Discos Duros

 

 


SISTEMAS INFORMÁTICOS MULTIUSUARIO Y EN RED

 

 

TRABAJO SOBRE DISCOS DUROS

 

 

Luis Pérez Mompeán

Emilio José Fernández Rey

 

 

 

 


ÍNDICE:

 

1 - COMPONENTES FÍSICOS DE UN DISCO DURO:

·       Discos

·       Cabezas

·       Eje

·       Actuador

·       Cilindros

·       Pistas

·       Sectores

·       Funcionamiento global de Los componentes del disco duro

2 - UN POCO DE HISTORIA:

·       Interfaces MFM Y RLL

·       Interfaz ESDI

·       Interfaz IDE

·       Interfaz EIDE

3 - LA LIMITACIÓN DE LOS 528 MEGABYTES EN EL INTERFAZ IDE :

4 - EL BUFFER DE DATOS :

5 - EL ESTANDAR SCSI :

·       SCSI - 1

·       SCSI - 2

·       Fast SCSI - 2

·       Fast/Wide SCSI - 2

·       Ultra SCSI

6 - SISTEMAS DE PROTECCIÓN ANTE FALLOS :

·       Disk Striping

·       Disk Mirroring

·       Disk Duplexing

·       Disk Striping with Parity

·       Sector Sparing

7 - FUNCIONAMIENTO DE UN DISCO DURO :

8 - FABRICACION DE DISCOS DUROS :

·          Sustrato

·          Texturing

·          Cleaning

·          Sputter deposition

·          Buff

·          Prueba

 

 

 

El disco duro es ese componente del ordenador que nos permite guardar enormes ficheros y tener instalados cientos de programas. Sin embargo, pocas veces nos damos cuenta de la complicada tecnología que existe dentro de uno de esos dispositivos de escasos milímetros de ancho. A lo largo de este trabajo vamos a intentar explicar de una forma clara y sencilla cómo funcionan estas pequeñas unidades que tan necesarias son en los ordenadores de hoy en día.

 

 

1 - COMPONENTES FÍSICOS DE UN DISCO DURO:

 

 

LOS DISCOS (Platters)

Están elaborados de compuestos de vidrio, cerámica o aluminio finalmente pulidos y revestidos por ambos lados con una capa muy delgada de una aleación metálica. Los discos están unidos a un eje y un motor que los hace guiar a una velocidad constante entre las 3600 y 7200 RPM.

Convencionalmente los discos duros están compuestos por varios platos, es decir varios discos de material magnético montados sobre un eje central. Estos discos normalmente tienen dos caras que pueden usarse para el almacenamiento de datos, si bien suele reservarse una para almacenar información de control.

 

LAS CABEZAS (Heads)

Están ensambladas en pila y son las responsables de la lectura y la escritura de los datos en los discos. La mayoría de los discos duros incluyen una cabeza Lectura/Escritura a cada lado del disco, sin embargo algunos discos de alto desempeño tienen dos o más cabezas sobre cada superficie, de manera que cada cabeza atiende la mitad del disco reduciendo la distancia del desplazamiento radial. Las cabezas de Lectura/Escritura no tocan el disco cuando este e sta girando a toda velocidad; por el contrario, flotan sobre un cojín de aire extremadamente delgado(10 millonésima de pulgada). Para comparación un cabello humano tiene cerca de 4.000 micropulgadas de diámetro. Esto reduce el desgaste en la superficie del disco durante la operación normal, cualquier polvo o impureza en el aire puede dañar suavemente las cabezas o el medio.

Su funcionamiento consiste en una bobina de hilo que se acciona según el campo magnético que detecte sobre el soporte magnético, produciendo una pequeña corriente que es detectada y amplificada por la electrónica de la unidad de disco.

 

EL EJE

Es la parte del disco duro que actúa como soporte, sobre el cual están montados y giran los platos del disco.

 

"ACTUADOR" (o impulsor)

Es un motor que mueve la estructura que contiene las cabezas de lectura entre el centro y el borde externo de los discos. Un "actuador" usa la fuerza de un electromagneto empujado contra magnetos fijos para mover las Head Stack Assembly a través del disco. La controladora manda más corriente a través del electromagneto para mover las cabezas cerca del borde del disco. En caso de una perdida de poder, un resorte mueve la cabeza nuevamente hacia el centro del disco sobre una zona donde no se guardan datos. Dado que todas las cabezas están unidas al mismo HSA ellas se mueven al unísono.

