KR101915151B1 - 스폿 용접을 이용한 프로브 핀의 조립 방법 및 여기에 사용되는 프로브 핀의 전기-저항 용접 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 프로브 핀 전기-저항 용접 시스템은, 배럴, 바텀 플런저, 코일 스프링 및 탑 플런저가 순서대로 삽입되어 가 조립되는 프로브 핀에서 상기 탑 플런저를 상기 배럴에 구속하기 위하여 구속 구간에 배럴을 탑 플런저에 접합하는 프로브 핀 전기-저항 용접 시스템에 있어서, 제1용접 전극, 상기 제1용접 전극과 연결되고, 상기 제1용접 전극을 이동시켜 상기 제1용접 전극을 상기 배럴과 선택적으로 접촉시키는 제1가압 실린더, 제2용접 전극, 상기 제2용접 전극과 연결되고, 상기 제1가압 실린더의 반대 방향에서 상기 제2용접 전극을 이동시켜 상기 제2용접 전극을 상기 배럴과 선택적으로 접촉시키는 제2가압 실린더, 상기 제1 및 제2용접 전극에 전원을 제공하는 전원 장치 및 상기 제1 및 제2용접 전극에 흐르는 전류의 량을 제어하여 전기 저항을 조절하거나 상기 제1 및 제2가압 실린더의 이동을 제어하여 압력을 조절하는 제어 장치를 포함한다. 이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 프로브 핀의 변형을 최소화하여 불량률이 저감된다.

Description

스폿 용접을 이용한 프로브 핀의 조립 방법 및 여기에 사용되는 프로브 핀의 전기-저항 용접 시스템 {Method for assembling probe pin using spot welding and system for electro-resistance welding therefor}

본 발명은, 그 조립 방법 및 전기-저항 용접 시스템에 관한 것으로, 더 자세하게는 전기 저항 용접에 속하는 스폿 용접(spot welding) 방법을 이용함으로써, 배럴 및 탑 플런저에 전류가 흐를 때 발생하는 열을 이용하여 배럴에 압력을 가하면서 용접하며, 구속 구간에 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 저항 열이 발생하여 용융 용접되기 때문에 프로브 핀의 변형을 최소화하면서도 정밀 용접을 통하여 용접 수율을 크게 개선하며, 특히 기존의 치공구의 기계적 코킹에서 요구되는 기계적 압력보다 현저히 작아 기계적 압력으로 인하여 발생되는 높은 불량률이 저감되는 프로브 핀, 프로브 핀의 조립 방법 및 여기에 사용되는 전기-저항 용접 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 칩은 미세한 전자 회로가 고밀도로 집적되어 형성되어 있으며, 제조 공정 중에 각 전자 회로의 정상 여부를 테스트한다.

이러한 반도체 칩의 테스트는 반도체 칩의 볼 단자와 테스트 신호를 인가하는 테스트 보드의 Contact 패드를 전기적으로 연결하는 프로브 핀이 사용된다.

도 1은 종래의 프로브 핀(2)을 나타내는 것으로, 원통형의 배럴(10), 배럴(10)의 상부에 삽입되는 상부 플런저(20), 배럴(10)의 하부에 삽입되는 하부 플런저(30), 배럴(10)의 중앙에서 상부 플런저(20)와 하부 플런저(30) 사이에 개재되는 탄성체인 스프링(40)으로 구성되어 있다.

이와 같은 종래의 프로브 핀(2)은 상부 플런저 팁(22)이 반도체 칩과 같은 피검사체의 볼 단자에 접촉하고, 하부 플런저 팁(32)이 테스트 보드의 Contact 패드에 접촉하여 테스트 신호의 도전 경로 역할을 한다.

검사용 전기 신호는 반도체 칩의 볼 단자로부터 상부 플런저(20)를 통해 하부에서 접촉하는 배럴(10)로 전달되고, 배럴(10)을 통과하여 하부 플런저(30)로 전달되어 최종적으로 테스트 보드의 Contact 패드로 전달된다.

