操作。
3.3. 超声波检测超声波检测是一种常用的焊点质量检测方法。
通过发送超声波脉冲并接收回波，来评估焊点内部的缺陷情况。
超声波检测可以检测到焊点的裂纹、夹渣和未熔合等缺陷，具有较高的灵敏度和准确性。
硬盘逻辑磁头
硬盘逻辑磁头
硬盘逻辑磁头的工作原理是,当硬盘旋转时,读写头悬浮在磁盘表面的一层很薄的空气流上。
当需要读取数据时,读写头就会感应磁盘表面的磁性状态变化,将其转换为电信号。
而写入数据时,读写头则会根据要写入的数据,改变磁盘表面的磁性状态。
现代硬盘驱动器通常采用磁盘阵列(RAID)技术,使用多个物理磁盘组成一个逻辑磁盘。
在这种情况下,每个物理磁盘都有自己的一组读写头,所有读写头共同构成了逻辑磁头。
逻辑磁头的工作方式与单个物理磁头类似,但能够提高数据的读写速度和可靠性。
硬盘逻辑磁头的性能和寿命对硬盘驱动器的整体性能至关重要。
高质量的磁头能够提供更快的数据传输速率和更高的数据密度。
同时,磁头也容易受到磁盘表面微小缺陷的影响而损坏,因此保持磁盘表面的清洁和平整也是非常重要的。
硬盘磁头碰撞原因及设计改进研究
硬盘在进行读写操作时切断电源是最易被人们 所忽视的问题 , 磁头正处于读写状况时切断电源停 机 , 此时硬盘盘片转速迅速下降 , 空气膜对磁头的 支承力也跟着迅速下降 , 此时磁头还没有移至起停 区 , 从而导致磁头与盘片发生碰撞。虽然此时盘片 转速较低 , 磁头碰撞产生的后果没有遇到震动或腔 体内有尘埃粒子发生的碰撞那么严重 , 但此时磁头 在盘片上滑动 , 由于数据存储区域的摩擦系数远高 于起停区 , 因此可导致存储介质的划伤 , 引起数据 丢失。除此之外 , 如果电源的输出直流电压纹波过 大 , 也会导致硬盘转速不稳定和磁头抖动 , 使得磁 头与高速旋转的盘片碰撞 。
Hale Waihona Puke 1 引言硬盘是目前的主要外部存储介质 , 硬盘一旦发 生故障 , 用户的数据损失远远超过硬盘本身的价值。 同时硬盘是 PC系统中出故障率最高的部件 , 发生故 障的主要原因之一就是硬盘腔体内的磁头与盘片发 生碰撞 (我们称之为 “磁头碰撞 ”) 。磁头碰撞常常 导致盘片的物理损伤 , 不管是用软件方法 , 还是在 超净化环境条件下用专用的维修设备进行维修的硬 件方法 , 都无法抢救出物理受损区域上的数据 , 是 一种灾难性故障 。
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RECO RD ING AND M ED IA
Information Recording M aterials 2007 Vol. 8 No. 3
电脑硬盘维护与优化方法
电脑硬盘维护与优化方法作为一名资深的技术作者，我深知电脑硬盘对于电脑性能和数据存储的重要性。
一旦硬盘出现问题，不仅会导致系统卡顿和崩溃，还会造成数据丢失，给我们的工作和生活带来诸多麻烦。
因此，今天我将为大家分享一些电脑硬盘维护与优化的方法，帮助读者们更好地保护自己的硬盘。
一、定期进行磁盘清理随着我们在电脑上使用的时间越来越长，硬盘中会积累大量的临时文件、垃圾文件和无用的程序。
这些文件占据了宝贵的硬盘空间，还会拖慢系统的运行速度。
因此，定期进行磁盘清理是十分必要的。
在Windows系统中，我们可以通过“磁盘清理”工具来实现。
打开“我的电脑”，右击硬盘驱动器，选择“属性”，然后点击“磁盘清理”按钮。
系统将自动扫描并显示可清理的文件，我们只需勾选需要清理的项目，点击“确定”即可完成清理。
二、执行磁盘碎片整理经过长时间的使用，硬盘中的数据会变得碎片化，导致读写速度变慢。
为了解决这个问题，我们需要定期进行磁盘碎片整理。
在Windows系统中，我们可以使用系统自带的“磁盘碎片整理”工具来进行操作。
打开“开始菜单”，搜索“磁盘碎片整理”，选择硬盘驱动器，点击“优化”按钮即可开始整理过程。
这样可以有效提高硬盘的读写速度，让电脑运行更加顺畅。
三、注意灾备和备份尽管我们平时会很小心地使用电脑，但硬盘损坏的风险仍然存在。
为了保护重要的数据，我们需要注意进行灾备和备份。
灾备是指在硬盘出现故障时，能够及时恢复数据的能力。
而备份是指将重要的数据复制到其他存储介质中，以备不时之需。
常见的灾备方法包括制作系统镜像和安装备份软件，而备份则可以利用云存储和外部硬盘等手段进行。
通过这样的措施，即使硬盘出现问题，我们仍然能够保护好重要的数据。
四、避免频繁开关机长时间频繁开关机会对电脑硬盘产生一定的影响。
每次电脑开机时，硬盘会经历自检和系统加载等过程，从而造成硬盘磁头和电机的磨损。
因此，为了保护硬盘，我们应尽量减少频繁开关机的次数。
如果长时间不使用电脑，可以选择将电脑设置为睡眠或待机状态，以便在需要时快速启动。
硬盘磁头滑块优化设计研究
硬盘磁头滑块优化设计研究摘要：硬盘磁头滑块作为硬盘的重要组成部分，对硬盘的性能和可靠性有着重要影响。
