KR101367241B1

KR101367241B1 - 전자 장치

Info

Publication number: KR101367241B1
Application number: KR1020127009672A
Authority: KR
Inventors: 아키라 시마사키; 히데오 구보
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2014-02-25
Also published as: US8953312B2; KR20120053082A; WO2011045863A1; JPWO2011045863A1; EP2490517A1; CN102577651A; US20120201003A1; JP5056987B2

Abstract

케이싱(100)의 내부에 있어서, 프린트 기판(200)의 제1 측변(200-1)이 제1 측면판(103)에 대하여, 제1 각도(α°)를 갖도록 프린트 기판(200)을 배치한다. 또한, 제1 측면판(103)에 대하여 제2 각도(β)를 갖도록 냉각 장치(113)를 배치한다. 그러므로, 흡기 구멍(118a) 및 배기 구멍(119a)을 통해 흡배기되는 냉각풍의 양을 증대시키고, 프린트 기판(200) 상을 유통하는 냉각풍의 유로의 변화량을 적게 하여, 프린트 기판(200) 상으로부터의 냉각풍을 효율적으로 배기 구멍(119a)으로 유통시킬 수 있다. 또한, 프린트 기판(200)의 발열 부품(201)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

전자 장치{ELECTRONIC DEVICE}

본원 발명은 전자 장치에 관한 것이다.

전자 장치의 케이싱 내에는, 동작시에 발열하는 전자 부품이 실장된 복수의 프린트 기판이 한층 내지 다층으로 수납될 경우가 많다. 전자 부품이 발하는 열에 의해 전자 장치의 온도가 상승하면 전자 장치의 동작 이상의 원인이 된다. 이 때문에, 전자 장치에 있어서, 발열하는 전자 부품에 냉각풍을 쐬어 냉각하는 것이 행해져 왔다.

종래, 도 11b에 나타내는 바와 같이, 전자 장치의 케이싱(100c) 내에, 케이싱(100c)의 제1 측면판(103)에 대하여 평행해지도록 프린트 기판(200)을 배치했었다. 이 배치에 있어서, 전자 장치의 케이싱(100c)의 전면판(115)이 갖는 흡기면(126)으로부터 흡기된 냉각풍은, 우선, 케이싱(100c)의 제1 측면판(103)에 대하여 수직 방향으로 변화한다. 이는, 프린트 기판(200) 상에 배치된, DIMM(Dual Inline Memory Module)(201a)과 같은 전자 부품이 벽이 되어 내부의 바람의 흐름을 방해하지 않도록, 측면판(103)에 대하여 수직으로 배치되어 있기 때문이다. 그리고, 냉각풍은, 프린트 기판(200) 상의 전자 부품을 냉각한 후에, 제1 측면판(103)에 대하여 평행해지도록 유로가 변화한다. 그리고, 냉각풍은, 케이싱(100c)의 배면판(105)이 갖는 배기면(127)으로부터 배출된다.

또한, 종래, 전자 장치의 케이싱 내에, 전자 부품이 실장된 복수의 프린트 기판을 평행하게 실장한 2개의 전자 유닛을 전자 장치의 케이싱의 저판(底板)의 법선에 대하여 경사를 갖게 하여 V자로 배치하는 배치 방법이 있었다. 이 배치 방법에 있어서, 케이싱의 저판으로부터 흡기된 냉각풍은, 전자 유닛에 실장된 복수의 프린트 기판의 경사의 하방으로부터 상방으로 유통하여 케이싱의 천판(天板)으로부터 배기되는 유로를 형성했다.

일본국 특개소59-003998호 공보

그러나, 상술한 기술로 대표되는 종래 기술에서는, 냉각풍이 프린트 기판 상을 원활하게 유통하는 유로를 취할 수 없었기 때문에, 프린트 기판에 실장된 전자 부품의 냉각 효율이 낮다는 문제가 있었다. 또한, 케이싱 내에 큰 흡배기 공간을 필요로 하기 때문에, 케이싱 자체가 커져버린다는 문제가 있었다.

구체적으로는, 도 11b에 나타내는 바와 같이 케이싱(100c) 내에 프린트 기판(200)을 배치하고, 흡배기의 유로를 형성하면, 도 11b에 나타내는 화살표와 같이, 케이싱(100c) 내에 흡기된 냉각풍은, 케이싱(100c) 외로 배출될 때까지 유로의 방향이 크게 변화했었다. 이것이 바람의 흐름의 저항이 되어, 냉각 풍량이 줄어, 냉각 효율을 낮게 했었다.

