Plato de disco duro

Disco duro con plato

Vista interior de un disco duro

Un plato de unidad de disco duro o disco duro es el disco magnético circular en el que se almacenan los datos digitales en una unidad de disco duro. La naturaleza rígida de los platos es lo que les da su nombre (a diferencia de los materiales flexibles que se utilizan para fabricar disquetes). Los discos duros suelen tener varios platos que se montan en el mismo eje. Un plato puede almacenar información en ambos lados, lo que normalmente requiere dos cabezales de grabación por plato, uno por superficie.

Diseño

La superficie magnética de cada plato se divide en pequeñas regiones magnéticas de tamaño submicrométrico, cada una de las cuales se utiliza para representar una sola unidad binaria de información. Una región magnética típica en un plato de disco duro (a partir de 2006) tiene un ancho de aproximadamente 200 a 250 nanómetros (en la dirección radial del plato) y se extiende aproximadamente de 25 a 30 nanómetros en la dirección descendente (la dirección circunferencial en el disco). disco), que corresponde a unos 100 000 millones de bits por pulgada cuadrada de área de disco (15,5 Gbit/cm²). El material de la capa principal del medio magnético suele ser una aleación a base de cobalto. En los discos duros actuales, cada una de estas regiones magnéticas está compuesta por unos pocos cientos de granos magnéticos, que son el material base que se magnetiza. En conjunto, cada región magnética tendrá una magnetización.

Uno de los motivos por los que se utilizan granos magnéticos en lugar de un medio magnético continuo es que reducen el espacio necesario para una región magnética. En materiales magnéticos continuos, tienden a aparecer formaciones llamadas puntas de Néel. Estos son picos de magnetización opuesta y se forman por la misma razón que los imanes de barra tienden a alinearse en direcciones opuestas. Estos causan problemas porque los picos cancelan el campo magnético de cada uno, de modo que en los límites de la región, la transición de una magnetización a otra ocurrirá a lo largo de los picos de Néel. Esto se llama el ancho de transición.

Comparación del ancho de transición causado por Néel Spikes en medios continuos y medios granulares, en un límite entre dos regiones magnéticas de magnetización opuesta

Los granos ayudan a resolver este problema porque, en teoría, cada grano es un único dominio magnético (aunque no siempre en la práctica). Esto significa que los dominios magnéticos no pueden crecer o contraerse para formar picos y, por lo tanto, el ancho de transición será del orden del diámetro de los granos. Por lo tanto, gran parte del desarrollo de los discos duros se ha centrado en la reducción del tamaño de grano.

Fabricación

Disco duro destrozado, bandeja de vidrio visible

Los platos suelen fabricarse con un sustrato de aluminio, vidrio o cerámica. A partir de 2015, los platos del disco duro de las computadoras portátiles están hechos de vidrio, mientras que los platos de aluminio se encuentran a menudo en las computadoras de escritorio. En la fabricación de discos, se deposita una capa delgada en ambos lados del sustrato, principalmente mediante un proceso de deposición al vacío llamado pulverización catódica magnetrónica. El recubrimiento tiene una estructura en capas compleja que consta de varias aleaciones metálicas (en su mayoría no magnéticas) como capas inferiores, optimizadas para el control de la orientación cristalográfica y el tamaño de grano de la capa de medios magnéticos real encima de ellos, es decir, la película que almacena los bits. de información. Sobre ella se deposita una capa protectora a base de carbono en el mismo proceso de pulverización catódica. En el posprocesamiento, se deposita una capa de lubricante polimérico nanométrico sobre la estructura pulverizada al sumergir el disco en una solución solvente, después de lo cual el disco se pule mediante varios procesos para eliminar pequeños defectos y se verifica mediante un sensor especial en una cabeza voladora. para la ausencia de asperezas restantes u otros defectos (donde el tamaño de la broca dada anteriormente establece aproximadamente la escala de lo que constituye un tamaño de defecto significativo). En la unidad de disco duro, los cabezales de la unidad de disco duro vuelan y se mueven radialmente sobre la superficie de los platos giratorios para leer o escribir los datos. La suavidad extrema, la durabilidad y la perfección del acabado son propiedades requeridas de un plato de disco duro.

En 1990, Toshiba lanzó el MK1122FC, el primer disco duro en utilizar un sustrato de vidrio, reemplazando las aleaciones de aluminio utilizadas en los discos duros anteriores. Originalmente fue diseñado para computadoras portátiles, para las cuales la mayor resistencia a los golpes de los sustratos de vidrio es más adecuada. Alrededor del año 2000, otros fabricantes de discos duros comenzaron la transición de los platos de aluminio a los de vidrio porque los platos de vidrio tienen varias ventajas sobre los de aluminio.

En 2005–06, comenzó un cambio importante en la tecnología de las unidades de disco duro y de los discos/medios magnéticos. Originalmente, los materiales magnetizados en el plano se usaban para almacenar los bits, pero ahora se han reemplazado por la grabación perpendicular.

La razón de esta transición es la necesidad de continuar con la tendencia de aumentar las densidades de almacenamiento, con medios orientados perpendicularmente que ofrecen una solución más estable para un tamaño de bits decreciente. Orientar la magnetización de forma perpendicular a la superficie del disco tiene implicaciones importantes para la estructura depositada del disco y la elección de los materiales magnéticos, así como para algunos de los otros componentes de la unidad de disco duro (como el cabezal y la electrónica). canal).