本文通过对硬盘磁头滑块的结构和工作原理的分析，研究了滑块的优化设计方法，包括材料的选择、几何形状的优化和表面涂层的选择。
实验结果表明，优化设计后的硬盘磁头滑块具有更好的性能和可靠性。
关键词：硬盘；磁头滑块；优化设计1. 引言硬盘作为计算机存储设备的重要组成部分，其性能和可靠性对计算机的整体性能有着重要影响。
而硬盘磁头滑块作为硬盘的关键部件，对硬盘的读写性能和寿命有着直接影响。
因此，对硬盘磁头滑块的优化设计研究具有重要意义。
2. 硬盘磁头滑块的结构和工作原理硬盘磁头滑块由磁头、滑块和负载臂组成。
磁头负责读写数据，滑块负责将磁头定位在正确的磁道上，负载臂则负责支撑滑块和磁头。
滑块的设计直接影响着磁头的定位精度和读写性能。
3. 硬盘磁头滑块的优化设计方法3.1 材料的选择滑块的材料选择应考虑其密度、硬度、耐磨性和导热性等因素。
常见的滑块材料有钢铁、陶瓷和碳纳米管等。
根据具体要求，选取适合的材料可以提高滑块的性能和可靠性。
3.2 几何形状的优化滑块的几何形状对其定位精度和读写性能有着重要影响。
通过优化设计滑块的形状，可以减小滑块与磁盘之间的间隙，提高读写性能。
同时，合理设计滑块的形状还可以降低滑块的质量，减轻负载臂的负荷，提高硬盘的寿命。
3.3 表面涂层的选择滑块的表面涂层可以减小滑块与磁盘之间的摩擦力，提高读写性能。
常见的表面涂层材料有氮化硼、碳化硅和钻石等。
通过选择适合的表面涂层材料，可以降低滑块的磨损和热量产生，提高硬盘的稳定性和可靠性。
4. 结论本文通过对硬盘磁头滑块的结构和工作原理的分析，研究了滑块的优化设计方法。
实验结果表明，优化设计后的硬盘磁头滑块具有更好的性能和可靠性。
因此，通过对硬盘磁头滑块的优化设计研。
(完整word版)焊点的质量与可靠性
焊点的质量与可靠性机电工程学院微电子制造工程1000150312 黄荣雷摘要：本文介绍了Sn-Pb合金焊接点发失效的各种表现形式，探讨失效的各种原因。
在实践基础上，指出如何在工艺上进行改进已改善焊点的可靠性，提高产品的质量。
1 前言电子产品的"轻、薄、短、小"化对元器件的微型化和组装密度提出了更高的要求。
在这样的要求下，如何保证焊点质量是一个重要的问题。
焊点作为焊接的直接结果，它的质量与可靠性决定了电子产品的质量。
也就是说，在生产过程中，组装的质量最终表现为焊接的质量。
目前，在电子行业中，虽然无铅焊料的研究取得很大进步，在世界范围内已开始推广应用，而且环保问题也受到人们的广泛关注，但是由于诸多的原因，采用Sn-Pb焊料合金的软钎焊技术现在仍然是电子电路的主要连接技术。
文中将就Sn-Pn焊料合金的焊点质量和可靠性问题进行较全面地介绍。
2 焊点的外观评价良好的焊点应该是在设备的使用寿命周期内，其机械和电气性能都不发生失效。
其外观表现为：（1）良好的湿润；（2）适当的焊料量和焊料完全覆盖焊盘和引线的焊接部位（或焊端），元件高度适中；（3）完整而平滑光亮的表面。
原则上，这些准则适合于SMT中的一切焊接方法焊出的各类焊点。
此外焊接点的边缘应当较薄，若焊接表面足够大，焊料与焊盘表面的湿润角以300以下为好，最大不超过600。
3 寿命周期内焊点的失效形式考虑到失效与时间的关系，失效形式分为三个不同的时期，如图1所示。
（1）早期失效阶段，主要是质量不好的焊点大量发生失效，也有部分焊点是由于不当的工艺操作与装卸造成的损坏。
可以通过工艺过程进行优化来减少早期失效率。
(2)稳定失效率阶段，该阶段大部分焊点的质量良好，失效的发生率(失效率)很低，且比较稳定。
(3)寿命终结阶段，失效主要由累积的破环性因素造成，包括化学的、冶金的、热-机械特性等因素，比如焊料与被焊金属之间发生金属化合反应，或热-机械应力造成焊点失效。
电脑硬盘优化技巧提高数据读写速度和可靠性
电脑硬盘优化技巧提高数据读写速度和可靠性随着计算机技术的不断发展，电脑硬盘（Hard Disk Drive，HDD）已成为存储数据的重要设备之一。
然而，随着时间的推移和使用的频繁，硬盘的性能可能会下降，导致数据读写速度变慢以及数据可靠性降低。
本文将介绍一些电脑硬盘优化技巧，帮助您提高数据读写速度和硬盘的可靠性。
一、清理磁盘空间磁盘空间的不足会导致硬盘性能下降。
因此，定期清理磁盘空间是必不可少的。
您可以通过以下步骤进行清理：1. 删除不必要的文件和程序。
打开“控制面板”，选择“程序和功能”，然后卸载不再需要的程序。
通过浏览硬盘，找到不必要的文件并删除它们。
2. 清理临时文件。
打开“运行”对话框（Win + R），输入“%temp%”并按下回车键，定位到临时文件夹。
删除其中的所有文件。
同样，在开始菜单中搜索“temp”文件夹，打开并清理其中的文件。
3. 使用磁盘清理工具。
Windows操作系统自带了磁盘清理工具，可以帮助您查找和删除不必要的文件，释放磁盘空间。
二、碎片整理硬盘上的数据会变得分散，形成碎片，从而导致数据读写速度下降。