이러한 프로브 핀(2)에는 도 1에 도시된 바와 같이 상/하부 플런저(20, 30)가 배럴(10)의 양단에 슬라이드 가능하게 결합되는 더블 타입 프로브 핀(double pin)과, 도 2에 도시된 바와 같이 하부 플런저(30)는 배럴(10)의 하단에 슬라이드 가능하게 결합되지만 상부 플런저(20)는 배럴(10)의 상단에 구속되는 싱글 타입 프로브 핀(single pin)을 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 싱글 타입 프로브 핀(2)이 가 조립된 상태에서 지그(Z)에 배치되고, 롤링(rolling) 코킹 수단(R)을 이용하여 배럴(10)의 상단(구속 구간)에 상부 플런저(20)를 구속시킬 수 있다. 롤링 코팅 수단(R)으로 배럴(10)에 상부 플런저(20)를 구속하려면 상부 플런저(20)의 일정 코킹 구간(가령 상부 플런저의 가장자리 둘레에 있는 링 형상의 환형 홈)(도 2의 C)과 대응되는 배럴 부분을 롤링 코킹 수단(R)을 이용하여 기계적으로 가압하게 된다. 롤링 코킹 수단(R)에 의하여 배럴(10)의 구속 구간이 가압되면 압력에 의하여 변형되면서 상부 플런저(20)의 코킹 구간(C)과 결합하여 코킹 조립된다. 이로써 본 조립이 완성된다.

이 경우 코킹에 필요한 구속 구간에만 압력이 제공되면 충분함에도 롤링 코킹 수단(R)에 의하여 코킹이 불필요한 부분에도 충격이 가해져 배럴(10) 기타 프로브 핀(2)의 전체적인 변형이 초래되고, 본 조립 불량의 원인이 된다. 이러한 본 조립 불량은 통상 10%를 넘어 원가 상승의 문제점으로 제기되고 있다.

한국 공개 특허 10-2017-0000572

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 치공구에 의한 기계적 방법을 사용하지 않고도 배럴과 탑 플런저를 접합하는 스폿 용접을 이용하여 조립되는 프로브 핀의 조립 방법 및 전기-저항 용접 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 프로브 핀의 변형을 최소화 하면서 배럴과 탑 플런저를 구속하는 스폿 용접을 이용하여 조립되는 프로브 핀의 조립 방법 및 전기-저항 용접 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 프로브 핀 전기-저항 용접 시스템은, 배럴, 바텀 플런저, 코일 스프링 및 탑 플런저가 순서대로 삽입되어 가 조립되는 프로브 핀에서 상기 탑 플런저를 상기 배럴에 구속하기 위하여 구속 구간에 배럴을 탑 플런저에 접합하는 프로브 핀 전기-저항 용접 시스템에 있어서, 제1용접 전극, 상기 제1용접 전극과 연결되고, 상기 제1용접 전극을 이동시켜 상기 제1용접 전극을 상기 배럴과 선택적으로 접촉시키는 제1가압 실린더, 제2용접 전극, 상기 제2용접 전극과 연결되고, 상기 제1가압 실린더의 반대 방향에서 상기 제2용접 전극을 이동시켜 상기 제2용접 전극을 상기 배럴과 선택적으로 접촉시키는 제2가압 실린더, 상기 제1 및 제2용접 전극에 전원을 제공하는 전원 장치 및 상기 제1 및 제2용접 전극에 흐르는 전류의 량을 제어하여 전기 저항을 조절하거나 상기 제1 및 제2가압 실린더의 이동을 제어하여 압력을 조절하는 제어 장치를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명의 전기-저항 용접을 이용한 프로브 핀 조립 방법은 전술한 프로브 핀 전기-저항 용접 시스템을 이용하여 프로브 핀을 조립하는 방법으로, 하부 홀을 구비하는 하부 지그를 준비하는 단계, 상부 홀을 구비하는 상부 지그를 준비하는 단계, 상기 상부 홀과 상기 하부 홀이 수직 방향에서 상호 정렬되도록 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그를 조립하는 단계, 상기 상부 홀 및 상기 하부 홀에 배럴을 삽입하는 단계, 상기 배럴에 바텀 플런저를 삽입하는 단계, 상기 배럴에 코일 스프링을 삽입하는 단계, 상기 배럴에 탑 플런저를 삽입하는 단계, 상기 탑 플런저가 코일 스프링의 인장력에도 불구하고 상기 배럴의 구속 구간에 대응될 수 있도록 상기 탑 플런저를 가압하는 단계 및 상기 구속 구간에서 상기 배럴이 상기 탑 플런저에 접합되는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 본 발명의 전기-저항 용접을 이용하여 조립되는 프로브 핀은, 상부 및 하부가 각각 개방된 원통 형상의 배럴, 상기 배럴의 하부에 삽입되고 이탈 방지 스토퍼에 의하여 이동 제한되는 바텀 플런저, 상기 배럴의 상부에 삽입되고 움직임 방지 스토퍼에 의하여 구속되는 탑 플런저 및 상기 배럴의 중앙에서 상기 바텀 플런저와 상기 탑 플런저 사이에 인장력을 제공하는 코일 스프링을 포함하고, 상기 이탈 방지 스토퍼는 코킹(caulking)에 의하여 형성되고, 상기 움직임 방지 스토퍼는 스폿 용접(spot welding)에 의하여 형성된다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 별도의 코킹 구간을 두지 않음으로써, 탑 플런저에 코킹 구간을 두기 위한 공정이 생략되고, 치공구의 타격이 코킹 구간과 일치되도록 하는 정렬 공정이 생략됨으로써 공정 단축이 예상된다.

