การศึกษาสาเหตุความเสียหายของหัวบันทึกในขั้นตอนการบ่มกาวด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

The Study of Recording Head Damage during Electromagnetic Epoxy Curing

Name: สุทธิพันธ์ อักษรเนียม

keyword: หัวบันทึก

Abstract: งานวิจัยนี้นำเสนอการศึกษาสาเหตุความเสียหายของหัวบันทึกในขั้นตอนการบ่มกาวด้วยคลื่น แม่เหล็กไฟฟ้าในกระบวนการประกอบเฮดกิมบอล (Head Gimbal Assembly หรือ HGA) โดยใช้ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และทดสอบเพื่อยืนยันความถูกต้องด้วยการทดลองจริง โปรแกรมคอม โซลมัลติฟิสิกส์ (COMSOL Multiphysic) ถูกนำมาใช้ในการจำลองการทำงานของเครื่องบ่มใน รูปแบบ 2 มิติและ 3 มิติเพื่อหาปัจจัยที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและวัดการกระจายความร้อน ภายในเตาบ่มและอุณหภูมิของอุปกรณ์ภายในโดยเฉพาะสไลเดอร์ตามลำดับ เทอร์โมคับเปิลชนิดเค (K type) ซึ่งเป็นเครื่องมือวัดอุณหภูมิของสไลเดอร์ที่ใช้ปกติในกระบวนการจริงและตัววัดอุณหภูมิ แบบจุด (dot temperature)ถูกนำมาใช้ในการทดลองเพื่อวัดการกระจายของอุณหภูมิภายในเตาและ เพื่อวัดอุณหภูมิของสไลเดอร์โดยตรงตามลำดับ ผลจากแบบจำลอง 2 มิติพบว่าปัจจัยที่มีผลต่อ อุณหภูมิของสไลเดอร์ได้แก่ ความหนาแน่นซัสเพนชั่น (suspension) และพื้นที่ผิวที่รับคลื่น แม่เหล็กไฟฟ้าของสไลเดอร์ในการจำลองแบบ 3 มิติหลอดให้ความร้อนถูกป้อนค่าในการให้ความ ร้อนแก่เตาจนกระทั่งอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ในช่วง 97+-2 องซาเซลเซียส ซึ่งเป็นอุณหภูมิทำงานปกติที่วัด โดยเทอร์โมคับเปิลของเตาบ่ม พบว่าตำแหน่งที่อยู่ตรงขอบท้ายของแคร่วางชิ้นงานซึ่งแนวเดียวกับ ตำแหน่งกลางหลอดกำเนิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับความร้อนมากกว่าตำแหน่งอื่นและมีการกระจาย อุณหภูมิใกล้เคียงกับการทดลองจริง จากการจำลอง 3 มิตินี้พบว่าสไลเดอร์มีอุณหภูมิสูงสุดอยู่ที่ ประมาณ 160 องซาเซลเซียส ในขณะที่การวัดโดยตรงโดยใช้ตัววัดอุณหภูมิแบบจุดแปะบนสไลเดอร์ อ่านค่าสูงสุดได้อยู่ในช่วง 151+-2 องซาเซลเซียสซึ่งถือว่าผลการจำลองมีความแตกต่างจากการวัดจริง เพียง 4.6%-6% เท่านั้น อุณหภูมิสไลเดอร์ที่วัดได้โดยตรงนี้มีค่าสูงกว่าที่วัดโดยใช้เทอร์โมคับเปิลอย่าง น้อยถึง 50 องซาเซลเซียส จึงสามารถวิเคราะห์และสรุปได้ว่าน่าจะเกิดจากคุณสมบัติในการดูดซับและ แผ่รังสีของวัสดุที่แตกต่างกัน ซึ่งคุณสมบัติเหล่านี้เป็นตัวแปรสำคัญในกระบวนการให้ความร้อนแบบ แผ่รังสี ดังนั้นหากยังใช้เทอร์โมคับเปิลและใช้อุณหภูมิในการบ่มสูงขึ้น อุณหภูมิจริงของสไลเดอร์อาจ สูงเกินค่าอุณหภูมิบล็อกกิ้ง (blocking temperature) ของชั้นหัวอ่านและส่งผลให้เกิดความเสียหาย ระดับอ่อนกับหัวอ่านได้ การวัดอุณหภูมิของสไลเดอร์โดยใช้เทอร์โมคับเปิลจึงไม่เหมาะสมกับเครื่อง บ่มที่ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

Abstract: This research paper presents a study to identify possible causes of the recording's head damage during electromagnetic epoxy curing in the head gimbal assembly (HGA) process by using the simulation and validating by the actual experiment. COMSOL Multiphysic is applied for the curing process simulation in 2D and 3D to determine factors that influence the change in temperature and the thermal distribution inside the oven as well as components' temperatures, in particular, a slider, respectively. A K-type thermocouple that is regularly used as the slider temperature measurement tool in the actual process and a temperature dot are applied to the experiment to measure the thermal distribution and the direct slider temperature, respectively. The result from the 2D model shows that the slider temperature is clearly influenced by the suspension thickness and the slider's irradiation area. In the 3D simulation, the electromagnetic lamp is set to heat up the oven to 97+-2 C that is the normal range of the operating temperature read by the oven's thermocouples. It is found that the center of the carrier trailing edge that is aligned with the lamp center is warmer than other carrier positions and the temperature distribution is fairly similar to that of the actual experiment. The 3D simulation shows the slider temperature reaching its peak at approximately 160 C while the direct slider measurement using the temperature dot reads the average temperature of 151+-2 C, only 4.6%-6% difference. This direct measurement gives out at least 50?C higher than that of the thermocouple. It can then be analyzed and concluded that material absorption and emission characteristics that emerge as significant variables in the radiation heating are the probable cause of the observed difference. If the thermocouple is still in use at higher curing temperature the real slider temperature could easily exceed the blocking temperature of some read layers resulting in the magnetic soft damage. The thermocouple measurement may thus not be the right tool for the temperature measurement in the electromagnetic curing oven.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: ราชวดี ศิลาพันธ์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2554-07-10

Issued: 2554-06-08

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: ENE1002

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคม

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ENE1002.pdf	1.77 MB	60	2024-12-17 13:00:58
2	ENE1002ab.pdf	71.41 KB	19	2024-10-09 17:46:01

ใช้เวลา

0.030743 วินาที