碎片整理可以优化硬盘的数据布局，提高性能。
下面介绍两种常见的碎片整理方法：1. 使用Windows自带的磁盘碎片整理工具。
打开“我的电脑”，右键点击需要整理的硬盘，选择“属性”，进入“工具”选项卡，点击“碎片整理”按钮。
选择需要整理的硬盘驱动器，点击“分析”按钮，查看硬盘的碎片情况。
如果发现碎片比较多，点击“整理”按钮进行碎片整理。
2. 使用第三方的碎片整理软件。
除了Windows自带工具，还有一些性能更好的碎片整理软件可供选择。
例如，Diskeeper、PerfectDisk等。
这些软件可以提供更强大的碎片整理和优化功能，进一步提高硬盘性能。
三、启用硬盘缓存硬盘缓存是一种提高硬盘性能的方法。
它通过将常用的数据缓存到内存中，以便快速读取。
您可以按照以下步骤启用硬盘缓存：1. 打开“设备管理器”，展开“磁盘驱动器”选项。
磁头局部结构的优化设计和数值分析
第 １ 第 ２期 ７卷 ２１ Ｏ Ｏ年 ４月
工 程 设 计 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｇ ｎｅ ｒｎｇ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ａ ｆＥｎ ｉ ｅ ｉ ｓｇ
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ ２ １１ ．
Ａｐ ． ２ ０ ｒ ０１
ＤＯＩ １ ． ７ ５ ｊｉｓ ．１ ０ — ５ Ｘ． ０ ０ ０ ． ０ ： ０ ３ ８ ／．ｓ ｎ ０ ６７ ４ ２ １ ． ２ ０ ７
（ ． Ｓｃ ｏｏ ｅ ｈａ ｒ ｎｉｓ Ｅｎ ｎｅ ｒｎｇ． Ｈ ｅ ｎ Ｕ ｎｉ ｒ ｉｙ ｏｆＳ ｉ ｃ ｎｄ Ｔ ｅ ｈｎｏｏｇ￣． Ｉｕ ａ １ ｈ ｌｏｆＭ ｃ ｔ ｏ ｃ ｇｉ ｅ ｉ ｎａ ｖｅ ｓｔ ｃｅｎ ｅａ ｃ ｌ ，ｏｙ ｎｇ ４７１ ３，Ｃｈｉａ： ００ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ ｈａ ｄ ｉ ｋ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｄ ｓ ｄｒｖｅ ｙ ｔ ｍｓ， ｔ ｅ ｔ ｃ ｅ ｓ ｆ ａ ｒ ｉｍ ｓ ｅ ｗｅ ｎ ｈ ｒ ａ ｏ ａ ｅ ｉ ｉ ｓ ｓ ｅ ｈ ｈｉｋｎ ｓ ｏ ｉ ｆｌ ｂ ｔ ｅ ｔ ｅ ｅ ｒ ｆ ｍ ｇｎ ｔｃ ｈｅ ｄ ｎ ｈｅ ｄ ｓ ｓｔ ｈｉ ｅ ｔ ａ ｓ ａ ｄ ｔ ｉｋ ｉ ｈｅｔ ｎｎ ｓ ．Ｓｏ ｔ ｉ ｉｍ ｒ ｓ ｕｒ ｃ ｅ ｏ ａ ｔ ｕｃ ｕ ｅ ｓ ｖ ｒ ａ ｇ ｈｅａ ｒｆｌ ｐ ｅ ｓ ｅａ ｔ ｄ ｏｎ ｌ ｃ ｌｓ ｒ ｔ ｒ ｓ ｉ ｅ ｙ ｌ ｒ ｅ， ｗｈ ｓ ｇ ｔ ｄ ａ ｄ ｓ ｒｂｕ ｉ ｎ ｈａ ｅ ａ ｍｐｏ ｔ ｎｔ ｆｅ ｔ ｎ ｈｅ ｆｙ ｎｇ ｔ ｂ ｌｔ ｏ ｇｎ ｔｃ ｏ ｅ ｍａ ｎｉｕ ｅ ｎｄ ｉ ｔｉ ｔｏ ｖ ｎ ｉ ｒ ａ ｅ ｆ ｃ ｏ ｔ ｌ ｉ ｓ ａ ｉｉｙ ｆ ｍａ ｅ ｉ
硬盘磁头折片组合焊点异常分析
硬盘磁头折片组合焊点异常分析【摘要】本文通过对磁头折片组合（HGA）实际生产中的所遇到的熔锡异常现象进行分析。
运用基本失效分析技术手段以及在前人研究基础上找到造成此异常现象基本原因。
通过对失效机理分析进而找到相对应的解决对策，最终达到提高产品优率的目的。
【关键词】磁头折片组合（HGA）；软线路板的焊盘；熔锡异常；失效分析1 引言硬盘为PC系统中数据容量最大，保留时间最长的存储媒质。
硬盘是通过磁头将资料写入磁碟或从磁碟读出资料。
公司的HGA是应用激光焊接技术通过锡球将磁头与软线路板的焊盘导通来完成磁头读写功能电路的连接，因而焊点质量的好坏直接关系着最终于产品的性能与寿命，焊点的可靠性决定硬盘的可靠性。
2 现象描述某天HGA的品种Mantis出现1.18%的软线路板的焊盘熔锡异常的不合格品问题，远不能达到公司要求的产品优率为大于99.5%的要求。
具体陈述如下：（1）软线路板的焊盘熔锡异常，锡球宽度方向没覆盖住软线路板的焊盘1/2 的宽度。
熔锡异常的200倍光学显微镜图参见图1，容易正常的200X光学显微镜图参见图2。
（2）不能通过机器的正常调节方法来消除熔锡异常现象。
（3）更换其他批号的软线路板，没有出现软线路板的焊盘熔锡异常的不合格品。
（4）锡球成分：Sn-3.0Ag-0.5Cu，喷球方式：垂直喷锡。
3 分析过程通过借用失效分析的基本技术手段来找到导致此异常的失效机理，进而改善产品品质及提供类似异常解决方案途径。
熔锡异常的SEM（电子扫描显微镜）图参见图3，容易正常的的SEM（电子扫描显微镜）分析参见图4。
通过SEM对该焊盘表面形貌分析来得到软线路板的焊盘熔锡异常部位在电子显微镜下所表现出特征：（1）可以明显看到在软线路板的焊盘熔锡异常部位区域形貌呈粗糙且有颗粒状。