둘째, 배럴에 기계적 충격을 가하여 코킹과 관련되지 않는 다른 영역에도 변형을 초래하는 조립 불량이 원천적으로 방지됨으로써, 수율 개선이 예상된다.

셋째, 배럴과 탑 플런저의 접합에 필요한 전기 저항을 용이하게 조절하여 프로브 핀의 본 조립 공정을 최적화하는 대량 생산이 가능하다.

도 1은 종래 기술에 의한 더블 타입 프로브 핀의 구성을 나타내는 부분 절개 사시도.
도 2는 종래 기술에 의한 싱글 타입 프로브 핀의 구성을 나타내는 부분 절개 사시도.
도 3은 종래 기술의 치공구에 의한 코킹 방법을 나타내는 사시도.
도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 스폿 용접을 이용하여 조립된 프로브 핀의 구성을 각각 나타내는 사시도, 분해 사시도 및 단면도.
도 7은 본 발명에 의한 프로브 핀의 가 조립 단계를 나타내는 단면도들.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 프로브 핀의 본 조립 단계를 나타내는 단면도들.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 프로브 핀의 전기-저항 용접 시스템의 개념을 나타내는 구성도.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 의한 프로브 핀의 본 조립 단계를 나타내는 단면도들.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 의한 프로브 핀의 전기-저항 용접 시스템의 개념을 나타내는 구성도.
도 12는 본 발명에 의한 프레스 코킹 방법을 나타내는 단면도들.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 부품 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서 조립 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 조립 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 부품의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 스폿 용접을 이용하여 조립된 프로브 핀의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 프로브 핀(100)은, 상/하부가 개방된 원통 형상의 배럴(110), 배럴(110)의 하부에 삽입되고 이탈 방지 스토퍼(110a)에 의하여 이동 제한되는 바텀 플런저(120), 배럴(110)의 상부에 삽입되고 움직임 방지 스토퍼(110b)에 의하여 구속되는 탑 플런저(130) 및 배럴(110)의 중앙에서 바텀 플런저(120)와 탑 플런저(130) 사이에 인장력을 제공하는 코일 스프링(140)을 포함한다.

바텀 플런저(120)는 테스트 장치의 Contact 패드(도시되지 않음)와 접촉한다. 이에 바텀 플런저(120)는, 직경이 배럴(110)의 내경과 대략 일치하는 슬라이드부(122), 상기 직경보다 작고, Contact 패드와 접촉하는 패드 Contact부(124) 및 슬라이드부(122)와 패드 Contact부(124) 사이에서 배럴(110)이 라운드 코킹되는 라운드부(126)를 포함한다.

탑 플런저(130)는 반도체 기기의 도전 볼(도시되지 않음)과 접촉한다. 이에 탑 플런저(130)는, 직경이 배럴 내경과 대략 일치하는 구속부(132), 상기 직경보다 커서 배럴(110) 단부에 걸리는 단턱부(134), 단턱부(134)로부터 연장되어 도전 볼과 접촉하는 볼 Contact부(136) 및 구속부(132)의 일측에 배럴(110)과 접합되는 전기 저항 용융 접합부(138)를 포함한다.