 

CILINDROS (cylinders)

El par de pistas en lados opuestos del disco se llama cilindro. Si el HD contiene múltiples discos (un número n), un cilindro incluye todos los pares de pistas directamente uno encima de otra (2n pistas).

Los HD normalmente tienen una cabeza a cada lado del disco. Dado que las cabezas de Lectura/Escritura en el HSA están alineadas unas con otras, la controladora puede escribir en todas las pistas del cilindro sin mover el HSA. Como resultado los HD de múltiples discos se desempeñan levemente más rápido que los HD de un solo disco.

Es una pila tridimensional de pistas verticales de los múltiples platos. El número de cilindros de un disco corresponde al número de posiciones diferentes en las cuales las cabezas de lectura/escritura pueden moverse.

 

 

PISTAS (tracks)

Un disco de un HD esta dividido en delgados círculos concéntricos llamados pistas.

Las cabezas se mueven entre la pista más externa ó pista cero a la mas interna. Los HD recientes tienen aproximadamente 10.000

 Es la trayectoria circular trazada a través de la superficie circular del plato de un disco por la cabeza de lectura / escritura. Cada pista está formada por uno o más Cluster.

Pistas por superficie (densidad de área 1.74 Gigabits/pulgada2).

 

SECTORES (sectors)

Un byte es la unidad útil más pequeña en términos de memoria. Los HD almacenan los datos en pedazos gruesos llamados sectores. La mayoría de los HD usan sectores de 512 bytes. La controladora del HD determina el tamaño de un sector en el momento en que el disco es formateado. Algunos modelos de HD le permiten especificar el tamaño de un sector.

Cada pista del disco esta dividida en 1 ó 2 sectores dado que las pistas exteriores son más grandes que las interiores, las exteriores contienen mas sectores.

 

FUNCIONAMIENTO GLOBAL DE LOS COMPONENTES DEL DISCO DURO :

Conforme a la estructura física, un disco duro esta formado por una serie de platos de material sensible a los campos magnéticos. Cada uno de estos platos posee dos caras que a su vez estan divididas en pistas y estas en sectores. Estas superficies tienen un movimiento de rotación; sobre ellas se desplazan las cabezas de lectura/escritura que son las encargadas de crear los campos magnéticos. Estos campos magnéticos podrán luego ser decodificados como niveles lógicos o lo que llamamos generalmente bits.

A otro nivel tenemos que referirnos a la constitución lógica del disco. Para agrupar el conjunto de bits en estructuras de datos que tengan significado dentro del maremagnum de efectos magnéticos que existen en el interior del equipo, hay que efectuar una organización de la forma en que se almacena la información.

En primer lugar el disco se divide en pistas, que son anillos concéntricos en los que se almacenan los datos en cada plato. Cada pista a su vez, se divide en sectores cuyo tamaño típico es de 512 bytes. Los sectores se agrupan en clusters o unidades de asignación, y es muy importante destacar que un cluster es la mínima unidad de lectura/escritura de un disco. Si tenemos un tamaño de asignación de 32 kb y damos la orden de guardar un fichero de 8 kb, en realidad ocupara los 32 kb mencionados.

 

 

 

 

2 - UN POCO DE HISTORIA:

 

Vamos a repasar brevemente la historia de los discos duros : desde los inmensos, lentos y pesados discos de 20 Mb hasta los últimos de varios gigabites, velocidades supersónicas y tamaños diminutos.

 

INTERFACES MFM Y RLL :

Los modelos iniciales de discos duros se basaban en los interfaces MFM (Modified Frecuency Modulation) y RLL (Run Lenght Limited), que son dos tipos de almacenar la información binaria. Ambos eran gestionados por la controladora ST506 creada por la empresa Seagate.

Estas primeras unidades poseían tres conectores : uno de alimentación presente todavía en los modelos actuales, uno de control que se encargaba de gestionar la posición de los cabezales y otro de datos que llevaba la información desde y hacia la controladora.