（2）而正常的部位区域形貌光滑呈纯锡相。
相比较这两种状况，我们认为锡面形貌呈粗糙且有颗粒状是IMC金属间化合物表现现象。
再应用AES（俄歇电子能谱）分析焊线位的主要金属Au和C的浓度，其AES图参见图5。
超导磁存储技术提升磁盘寿命方法
超导磁存储技术是当前电子设备中广泛应用的存储技术之一，其磁盘作为存储介质，其寿命直接影响到设备的性能和可靠性。
然而，随着使用时间的增加，磁盘可能会出现各种问题，如磁记录层磨损、机械部件磨损等，从而导致数据丢失或磁盘失效。
因此，如何提高磁盘寿命成为了一个重要的研究课题。
为了提高超导磁存储技术的磁盘寿命，我们可以采用一种基于超导磁存储技术的新型磁存储介质材料。
这种新材料具有高稳定性、低摩擦系数、低热运动等优点，可以有效减少磁记录层磨损和机械部件磨损，从而提高磁盘寿命。
同时，我们还可以通过改进磁盘的制造工艺，优化磁头的结构和材料，减少磁头与磁盘的摩擦和碰撞，进一步减少机械部件的磨损。
此外，我们还可以通过使用新型磁头技术和优化磁头与磁盘之间的接触压力来提高磁盘寿命。
新型磁头可以采用更加先进的材料和结构，减少与磁盘的摩擦和碰撞，同时优化磁头与磁盘之间的接触压力，可以更好地控制磁头的运动轨迹，减少对磁盘的损伤。
这些改进可以进一步提高磁盘的稳定性和可靠性，延长磁盘的使用寿命。
在应用方面，我们可以将这种新型超导磁存储技术应用于移动设备、数据中心、云计算等领域。
由于其高稳定性和长寿命的特点，可以有效降低设备维护成本和数据丢失的风险，提高设备的使用效率和可靠性。
总之，提高超导磁存储技术的磁盘寿命是一个重要的研究方向。
通过采用新型磁存储介质材料、改进制造工艺和磁头技术、优化磁头与磁盘之间的接触压力等方法，可以有效提高磁盘寿命，延长设备的使用时间，降低维护成本，提高设备的可靠性和稳定性。
这些方法不仅有助于提高超导磁存储技术的性能和可靠性，也有助于推动相关领域的技术进步和发展。
磁性存储设备中的精确定位与数据校正技术
磁性存储设备中的精确定位与数据校正技术磁性存储设备是我们日常生活中广泛使用的一类设备，如硬盘驱动器（HDD）和磁带。
它们在我们的计算机和数字媒体设备中扮演着至关重要的角色，储存和读取我们的数据。
然而，由于磁性存储的本质限制，精确定位和数据校正成为这些设备中不可或缺的技术。
首先，我们需要了解磁性存储设备的工作原理。
这些设备中最常见的技术是磁性记录，其中数据通过磁性颗粒的极性来表示。
当设备写入数据时，根据所需的信息，磁性颗粒的极性被磁化。
而当读取数据时，设备通过检测磁场的变化来解读数据，从而恢复原始信息。
然而，由于磁性颗粒的微小尺寸和磁场的干扰，精确定位成为一个关键问题。
在磁性存储设备中，磁头（或读写头）被用于定位和读写数据。
磁头的位置决定了磁性颗粒的磁化情况，从而影响数据的准确性和可靠性。
为了实现精确定位，磁性存储设备采用了一系列技术和算法。
其中一个关键技术是磁道偏移校正。
磁道是磁性存储介质上的一个圆形轨道，数据按磁道组织。
然而，由于制造和磁化的不精确性，磁道可能会存在轻微的偏移。
为了解决这个问题，磁性存储设备会对磁道进行校正和校准，以确保读取和写入数据时磁头能够准确地定位在正确的磁道上。
除了磁道偏移校正，数据校正技术也是精确定位的关键。
由于磁性颗粒的尺寸和磁场的干扰，数据可能会出现误码。
误码指的是写入和读取过程中数据发生的错误，例如位反转或位错位。
为了确保数据的准确性，磁性存储设备采用了纠错码来检测和纠正数据错误。
纠错码通常基于数学算法，用于检测和修复数据中的错误。
当数据被读取时，纠错码会与实际数据进行比对，以识别和修复可能存在的错误。
此外，磁性存储设备还可以采用信号处理和调整技术来进一步提高数据校正和精确定位的能力。
信号处理技术用于优化和增强从磁性介质中读取的信号，从而提高数据的可靠性和准确性。
调整技术则用于调整磁头的位置和读写参数，以适应不同的存储介质和条件，从而改善数据存取过程中的性能和稳定性。
硬盘磁头中FPC软线路折弯角Mean值的改善实验研究
www ele169 com | 11实验研究0 引言磁头是机械硬盘HDD（全称“Hard Disk Drive”）的核心精密部件。
而FPC(全称：Flexible Printed Circuit，以下简称FPC) 软线路是磁头飞机仔部件中电路系统的主要组成部分。
FPC 主要作用是交互传输磁头与硬盘主电路的读写电磁信号，实现电脑与硬盘磁头的交互通讯。
FPC 之所以被设计成“软性”主要因为可以减少磁头运动的阻力。
硬盘中每张碟片都需要2个磁头来分别读写单张碟片上、下两个信息面，多个磁头组合成为磁头堆组HSA(全称：Head stack Assembly，以下简称HSA)。
每块机械硬盘都须有一套HSA 核心组件才能读写碟片信息。