본 발명의 프로브 핀(100)은 바텀 플런저(120)의 경우 검사 시 하중에 의하여 상하로 슬라이드 이동 가능하게 설계되는데 반하여, 탑 플런저(130)는 하중에도 불구하고 슬라이드 되지 않도록 고정 설계되는 싱글 타입 프로브 핀(single-type probe pin)을 한정한다.

즉, 싱글 타입 프로브 핀(100)에 의하면, 바텀 플런저(120)가 상하로 이동하되 배럴(110)로부터 임의로 이탈되지 않도록 배럴(110)의 하부 단부에는 이탈 방지 스토퍼(110a)가 코킹(caulking)에 의하여 형성된다. 반면 탑 플런저(130)가 고정되도록 배럴(110)의 상부 일측에는 움직임 방지 스토퍼(110b)가 스폿 용접 기타 전기-저항 용접(electric resistance welding)에 의하여 형성된다.

이와 같이, 이탈 방지 스토퍼(110a)와 움직임 방지 스토퍼(110b)는 서로 다른 접합 방법에 의하여 제공된다.

이탈 방지 스토퍼(110a)는 기존 코킹 방법에 의하여 형성된다. 가령, 라운드(round) 코킹에 의한다. 라운드 코킹에 의하면 프레스를 이용하여 배럴(110)의 단부에 라운드를 형성함으로써, 바텀 플런저(120)의 라운드부(126)가 고정되어 이탈이 방지된다.

움직임 방지 스토퍼(110b)는 전기적 용접 방법에 의하여 형성된다. 가령, 전기 저항에 의한 스폿 용접 방법에 의한다.

이하, 도면을 참조하여 스폿 용접을 이용한 프로브 핀의 조립 방법을 자세히 설명한다.

스폿 용접을 이용한 프로브 핀 조립 방법은 가 조립 단계와 본 조립 단계를 포함한다.

도 7을 참조하면, 가 조립 단계는, 배럴(110), 바텀 플런저(120), 코일 스프링(140) 및 탑 플런저(130)를 임시 조립하는 단계에 관한 것이다. 가 조립 단계는, 배럴(110), 바텀 플런저(120), 코일 스프링(140) 및 탑 플런저(130)를 순서대로 삽입하는 단계로 구성된다.

예컨대, 상/하부 홀(222, 212)이 수직으로 정렬되도록 상/하부 지그(220, 210)를 조립하는 단계(⒜ 참조), 상/하부 홀(222, 212)에 배럴(110)을 삽입하는 단계(⒝ 참조), 배럴(110)에 바텀 플런저(120)를 삽입하는 단계(⒞ 참조), 배럴(110)에 코일 스프링(140)을 삽입하는 단계(⒟ 참조) 및 배럴(110)에 탑 플런저(130)를 삽입하는 단계(⒠ 참조)를 포함한다.

그러면 배럴(110)을 기준으로 하부에 바텀 플런저(120)가 배치되고, 중앙에 코일 스프링(140)이 배치되며, 상부에 탑 플런저(130)가 배치된다.

도 8을 참조하면, 본 조립 단계는 라운드 코킹 혹은 스폿 용접 방법을 이용하여 이탈 방지 스토퍼(110a) 및 움직임 방지 스토퍼(110b)를 형성하여, 프로브 핀(100)의 조립을 완성하는 단계에 관한 것이다.

이러한 본 조립 단계는, 스폿 용접 단계 및 라운드 코킹 단계로 구성된다. 그러면 배럴(110) 하부의 바텀 플런저(120)가 이탈 방지 스토퍼(110a)를 기준으로 상하 슬라이드 되고, 배럴(110) 상부의 탑 플런저(130)는 움직인 방지 스토퍼(110b)에 의하여 구속 고정된다.

다시 도 7을 참조하여 가 조립 단계를 설명한다.

하부 홀(212)을 구비하는 하부 지그(210)를 준비한다. 하부 홀(212)은 하부 지그(210)에서 수직 방향으로 연장된다. 하부 홀(212)은 바텀 플런저(120)가 가 조립 단계에서 배럴(110)로부터 빠져나오지 않도록 단차를 포함한다. 도면에 도시되어 있지 않지만, 단차를 제공하기 위하여 하부 지그(210)를 다시 상단 하부 지그와 하단 하부 지그로 분할하여 형성할 수 있다.

