3차원 프로빙 시스템(3D probing system)은 정밀 측정 기술로, 주로 제조 및 품질 관리 분야에서 사용되며, 탐침을 통해 물체의 표면을 3차원적으로 측정하여 형상, 위치, 공차 등을 평가한다. 특히, 복잡한 형상을 가진 부품의 정밀한 치수 측정이나 오류 검출에 유용하다. 주로 자동차, 항공, 전자기기 제조에서 부품의 품질을 보장하기 위해 활용되며, CNC 기계와 통합되어 자동화된 생산 공정에서 생산성을 높이고 불량률을 줄일 수 있다.

3차원 프로빙 시스템은 고속 인터페이스의 설계 및 제조에서 정밀한 치수 측정과 결함 분석에 활용된다. 고속 인터페이스는 매우 세밀한 구조와 정확한 배치가 필수적인데, 3D 프로빙을 통해 핀, 커넥터 등의 미세한 부품을 정밀하게 검사하여 신호 전달에 영향을 줄 수 있는 미세한 오차나 결함을 빠르게 식별하고 교정할 수 있어 신뢰성을 높이고 성능을 최적화한다.

글로벌 메모리 솔루션 기업 키오시아(Kioxia Corporation)와 모델링 및 설계 기술 개발 기업 모덱(MoDeCH)이 지난 26일에 열린 유럽 마이크로파 회의(EuMC)에서 최대 110GHz 3차원(3D) 물체의 고주파 특성을 측정할 수 있는 ‘프로빙 스테이션’을 개발했다고 30일 밝혔다.

기존에는 데이터센터의 SSD가 프로세서 마더보드의 고속 인터페이스 커넥터에 삽입됐다. 이 과정에서 PCIe 등의 고속 인터페이스 전송 라인은 프로세서 마더보드에서 SSD의 인쇄 회로 기판(PCB)로 수직 카드 에지 커넥터로 확장되며 3D 구조가 형성된다. 이 3D 구조의 고주파 특성은 주로 시뮬레이션으로 평가됐다.

양사는 고주파 신호 측정 장치와 주파수 확장기를 회전시키는 내장 메커니즘으로 3D 구조와 물리적으로 접촉하며 특성을 직접 측정할 수 있게 됐다.

또한, 개별 3D 구조의 정확한 고주파 특성을 측정하고자 ‘스루(thru) 표준’을 개발했다. ‘스루’는 고주파 특성을 측정할 때 참조 경로로 사용되는 기준 신호 경로를 말한다. 이 경로를 기준으로 다른 신호 경로의 특성을 비교하거나 평가할 수 있다.

양사는 수직으로 구부러진 3D 구조를 평가할 목적으로 작업물의 위치를 고정하는 지그를 사용해 기판에 경로를 만들어 스루 표준를 완성했다. 이 시스템과 3D 구조용 스루 표준을 활용해 직교 커넥터로 연결된 2개의 PCB의 전송 선로에서 최대 110GHz까지 고주파 특성을 성공적으로 측정했다.

한편, 이 개발은 일본 신에너지 산업기술 종합개발기구(NEDO)가 위탁한 ‘포스트 5G 정보통신 시스템을 위한 향상된 인프라 연구개발 프로젝트의 일환이다.