HSA 中每个磁头中的飞机仔都要有一个FPC 与HSA 主线路板联接通讯，故FPC 制程需要折弯工序来完成FPC 90°折弯成形，以便多个磁头飞机仔的FPC 都能紧凑地接入同一块HSA 主线路板上，节省有限的硬盘内部布局。
随着客户对存储容量和读写数据类型的不断增加需求，磁头数量和软线路回路数量(即“Pad”数量)也不断增加，且软线路需要在更小更薄的FPC 布局中新增多个回路，这对折弯工序的成形精度提出了更高的要求。
本文所述的折弯角Folding Angle 参数Mean 值是评估HSA 中飞机仔尾部FPC 折弯品质六项参数中的一项重要参数，本文通过折弯夹具调试及OGP 测试数据分析实验研究，进而推出改善折弯角Folding Angle 参数Mean 值小于4.5°的新测量方案。
1 硬盘磁头飞机仔中软线路FPC 尾部折弯工作原理及折弯角Folding Angle 工艺要求（1）硬盘磁头中飞机仔有UP 和DN 之分，它们分别对单张碟片上、下两个信息面进行读写。
FPC 属于硬盘磁头飞机仔的一个重要部件。
本文以DN 类型为例，折弯完成后的飞机仔3D 模型如图1所示。
硬盘磁头焊点优化及可靠性分析
收稿日期:2005-05-18硬盘磁头焊点优化及可靠性分析 刘小康1, 杨圣文1, 蒋传文2 (11华南理工大学机械工程学院,广州 510640;21广东东莞新科公司,523087)摘 要:研究了导致硬盘磁头焊点缺陷的主要原因,将焊点缺陷分为两类,并有针对性地提出了优化方案。
针对第一类缺陷,建立了锡球势能模型和能量控制方程,通过Sur2face Ev olver软件模拟优化了锡球大小和焊盘之间的相对位置对焊点成形的影响,得到锡球大尺寸为120μm±5μm,焊盘相对位置DM-S 与DS-M分别为215～510μm和20～40μm。
针对第二类缺陷,优化了磁头焊盘金属层结构、厚度和悬挂线焊盘引出线宽度,金属层厚度由5μm减为2～3μm,同时将悬挂线焊盘引线宽度变小。
结果表明,金属间化合物减少了,同时避免了因悬挂线散热过快而出现金属间化合物沉降分层的现象;优化后的焊点经700次循环测试,缺陷出现率由7%～8%减为0163%。
关键词:锡球焊接;焊点;缺陷;磁头焊盘;锡球大小中图分类号:T N305194 文献标识码:A 文章编号:0253-360X(2006)08-083-05刘小康0 序 言硬盘作为PC系统中数据容量最大,保留时间最长的存储媒质。
随着数据存储对硬盘容量和可靠性要求的提高,在提高磁盘记忆密度的同时,对磁头的焊点可靠性提出更高要求。
磁头作为硬盘核心部件,担负着数据信息的读、写任务。
磁头飞行高度、润滑性能、磁头和磁片表面状态决定了硬盘的容量,而磁头焊点的可靠性决定了整个硬盘的可靠性[1]。
Nokia公司研究人员Daya Perera通过X射线研究了通讯设备的微细焊点,发现受到周期性扭曲和弯曲应力作用等情况并不导致焊点的失效,焊点失效主要是由于其本身缺陷[2]。
T ong Y an T ee等通过有限元模拟分析了焊点疲劳寿命[3],Reza G haffarian在-55～125℃条件下进行了芯片级封装CSP(chip scale package),球栅阵列封装BG A(ball grid array),倒装芯片球栅阵列封装FC BG A(flip2chip ball grid arruy)焊点性能测试[4],均认为在微电子领域,焊点形态设计、可靠性分析、测试对产品的稳定性具有决定性作用。
硬盘的利用保护及优化
硬盘的利用、保护及优化一、利用硬盘是集精密机械、微电子电路、电磁转换为一体的电脑存储设备，它存储着电脑系统资源和重要的信息及数据，这些因素使硬盘在PC机中成为最为重要的一个硬件设备。
虽说名牌硬盘的无端障工作时间（MTBF）可超过2万个小时——按天天工作10小时计算其能正常利用5年以上，但如果是利用不妥的话，也是超级容易就会出现故障的，乃至出现物理性损坏，造成整个电脑系统不能正常工作。
下面笔者就先说一下如何正确地利用硬盘。
一、正确地开、关主机电源当硬盘处于工作状态时（读或写盘时），尽可能不要强行关闭主机电源。
因为硬盘在读、写进程中若是突然断电是很容易造成硬盘物理性损伤（仅指AT电源）或丢失各类数据的，尤其是正在进行高级格式化时更不要这么做——笔者的一名朋友在一次高格时发现速度很慢就以为是死机了，于是强行关闭了电源。
再打开主机时，系统就根本发现不了这块硬盘了，后经查看发现“主引导扇区”的内容全数乱套，最恐怖的是无论利用什么办法也无法写入正确的内容了……另外，由于硬盘中有高速运转的机械部件，所以在关机后其高速运转的机械部件并非能马上停止运转，这时若是马上再打开电源的话，就极可能会损坏硬盘。
固然，这只是理论上的可能算了，笔者并无碰到过因此而损坏硬盘的事，但对于这样的事“宁可信其有，不可信其无”，仍是保险至上！所以咱们尽可能不要在关机后马上就开机，咱们必然要等硬盘马达转动停稳后再次进行开机（关机半分钟后），而且咱们应尽可能避免频繁地开、关电脑电源，因为硬盘每启动、停止一次，磁头就要在磁盘表面“起飞”和“着陆”一次，若是过于频繁地话就无疑增加了磁头和盘片磨损的机缘。