상부 홀(222)을 구비하는 상부 지그(220)를 준비한다. 상부 홀(222)은 상부 지그(220)에서 수직 방향으로 연장된다. 상부 홀(222)은 하부 홀(212)과 수직 방향에서 상호 정렬된다.

상부 지그(220)에는 상부 홀(222)과 연통되는 적어도 하나의 웰딩 홀(232)이 형성될 수 있다. 내지는 하부 지그(210)에는 하부 홀(212)과 연통되는 하나 이상의 웰딩 홀(232)이 형성될 수 있다. 가령, 웰딩 홀(232)은 하부 홀(212) 혹은 상부 홀(222)에서 수평 방향으로 연장될 수 있다. 혹은 웰딩 홀(232)은 하부 지그(210)와 상부 지그(220) 사이에서 연장될 수 있다. 아니면, 별도의 상부 지그(220)와 웰딩 홀(232)을 구비하지 않고 하부 지그(210) 상에서 용접 작업이 수행될 수 있다.

웰딩 홀(232)은 실시예에 따라 배럴(110)을 중심으로 양측으로 두 개 형성될 수 있다. 혹은 배럴(110)을 중심으로 전후좌우 내 개 형성될 수 있다. 또 다른 경우 배럴(110)을 중심으로 방사 방향에서 다수 개가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 웰딩 홀(232)이 상하부 지그(220, 210) 사이에 형성되는 것으로 설명하고 있지만, 실시예에 따라서는 단일 지그를 사용하고, 웰딩 홀(232)은 단일 지그 일측에 형성될 수 있음을 배제하지 않는다.

계속하여 도 8을 참조하여 본 조립 단계를 설명한다.

한편, 용접에 앞서 탑 플런저(130)의 단턱부(134)가 배럴(110)의 상단에 밀착되도록 가압한다. 이를 위하여 상/하부 지그(220, 210) 외에도 탑 플런저(130)가 코일 스프링(140)의 인장력에도 불구하고 적절한 위치에 고정될 수 있도록 탑 플런저(130)를 가압하는 탑 플런저 가압 수단(150)이 더 구비될 수 있다.

도 9를 참조하면, 웰딩 홀(232)에는 전기-저항 용접 시스템(300)이 설치된다.

본 발명의 전기-저항 용접 시스템(400)에 의하면, 스폿 용접으로 탑 플런저(130)를 배럴(110)에 구속한다. 가령, 본 발명의 스폿 용접은 접합하고자 하는 배럴(110)과 탑 플런저(130)의 두 금속을 대응시키고 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 저항 열이 발생하고, 압력 부위가 용융 접합되는 성질을 이용한다. 이에 전기 저항을 이용하영 용융 용접하기 때문에, 배럴(110)에 주는 열 영향을 최소화하고, 반 용융 용접에 필요한 만큼 출력을 제어할 수 있어 스폿 용접 방법을 채택하기로 한다.

이를 위하여, 제1실시예의 프로브 핀 전기-저항 용접 시스템(400)은, 제1용접 전극(410), 제1용접 전극(410)과 연결되고, 프로브 핀(100)의 수평 방향에서 제1용접 전극(410)을 이동시켜 제1용접 전극(410)을 배럴(110)과 선택적으로 접촉시키는 제1가압 실린더(420), 제2용접 전극(430), 제2용접 전극(430)과 연결되고, 제1가압 실린더(420)의 반대 방향에서 제2용접 전극(430)을 이동시켜 제2용접 전극(430)을 배럴(110)과 선택적으로 접촉시키는 제2가압 실린더(440), 제1 및 제2용접 전극(410, 430)에 전원을 제공하는 전원 장치(450), 제1 및 제2용접 전극(410, 430)에 흐르는 전류의 량을 제어하여 전기 저항을 조절하거나 제1 및 제2가압 실린더(430, 440)의 운동을 제어하여 압력을 조절하는 제어 장치(460)를 포함한다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 제2실시예의 프로브 핀의 전기-저항 용접 시스템(500)은, 배럴(110)의 수평 방향에 설치되는 제1용접 전극(510), 제1용접 전극(510)과 연결되고, 상기 수평 방향에서 제1용접 전극(510)을 이동시켜 제1용접 전극(510)을 배럴(110)과 선택적으로 접촉시키는 제1가압 실린더(520), 배럴(110)의 수직 방향에 설치되는 제2용접 전극(530), 제2용접 전극(530)과 연결되고, 상기 수직 방향에서 제2용접 전극(530)을 이동시켜 제2용접 전극(530)을 탑 플런저(130)과 선택적으로 접촉시키는 제2가압 실린더(540), 제1 및 제2용접 전극(510, 530)에 전원을 제공하는 전원 장치(550), 제1 및 제2용접 전극(510, 530)에 흐르는 전류의 량을 제어하여 전기 저항을 조절하거나 제1 및 제2가압 실린더(530, 540)의 운동을 제어하여 압력을 조절하는 제어 장치(560)를 포함한다.

