人是地已非
2001年11月应邀参观西部数据（WD）马来西亚工厂回来之后，笔者写了一篇关于该工厂和硬盘制造流程的文章，并独家授权PCPOP网站以《潜入西部数据工厂，了解硬盘内部的秘密！》的题目转载。不过，这么尊重原创者的网站并不多，从那时起直至今日，笔者曾在多个网站看到照搬该文的文字和图片却没有注明出处的现象。
三年半时间过去，不仅西部数据公司换了Logo，参观的工厂设在泰国，硬盘的生产技术也已经有了不小的变化，上述文章所介绍的硬盘生产流程还有多大的参考价值？相信有此疑问的看官不在少数。
然而，WD泰国Navanakorn工厂并不是一座新建的工厂，而是2001年年底/2002年年初从富士通（Fujitsu）收购来的，应该说与马来西亚工厂在同一条起跑线上。至于生产技术的进步，WD并不是一个热心的领跑者，以尽可能低的成本制造出具有竞争力的产品才是它的宗旨。换句话说，在决定是否要更新生产设备和工艺时，WD基本上是不会在意过程是否漂亮的。
虚线框内的生产步骤都要在净室里进行
空口无凭，流程为证。上面的流程图是本次参观泰国工厂时我们所看到的（当然实际生产也是照此执行的），与笔者参观马来西亚工厂时基本没有区别。非凡需要注重的是STW（Servo Track Writers，伺服道写入机）还在使用，而两家“垂直整合”的厂商日立（Hitachi GST）和希捷（Seagate）已经放弃了这种设备。笔者私下向WD的官员询问何时淘汰STW，得到的答复是将要在某些产品中开始这一工作进程。
当然，流程依旧并不意味着所有的生产技术都原地踏步。生产线上走马观花（如同其他硬盘工厂一样，我们这样的参观者不能进净室，也不答应在生产线上拍照）一番后，笔者还算小有所获。
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正如前面介绍硬盘结构的文章所说，一台完整的硬盘驱动器分为HDA（Head-Disk Assembly，磁头磁盘总成）和PCBA（PRinted Circuit Board Assembly，印刷电路板组件）两大部分，换句话讲，除了PCBA这块露在外面的“电路板”（还有将其固定在HDA上的螺钉），余下的全属于HDA的范畴。
顶盖和底托结合在一起形成HDA的外壳，它们把内外部的空气相对隔离开来，只在表面上留个通气孔保持内外气压的平衡。通气孔后面的空气过滤器可以保证进入从外部进入HDA的空气相对洁净——这一点很重要，因为磁头相对于磁盘盘片表面的飞行高度尚不足十万分之三毫米，任何细小的颗粒（如灰尘或烟雾）进入都可能会造成致命的损害。
假如没有良好的过滤设施，抽烟都会对硬盘造成严重损害
对进入的空气要求都这么严格，那么其内部已有的空气质量就更不能差了，因此HDA的装配工作必须在近乎无尘的净室进行。净室的级别通常以单位体积内规定大小的尘粒数量来划分，譬如Class 100的净室即一立方米的空间内空气中直径为1埃（千万分之一毫米）的尘粒不得超过100颗。硬盘工厂（用于装配HDA）的净室一般在Class 10和Class 100之间（显然，Class后面的数字越小，代表洁净度越高）。
早几年，对装配HDA来说，Class 100的净室已经可以满足要求了，像2001年笔者所参观的WD马来西亚工厂的净室就是Class 100的（之所以一定要加上参观时间，是因为不能保证该工厂现在是什么样子，下同）。当然，在基准线之上，有更高的追求是值得鼓励的，譬如2002年笔者在希捷无锡工厂所看到的净室就分为两层——外围Class 100，内里Class 10。三星（Samsung）韩国龟尾硬盘厂则因为是从半导体工厂改建而来，早已经是Class 10的了，这种得天独厚的条件可遇不可求。
工人穿上特制的工作服通过设有“风帘”的特制门进入净室工作，可以通过大面积的玻璃窗在外面观察里面的情况。不过，与马来西亚工厂“一马平川”的情况不同，站在泰国工厂净室外的过道上看不到里面的情况，必须通过每隔一段距离才有一个的类似潜望镜的窗口向内“窥视”，视野受到了极大的限制。
在上页所示的净室内六大工序中，前三步（将主轴马达固定在底托上、安装盘片和盘片平衡）相对比较轻易，也就是“拧拧螺丝”。对2.5英寸硬盘来说，由于主轴马达和底托已经在一起了，第一步省却。安装盘片时，假如不是单碟产品，要在盘片之间放置垫圈。盘片都就位后，放置轴毂并拧紧螺钉。虽然盘片、垫圈和主轴马达制作都很精密，但放在一起终归有个配合问题，尤其是在盘片较多的情况下，可能需要做个“动平衡”，具体可以是改变现有螺钉位置分布、增加配重螺钉或采用其他调整手段。