본 발명이 개시하는 기술은, 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 전자 부품이 실장된 프린트 기판을 케이싱 내에 배치한 전자 장치에 있어서, 냉각풍이 프린트 기판 상을 원활하게 유통하는 유로를 형성하여 전자 부품의 냉각 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 개시 기술의 전자 장치는, 흡기 구멍을 갖는 전면판과, 배기 구멍을 가짐과 함께 전면판에 대향하는 배면판과, 제1 측면판과, 제1 측면판에 대향하는 제2 측면판과, 수평으로 배치된 선반을 갖는 케이싱을 갖는다. 그리고, 발열 부품이 실장됨과 함께, 제1 및 제2 측변과 전면판과 배면판과 제1 및 제2 측면판과 선반에 의해 구획된 공간 내에, 제1 측변이 제1 측면판에 대하여, 제1 각도(α)(0°＜α＜90°)를 갖도록 배치되는 프린트 기판을 갖는다. 그리고, 흡입 구멍을 갖는 흡입면과 배기 구멍을 갖는 배기면을 갖고, 공간 내의 프린트 기판과 배기 구멍 사이에 제1 측면판에 대하여, 제2 각도(β)(0°≤β≤90°)를 갖도록 배치됨과 함께, 발열 부품을 냉각하는 냉각 장치를 갖는 것을 요건으로 한다.

본 발명이 개시하는 기술은, 전자 부품이 실장된 프린트 기판을 케이싱 내에 배치한 전자 장치에 있어서, 냉각풍이 프린트 기판 상을 원활하게 유통하는 유로를 형성함으로써, 전자 부품의 냉각 효율이 향상한다는 효과를 가져온다.

도 1a는 제1 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱의 단면도.
도 1b는 도 1a의 단면도의 전자 장치의 케이싱에 있어서의 수직 방향의 위치를 나타내는 도면.
도 2a는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱을 전면으로부터 본 사시도.
도 2b는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱을 배면으로부터 본 사시도.
도 2c는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치에 복수의 프린트 기판 유닛이 실장된 케이싱의 일부를 전면으로부터 본 사시도.
도 2d는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치에 복수의 프린트 기판 유닛이 실장된 케이싱의 내부의 일부를 전면으로부터 본 사시도.
도 3a는 제2 실시형태의 일례에 따른 프린트 기판 유닛의 사시도.
도 3b는 제2 실시형태의 일례에 따른 냉각 장치의 사시도.
도 3c는 제2 실시형태의 일례에 따른 접속 기판의 사시도.
도 4는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱의 수평 방향의 단면도.
도 5a는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 보수성을 나타내는 도면.
도 5b는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 보수성을 나타내는 도면.
도 5c는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 보수성을 나타내는 도면.
도 5d는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 보수성을 나타내는 도면.
도 6a는 전자 장치의 케이싱 내에서의 프린트 기판의 배치예를 나타내는 도면.
도 6b는 전자 장치의 케이싱 내에서의 프린트 기판의 배치예를 나타내는 도면.
도 6c는 전자 장치의 케이싱 내에서의 프린트 기판의 배치예를 나타내는 도면.
도 6d는 전자 장치의 케이싱 내에서의 프린트 기판의 배치예를 나타내는 도면.
도 7은 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱 내에서의 프린트 기판의 배치의 변화에 따른 풍량의 비율의 변화를 나타내는 도면.
도 8은 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 프린트 기판에 대한 풍향을 나타내는 도면.
도 9는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 프린트 기판에 실장된 DIMM의 온도와 풍속의 관계를 나타내는 도면.
도 10a는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 프린트 기판 상의 풍속의 분포를 나타내는 도면.
도 10b는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 프린트 기판 상의 온도의 분포를 나타내는 도면.
도 11a는 종래 기술에 따른 전자 장치에 있어서의 흡배기의 개요(그 1)를 나타내는 도면.
도 11b는 종래 기술에 따른 전자 장치에 있어서의 흡배기의 개요(그 2)를 나타내는 도면.

이하, 본 발명이 개시하는 기술에 따른 전자 장치의 실시형태의 일례를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시형태의 일례에서는, 전자 장치는, 적어도 처리 장치 및 기억 장치가 실장된 복수의 시스템 보드가 케이싱 내에 배치된 서버 장치를 예로서 설명한다.