二、硬盘在工作时必然要防震虽然磁头与盘片间没有直接接触，但它们之间的距离的确是离得很近，而且磁头也是有必然重量的，所以若是出现过大的震动的话，磁头也会由于地心引力和产生的惯性而对盘片进行敲击。
这种敲击无疑会致使硬盘盘片的物理性损坏——轻则磁头可能会划伤盘片，重则就会损坏磁头而使整个硬盘报废，而且由于磁道的密度是超级大的——磁道间的宽度只有百万分之一英寸，若是在磁头寻道时发生震动的话就极有可能会造成读、写故障，所以说咱们必需要将电脑放置在平稳、无震动的工作平台上，尤其是在硬盘处于工作状态时必然要尽可能避免移动硬盘，而且在硬盘启动或停机进程中更不要移动硬盘。
解析硬盘技术——磁头技术 电脑资料.doc
解析硬盘技术——磁头技术电脑资料
1．磁头技术
硬盘技术的更新换代，其中一个非常重要的技术就是磁头技术，现在的硬盘单碟容量一般都在40GB以上，最高的单碟容量已经到达
了80GB或更高，以后硬盘的单碟容量还将继续增大，对于单碟容量，它直接联系的技术就是磁头技术，磁头技术越先进，硬盘的单碟容
量就可以做得更高，
80年代末期，IBM研发了MR（Mago－ResistiveHead）磁阻磁
头技术，磁阻磁头是基于磁致电阻效应工作的，核心是一片金属材料，其电阻随磁场的变化而变化。
磁阻元件连着一个十分敏感的放
大器，可以测出微小的电阻变化。
之后IBM公司又开发了GMR （GaintMagoResistive，巨磁阻）磁头技术，它是在MR技术的根底
上研发成功的新一代磁头技术，现在生产的硬盘全都应用了GMR磁
头技术，
这里“休息”，但由于笔记本硬盘密度太小，就连转轴中心附
近也写进了数据，所以它就要在盘片的附近安装一个装置，用来防
置磁头。
知道这些我们就可以解释为什么笔记本硬盘在读盘的时候
会产生”咯嗒、咯嗒“的声音，其实是它在”靠岸“。
但这种设计
也带来了一些好处，在硬盘不工作的时候，由于磁头远离盘片，所
以磁头就不会出现由于震动而划伤盘片的现象。
高密度负压磁头的力学分析和形状优化设计的开题报告
高密度负压磁头的力学分析和形状优化设计的开题报告一、研究背景及意义高密度负压磁头是磁盘存储器中的核心部件，其性能和稳定性对磁盘的读写速度、可靠性和寿命有着重要的影响。
在当前大数据时代，磁盘存储器的应用越来越广泛，如何提高磁头的性能和稳定性已成为一项重要的研究课题。
然而，由于磁头在读写过程中需要对磁盘表面施加极高的负压力，这种力会导致磁头的形变和变形，从而影响磁头的性能和稳定性。
因此，研究高密度负压磁头的力学分析和形状优化设计对于提高磁头的性能和稳定性具有重要意义。
二、研究内容和方法1.力学分析：采用有限元方法对高密度负压磁头在施加负压的情况下的应力和变形进行数值模拟分析，通过分析应力分布、形变程度和变形特征等力学响应来评估磁头的性能和稳定性。
2.形状优化设计：根据力学分析结果，设计新的磁头几何形状，以优化力学性能和稳定性，进而提高磁头的读写性能和寿命。
3.实验验证：通过实验验证新设计的磁头的性能和稳定性是否得到了提高。
三、预期成果和意义本研究将通过力学模拟和形状优化设计，对高密度负压磁头的性能和稳定性进行深入研究，预计能够获得以下成果和意义：1.磁头应力和变形特性的深入认识，为磁头性能优化提供参考。
2.新的磁头几何形状的设计，优化了磁头的力学性能和稳定性。
3.磁头读写性能和寿命的提高。
四、研究进展目前，已经对高密度负压磁头的力学模型进行初步建立，并进行了有限元模拟分析。
通过模拟，初步分析了磁头应力和变形的特点。
接下来，将进一步进行形状优化设计，探索新的磁头几何形状，以进一步优化磁头的力学性能和稳定性。
同时，还将进行实验验证，以验证设计结果的有效性。
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收稿日期:2005-05-18硬盘磁头焊点优化及可靠性分析 刘小康1, 杨圣文1, 蒋传文2 (11华南理工大学机械工程学院,广州 510640;21广东东莞新科公司,523087)摘 要:研究了导致硬盘磁头焊点缺陷的主要原因,将焊点缺陷分为两类,并有针对性地提出了优化方案。
针对第一类缺陷,建立了锡球势能模型和能量控制方程,通过Sur2face Ev olver软件模拟优化了锡球大小和焊盘之间的相对位置对焊点成形的影响,得到锡球大尺寸为120μm±5μm,焊盘相对位置DM-S 与DS-M分别为215～510μm和20～40μm。
针对第二类缺陷,优化了磁头焊盘金属层结构、厚度和悬挂线焊盘引出线宽度,金属层厚度由5μm减为2～3μm,同时将悬挂线焊盘引线宽度变小。
结果表明,金属间化合物减少了,同时避免了因悬挂线散热过快而出现金属间化合物沉降分层的现象;优化后的焊点经700次循环测试,缺陷出现率由7%～8%减为0163%。