En ambos tipos de discos la velocidad de rotación es de 3600 revoluciones por minuto, pero se diferencian en otros aspectos:

·       RLL permite almacenar un 50% más de datos que MFM debido a una mayor densidad en la grabación de los datos, es decir, que a igual superficie habrá más datos en un disco RLL que en un MFM.

·       La tasa de transferencia de datos en los discos MFM es de 500 Megabits/s, mientras que en los RLL sube hasta los 750 Megabits/s.

·       En cuanto a la capacidad, los discos MFM solían tener unos 40 Mb como máximo, mientras que los RLL llegaban hasta los 120 Mb.

En estos discos era muy importante, antes de apagar el ordenador, ejecutar un programa que llevaba las cabezas del disco hasta una pista en la que no hubiera datos para no dañarlos en el caso de que el equipo recibiera golpes, vibraciones, fuera transportado… actualmente, esta función la realizan las propias unidades de disco al apagar el equipo, por lo que no hay que preocuparse de este aspecto.

 

INTERFAZ ESDI :

Las siglas ESDI quieren decir Enchanced Small Devices Interface, es decir : interfaz mejorada para dispositivos pequeños. En este caso, los avances consistieron en que parte de la controladora se integraba dentro de la propia unidad de disco duro y en la creación de un buffer de sectores que permitía transferir pistas completas en un único giro del disco. Esto hizo aumentar la tasa de transferencia hasta los 10 megabits/s y la capacidad hasta un máximo de 630 Mb.

El problema de este interfaz es que no estuvo muy extendido, pues apenas lo emplearon algunos grandes fabricantes como IBM, y se le considera un paso intermedio hasta la llegada del interfaz IDE.

 

INTERFAZ IDE :

El interfaz IDE (Integrated Drive Electronics) fue creado por la marca Western Digital por encargo de la firma Compaq para una nueva serie de ordenadores personales. Lo que Compaq pretendía era reducir el tamaño de los equipos informáticos, pero a la vez mantener la compatibilidad con la antigua controladora ST506, así que en este caso, se decidió que la controladora estaría totalmente integrada en la propia unidad de disco duro, por lo que la conexión al ordenador se reducía a sólo dos conectores : el de alimentación y otro de datos de 40 pines de ancho que se conectaba directamente al bus del sistema mediante un cable plano  y que se encargaba tanto de la gestión de la posición de los cabezales sobre el disco como del intercambio de datos entre la unidad y la memoria.

La tasa de transferencia de las unidades IDE subió hasta los 4 Mb/s, pero su mayor ventaja era la simplificación en la instalación, configuración y mantenimiento de las unidades de disco duro.

Sin embargo, con el tiempo aparecieron una serie de limitaciones en la interfaz IDE : la tasa de transferencia de datos se iba quedando corta para el software que se estaba desarrollando, sobre todo debido a la proliferación de entornos gráficos como Windows u O/S-2. Otro problema es que tan sólo podían coexistir dos unidades IDE en el sistema, configurando una como maestra (que tendrá preferencia en el acceso a los datos) y la otra como esclava (que irá a remolque de la maestra, por lo que se suele dejar para el dispositivos más lento de los dos). Además, la capacidad de estas unidades no solía exceder los 528 Mb (en parte porque debido a limitaciones de la BIOS no se podía superar esta capacidad sin tener que recurrir a programas residentes en memoria u otras estrategias). Debido a todo ello se desarrollo el interfaz EIDE.

Los dispositivos IDE poseen dos modos de transferencia de datos : el modo PIO 1 y 2 (Programmed Input-Output) que llega a unos 4 Mb/s de transferencia y el DMA (Direct Memory Acess), que alcanza solamente 2 ó 3 Mb/s. También existen otros modos más novedosos de transmisión de datos, como BusMasterDMA, que llega hasta los 16 Mb/s y libera al procesador central de la mayoría de los cálculos necesarios para la transmisión de la información, ocupándose de ellos los chips de la placa base del equipo y el UltraDMA, que llega hasta los 33’3 Mb/s.

 

 

 

INTERFAZ EIDE :

También conocido como Enchanced IDE (IDE Mejorado). Fue propuesto por Western Digital y estas unidades siguen aumentando su capacidad en estos momentos, pudiéndose encontrar unidades de más de 20 Gigabites y tasas de transferencia de hasta 66 Mb/s, aunque en sus inicios eran de unos 10 Mb/s.