즉, 제2실시예에 의하면, 제1실시예의 탑 플런저 가압 수단(150)을 별도로 구비하지 않고, 제2용접 전극(530)과 제2가압 실린더(540)가 탑 플런저(130)를 구속 구간으로 안내하는 기능을 수행할 수 있다.

제어 장치(460)를 통하여 배럴(110)의 두께에 따라 배럴(110)에 가해지는 적정 압력과, 적정 통전 시간, 적정 통전 전류의 크기가 결정될 수 있다.

이러한 제1 및 제2용접 전극(410, 430)은 웰딩 홀(232)에 설치될 수 있다. 전술한 바와 같이 웰딩 홀(232)은 배럴(110)의 구속 구간에 대응되는 부분이다.

배럴(110)은 내식성과 전기 전도성이 우수한 니켈(Ni), 금(Au), 혹은 구리(Cu)를 이용하여 성형되고, 세라믹이나 플라스틱 재질 상에 전술한 금속을 도금하여 형성될 수 있다.

배럴(110)과 선택적으로 접촉하는 제1 및 제2용접 전극(410, 430)은 배럴(110)과 그 재질이 같거나 혹은 이보다 전기 전도성이 우수한 금속 재질로 제작되고, 그 형상은 접합 면적을 높이기 위하여 원통 형상의 배럴(110)과 대응될 수 있도록 오목 홈의 형상으로 제공될 수 있다. 즉, 용접 전류의 흐름이 가급적 평행하여 너겟이 확장되도록 한다.

이와 같이, 스폿 용접은 전류를 흐르게 하여 용융 용접하는 것이기 때문에, 프로브 핀(100)의 구속 구간과 같이 소형 부품의 용접에 유리하고, 단시간의 통전을 이용하여 정밀 용접하기 때문에 변형이 최소화 된다. 특히 저항 용접을 통하여 필요한 용접 부위에만 용융 용접되기 때문에 기계적 타격으로 인한 불량은 일단 해소될 수 있다.

다음, 프레스를 이용한 라운드 코킹 방법을 설명한다.

도 12를 참조하면, 탑 플런저(130)와 배럴(110)의 조립이 완성 된 후, 프로브 핀(100)을 제1라운드 코킹 지그(260)에 탑재한다. 탑 플런저(130)와 배럴(110)의 레이저 용접 후 본 조립된 바텀 플런저(120)와 배럴(110)을 제1라운드 코킹 지그(260)에 설치하되, 배럴(110)의 하단 일부가 노출되도록 한다. 제2라운드 코킹 지그(270)를 기계적 방법으로 가압하여 코킹하면, 움직임 방지 스토퍼(110a)가 제공된다. 이로써 프로브 핀(100)의 전체 조립 공정이 완성된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 접합하고자 하는 배럴과 탑 플런저의 두 금속을 대응시키고 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 저항 열이 발생하고, 압력 부위가 용융 접합되는 성질을 이용하는 스폿 용접의 구성을 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

100: 프로브 핀 110: 배럴
110a: 이탈 방지 스토퍼 110b: 움직임 방지 스토퍼
120: 바텀 플런저 130: 탑 플런저
140: 코일 스프링 400: 전기-저항 용접 시스템
410: 제1용접 전극 420: 제1가압 실린더
430: 제2용접 전극 440: 제2가압 실린더
450: 전원 장치 460: 제어 장치

Claims (10)