또한, 케이싱은 서버랙(server rack)이다. 또한, 처리 장치는, 예를 들면 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processing Unit), MCU(Micro Control Unit) 또는DSP(Digital Signal Processor) 등으로 대표된다. 또한, 기억 장치는, 예를 들면, RAM(Random Access Memory)이나 ROM(Read Only Memory) 등을 포함하는 반도체 기억 장치로 대표된다.

그러나, 개시 기술은, 발열하는 전자 부품인 처리 장치나 기억 장치로 대표되는 집적 회로, 전원 장치, 혹은, 전자 부품이 발한 열을 방열하는 핀을 구비한 히트 싱크 중 적어도 1개가 실장된 적어도 1개의 프린트 기판이 케이싱 내에 배치되는 전자 장치에 널리 적용 가능하다.

또한, 개시 기술은, 예를 들면 교환기, 라우터, LAN 스위치로 대표되는 통신 장치 등에 적용 가능하다. 또한, 개시 기술은, 마더 보드가 실장된 퍼스널 컴퓨터 등에 적용해도 된다. 즉, 이하의 실시형태의 일례에 의해 개시 기술이 한정되는 것이 아니다.

[제1 실시형태의 일례]

도 1a는 제1 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱의 단면도이다. 또한, 도 1b는 도 1a의 단면도의 전자 장치의 케이싱에 있어서의 수직 방향의 위치를 나타내는 도면이다. 또한, 도 1b는 제1 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱의 전면(前面)도이다.

(제1 실시형태의 일례에 따른 케이싱의 구성)

도 1b에서 케이싱(100)은, 천판(101), 저판(102), 제1 측면판(103), 제2 측면판(104), 선반(108a), 선반(108b)을 갖는다. 도 1b는 케이싱(100)의 전면에 배치되는 개폐 가능한 도어인 후술하는 전면판(115)을 해방한 상태를 나타내지만, 전면판(115)의 도시를 생략하고 있다. 도 1a는 도 1b에서의 케이싱(100)의 A-A의 단면도이다. 케이싱(100)은 판금 소재로 형성되어도 된다. 또는, 수지 소재로 형성되어도 된다.

또한, 선반(108a) 및 선반(108b)은, 후술하는 바와 같이, 평행하게 배치된 동수(同數)의 가이드 레일을 갖는 2매의 가이드 패널(109a1 및 109a2)을 각각 포함한다. 가이드 패널(109a1 및 109a2)은, 저변(底邊), 상변 및 각 가이드 레일의 수평 위치가 일치하며, 또한, 가이드 레일이 마주보도록 저판(102)에 대하여 수직으로 배치된다.

그리고, 마주보는 복수의 가이드 레일 상에 프린트 기판(200)이 배치됨으로써, 선반(108a) 및 선반(108b)에 복수의 프린트 기판(200)이 층 형상으로 배치된다. 도 1b에서의 케이싱(100)의 A-A의 단면도는, 선반(108a)에 있어서 최상층의 프린트 기판(200)을 노출시킨 도면이다.

또한, 복수의 프린트 기판(200)이 선반(108a)에 층 형상으로 배치되므로, 도 1b에서, A-A와 평행하며 또한 프린트 기판(200)을 노출시키는 것이 가능하도록 선반(108a)을 구분하는 선분(線分)이면, 어느 쪽의 선분에 있어서의 단면도도 도 1a와 동일하다.

도 1a에 나타내는 바와 같이, 케이싱(100)은, 흡기 구멍(118a)을 갖는 흡기면(118)을 포함하는 전면판(115), 배기 구멍(119a)을 갖는 배기면(119)을 포함함과 함께 전면판(115)에 대향하는 배면판(105)을 갖는다. 또한, 케이싱(100)은, 저판(102)에 대하여 수직으로 배치되는 제1 측면판(103), 제1 측면판(103)에 대향하는 제2 측면판(104)을 갖는다.

또한, 전면판(115), 배면판(105), 제1 측면판(103) 및 제2 측면판(104)은, 케이싱(100)의 저판(102)에 대하여 수직으로 배치된다. 즉, 케이싱(100)에 있어서, 천판(101), 저판(102), 제1 측면판(103), 제2 측면판(104), 전면판(115) 및 배면판(105)은, 직방체를 형성하도록 배치된다.

(제1 실시형태의 일례에 따른 프린트 기판의 배치)

전면판(115), 배면판(105), 제1 측면판(103) 및 제2 측면판(104)으로 둘러싸인 케이싱(100)의 내부에는, 프린트 기판(200)이 배치된다.