También se dejó atrás la limitación de los 528 Mb de capacidad mediante modificaciones de la BIOS y la limitación de sólo dos unidades instalables en el sistema, aumentando esta cifra a cuatro unidades mediante el empleo de la dirección de memoria 170h y la IRQ15, que fueron incluidos desde el diseño del primer PC, pero que nunca fueron utilizados hasta la fecha. Esta configuración permitió que la interfaz EIDE no se limitara solamente a discos duros, sino que también se podían conectar a ella CD-ROMs, dispositivos de cinta…

Los modos de transferencia del interfaz EIDE son los PIO 3 y 4, que llegaban a 11 y 13 Mb/s y el MultiWordDMA 1 y 2. Las unidades que cumplen con los modos PIO 3 y MultiWordDMA 1 se las conoce con el nombre de FastATA, y a las que poseen modos PIO 4 y MultiWordDMA 2 se las conoce como FastATA-2.

De cualquier modo, estas tasas de transferencia son medidas teóricas de picos momentáneos que se pueden alcanzar en la transmisión de la información, y en un uso normal del disco, esta tasa de transferencia se reduce aproximadamente a un 40% ó como mucho a un 50% del valor teórico.

 

 


3 - LA LIMITACIÓN DE LOS 528 MEGABYTES EN EL INTERFAZ IDE :

 

Los problemas de la instalación de discos IDE mayores de 528 Mb tiene la siguiente explicación :

El interfaz IDE actua conjuntamente con la BIOS del ordenador para el intercambio de la información, por lo que ambos deben estar totalmente compenetrados para realizar este trabajo de una manera correcta y sin errores.

La norma IDE para discos duros acepta discos de una capacidad altísima, pues soporta un máximo de 65536 cilindros, 16 cabezas y 255 sectores por pista, lo que da una capacidad de unos 137 Gb.

Sin embargo, las BIOS de los PCs algo antiguos (386 y la mayoría de los 486) soporta sólo 1024 cilindros, 255 cabezas y 63 sectores por pista.

Para que los dos sistemas sean compatibles, debemos hacer el mínimo común multiplo de estos tres factores, por lo que la capacidad máxima de un disco IDE viene dada por 1024 cilidros (el máximo de la BIOS), 16 cabezas (máximo del estandar IDE) y 63 sectores por pista (valor máximo de la BIOS). Todo esto es lo que nos va a limitar la capacidad del disco a sólo 528 Mb.

Las BIOS que sean algo más modernas, trabajarán con el modo LBA (Logical Block Adressed), que “traduce” el sistema de cilindros, cabezas y sectores a otro esquema comprensible por el ordenador. Si la BIOS no posee este modo, debemos implantarlo mediante un programa residente en memoria que se cargará nada más arrancar el ordenador.

 

 

4 - EL BUFFER DE DATOS :

 

Los discos duros poseen un buffer de memoria en el que almacenan los últimos sectores leidos. El tamaño de este buffer puede ir desde los 2 Kb hasta los últimos modelos de discos duros, en los que puede alcanzar 1 Mb o más.

Cuanto mayor sea este buffer, más estable y rápida será la transferencia de datos, pues ante una orden de lectura de información, el disco puede ir “guardando” los datos en el buffer y luego la memoria principal los irá “recogiendo” a medida que le vayan haciendo falta.

Esta memoria buffer es absolutamente imprescindible en el caso de utilizar aplicaciones que hagan un uso intensivo de los datos, tales como el tratamiento de sonido, grabación de CD-ROM… un fallo en la transmisión de los datos que estemos tratando en ese momento dará al traste con todo nuestro trabajo; apareciendo indeseables pausas y cortes en el sonido o quedando el CD que estábamos grabando totalmente inservible.

 

 

5 - EL ESTANDAR SCSI :

 

La interfaz SCSI, que quiere decir “Small Computer System Interface” se ha considerado siempre como una opción para los profesionales que necesitan altas velocidades de transferencia de datos, fiabilidad y estabilidad en la transmisión de la información. La principal razón para pensar esto es su precio, pues cualquier dispositivo SCSI es bastante más caro que su versión IDE.