像“拧螺丝”这种简单而又高度重复性的劳动，最适合由机器来完成。当初笔者参观马来西亚工厂的时候，螺钉还是靠工人们用手来拧的，现在泰国工厂已经都改成机器操作了。由机器来拧螺钉至少有两大好处：一是避免人为失误，譬如多一个螺钉留在HDA里面；二是各螺钉施力均匀，不致“厚此薄彼”。总之，既降低了工人的劳动强度，也有助于提高产品质量。
漫谈自动化程度
硬盘工厂生产线上的工序，全都是重复性的劳动，按理说很适合全机械化自动生产。不过，自动化还有个成本问题，在韩国这样劳动力成本相对较高的地区，高度的自动化显然是合理的，而在以劳动力成本低廉著称的中国和东南亚国家，自动化程度低一些往往更为划算。
一提到生产线，有些同志就会下意识地设想出一副忙碌不停的景象，就像此次一起参观的某位同行所担心的“工人们连上个厕所的时间都没有”。事实上，即使有机器协助，我们也经常能看到不同岗位上的工人短时间“停工待料”的场面。想想也是，工人一个班要上12小时，若像台机器似的一直连续运转，怕是早就崩溃了。况且，即便如此也未必比始终匀速前进的全自动化生产线慢，因为机器识别、定位元件都需要时间，动作起来亦并不尽然如砍瓜切菜般干净利索——至少笔者在自动化程度很高的韩国龟尾工厂看到的情况是这样。
WD泰国工厂的库房——似乎随便说是个其他的地方也可以
提高自动化程度、减少工人数量一个比较重大的好处是有助于维护净室内空气的洁净度。无论哪家硬盘工厂，车间内女工都占绝大多数，即使再怎么要求不能化妆（打粉底、涂口红、抹指甲油）上班，或者进入车间前卸妆，脸上多少都会有些残留。那些微粒肉眼难以察觉，可尺寸却比1埃大多了。笔者没有歧视女性的意思，假如换了男工人，个人卫生可能更成问题，况且头皮屑等是不分男女的，上面仅是以化妆一事举例说明。概括地说，人是活物，任何行动（甚至包括呼吸）都可能产生脱落物，若是漂浮在空气中被带走净化倒也罢了，可一旦附着在机器上，便会间接影响产品质量。日积月累，恶化到一定程度后，就得停下生产线进行清理。硬盘生产车间全是24×7运转，不论停工多久都要花费相当长的时间恢复正常运转，那损失是相当巨大的。显然，机器没有人那么多的毛病，净室里面人越少越有利于维护。事实上，硬盘生产的自动化程度一直在悄无声息地提高，与几年前相比，硬盘厂商在产量大幅度增加的同时员工总数却不断减少便是最好的说明。
另一方面，虽然是高度重复性的劳动，但机器手究竟没有人手那么灵活，有些人工操作没有明显分别的变化，机器处理起来可能就要付出比较大的代价。接着前面说的净室工序，Head Stack/VCM安装这一步比较简单——先把HSA放好，再扣上VCM磁铁（假如分成两块，则下面那块要先于HSA安置），拧上螺钉就是了。可接下来要把磁头就位，便不那么简单了。
所谓磁头就位（Head Merge），即把磁头送到它们该在的地方待着：对于普通的3.5英寸硬盘，是盘片的上（下）方；对于采用磁头坡道加载/卸载技术的硬盘（主要指2.5英寸），是盘片外的坡道上（下）方。
我们知道，HSA上的HGA是两两一组的（假如有两个或更多磁头的话），即对应同一张盘片的两个HGA相向，假如中间没有盘片的话，两个Slider就会在HGA弹力的作用下贴在一起——HSA作为一个单独的部件存在时就是这样。可见，假如要把磁头就位，必须要先分开相对的两个HGA，转动HSA直至磁头来到盘片上（下）方才轻轻放开，以免在盘片上滑动造成损伤。相对而言，把磁头移到坡道上要轻松一些，因为Slider是不会与坡道直接接触的。
两种外壳设计风格
要说在磁头就位操作中自动化生产设备可能受到的影响，有必要先介绍一下硬盘的外壳设计。笔者个人把硬盘的外壳设计分为两种风格，即顶盖型和底托型。上世纪90年代末期以来的3.5英寸ATA（所谓的“桌面型”）硬盘中，希捷Barracuda Ⅲ（酷鱼三）以前、2001年停止发展的富士通（Fujitsu）蜂鸟系列（MPxx）和现在的三星SpinPoint P系列（非薄型的PL系列或VL系列），其底托都是“平原”地形，至多上面有几个“丘陵”（凸起物），外壳的侧壁都和顶盖连为一体，盘片、VCM、HSA等都堆放在底托上，外壳像罩子般把它们扣在里面，这种设计笔者称之为“顶盖型”。