프린트 기판(200)은 발열 부품(201)을 포함한다. 발열 부품(201)은, 예를 들면 RAM, 전원 장치 등이다. 혹은, 발열 부품(201)이 발한 열을 방열하는 핀을 구비한 히트 싱크 등의 방열 부품이어도 된다. 또한, 케이싱(100)의 내부에는, 선반(108a)에 포함되는 가이드 패널(109a1) 및 가이드 패널(109a1)과 대향하는 가이드 패널(109a2)이 배치된다.

또한, 케이싱(100)의 내부에는, 케이싱(100)의 저판(102)에 대하여 수직으로 배치되는 접속 기판(114)이 배치된다. 또한, 케이싱(100)의 내부에는, 케이싱(100)의 저판(102)에 대하여 수직으로 배치되는 냉각 장치(113)가 배치된다. 냉각 장치(113)는, 케이싱(100)의 내부에 있어서, 흡기면(118)이 갖는 흡기 구멍(118a)으로부터 배기면(119)이 갖는 배기 구멍(119a)으로 유통하는 냉각풍을 발생시킨다. 냉각 장치(113)는, 예를 들면 축류(軸流) 팬이다.

프린트 기판(200)은, 가이드 패널(109a1) 및 가이드 패널(109a2)이 마주보는 가이드 레일 상에 배치됨과 함께, 접속 기판(114)과 접속된다. 프린트 기판(200)의 형상은, 제1 측변(200-1) 및 제2 측변(200-2)을 갖는 직사각형 또는 정방형이다.

프린트 기판(200)은, 제1 측변(200-1)이 가이드 패널(109a1)의 가이드 레일 상에 배치되고, 제2 측변(200-2)이 가이드 패널(109a2)의 가이드 레일 상에 배치된다. 이와 같이 하여, 프린트 기판(200)은 선반(108a)에 배치된다. 마찬가지로 하여, 선반(108b)에 프린트 기판(200)이 배치된다.

프린트 기판(200)은, 제1 측변(200-1)이 제1 측면판(103)에 대하여 제1 각도(α°)(0＜°α＜90°)를 갖도록 선반(108a)에 배치된다. 또한, 냉각 장치(113)는, 제1 측면판(103)에 대하여 제2 각도(β)(0°≤β≤90°)를 갖도록 배치된다.

(제1 실시형태의 일례의 효과)

제1 측변(200-1)이, 제1 측면판(103)에 대하여, 제1 각도(α°)를 갖도록 프린트 기판(200)이 배치되면, 평행해지도록 배치했을 경우에 비해, 흡기 구멍(118a)으로부터 배기 구멍(119a)으로 유통하는 냉각풍의 유로의 변화량이 적다.

즉, 제1 측변(200-1)이 제1 측면판(103)에 대하여 평행해지도록 프린트 기판(200)을 배치했을 경우에는, 흡기 구멍(118a)으로부터 흡입된 냉각풍은, 제1 측변(200-1)에 대하여 수직 방향으로 유로가 변화한다. 이 경우의 유로의 변화량은 90°이다.

한편, 제1 측변(200-1)이 제1 측면판(103)에 대하여 제1 각도(α°)를 갖도록 프린트 기판(200)을 배치했을 경우에는, 유로의 변화량은 (90°-α°) 미만이다. 그러므로, 냉각풍의 유로의 변화량을 적게 하여, 흡기 구멍(118a)으로부터 흡입된 냉각풍을 효율적으로 프린트 기판(200) 상으로 유통시킬 수 있다.

마찬가지로, 제1 측변(200-1)이 제1 측면판(103)에 대하여 평행해지도록 프린트 기판(200)을 배치했을 경우에는, 프린트 기판(200) 상을 유통한 냉각풍은, 케이싱(100)의 외부로 배기될 때에는 배기면(119)에 대하여 수직 방향으로 유로가 변화하고 있다. 이 경우의 유로의 변화량은, 냉각 장치(113)에 의한 유로의 변화량을 포함하여 90°이다.

한편, 제1 측변(200-1)이 제1 측면판(103)에 대하여 제1 각도(α°)를 갖도록 프린트 기판(200)을 배치했을 경우에는, 냉각 장치(113)에 의한 유로의 변화량을 포함하여, 유로의 변화량은 (90°-α°) 미만이다. 그러므로, 냉각풍의 유로의 변화량을 적게 하여, 프린트 기판(200) 상으로부터의 냉각풍을 효율적으로 배기 구멍(119a)으로 유통시킬 수 있다.