La norma SCSI no depende del bus del sistema, pues va por un bus propio, que es lo que la otorga su tradicional rendimiento y fiabilidad. Además, cada discpositivo SCSI tiene su propia memoria ROM en la que almacena sus parámetros sin depender de la BIOS del sistema.

También, a diferencia de los sistemas EIDE, podemos conectar hasta 7 dispositivos en cadena en las versiones más sencillas de el interfaz SCSI (y hasta 15 dispositivos en las más avanzadas). Esto no se limita a discos duros, pues hay una amplia gama de periféricos SCSI como scanners, grabadoras de CD-ROM…

Vamos ha ver ahora como ha ido evolucionando la norma SCSI a lo largo del tiempo :

·       SCSI - 1 : Lograba una tasa de transferencia de unos 3 Mb por segundo y poseía un bus de datos de 8 bits de ancho. Como todas las normas SCSI de 8 bits, permitía conectar hasta 7 dispositivos en el mismo bus.

·       SCSI - 2 : Poseía mejoras de la cahé y el control de los dispositivos, con lo que la tasa de transferencia subió hasta los 5 Mb por segundo manteniéndose la anchura del bus de datos en 8 bits.

·       Fast SCSI - 2 : La tasa de transferencia se dobla hasta alcanzar los 10 Mb/s, pero se mantienen los 8 bits de datos.

·       Fast/Wide SCSI - 2 : En esta nueva norma se amplía la anchura del bus de datos hasta los 16 bits, con lo que ya podemos conectar hasta 15 dipositivos en el mismo bus SCSI y se aumenta la tasa de transferencia hasta los 20 Mb/s.

·       Ultra SCSI : Esta norma transfiere la información a 40 Mb/s en su versión de 16 bits y a 20 Mb/s en 8 bits. La novedad de esta versión consiste en la inclusión de la especificación SCAM, que ahorra al usuario la dificultad de configurar cada periférico de la cadena SCSI.

 

 

 

 

6 - SISTEMAS DE PROTECCIÓN ANTE FALLOS :

 

Uno de los sistemas más comúnmente empleados para evitar la pérdida de datos en un disco duro consiste en la aplicación de una técnica conocida como RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks), y que podemos traducir como “matriz redundante de discos baratos”, y que consiste simplemente en que la información está contenida en varios discos replicas exactas unos de otros. De esta manera, si uno de los discos falla, siempre tendremos uno o más de uno con una copia de la información, por lo que no habrá pérdida de datos ni necesidad de parar el sistema con la pérdida de tiempo y dinero que eso conlleva.

Otros modos de protección ante fallos son :

1.    Disk Striping, (que divide la información en bloques de 64 Kb y los “dispersa” por el disco, lo que minimiza la pérdida de datos en el caso de que se dañe alguna zona del disco duro).

2.    Disk Mirroring (que se basa en el sistema RAID y consiste en crear una copia idéntica del disco duro en otro disco secundario).

3.    Disk Duplexing (que es similar al Disk Mirroring, pero con la adición de una controladora para el disco secundario y así reducir el tráfico de datos).

4.    Disk Striping with Parity (igual que el Disk Striping, pero que además añade información de paridad para una mayor integridad de los datos del disco).

5.    Sector Sparing (que consiste en que cuando el ordenador detecta un sector defectuoso, extrae la información de dicho sector, la graba en otro sector válido y marca el sector dañado como no válido para no volver a escribir en él).

 

 


7 - FUNCIONAMIENTO DE UN DISCO DURO :

 

1.       Una caja metálica hermética protege los componentes internos de las partículas de polvo

 

2.       En la parte inferior de la unidad, una placa de circuito impreso, la placa lógica, recibe comandos del controlador de la unidad, el cuál es controlado por el sistema operativo. La placa lógica convierte estos comandos en fluctuaciones de tensión que obligan al actuador de las cabezas a moverlas a lo largo de las superficies de los discos. La placa también se asegura de que el eje giratorio que mueve los discos de vueltas a una velocidad constante y de que la placa le indique a las cabezas de la unidad, en que momento deben leer y escribir en el disco. En un disco IDE (Electrónica de Unidades Integradas), el controlador de disco forma parte de la placa lógica de la unidad.

