硬盘中那些让人惊叹的制造工艺

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硬盘是我们生活中经常使用到的一种数据存储设备。其种类分为机械硬盘、固态硬盘、混合硬盘等。不同种类的硬盘其结构也不同。这里我们就说说那些看似普通平凡的机械硬盘（以下简称“硬盘”）中包含了哪些令人惊叹的精密制造工艺。

硬盘集精密机械、微电子电路、电磁转换于一体，其结构相当复杂。如图1与图2所示分别为某硬盘的外部结构和内部结构。

可以看到硬盘的内部主要由盘片、磁头、磁头臂、主轴与音圈马达等组成，分别如图3所示。

在这些组成部分中磁头是最为昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。越来越小的磁头需要满足零缺陷要求，即便是在4万倍电镜下也要求无黑点和无划痕等。为了保护磁头，在硬盘磁头上涂有三层材料，每一层材料的厚度只有几个纳米（不同型号会有差异）。这相当于人类一根头发的万分之几，此外还要保证每层材料的均匀，误差不超过几埃！这是个什么概念？要知道一个分子的直径大约一埃到上百埃，也就是说误差要控制在一个分子内。如果稍有加工不当就会使层与层之间发生短路，失去磁头读写功能。这对其材料工艺要求极其苛刻。

如上图所示磁头在读写数据过程中并不是紧贴盘面的，而是隔着一定高度飞行的。为了提高硬盘读写数据的灵敏度，磁头与盘片的距离是非常小的。现在的工艺已经达到 0.005μm～0.01μm，这相当于人类头发直径的千分之一，这个距离甚至比灰尘更小。因此生产硬盘和开盘修理必须在无尘环境下进行。由于磁头和磁盘的精密性，所以磁头的装配工序是整个硬盘安装过程中最复杂的，也是要求最高的。在整个装配过程中一旦有小的尘埃进入硬盘密封腔内，或者磁头与盘体发生碰撞，就有可能损坏磁头或使盘片产生物理坏道。也正是因为磁头和盘片的精密性，因此在日常硬盘工作时不能有冲击、碰撞等。

说完磁头咱们再来说说盘片。盘片的功能就是存储数据，它被密封在硬盘内部，其上附着磁性物质，运用这些磁性物质就可达到读写数据的目的。如今硬盘容量最大已达到10T，单碟容量已超过1T。目前主流的硬盘单碟容量也是超过100G的。而硬盘大小为3.5英寸，这样算下来每平方英寸即可存储超过10G的数据。要在如此高密度存储条件下快速找到我们所需的几十兆甚至几兆数据其难度可想而知。同时盘片在硬盘内部是高速旋转的（有5400转、7200转、10000转，甚至15000转），因此盘片材料的硬度和耐磨性要求很高。

由于硬盘是一种比较精密的仪器，其生产工艺相当复杂，这在一定程度上避免了假冒伪劣产品的产生。虽说机械硬盘并没有所谓的使用寿命，但是如果使用不当是非常容易出现故障的。因此在日常使用中一定要尽量避免碰撞，冲击等。