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Web Seminar

Messung von Festplatten

Fortschritte in der Festplattentechnologie definieren die Grenzen bei der Produktion von Datenträgern immer wieder neu. 

Messung von Festplattenleseköpfen

Die aktuellen Fortschritte in der Festplattentechnologie, die aufgrund des Bedarfs an höherer Datendichte auf immer kleineren Datenträgern gemacht wurden, bedeuten...

Stufenhöhe

Eine präzise und wiederholbare Messung der Stufenhöhe ist für viele Hi-Tech-Anwendungen erforderlich.

MEMS und Nanotechnologie

Mikro-Elektro-Mechanische Systeme (MEMS) werden heute in zahlreiche Anwendungen eingesetzt, wie z.B. für Druck- und Beschleunigungssensoren, für Mikrospiegel-Displays und Mikro-Flüssigkeitspumpen.

Messung von lasergeätzten Markierungen

Laserätzen wird vorwiegend zur Kennzeichnung von integrierten Schaltkreisen (IC) eingesetzt, da eine mit einem Laser angefertigte Kennzeichnung nicht manipuliert werden kann.

Epiwafer-Messung

Aufgrund der zunehmenden Verwendung elektro-optischer Komponenten, die heute sowohl in der Telekommunikation als auch im Bereich der Displaytechnologien...

IC-Baugruppenmessung

Die Back-End-Prozessmessung ist für die Steuerung der Endqualität von IC-Baugruppen wichtig. Probleme beim IC-Aufbau können zu Verbindungsproblemen führen, wenn die Baugruppe gelötet wird.

Messung von Festplatten

Fortschritte in der Festplattentechnologie definieren die Grenzen bei der Produktion von Datenträgern immer wieder neu. Da die Datendichte ständig zunimmt und Anwender gleichermaßen weniger Fehler erwarten, ist der Bedarf an hochwertigen Messverfahren zur Überwachung und Beschreibung der Datenträgeroberfläche sehr hoch. Taylor Hobson bietet Produkte, die speziell für die Forderung nach hoher Qualität konzipiert sind. Die automatische Beschreibung der Landezonen-Laserstrukturierung, von Kantenfehlern, Datenträger-Oberflächenfehlern sowie der Datenträgerrauheit ist sowohl auf Glas- als auch auf Aluminiumsubstraten möglich.

Messung

Landezone
Viele Festplatten erfordern eine speziell strukturierte Landezone, in der die Köpfe auf der Datenträgeroberfläche geparkt werden können, wenn sie nicht aktiv sind. Diese Zone wird häufig in einem Laserstrukturierungsprozess angefertigt, der mit den Messgeräten des Typs Talysurf CCI überwacht werden kann. Automatisch erfasst werden können: Volumen, Höhe, Dichte und mittlerer Durchmesser einzelner oder ganzer Strukturbereiche.

Kantenfehler
Die häufig als Außendurchmesserfehler bezeichneten Fehler werden in der Regel durch Probleme bei der Datenträgerhandhabung verursacht. Bei einem (auch sehr schwachen) Stoß gegen die Datenträgerkante kann die Verformung der Oberfläche zu Datenfehlern oder zur Unbrauchbarkeit des Datenträgers führen.

Oberflächenfehler
Dieser Begriff beschreibt eigentlich eine ganze Gruppe von Problemen, die zu Fehlern in den aufgezeichneten Daten führen können, da sie eine Vertiefung oder Erhöhung auf der Oberfläche bewirken. Diese Fehler können durch Delaminierung, Einschlüsse und Kontaktschäden verursacht werden. Das Messgerät des Typs Talysurf CCI kann diese Fehler erfassen, und zwar selbst dann, wenn ihr Seitenmaß nur ein Bruchteil eines Mikrometers beträgt und ihr vertikales Maß unterhalb des Nanometerbereichs liegt.

Datenträgerrauheit
Dieser Parameter muss überwacht werden, da er einer der entscheidenden einschränkenden Faktoren für die Kopfhöhe ist. Durch Reduzierung der Datenträgerrauheit kann die Höhe und somit der magnetische Abstand verringert werden, der für eine hohe Datendichte auf der Festplatte erforderlich ist.

Messung von Festplattenleseköpfen

Die aktuellen Fortschritte in der Festplattentechnologie, die aufgrund des Bedarfs an höherer Datendichte auf immer kleineren Datenträgern gemacht wurden, bedeuten, dass bei Leseköpfen von heute wesentlich engere Toleranzen eingehalten werden müssen. Werden die geometrischen Toleranzen eines Lesekopfes extrem reduziert, kann dieser näher an die Datenträgeroberfläche gelangen. Damit wird der magnetische Abstand kleiner und eine höhere Datendichte wird erzielt.