 

3.       Un eje giratorio conectado a un motor eléctrico hacen que los discos revestidos magnéticamente giren a varios miles de vueltas por minuto. El numero de discos y la composición del material magnético que los recubre determinan la capacidad de la unidad.

 

4.       Un actuador de las cabezas empuja y tira del grupo de brazos (HSA) de las cabezas de lectura/escritura a lo largo de las superficies de los platos con suma precisión. Alinea las cabezas con las pistas que forman círculos concéntricos sobre la superficie de los discos.

 

5.       Las cabezas de lectura/escritura unidos a los extremos de los brazos móviles se deslizan a la vez por las superficies de los discos giratorios. Las cabezas escriben en los discos los datos procedentes del controlador de disco alineando las partículas magnéticas sobre las superficies de los discos; las cabezas leen los datos mediante la detección de las polaridades de las partículas ya alineadas.

 

6.       Cuando el usuario o su software le indican al sistema operativo que lea o escriba un archivo, el sistema operativo ordena al controlador del HD que mueva las cabezas de lectura y escritura a la tabla de asignación de archivos de la unidad, o FAT en DOS. El sistema operativo lee la FAT para determinar en que cluster del disco comienza un archivo preexistente, o que zonas del disco están disponibles.

 

7.       Un único archivo puede diseminarse entre cientos de cluster independientes dispersos a lo largo de varios discos.

 

Una vez que los datos de la FAT han pasado de nuevo al sistema operativo a través del sistema electrónico de la unidad y del controlador del HD, el sistema operativo da instrucciones a la unidad para que omita la operación de las cabezas de lectura/escritura a lo largo de la superficie de los discos, leyendo o escribiendo los cluster sobre los discos que giran después de las cabezas.

Después de escribir un nuevo archivo en el disco, el sistema operativo vuelve a enviar las cabezas de lectura/escritura a la FAT, donde elabora una lista de todos los cluster del archivo.

 

 

8 - FABRICACION DE DISCOS DUROS :

 

El proceso de fabricación de una unidad de disco duro consta de 5 pasos :

 

            1 - SUSTRATO

Los sustratos están la mayoría de las veces hechos de una aleación Al-Mg 5086 (95.4% Al, 4% Mg y 0.15% Cr). Las dimensiones y tolerancias están permanentemente siendo examinadas, pero en general la industria ha establecido diámetros y gruesos estándar. No hace mucho, las unidades de 5.25 pulgadas tenían el tamaño mas común en estaciones de trabajo y Pc's. Hoy, 3.5 y 2.5 pulgadas son los tamaños estandar. La densidad de área es la cantidad de información almacenada por unidad de área y este es el resultado de los avances, grabar mucho mas por pulgada cuadrada, reduciendo el tamaño del dispositivo y aumentando su capacidad.

Una vez que la película de Al-Mg ha tomado forma y tamaño, el siguiente paso es aplicar una capa Ni-P. Esta capa se deposita por un proceso de enchapado sin electricidad y sirve al propósito de proveer un material duro que pueda ser altamente pulido y es relativamente libre de defectos. La composición de la capa afecta a muchas características, incluyendo la naturaleza amorfa deseada de la película. si se permite que se cristalice, el Ni posee su propio momento magnético de red y destruye las características magnéticas de la capa delgada activa. Hay que poner un  gran cuidado en este proceso para controlar el estrés en la película que pueda producir torsión o curvatura. El Ni-P (10%) típicamente agrega varios micrones y entonces una fracción se remueve en el proceso de pulimentado para obtener un alto grado de limpieza.

El grueso del disco esta estandarizado mientras que el diámetro define sobre todo las dimensiones de la unidad, el grueso es critico para la capacidad volumétrica o cuanto se puede almacenar por caja. A veces la industria ha sido capaz de reducir el grueso del sustrato lo suficiente para incrementar el numero de platos o discos con una altura de dispositivo dada.

Se espera que en el futuro, sustratos alternativos al aluminio puedan generar características superiores como mayor dureza y alta capacidad, además de mayor homogeneidad de la superficie para obtener discos con una mejor resistencia a daños, menor tamaño y superficies mas limpias.