1. 배럴, 바텀 플런저, 코일 스프링 및 탑 플런저가 순서대로 삽입되어 가 조립되는 프로브 핀에서 상기 탑 플런저를 상기 배럴에 구속하기 위하여 구속 구간에 배럴을 탑 플런저에 접합하는 프로브 핀 전기-저항 용접 시스템에 있어서,
   제1용접 전극;
   상기 제1용접 전극과 연결되고, 상기 제1용접 전극을 이동시켜 상기 제1용접 전극을 상기 배럴과 선택적으로 접촉시키는 제1가압 실린더;
   제2용접 전극;
   상기 제2용접 전극과 연결되고, 상기 제1가압 실린더의 반대 방향에서 상기 제2용접 전극을 이동시켜 상기 제2용접 전극을 상기 배럴과 선택적으로 접촉시키는 제2가압 실린더;
   상기 제1 및 제2용접 전극에 전원을 제공하는 전원 장치; 및
   상기 제1 및 제2용접 전극에 흐르는 전류의 량을 제어하여 전기 저항을 조절하거나 상기 제1 및 제2가압 실린더의 이동을 제어하여 압력을 조절하는 제어 장치를 포함하고,
   수직 방향에서 수직 홀이 형성되고, 수평 방향에서 상기 수직 홀과 연통되는 웰딩 홀이 형성되되, 상기 웰딩 홀에는 상기 제1용접 전극이 탑재되는 지그; 및
   상기 수직 홀에 상기 배럴, 상기 바텀 플런저, 상기 코일 스프링 및 상기 탑 플런저가 순서대로 삽입되어 가 조립된 상태에서 상기 탑 플런저를 가압하는 탑 플런저 가압 수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 프로브 핀 전기-저항 용접 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항의 프로브 핀 전기-저항 용접 시스템을 이용하여 프로브 핀을 조립하는 방법으로,
   하부 홀을 구비하는 하부 지그를 준비하는 단계;
   상부 홀을 구비하는 상부 지그를 준비하는 단계;
   상기 상부 홀과 상기 하부 홀이 수직 방향에서 상호 정렬되도록 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그를 조립하는 단계;
   상기 상부 홀 및 상기 하부 홀에 배럴을 삽입하는 단계;
   상기 배럴에 바텀 플런저를 삽입하는 단계;
   상기 배럴에 코일 스프링을 삽입하는 단계;
   상기 배럴에 탑 플런저를 삽입하는 단계;
   상기 탑 플런저가 코일 스프링의 인장력에도 불구하고 상기 배럴의 구속 구간에 대응될 수 있도록 상기 탑 플런저를 가압하는 단계; 및
   상기 구속 구간에서 상기 배럴이 상기 탑 플런저에 접합되는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스폿 용접을 이용한 프로브 핀 조립 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 배럴이 상기 탑 플런저에 접합되는 단계는,
   상기 배럴과 상기 탑 플런저의 두 금속을 대응시키고 한편에서는 기계적 압력을 주면서 다른 한편에서는 전류를 흐르게 하여 구속 구간에 저항 열을 발생하며, 기계적 압력 부위가 용융 접합되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접을 이용한 프로브 핀 조립 방법.
5. 제 1 항의 프로브 핀 전기-저항 용접 시스템을 이용하여 프로브 핀을 조립하는 방법으로,
   상기 배럴, 상기 바텀 플런저, 상기 코일 스프링 및 상기 탑 플런저를 가 조립하는 단계; 및
   상기 배럴의 하부에서 상기 바텀 플런저가 이동 제한되도록 이탈 방지 스토퍼를 제공하고, 상기 배럴의 상부에서 상기 탑 플런저가 고정되도록 움직임 방지 스토퍼를 제공하여 상기 배럴, 상기 바텀 플런저, 상기 코일 스프링 및 상기 탑 플런저를 본 조립하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스폿 용접을 이용한 프로브 핀 조립 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 가 조립 단계는,
   상기 배럴, 상기 바텀 플런저, 상기 코일 스프링 및 상기 탑 플런저를 순서대로 삽입하여, 상기 배럴을 기준으로 하부에 바텀 플런저가 배치되고, 중앙에 코일 스프링이 배치되며, 상부에 탑 플런저가 배치되는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스폿 용접을 이용한 프로브 핀 조립 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 본 조립 단계는,
   상기 이탈 방지 스토퍼를 라운드 코킹 방법을 이용하여 형성하고,
   상기 움직임 방지 스토퍼를 레이저 용융 방법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접을 이용한 프로브 핀 조립 방법.
   
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