또한, 제1 측변(200-1)이, 제1 측면판(103)에 대하여, 제1 각도(α°)를 갖도록 프린트 기판(200)이 배치되면, 평행해지도록 배치했을 경우에 비해, 흡기면(118) 및 배기면(119)의 수평 방향의 길이를 보다 길게 취할 수 있다. 즉, 흡기면(118) 및 배기면(119) 각각에 흡기 구멍(118a) 및 배기 구멍(119a)을 보다 많이 설치할 수 있다. 따라서, 흡기 구멍(118a) 및 배기 구멍(119a)을 통해 흡배기되는 냉각풍의 양을 증대시켜 프린트 기판(200)의 발열 부품(201)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 측변(200-1)이, 제1 측면판(103)에 대하여, 제1 각도(α°)를 갖도록 프린트 기판(200)이 배치되면, 평행하게 배치했을 경우에 비해, 배기면(119) 주변의 공간을 넓게 취할 수 있다. 따라서, 제1 측변(200-1)이, 제1 측면판(103)에 대하여 평행해지도록 배치했을 경우에 비해, 냉각 장치(113)를 증설할 수 있다. 혹은, 배기면(119) 주변의 공간을 넓게 할 수 있기 때문에, 보다 풍량이 많은 대형의 냉각 장치(113) 혹은 복수의 냉각 장치(113)를 배치할 수 있다. 그러므로, 프린트 기판(200)의 발열 부품(201)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 측면판(103)에 대하여 제2 각도(β)를 갖도록 냉각 장치(113)를 배치하면, 제1 측면판(103)에 대하여 평행해지도록 배치했을 경우에 비해, 프린트 기판(200)에 마주보는 냉각 장치(113)의 흡기면을 넓게 취할 수 있다. 따라서, 냉각 장치(113)의 흡배기의 효율이 향상하기 때문에, 프린트 기판(200)의 발열 부품(201)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

[제2 실시형태의 일례]

도 2a는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱을 전면으로부터 본 사시도이다. 또한, 도 2b는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱(100a)을 배면으로부터 본 사시도이다. 또한, 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱(100a)에 있어서, 제1 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱(100)과 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

또한, 도 2a는 케이싱(100a)의 전면에 배치되는 개폐 가능한 도어인 전면판(115)을 해방한 상태를 나타내지만, 전면판(115)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 2b는 케이싱(100a)이 갖는 배면판(105)의 도시를 생략하고 있다.

(제2 실시형태의 일례에 따른 케이싱의 구성)

도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이, 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱(100a)은, 천판(101), 저판(102), 제1 측면판(103), 제2 측면판(104), 선반(108a), 선반(108b)을 갖는다.

저판(102)은, 케이싱(100a)의 설치면에 대하여 평행해지도록 배치된다. 또한, 제1 측면판(103) 및 제2 측면판(104)은, 저판(102)에 대하여 수직으로 배치된다. 또한, 천판(101)은, 제1 측면판(103) 및 제2 측면판(104)에 대하여 수직이 되도록 배치된다.

또한, 케이싱(100a)은, 전면판(115)(도시 생략), 및 전면판(115)에 대향하도록 배치되는 배면판(105)(도시 생략)을 갖는다. 전면판(115)은, 천판(101), 저판(102), 제1 측면판(103), 및 제2 측면판(104)에 의해 케이싱(100a)의 전면에 형성되는 직사각형의 개구부를 막도록 배치되는 개폐 가능한 도어이다.

또한, 배면판(105)은, 천판(101), 저판(102), 제1 측면판(103), 및 제2 측면판(104)에 의해 케이싱(100a)의 배면에 형성되는 직사각형의 개구부를 막도록 배치되는 개폐 가능한 도어이다.

(제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱의 전면 사시도)

우선, 도 2a를 참조한다. 케이싱(100a)은, 제1 측면판(103) 및 제2 측면판(104)에 의해 구획된 공간 내에 선반(108a) 및 선반(108b)을 갖는다. 선반(108a) 및 선반(108b)에는, 프린트 기판(200)이 블레이드 형상의 케이싱 내에 배치된 프린트 기판 유닛(200a)이 배치된다. 프린트 기판(200) 또는 프린트 기판 유닛(200a)은, 시스템 보드라고 불린다.

선반(108a)은, 평행하게 배치된 동수의 가이드 레일을 갖는 가이드 패널(109a1) 및 가이드 패널(109a2)(도시 생략)을 포함한다. 선반(108b)은, 평행하게 배치된 동수의 가이드 레일을 갖는 가이드 패널(109b1) 및 가이드 패널(109b2)을 포함한다.

