硬碟是磁性儲存媒體，原
理是將資料用其控制電路透過硬碟讀寫頭(Read Write Head
)，去改變磁片(Media)表面上極細微的磁蕊的正負極性(﹢﹣)來加以儲存，所以這幾片磁片就相當重要。而磁片為儲存更多的資料，則須將磁蕊製作的愈
細愈小(類似相機底片的感光顆粒)，再Coating (濺鍍)到磁片表面上，密度相當高，而硬碟讀寫頭(Read / Write
Head)為了能在磁片表面高速來回移動讀取資料，則需漂浮在磁片表面不可接觸，但漂太高讀取訊號會太弱，無法達到高容量要求，所以需盡可能壓低，其飛行
高度(Flying Height)約為<0.5 uin (可比喻成一架大型747客機其飛行高度須保持在1
Inch而不可墜毀)所以磁片表面上須相當光滑平整，任何異物、塵埃均會造成硬碟讀寫頭打傷磁面(<髮徑的1
%)而造成硬碟資料永久性傷害。所以硬碟的裝配修復全程需在Class 100高潔淨度的Clean Room (無塵室)內進行。
硬碟大致分為，磁片(Media)、讀寫頭(Read Write Head)、馬達(Spindle Motor & Voice Coil Motor)、底座(Base)、電路板(PCBA)等幾大項組合而成。
Media
的基板是金屬或玻璃材質製成，為達到高密度高穩定的品質，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵，將磁粉Coating
濺鍍到基板表面上，最後再塗上保護潤滑層。此處有2項高科技，一為如何製造出不含雜質極細微的磁粉；二為如何將磁粉均勻的Coating上去。以
3.5”Media計算，其內徑為25mm，需扣掉最外及最內圈不儲存Data的部分，實際只剩20mm，如換算成60GB
Media以Bit為單位。(1個Bit記錄0或1，8Bit只可記錄一個字元如A、B或C…。事實上不是以Bit為單位，在此為求簡單易懂，故以Bit
形容。) Media每面粗計密度為﹕32,901,120,000
Bit，可見其密度相當高，所以Media不可有任何污染，全程製造均需在Class 100高潔淨度的Clean
Room內，這也是硬碟機要求需在Clean Room才能拆解的原因。Media出廠時，是完全空白無任何訊號存在，需交由各硬碟廠組裝時自行編碼。
Head
是由上、下多片讀寫頭固定在同一組Arm上，來回移動時是整組Arm一起移動，一般讀寫原理是，例如﹕當10MB
Data進來時，第1個Head先寫4096 Byte(視規格各異)，第2 Head寫4096 Byte，依此類推，呈垂直讀寫，所以1
支檔案是被分成很多段存在各磁面上，讀取時也是同理，如此多磁頭同時讀寫可達到高速要求，但現在又有更先進的科技出現。Arm
因需高速來回移動，不可抖動，並精準移至原位址，各Head垂直度不可有分毫誤差(限於頭髮的0.001
﹪寬度)所以Head、Media均不可鬆動或偏角，否則會無法定軌。目前科技尚無法將誤差的Head或Media調整回原址，因需以3D立體來看X、Y
點及各Head的垂直點外，還需顧及外徑與內徑的公差，這也是硬碟怕碰撞的原因，更不可能去更換Head。
Spindle Motor上裝有１至多片Media，以7,200或10,000 RPM 定速旋轉，為保持其Balance不可抖動，所以Bearing(現分滾珠、液態)品質要求嚴謹，需能忍受24 H x 365 Days持續運轉而不磨損、不產生高溫噪音。
硬
碟組裝時，是依序將Spindle Motor、Media、Voice Coil
Motor、Head裝上固定後，先測試各Head在其所處Media的Fly Height值，是否合格﹖(約為0.5
uin)。所以硬碟的裝配修復全程需在高潔淨度的Clean Room (無塵室)內進行。此項安裝作業需用雷射儀器完成，無法使用人工。
各
大元件裝畢後，此時Media因尚無任何Sector存在，硬碟還無法使用，需經各廠依其規格用專用的Servo Track
Writer，透過其Head在Media進行一圈一圈Embedded Servo的編碼動作。若以60GB
Media規格計，每面的Sectors總數約為64,260,000
Sectors。但因Media是圓形，內徑較小所以所編出的Sector數量會比外徑少，這是所謂的Zone Bit
Recording編碼法，這也是最困難的技術。
Embedded Servo完成後，此時硬碟已可使用，接上電腦Power
On後，Head已可正常定軌，BIOS已可Detect其規格，出現Cylinder、Head、Sector等值。最後BIOS會將
Controller交由作業系統，只需Create New Partition及Format就可正式儲存Data。
參考資料：凌威科技(硬碟資料救援) 工程部 提供 www.linwei.com.tw
硬碟故障問題 (3)