关键词:锡球焊接;焊点;缺陷;磁头焊盘;锡球大小中图分类号:T N305194 文献标识码:A 文章编号:0253-360X(2006)08-083-05刘小康0 序 言硬盘作为PC系统中数据容量最大,保留时间最长的存储媒质。
随着数据存储对硬盘容量和可靠性要求的提高,在提高磁盘记忆密度的同时,对磁头的焊点可靠性提出更高要求。
磁头作为硬盘核心部件,担负着数据信息的读、写任务。
磁头飞行高度、润滑性能、磁头和磁片表面状态决定了硬盘的容量,而磁头焊点的可靠性决定了整个硬盘的可靠性[1]。
Nokia公司研究人员Daya Perera通过X射线研究了通讯设备的微细焊点,发现受到周期性扭曲和弯曲应力作用等情况并不导致焊点的失效,焊点失效主要是由于其本身缺陷[2]。
T ong Y an T ee等通过有限元模拟分析了焊点疲劳寿命[3],Reza G haffarian在-55～125℃条件下进行了芯片级封装CSP(chip scale package),球栅阵列封装BG A(ball grid array),倒装芯片球栅阵列封装FC BG A(flip2chip ball grid arruy)焊点性能测试[4],均认为在微电子领域,焊点形态设计、可靠性分析、测试对产品的稳定性具有决定性作用。
硬盘磁头焊点的传统焊接采用接触式金球焊接G BB(g old ball bonding)技术,焊点存在残余应力,易导致磁头变形并改变磁头性能参数。
而激光焊接S BB(s older ball bording)是非接触性焊接,具有热源光斑尺寸小、加热快、变形小等优点。
且焊点表面由激光熔化自由成形,不易引发静电和磁头变形问题。
文中研究了硬盘磁头激光锡球焊接时出现的主要缺陷及其优化方案,通过建立锡球势能模型和能量控制方程,用Surface Ev olver软件模拟,优化锡球大小、焊盘间相对位置关系、磁头焊盘金属层结构等参数,解决了锡球脱落及开裂等问题。
1 激光锡球焊接原理激光锡球焊接适合微电子元器件的表面封装,其原理是利用高能量密度(约105～107WΠcm2或更高)激光为热源,熔化锡球形成焊点。
应用该技术焊接的硬盘磁头焊点稳定可靠,如图1所示。
图1 硬盘磁头及其焊接部位局部放大图Fig11 Picture of disk head and bonding location第27卷第8期2006年8月焊 接 学 报TRANS ACTI ONS OF THE CHI NA WE LDI NG I NSTIT UTI ONVol127 No18August 2006焊接原理如图2所示。
首先通过照相系统自动定位,将锡球准确放到联接位,激光逐个位置扫描,熔融喷射,完成焊接。
整个焊接系统由PacT ech 公司的激光喷射系统和T DK 公司的照相系统组成。
在脉冲激光照射下,锡球熔化,同时在惰性气体流的保护下,喷射气流将熔融的锡球喷射到焊接部位,形成焊点。
图2 激光锡球焊接原理图Fig 12 Diagram of SBB principle2 激光锡球焊接缺陷及影响因素统计分析得出焊点缺陷主要有两类:第一类主要由锡球大小、焊盘相对位置、焊接工艺参数选择不当而导致;第二类缺陷主要由两焊盘表层金属及其厚度不合理而导致。
211 第一类缺陷分析第一类缺陷主要表现为:锡球断路(开路)、锡球过流、锡球分布不对称(磁头焊盘少锡或悬挂线焊盘少锡)、焊接处烧焦或锡溅、接头有气孔。
统计分析发现锡球过流缺陷占3012%,锡球断路占2117%,锡球分布不对称、焊接处烧焦或锡溅占3515%,其它占1219%。
造成这些缺陷的主要原因有锡球大小、磁头焊盘与悬挂线焊盘相对位置、脉冲能量等因素。
21111 锡球大小影响分析锡球过小,焊接时两焊盘上的焊锡不足,焊锡表面张力使焊锡收缩分离,造成锡球断路;反之,锡球过大容易造成焊点凸起出现锡球过流。
可见,锡球大小是造成第一类缺陷的最主要原因。
21112 磁头焊盘和悬挂线焊盘相对位置影响分析磁头焊盘与悬挂线焊盘的相对位置关系非常重要,当磁头焊盘到悬挂线焊盘的距离(D M -S )和悬挂线焊盘到磁头焊盘的距离(D S -M )不合适时(这和两焊盘尺寸有关),容易造成焊接后两焊接盘上的锡球分布不均匀,出现某个焊盘少锡;距离太大时,单位空间的焊锡量少,造成锡球断路,距离太小容易造成锡球过流。
21113 焊接工艺参数影响分析脉冲宽度、功率密度、焦距或离焦量三个参数影响锡球对脉冲能量的吸收。
能量的吸收影响锡液温度及其化学势,从而影响焊盘和焊料间的润湿性。
脉冲能量过大时,焊锡温度过高,粘度小,容易造成锡溅,严重时造成焊接处烧焦。
212 第二类缺陷分析第二类缺陷主要是由于两焊盘表层金属及金属层厚度不合理而导致,表现为锡球完全脱离焊盘表面、锡球沿边缘开裂(凹陷)。
21211 磁头焊盘金属表层结构的影响分析磁头焊盘的材料结构如图3所示。