가이드 패널(109a1) 및 가이드 패널(109a2)은, 가이드 패널의 저변 및 각 가이드 레일의 수평 위치가 일치하며, 또한, 가이드 레일이 마주보도록 저판(102)에 대하여 수직으로 배치된다. 또한, 가이드 패널(109b1) 및 가이드 패널(109b2)은, 가이드 패널(109a1) 및 가이드 패널(109a2)과 마찬가지로 배치된다.

그리고, 선반(108a) 및 선반(108b)은, 케이싱(100)에 있어서, 가이드 패널(109a1) 및 가이드 패널(109b1)이 제1 측면판(103)에 대하여 수평 방향으로 제1 각도(α°)(0°＜α＜90°)를 갖도록 배치된다. 그리고, 마주보는 복수의 가이드 레일 상에 후술하는 프린트 기판 유닛(200a)을 배치함으로써, 선반(108a) 및 선반(108b)에 복수의 프린트 기판 유닛(200a)을 층 형상으로 배치하는 것이 가능하다. 이 결과, 복수의 프린트 기판 유닛(200a)이, 제1 측면판(103)에 대하여 수평 방향으로 제1 각도(α°)(0°＜α＜90°)를 갖도록 배치된다.

또한, 케이싱(100a)의 전면에 있어서, 선반(108a) 및 제1 측면판(103)에 의해 구획된 공간에 흡기 덕트 개구부(106a)가 설치된다. 마찬가지로, 케이싱(100a)의 전면에 있어서, 선반(108b) 및 제1 측면판(103)에 의해 구획된 공간에 흡기 덕트 개구부(106b)가 설치된다.

또한, 케이싱(100a)의 수직 방향에 있어서, 선반(108a) 및 선반(108b) 사이에 전원 장치(110) 및 선반(111)이 나란히 배치된다. 전원 장치(110)는 제1 측면판(103)측에 배치되고, 선반(111)은 제2 측면판(104)측에 배치된다.

전원 장치(110)는, 전자 부품이 실장된 복수의 프린트 기판이 케이싱(100a) 내에 배치된 전자 장치에의 전원 공급을 제어한다. 선반(111)에는, 전자 장치가 외부 장치와 데이터의 송수신을 행하는 접속 인터페이스인 프린트 기판이 블레이드 형상의 케이싱 내에 배치된 복수의 인터페이스 유닛이 배치된다. 접속 인터페이스 또는 인터페이스 유닛은, IO(Input Output) 시스템 보드라고 불린다.

선반(111)은, 평행하게 배치된 동수의 가이드 레일을 갖는 가이드 패널(112a) 및 가이드 패널(112b)(도시 생략)을 포함한다. 가이드 패널(112a) 및 가이드 패널(112b)은, 가이드 패널의 저변 및 각 가이드 레일의 수평 위치가 일치하며, 또한, 가이드 레일이 마주보도록 저판(102)에 대하여 수직으로 배치된다.

그리고, 가이드 패널(112a) 및 가이드 패널(112b)이 마주보는 복수의 가이드 레일 상에 인터페이스 유닛을 배치함으로써, 선반(111)에 복수의 인터페이스 유닛을 층 형상으로 배치하는 것이 가능하다.

(제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱의 배면 사시도)

다음으로, 도 2b를 참조한다. 케이싱(100a)에 있어서, 선반(108a)의 배면에는, 백플레인이라고 불리는 접속 기판(114a)이 배치된다. 접속 기판(114a)은, 가이드 패널(109a1) 및 가이드 패널(109a2)에 대하여 수직이 되도록 배치된다. 또한, 접속 기판(114a)은, 선반(108a)의 배면에서, 가이드 패널(109a1) 및 가이드 패널(109a2)을 포함하여 형성되는 직사각형의 개구부를 막도록 배치된다.

접속 기판(114a)은, 선반(108a)에 배치되는 복수의 프린트 기판 유닛(200a)이 각각 갖는 프린트 기판(200)을 전기적으로 접속한다. 복수의 프린트 기판 유닛(200a)의 케이싱의 배면에 설치된 프린트 기판(200)의 접속 단자가 접속 기판(114a)에 접속됨으로써, 복수의 프린트 기판 유닛(200a)이 전기적으로 접속된다.

또한, 프린트 기판(200)이 제1 측변(200-1)이 제1 측면판(103)에 대하여 수평 방향으로 α°의 각도를 갖도록 배치되기 때문에, 접속 기판(114a)은, 제1 측면판(103)에 대하여 수평 방향으로 90°+α°의 각도를 갖도록 배치된다.