Messung

Festplattenlesekopfebenheit
Ein entscheidender begrenzender Faktor für die Datenspeicherdichte einer Festplatte ist die Höhe des schwebenden Magnetkopfes. Deutlich beeinträchtigt wird diese durch die sehr kleine Krümmung der Luftlagerfläche (ABS) der Lesekopfseite, die dem Datenträger zugewandt ist. Daher muss die ABS-Krümmung bis in den Nanometerbereich und darunter begrenzt werden. Durch Messen der einzelnen Parameter Zenit, Querkrümmung (Wölbung) und Drall können die Festplattenleseköpfe so dimensioniert werden, dass die Toleranz der ABS-Gesamtkrümmung eingehalten werden kann.

Magnetkopfvertiefung (PTR)
Die Begrenzung des Vertiefungsbereichs im Lesekopf ist seit Jahren eine der kritischsten Messaufgaben in der Festplattenindustrie. Jahr für Jahr verringert sich die Größe der PTR-Merkmale, so dass immer engere Fertigungstoleranzen erforderlich sind. Von grundlegender Bedeutung für diese Messungen sind die laterale Auflösung, die Anzahl der Messpunkte, die vertikale Auflösung und die Wiederholbarkeit der Messung.

Stufenhöhe

Eine präzise und wiederholbare Messung der Stufenhöhe ist für viele Hi-Tech-Anwendungen erforderlich. Taylor Hobson bietet eine Reihe von Messgeräten, die für die höchsten Anforderungen im Bereich der Stufenhöhenmessung konzipiert sind. Diese Geräte decken einen Stufenhöhenbereich von unterhalb des Nanometerbereichs bis in den Millimeterbereich bei einer Wiederholbarkeit von unter 0.1 nm ab..

Messung

3D-Stufenhöhe
Ermittlung der Höhendifferenz zwischen zwei Ebenen, die durch zwei Bereiche auf einer Fläche definiert werden. Der erste Bereich ist als Bezug festgelegt. Die Software passt eine mittlere Ebene (Gauß-Ebene) in diesen Bereich ein. Die zweite Ebene wird dann ausgehend von diesem Bereich bestimmt. Neben der mittleren Stufenhöhe, der maximalen und der minimalen Höhe, wird auch die Winkeldifferenz ermittelt.

2D-Stufenhöhe
Hierbei handelt es sich um eine Methode zur Messung der Stufenhöhe bei einfachen geometrischen Formen wie geätzten Linien oder rechteckigen Flächen. Die 2D-Stufenhöhe kann auch zur Messung der Dicke einer frei liegenden Kante eingesetzt werden.

Stufenhöhe nach ISO 5436-1
Beim Vergleichen von Stufenhöhen, die mit unterschiedlichen Messgeräten ermittelt wurden, ist unbedingt eine Standardmessmethode einzuhalten. Die Norm DIN EN ISO 5436-1 beschreibt eine international anerkannte Methode zur Messung der Stufenhöhe. Die vorstehend genannten Messgeräte entsprechen alle dieser Norm

MEMS und Nanotechnologie

Mikro-Elektro-Mechanische Systeme (MEMS) werden heute in zahlreiche Anwendungen eingesetzt, wie z.B. für Druck- und Beschleunigungssensoren, für Mikrospiegel-Displays und Mikro-Flüssigkeitspumpen. MEMS-Geräte erweitern die Fertigungstechniken, die von der IC-Branche zur Herstellung mechanischer Elemente wie Zahnräder, Membranen und Verbindungsträger eingesetzt werden können. Die präzise Messung aller dieser Elemente ist für die Massenfertigung kostengünstiger und hochwertiger MEMS-Geräte von ausschlaggebender Bedeutung.

 

Messung

Rauheit
Die genaue Messung der Rauheit in MEMS-Geräten ermöglicht die Überwachung von Oberflächeninteraktionen, unabhängig davon, ob es sich um Fest/Fest-Interaktionen wie bei Mikro-Zahnradsystemen oder um Fest/Flüssig-Interaktionen wie bei Mikroflüssigkeitspumpen handelt.