 

2 - TEXTURING

Es el proceso de crear una cantidad controlada de aspereza sobre el sustrato. La textura tiene tres razones básica:

- Estabilizar con las líneas la cabeza cuando vuela sobre el disco

- Las líneas crean crestas y valles que reducen el área de contacto entre la cabeza y el disco

- Las líneas proveen una dirección de orientación de tal forma que las señales de lectura sean uniformes.

El texturing se realiza por medio de una banda transportadora que permite por medio de goteo agregarle a la película una mezcla o suspención abrasiva de carburo de silicio o de polvo de diamante. El equipo de texturing provee la acción mecánica a través de la rotación del disco, un eje de oscilación, carga de presión de un rodillo y tiempo de proceso. Ahora se esta investigando la realización del texturing con tecnología láser.

 

3 - CLEANING

Este proceso se presenta de varias formas durante toda la elaboración del disco. Principalmente se destaca en los discos que reciben texturing mecánico para remover los abrasivos que se usaron para producir la rugosidad de la superficie. Muchos pasos acuosos o ultrasónicos pueden ser necesarios así como aditivos especiales. Se debe notar que la superficie esta constituida inicialmente de níquel (Ni), y por lo tanto puede ser altamente reactivo a ciertas sustancia químicas y condiciones. Estas reacciones pueden fuertemente influenciar los defectos de superficie (bits de error) también como desempeño mecánico de producto terminado.

 

4 - SPUTTER DEPOSITION.

A continuación se procede a depositar tres capas, las cuales constituyen la esencia de los discos de películas delgadas. Después de que la dura superficie de Ni-P es pulida, restaurada y limpiada; una subcapa de cromo Cr, seguida por una capa magnética de aleación de cobalto Co y una cobertura de carbón.

La subcapa cumple la función de mejorar las condiciones magnéticas de la capa central de aleación de Co, lo cual no se obtendría muy satisfactoriamente si se depositará directamente sobre el enchape de Ni-P .

Los materiales ferromagnéticos que se utilizan en la capa magnéticas son principalmente tres aleaciones basadas en cobalto: CoCrTa, CoPtCr y CoPtNi. La adición de cromo reduce la corrosión potencial.

La última capa tiene un propósito protector para aumentar la durabilidad del disco, como el lubricante y barrera de corrosión. El material más utilizado para este fin es el carbón hidrogenado.

Este proceso se realiza en un ambiente de presión reducida, utilizando iones de gas argón que han sido acelerados por alto voltaje para lograr un medio optimo en el procedimiento de deposición de las capas que se logra por medio del bombardeo de un haz de electrones que impacta sobre la película a través de un cátodo.

 

5 - BUFF

La lubricación de la película del disco se conoce como Buff y es la aplicación uniforme de un fluido sobre la capa de carbón; tiene un control minucioso en cuento a la cantidad o tolerencias permitidas, pues esto se refleja en el desempeño del movimiento de la cabeza sobre el disco para controlar la fricción de tal forma que se eviten daños sobre su superficie. Los fluorocarbonos compuestos básicamente de carbón, floruro y oxigeno son los mayormente aplicados para lograr alta lubricidad y protección.

 

6 - PRUEBA

La prueba del producto realizado tiene dos partes principales, la prueba magnética y la de confiabilidad :

La prueba magnética comienza por un gruñido que realiza una cabeza con forma de diamante para remover cualquier aspereza que encuentre sobre la superficie del disco, a un sub-micro nivel. Luego prosigue la prueba de la altura de vuelo o deslizamiento de la cabeza por medio de una cabeza calibrada que mide a través del disco en movimiento, lo requerimientos mínimos y en caso de no cumplirse estos el material es descartado.

Después se certifica el disco por medio de la escritura y la lectura de algunos datos que permiten medir parámetros como amplitud, resolución y sobreescritura.

La prueba de confiabilidad consiste en hacer múltiples pruebas de arranque y parada a través de diferentes estados o condiciones de temperatura, humedad y velocidad. La interfaz cabeza-disco experimenta hasta 10.000 contactos y giro de billones de revoluciones para efectos de monitorización.

 

 

Bien hecho, podrían haber hablado de otros temas, pero queda un trabajo muy completo