케이싱(100a)의 배면에서, 제2 측면판(104) 및 가이드 패널(109a2)에 의해 구획된 공간에 배기 덕트 개구부(107a)가 설치된다. 케이싱(100a) 내에서, 제2 측면판(104) 및 가이드 패널(109a2) 사이에 생긴 공간에 냉각 장치(113a)가 배치된다. 냉각 장치(113a)는, 동일 구성의 복수의 팬을 종횡으로 나열해서 형성된다. 팬은 축류 팬이다. 냉각 장치(113a)는, 제1 측면판(103)에 대하여 제2 각도(β°)(0°≤β≤90°)를 갖도록 배치된다.

마찬가지로, 케이싱(100a)에 있어서, 선반(108b)의 배면에는, 백플레인이라고 불리는 접속 기판(114b)이 배치된다. 접속 기판(114b)은, 가이드 패널(109b1) 및 가이드 패널(109b2)에 대하여 수직이 되도록 배치된다. 또한, 접속 기판(114b)은, 선반(108a)의 배면에서, 가이드 패널(109b1) 및 가이드 패널(109b2)을 포함하여 형성되는 직사각형의 개구부를 막도록 배치된다.

접속 기판(114b)은, 접속 기판(114a)과 마찬가지로, 선반(108b)에 배치되는 복수의 프린트 기판 유닛(200a)이 각각 갖는 프린트 기판(200)을 전기적으로 접속한다. 접속 기판(114a)과 마찬가지로, 접속 기판(114b)은, 제1 측면판(103)에 대하여 수평 방향으로 90°+α°의 각도를 갖도록 배치된다.

케이싱(100a)의 배면에서, 제2 측면판(104) 및 가이드 패널(109b2)에 의해 구획된 공간에 배기 덕트 개구부(107b)가 설치된다. 케이싱(100a) 내에서, 제2 측면판(104) 및 가이드 패널(109b2) 사이에 생긴 공간에 냉각 장치(113b)가 배치된다. 냉각 장치(113a)와 마찬가지로, 냉각 장치(113b)는, 동일 구성의 복수의 팬을 종횡으로 나열해서 형성된다. 냉각 장치(113b)는, 제1 측면판(103)에 대하여 제2 각도(β°)(0°≤β≤90°)를 갖도록 배치된다.

또한, 케이싱(100a)에 있어서, 선반(111)의 배면에는, 냉각 장치(116) 및 접속 기판(117)이 나란히 배치된다. 냉각 장치(116)는, 선반(111)에 배치된 복수의 인터페이스 유닛의 케이싱 내에 배치된 프린트 기판에 실장되는 전자 부품을 냉각한다. 또한, 접속 기판(117)은, 선반(111)에 배치된 복수의 인터페이스 유닛의 케이싱 내에 배치된 프린트 기판을 전기적으로 접속하는 백플레인이다. 또한, 전원 장치(110)는, 접속 기판(117) 및 제1 측면판(103) 사이에 배치된다.

도 2c는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치에 복수의 프린트 기판 유닛이 실장된 케이싱의 일부를 전면으로부터 본 사시도이다. 도 2c에 나타내는 바와 같이, 천판(101), 제1 측면판(103) 및 제2 측면판(104)에 의해 형성된 공간 내에 배치된 선반(108a)에 복수의 프린트 기판 유닛(200a)이 배치된다. 선반(108a)에 있어서, 복수의 프린트 기판 유닛(200a)은, 각 프린트 기판 유닛(200a)의 전면이 동일면 상에 갖추어지도록 배치된다. 또한, 선반(108b)에 있어서도 선반(108a)과 마찬가지이다.

도 2d는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치에 복수의 프린트 기판 유닛이 실장된 케이싱의 내부의 일부를 전면으로부터 본 사시도이다. 도 2d는 도 2c에서 천판(101) 및 선반(108a)의 최상층에 배치된 프린트 기판 유닛(200a)의 케이싱의 천판을 분리한 상태를 나타낸다.

도 2d에 나타내는 바와 같이, 선반(108a)에 배치된 복수의 프린트 기판 유닛(200a)은, 제1 측변(200-1)이 제1 측면판(103)에 대하여 수평 방향으로 각도를 갖도록 배치되고, 접속 기판(114a)에 접속된다. 제1 측면판(103) 및 선반(108a)의 가이드 패널(109a1)에 의해 구획된 공간은, 흡기 덕트 에어리어(DA1)이다. 흡기 덕트 에어리어(DA1)의 케이싱(100a)의 전면 부분에는, 흡기 덕트 개구부(106a)가 설치된다.

