Slide 1: R&Dについて
R&D Center, Karuizawa, Japan R&D Center, PMDM GmbH, Bang Pa-in, Thailand Villingen, Germany R&Dについて Technical Center, R&D Center, Michigan, USA Chai Chee, Singapore 2001年3月23日 0
Slide 2: 7. R&Dについて 目次
7． R&Dについて 1. R&Dの協業体制と主要分野 2. HDD主要テクノロジー 3. 高性能化への対応(スピンドルモーター/ピボット) －ROベアリング用グリース開発 －金属材料開発(ステンレス快削鋼) 4. ケミカルインテグレーション(スピンドルモーター) 5. まとめ 2001年3月23日 1
Slide 3: R&Dの協業体制と主要分野
7． R&Dについて 1. R&Dの協業体制と主要分野 テクニカルセンター(USA) 軽井沢R&Dセンター PMDM(ドイツ) (7) (17) (2) クリーンテクノロジーラボ トライポロジーラボ 金属表面処理ラボ ベアリング評価ラボ (5) (6) (3) (3) タイR&Dセンター シンガポールR&Dセンター 上海R&Dセンター (39) (9) (2) 軽井沢 クリーンテクノロジー カスタマーマネージメント クリーンランドリー 計画 ベアリング製造サポート マテリアルサイエンス 部品信頼性 トライポロジー 対策 試作 グリースパイロットライン ※HDD関連R&Dスタッフ 76名 評価
Slide 4: HDD主要テクノロジー
7． R&Dについて 2. HDD主要テクノロジー zCHANNEL INTEGRATION －R/W CHANNEL －CODING －SERVO zMECHANICAL INTEGRATION － HEAD/DISK TECHNOLOGY － OTP/TMR zCHEMICAL INTEGRATION － RELIABBILITY － CLEAN TECHNOLOGY SPINDLE MOTOR/PIVOT ASSEMBLY 2001年3月23日 スピンドルモーター及びピボットアッセンブリーにおいては、メカニカルインテグレーションとケミカルイ ンテグレーションが非常に重要となります。メカニ
Slide 5: 高性能化への対応(スピンドルモーター/ピボット)
7． R&Dについて 3．高性能化への対応(スピンドルモーター/ピボット) SPINDLE MOTOR PIVOT z高速回転(ベアリング) z高速アクセス 鋼球 グリース開発 低ヒステリシス セラミック球 熱膨張率マッチング z低ノイズ z低トルク ベアリングの清浄度改善 グリース→オイル z低NRRO(Less 0.3μm） zアウトガス改善 Discrete BRG→RO BRG イオウ快削鋼改良 z低トルク(耐フレッチング） 低アウトガス接着剤 グリース開発 低アウトガスグリース開発 zアウトガス改善 z軽量化 ポリマー ステンレス鋼→非鉄金属 イオウ快削鋼改良 2001年3月23日
Slide 6: 潤滑グリースの組成
7． R&Dについて 3．高性能化への対応(スピンドルモーター/ピボット) 潤滑グリースの組成 石けん系 石けん(Li、Na 等) 増ちょう剤 有機物(ウレア、フッ素化合物 等) 非石けん系 無機物(シリカゲル、ベントン 等) 鉱 油 グリース 基 油 合成油(ポリαオレフィン、ジエステル、ポリオールエステル、 シリコーン、フッ素オイル 等） 添加剤 (酸化防止剤、さび止め剤、極圧剤 等) グリースは主として潤滑性を維持する約80％～90％の基油と基油をスポンジ状に保持する 約10％～20％の増ちょう剤及び性能を補う1％～5％の添加剤から構成されている。 2001年3月23日 グリースは、80
Slide 7: Old and Current Li Soap / New Li Soap
7． R&Dについて 3．高性能化への対応(スピンドルモーター/ピボット) Old and Current Li Soap New Li Soap 2001年3月23日 高速回転用のROベアリングでは、リチウム石鹸を12－ヒドロステアリン酸リチウムからステアリン酸 リチウムに変更しました。これに伴い、基油及び添加剤の組み合わせも変更しました。 6
Slide 8: 金属材料開発(スピンドルモーター/ピボット)
7． R&Dについて 3．高性能化への対応(スピンドルモーター/ピボット) 金属材料開発 (スピンドルモーター/ピボット) スピンドルモーター 非鉄 6061T-6 ハブ ステンレス鋼 SUS430F QSF190L DHS-1 (フェライト系) SF-20T ピボット ステンレス鋼 NBK3HM フェライト系 シャフト オーステナイト系 SUS303Cu ASK3000SM スリーブ マルテンサイト系 SUS420F 加工硬化型 2001年3月23日 この表は、スピンドルモーターハブ用フェライト系ステンレス、ピボットシャフト用オーステナイト系ステ ンレス、及びピボットスリーブ用マルテンサイト
Slide 9: SUS430F (Mn/S Ratio 4.43)
7． R&Dについて 3．高性能化への対応(スピンドルモーター/ピボット) SUS 430F ( Mn/S Ratio ; 4.43 ) 2001年3月23日 これはSUS430Fの表面を電子顕微鏡で分析した写真です。黒く見える部分が硫化マンガンです。 8
Slide 10: Improvement of Sulfur Out Gas on Alloy Steel
7． R&Dについて 3．高性能化への対応(スピンドルモーター/ピボット) IMPROVEMENT OF SULFUR OUT GAS ON ALLOY STEEL SILVER COUPON CORROSION TEST MATERIAL SULFUR LEVEL Mn/S Cr(%) Ferritec SUS430F 5 4.5 17 DHS-1 0 1.2 19 Austenitec Stainless Steel SUS303Cu 2 5.0 17.8 ASK3000SM 1 5.0 18.7 Level 0 Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level
Slide 11: ケミカルインテグレーションとSpindle Motor
7． R&Dについて 4. ケミカルインテグレーション(スピンドルモーター) CHEMICAL INTEGRATIONとSPINDLE MOTOR Thermal Asperity CONTAMINANTS RELIABILITY ANALYSIS METHOD Head Disk Hard Particle Interference LPC Stiction SEM/EDX Organics (Silicone, Amine) FT-IR Corrosion Siloxisane DHS-GC-MS Sulfur Lock Ionics ESCA(XPS) Cleanliness I.C.
Slide 12: ケミカルインテグレーションとSpindle Motor
7． R&Dについて 4. ケミカルインテグレーション(スピンドルモーター） CHEMICAL INTEGRATIONとSPINDLE MOTOR Ｘ線光電子分析器 2001年3月23日 左の写真は、50オングストローム程度の極表面を分析するX線光電子分析器です。 右の写真はアウトガステスター、フーリエ変換赤外線分析器、イオンクロマトグラフ、LPC等がある部 屋です。 これら分析装置により、極微量の汚染物質を厳しく管理しHDDの信頼性を確保する事が重要となっ ています。 11
Slide 13: まとめ
7． R&Dについて 5. まとめ ケミカルインテグレーションと高性能化への対応 Spindle Motor Outgas RO (Ball) Bearing FDB Grease Oil Cleanliness Precision Machining 2001年3月23日 高品質、高信頼性スピンドルモーターの量産は、当社の得意とするミニュチュアボールベアリングと これに関連する超精密加工技術に加え、アウトガスをコントロールすることが今後ますます重要とな ります。 12