分析发现,锡和金容易发生反应形成金属间化合物(IMC )AuSn 2ΠAuSn 4。
激光能量过大容易造成锡球同金层完全反应,而锡和钽不反应,当锡突破金层后,锡以Sn ΠAuSn 2ΠAuSn 4形态存在,这些金属间化合物和钽无结合力不能附着在钽(T a )层上,同时磁头焊盘材料为Al 2O 3,其导热性能差,使得焊液降温困难,导致金属偏析和残留过冷焊液,与钽层金属形成液相隔离,受冷热冲击后易产生剥离脱落[5]。
图3 磁头焊盘金属表层结构Fig 13 Structure of pad21212 焊盘导热系数的影响分析焊点分析发现,几乎所有开裂都发生在焊点边缘凹陷处,特别是悬挂线焊盘边缘更容易出现,200～300个循环冲击下就出现裂纹。
原因是:①磁头焊盘底层机体材料为Al 2O 3,悬挂线焊盘的底层机体材料为铜,它们传热性能差异大,铜为360W Π(m ・℃),而Al 2O 3为2217W Π(m ・℃)。
锡液铺展焊盘时,悬挂线焊盘冷却远快于磁头焊盘,磁头焊盘传热、散热困难导致磁头焊盘上钎料形成残留液相隔离而出现脱落;②锡—金金属间化合物和锡—铜金属间化合物的熔点不同,如表1所示。
焊点边缘冷却快,散热条件好,边缘容易先形成金属间化合物,而焊点中心散热慢保持熔融状态,锡液内部产生沉降偏析生成不同的金属间化合物,锡液对金属间化合物的润湿性不好,沉降84焊 接 学 报第27卷分层后的金属间化合物出现应力集中成为脆弱点,出现凹陷[5]。
表1 不同金属间化合物熔化温度Table1 Melting point of different intermetallics 金属间化合物Cu3Sn Cu6Sn5AuSn AuSn2AuSn4熔点TΠ℃676415419309252从上面分析可知:锡球大小、磁头焊盘与悬挂线焊盘的相对位置是焊接的关键。
设计不当容易造成锡球短路、锡球过流和分布不对称等缺陷,约占第一类缺陷的74%。
解决第二类缺陷的决定因素是焊盘熔覆金属层结构和材料种类。
3 焊点形态优化方案锡球大小,焊盘相对位置关系及焊盘结构综合决定焊点形态。
锡球大小和焊盘位置便于选用和直接调整;而焊盘结构难于调整,所以从优化锡球大小及焊盘相对位置关系入手,先优化焊点形态,后优化焊盘结构。
311 锡球大小及焊盘位置分析及优化通过Surface Ev olver软件模拟分析锡球大小及两焊盘的相对位置对焊点形态的影响。
Surface Ev olver软件主要应用于材料领域中的晶粒生长拓扑结构分析模拟,能源化工领域中液面、泡沫成形计算,BG A封装焊点成形模拟等领域[6～9]。
该软件是由美国Minnestota大学国家科学与几何结构计算和可视化技术研究中心开发完成的通用软件。
下面主要基于最小能量原理,计算焊液的表面势能、重力势能之和,给出焊点以该能量状态为最小能量时的液面三维平衡形态。
31111 焊点能量控制方程焊点形态是熔融焊料在磁头焊盘和悬挂线焊盘金属表面润湿铺展达到的准静平衡形态,该形态由焊点的势能最小所确定。
焊点体系的总势能(E)为表面势能(ES)和重力势能(E G)之和。
E=E S+E G,(1)式中:ES由气—液和固—液界面接触势能组成,由杨氏能量方程(Laplaco-Y oung)得: ES=κA0δd A+κA1-δcosθ1d A+κA2-δcosθ2d A,(2)式中:δ为熔融焊锡自由表面张力;A为自由液面面积;A1为锡液与悬挂线焊盘的接触面积;A2为锡液与磁头焊盘的接触面积;θ1为锡液与悬挂线焊盘的润湿角;θ2为锡液与磁头焊盘的润湿角。
重力势能EG=∫∫∫Vρgz d V=λFd s,(3)式中:ρ为材料密度;g为重力加速度;z为高度坐标值;F为单位重力势能F=ρgz。
只有z方向的力进行积分变换: ・F=ρgz ,哈密顿(Hamiton)算子为 =(55x i+55y j+55z k)。
将锡球看作理想球,体积一定,得 ・F=1。
体积V=∫∫∫1d V=λF・d s。
(4)能量控制方程:min E=min(ES+E G)。
(5)能量控制方程初始参数包括:磁头焊盘尺寸、悬挂线焊盘尺寸、锡球大小、焊盘的相对位置尺寸D M-S,D S-M,焊锡密度ρ、润湿角θ、锡球的表面张力δ。
通过Surface Ev olver软件,根据最小能量原理,由计算机计算表面自由能、界面接触势能、重力势能总和,当体系处于稳定静态平衡时,体系总是处于最低能量状态,计算机模拟给出焊点形态。
31112 参数确定悬挂线焊盘尺寸、磁头焊盘尺寸及它们的空间位置如图4所示。
图4 焊接部位空间位置示意图Fig14 Space sketch map between slider and suspension 图中:WM为磁头焊盘的宽度;L M为磁头焊盘的长度;DM-S为磁头焊盘底线到悬挂线焊盘上表面的垂直距离;DS-M为悬挂线焊盘底线到磁头焊盘表面的垂直距离;LS为悬挂线焊盘的长度;W S为悬挂线焊盘的宽度。