Barracuda Ⅲ——希捷顶盖型设计的绝笔之作。可以看到，面对我们的方向上，HSA和盘片几乎没有任何阻挡，机械手操作的回旋余地非常之大。
与之相对应的是“底托型”，即外壳的侧壁与底托是一体的，整个底托看起来更像块“盆地”，盘片、VCM、HSA等均埋入为它们挖好的“坑”中，顶盖是个名副其实的“盖子”。显然，底托型的底托加工起来更有难度，但好处是能做出比较复杂的外形，安装时各部件相对于外壳的位置一目了然，不用担心顶盖扣下来时有什么不妥。
比较之下，顶盖型显然是个低成本的选择，当希捷和富士通的3.5英寸ATA硬盘还在采用这种设计风格的时候，他们同时期或更早期的3.5英寸企业级（SCSI/FC）硬盘已经是底托型的了。底托型风格的好处很多，这里仅试举两个：其一是隔音降噪效果好，希捷从Barracuda Ⅳ（酷鱼四）起改用底托型设计，以往为人诟病的噪音问题几乎烟消云散，现在仍坚持顶盖型设计的只剩三星一家；其二是硬盘可以做得更小更薄，即便是“顽固”如三星者，其两款高度17mm（标准3.5英寸硬盘的2/3）的薄型产品SpinPoint PL40和VL40P也都采用底托型设计，至于2.5英寸硬盘，更是清一色的底托型。
底托型设计的代表作——希捷Barracuda Ⅳ。显而易见，要在水平方向上调整HSA的位置，必须考虑侧壁的影响。
底托型的好处说了那么多，其实顶盖型也并非一无是处。顶盖型硬盘的底托近乎一马平川，除下面外全无遮挡，操作的自由度很大（在HDA的组装工序中，安上顶盖是最后一步），这就给机械手创造了很好的条件。回到磁头就位的问题上来，笔者曾亲眼看到位于侧面的机械手把两两相对的HGA分开，平稳地推到盘片上。这并不是说底托型设计就不能借助机械手来完成同样的工作，但这样一来机械只能从上方“下手”，水平方向腾挪的余地较小，难度自然要大很多。笔者相信只要三星愿意，其几款顶盖型硬盘一样可以由机械手将磁头就位，遗憾的是WD泰国工厂的净室四周可供观察的位置不好，未能看到他们是怎么处理的。
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HDA装配完毕之后，就要上STW写入伺服信息了。三年半前笔者在WD马来西亚工厂看到的STW是个横截面近乎正方形、边长在1米左右的黑盒子，可从正面插入9块硬盘（3×3）同时操作。今天的WD泰国工厂，STW变成了一排排的大型立式柜子，同样从正面插入硬盘，乍看起来跟硬盘检测设备还有些相似呢。
当然，要进行（功能的）完好性测试的硬盘本身必须是完整的，也就是说先要把PCBA装上。PCBA的安装主要由机械完成，工人起辅助作用。具体地说，就是工人把HDA与PCBA相结合的一面向上（俗称的“倒过来”）放在有4个位置的转盘上，接着将PCBA嵌入HDA上留出的位置，随后转盘旋转过去，将螺钉拧好，同时工人将已固定好PCBA的硬盘拿走。由于2.5英寸硬盘的HDA上基本没有能让PCBA嵌入的空间，所以工人就要多两道手续：放置好PCBA之后，用一个“L”型的金属杆（两端分别插入用于固定硬盘的螺孔中），以防PCBA在移动过程中偏离位置；螺钉拧好之后，从硬盘上将“L”型金属杆取下重复使用。顺便说一句，在一块光秃秃的印刷电路板（PCB）上焊接包括硬盘控制器、缓存在内的多种芯片，最终形成PCBA的过程，通常也属于硬盘工厂的生产活动，因为这个工作相对（主板等而言）比较简单，况且WD最初就是做硬盘（驱动器）控制卡起家的。
硬盘检测设备依然是成排的磁盘柜，不同之处在于，笔者在马来西亚工厂看到的是每个柜子里面放置的数十台乃至上百台硬盘必须是同一型号的产品，而泰国工厂新增了Xyratex的测试设备，具有自动插入和取出硬盘的机械手，而且各个槽位里面放置的硬盘可以是不同型号的，检测的效率和灵活性大为提高。
HDA的编号与S/N的对应关系
检测不合格的硬盘将被发回到前面的生产流程去“返工”，而合格者就可以贴上标签包装出厂了。工人用条码阅读器读出HDA的编号，作为硬盘的S/N，然后据此打印出标签贴在顶盖上，同时留下相应的记录便于以后的产品追踪。净室外的规矩要松很多，我们可以站在工人的背后观察其操作，只要双脚不跨过划定的黄线，没有影响人家的工作就行。由此笔者非凡观察了2.5英寸硬盘贴标签的全过程——记得本站以前介绍过，WD Scorpio的标签所用材料是铜质的。
从某种意义上说，研究2.5英寸硬盘的确更为有趣。
