硬盤發(fā)展背景及硬盤制造過程(組圖)
硬盤(港臺稱之為硬碟,英文名:Hard Disc Drive 簡稱HDD 全名 溫徹斯特式硬盤)是電腦主要的存儲媒介之一,大家都知道硬盤是比較精密的電腦部件,很多時候硬盤出了故障,我們都只能尋求專業(yè)的硬盤維修人員進(jìn)行開盤維修,那么這么精密的電子產(chǎn)品是怎么制造生產(chǎn)出來的呢?下面我們就來說說硬盤的技術(shù)發(fā)展和硬盤制造過程。
1957年IBM公司研制成功的IBM 350(RAMAC)是第一臺真正意義上的硬盤存儲器。它由許多片直徑為61厘米的盤片組成,盤片由一臺電動機(jī)帶動,只有一個磁頭,磁頭上下前后運(yùn)動起來尋找要讀寫的磁道,和現(xiàn)在的硬磁盤機(jī)幾乎沒有什么根本性的差別,它的體積很大,但存儲 容量只有5MB。2000年8月,IBM公司發(fā)布了目前體積最小的硬盤Micordriver,盤片直徑大約是2.54厘米,而存儲容量卻達(dá)到了2000MB。相比之下,磁盤技術(shù)的發(fā)展真的是突飛猛進(jìn)。真正意義上的硬盤發(fā)展的歷程碑應(yīng)該是1973年,IBM 3340硬盤開始應(yīng)用的溫徹斯特技術(shù),這種技術(shù)在1976年的IBM 3350逐漸成熟,它的出現(xiàn)使硬磁盤進(jìn)入一個黃金時代。
溫徹斯特技術(shù)的主要內(nèi)容有:1.磁頭、盤片、主軸等運(yùn)動部分密封在一個殼體中,形成一個頭盤組合件(HDA),與外界環(huán)境隔絕,避免了灰塵的污染。2.采用小型化輕浮力的磁頭浮動塊,盤片表面涂潤滑劑,實行接觸起停。即平常盤片不轉(zhuǎn)時,磁頭?吭诒P片上,當(dāng)盤片轉(zhuǎn)速達(dá)一定值時,磁頭浮起并保持一定的浮動間隙。這樣簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu),縮短了起動時間。采用溫徹斯特技術(shù),磁頭與磁盤是一一對應(yīng)的,磁頭讀出的就是它本身寫入的,信噪比等等都比可換的要好,因此存儲密度提高了,存儲容量也增加了。
最早把溫徹斯特技術(shù)放在小型驅(qū)動器上的依舊是IBM,其62-PC,首次采用直徑為20.3厘米的盤片。此后CDC公司、NEC公司開始生產(chǎn)20.3厘米的硬盤驅(qū)動器。 1980年Shugart公司首先制成13.3厘米硬盤驅(qū)動器,體積的更小型化,但其容量只有6MB。1983年,Rodime公司也制成了13.3厘米的硬盤驅(qū)動器,容量也僅有6MB左右。
硬盤另外一個發(fā)展里程碑就是使用濺射工藝來生產(chǎn)連續(xù)介質(zhì),這樣就讓硬盤的密度進(jìn)一步增大,為提高硬盤的存儲空間奠定了良好的基礎(chǔ)。1991年IBM首次實現(xiàn)了1Gbit/英寸的密度,1992年日立公司則達(dá)到2Gbit/英寸,1997年又是IBM公司領(lǐng)先一步,得到了11.6Gbit/英寸的實驗結(jié)果。1998年Seagate公司實現(xiàn)了16.3Gbit/英寸的密度,1999年IBM又推出了更加大的27.6Gbit/英寸,而且這個趨勢還有提高。
了解了硬盤的技術(shù)發(fā)展背景,我們再來看看硬盤的制造生產(chǎn)流程:
相信所有人都知道,硬盤中磁頭同盤片之間的距離很小,一半來說只有十萬分之一厘米,這個距離比灰塵來得更小。因此生產(chǎn)硬盤必須在超塵的情況下進(jìn)行。以上就是Seagate硬盤廠的質(zhì)檢車間,這里的廠房里顯得非常干凈,而且所有工作人員必須穿上防塵服才能進(jìn)入。
以上則是硬盤的自動裝配生產(chǎn)線,為了保持潔凈,一般來說這里操作的工人都比較少。不過我們有幸仔細(xì)看了一下硬盤的實際制造過程。
這個就是已經(jīng)制造好的硬盤底座,背后就是線路板,這個當(dāng)然在剛才就已經(jīng)做好了。
驅(qū)動器中需要安裝的設(shè)備主要是:磁盤、磁頭、液態(tài)軸承(FDB)馬達(dá)等,不過這些部件的裝配必須在無塵情況下進(jìn)行。并且安裝硬盤的時候氣壓有個絕對值,如果不在這個情況下安裝,硬盤的可靠性就得不到保障。另外上面的圖片就是已經(jīng)安裝好液態(tài)軸承馬達(dá)的情況,由于處于商業(yè)機(jī)密,我們無法把安裝馬達(dá)的情況拍攝出來。
這個運(yùn)送磁盤的裝置,其中可以容納25張磁盤,通過機(jī)械臂把需要的磁盤裝配的硬盤中。
以上就是機(jī)械臂正在自動裝填磁盤的情況,這一切都無需人為干預(yù)。
機(jī)械臂正在把磁盤裝配到硬盤底座中的液態(tài)軸承馬達(dá)上(先于磁盤安裝)。當(dāng)然磁盤是否水平我們不用擔(dān)心,機(jī)械臂會自動進(jìn)行水平位置的調(diào)節(jié)。
這道工序就是進(jìn)行磁頭的裝配,由于磁頭和磁盤的精密性,所有這道工序是整個硬盤安裝中最復(fù)雜的,我們看到硬盤被放置在一個精確定位的裝置中進(jìn)行磁頭裝配。
一旦所有內(nèi)部零件被安裝好后,硬盤就基本成形了,之后就是把硬盤“蓋”起來。同樣這里的一切裝配工作都是有流水線自動完成的。當(dāng)硬盤被密封好后,就不必待在超塵的空間中了。之后就別送到最后收尾車間了。(這里無須超塵)
技術(shù)人員正在給硬盤上螺絲,同樣這里的要求很嚴(yán)格,所有線路板都被有機(jī)玻璃隔離覆蓋,這樣就保證線路板不會收到靜電的威脅,由于隔離的玻璃上面有定位空,這樣裝配起來更加不會出錯了。
接著就是為線路板覆蓋泡沫屏蔽層,主要是為了防止靜電和控制噪音。
這才是真正最后的一步,給硬盤裝上底蓋,主要是進(jìn)一步控制噪音,并且保護(hù)內(nèi)部的原器件。當(dāng)然完成這一步后,還需要為硬盤貼上標(biāo)識,然后進(jìn)行質(zhì)檢,最后當(dāng)然就是出廠上市銷售啦。