Stufenhöhe
Die Überwachung der Stufenhöhe von MEMS-Geräten ist ein wichtiges Leistungskriterium. Neben den Seitenmaßinformationen vermittelt die Stufenhöhe eine gute Einschätzung der Masse, durch die die Schwingungsgrundfrequenz der einzelnen Elemente im Gerät beeinflusst wird.

Seitenmaße
Seitenmaße sind besonders bei der Erfassung von Mikro-Zahnrad- und -Flüssigkeitssystemen wichtig. Die genaue Messung von Volumen und Oberfläche sowie von kritischen Maßen wie Trägerbreite ermöglicht die Beeinflussung des Leistungsverhaltens des gesamten Gerätes.

Messung von lasergeätzten Markierungen

Laserätzen wird vorwiegend zur Kennzeichnung von integrierten Schaltkreisen (IC) eingesetzt, da eine mit einem Laser angefertigte Kennzeichnung nicht manipuliert werden kann. Durch fälschungssichere Kennzeichnungen konnte der IC-Betrug - das Verkaufen von ICs unter falscher Angabe von Geschwindigkeit und Spezifikation - wesentlich reduziert werden.

 

Messung

Stufenhöhe
Da IC-Baugruppen kleiner und dünner geworden sind, hat das Messen der Stufenhöhe der Laserätzung an Bedeutung zugenommen. Die Solltiefe der Laserätzung wird durch zwei Kriterien bestimmt. Zum einen muss sie so tief sein, dass sie eine fälschungssichere Markierung hinterlässt, die von IC-Identifikationssystemen gelesen werden kann. Zum anderen darf sie nicht so tief sein, dass die Schaltkreise auf dem Chip beschädigt werden.

Rauheit
Die Oberflächenbeschaffenheit der Ätzung ist für eine gute Lesbarkeit - durch Maschinen oder das menschliche Auge - von großer Bedeutung. Je rauer die Oberfläche ist, desto mehr Licht wird gestreut, wodurch der Kontrast zwischen der Markierung und ihrer Umgebung verstärkt wird.

Epiwafer-Messung

Aufgrund der zunehmenden Verwendung elektro-optischer Komponenten, die heute sowohl in der Telekommunikation als auch im Bereich der Displaytechnologien üblich sind...

Messung

Oberflächenrauheit
Die Oberflächenstruktur ist für Kunden wie für Lieferanten ein überaus wichtiger Parameter bei der Angabe der Qualität epitaxischer Halbleiter. Angesichts des derzeitigen Trends zu noch kleineren Schaltkreisen auf Wafern werden die Rauheitstoleranzen zunehmend enger. Zur Messung der in nm gemessenen Epiwafer-Oberflächenbeschaffenheit muss ein System mit sehr niedrigem Grundrauschen und sehr hoher Auflösung verwendet werden.

 

IC-Baugruppenmessung

Die Back-End-Prozessmessung ist für die Steuerung der Endqualität von IC-Baugruppen wichtig. Probleme beim IC-Aufbau können zu Verbindungsproblemen führen, wenn die Baugruppe gelötet wird. Hierbei können sich Drahtverbindungen bzw. Lötkontakte lösen oder die Schaltkreise können zu sehr beansprucht werden. Aus diesen Gründen muss nicht nur die Geometrie des Werkzeugs, sondern auch die Ebenheit der Werkzeugauflagefläche, die Stufenhöhe zwischen den Ansatzpunkten am Werkzeug und der Baugruppe sowie die Rauheit der Drahtanschlussstellen überwacht werden.

 

Messung

Ebenheit
Das Abgleichen der Werkzeugebenheit auf die des Werkzeugauflagebereichs ist für die Verringerung der IC-Belastung während der Herstellung und für die gesamte Betriebsdauer des Geräts von Bedeutung. Für eine korrekte IC-Positionierung und einen guten elektrischen Kontakt beim Löten muss auch die Ebenheit der gesamten Baugruppe überwacht werden.

Rauheit
Die Oberflächenstruktur der Werkzeugauflagefläche muss überwacht werden, um eine optimale Haftung beim Aufbringen des Werkzeugs zu gewährleisten. Für eine gute elektrische Leitfähigkeit und einen festen Sitz der Drähte ist auch die Rauheit der Drahtanschlussstellen von Bedeutung.

Stufenhöhe
Für die Stufenhöhenmessung auf der IC-Baugruppe gibt es zahlreiche Anwendungen, von der Messung von Kugeln, Lötstellen und Leitungen bis zur geometrischen Messung der Baugruppe selbst, einschließlich der Tiefe der Werkzeugauflagefläche.