또한, 도 2d에 나타내는 냉각 장치(113a)는, 선반(108a) 및 제2 측면판(104)에 의해 구획된 공간에, 제1 측면판(103)에 대하여 수평 방향으로 β°의 각도를 갖도록 배치된다. 선반(108a), 선반(108a)의 가이드 패널(109a2) 및 냉각 장치(113a)에 의해 구획된 공간은, 중간 덕트 에어리어(DA2)이다. 또한, 도 2d에 나타내는 냉각 장치(113a) 및 제2 측면판(104)에 의해 구획된 공간은, 배기 덕트 에어리어(DA3)이다. 배기 덕트 에어리어(DA3)의 케이싱(100a)의 배면 부분에는, 배기 덕트 개구부(107a)가 설치된다. 또한, 흡기 덕트 에어리어(DA1), 중간 덕트 에어리어(DA2) 및 배기 덕트 에어리어(DA3)를 냉각용 덕트라고 총칭한다.

또한, 프린트 기판(200)은, 발열하는 전자 부품으로서, DIMM(Dual Inline Memory Module)(201a)이 실장된다. DIMM은, RAM 모듈의 일종이며, 고집적도의 반도체 기억 소자가 직사각형의 판 형상의 기판에 양면 실장된 것이다. DIMM(201a)은, 프린트 기판(200)의 제1 측변(200-1)에 대하여 DIMM(201a)의 기판이 수직이 되도록 프린트 기판(200)에 배치된다.

도 2d에서 냉각 장치(113a)가 동작함으로써, 흡기 덕트 개구부(106a)로부터 케이싱(100a)의 내부에 흡입된 냉각풍은, 흡기 덕트 에어리어(DA1)에 있어서 프린트 기판(200)의 방향으로 유통의 방향을 바꾼다. 그리고, 프린트 기판(200)으로 유통의 방향을 바꾼 냉각풍은, DIMM(201a)을 냉각하여 프린트 기판(200) 상을 통과한다.

프린트 기판(200) 상을 통과한 냉각풍은, 중간 덕트 에어리어(DA2)에 있어서 냉각 장치(113a)의 방향으로 유통의 방향을 바꾼다. 그리고, 냉각 장치(113a)로 유통의 방향을 바꾼 냉각풍은, 냉각 장치(113a)를 통과한 후에 배기 덕트 에어리어(DA3)를 경유하여 배기 덕트 개구부(107a)로부터 케이싱(100a)의 외부로 배출된다.

(제2 실시형태의 일례에 따른 프린트 기판 유닛)

도 3a는 제2 실시형태의 일례에 따른 프린트 기판 유닛의 사시도이다. 제2 실시형태의 일례에 따른 프린트 기판 유닛(200a)은, 직방체의 케이싱 내에 프린트 기판(200)이 배치된 블레이드이다. 프린트 기판 유닛(200a)은, 도 3a에 나타내는 화살표의 방향을 따라서 선반(108a) 및 선반(108b)에 수납되고, 접속 기판(114a 및 114b)에 접속된다.

(제2 실시형태의 일례에 따른 냉각 장치)

도 3b는 제2 실시형태의 일례에 따른 냉각 장치의 사시도이다. 제2 실시형태의 일례에 따른 냉각 장치(113a 및 113b)는, 직사각형 또는 정방형의 프레임(113-1) 내에 적어도 1개의 팬(113-2)이 배치된다. 팬(113-2)은, 내장되는 모터의 동력에 의해 회전하는 회전축(113-3), 및 회전축(113-3)에 회전 가능하게 장착된 날개부(113-4)를 갖는다. 냉각 장치(113a 및 113b)는, 날개부(113-4)가 회전함으로써, 냉각풍을 흡입하여 배출한다.

(제2 실시형태의 일례에 따른 접속 기판)

도 3c는 제2 실시형태의 일례에 따른 접속 기판의 사시도이다. 제2 실시형태의 일례에 따른 접속 기판(114a 및 114b)은, 직사각형 또는 정방형의 프레임(114-1)의 면 중 프린트 기판(200)이 접속되는 면에, 복수의 접속부(114-2)가 배치된다. 도 3c에 도시하는 화살표의 방향을 따라서, 하나의 프린트 기판(200)의 접속 단자가 하나의 접속부(114-2)에 접속된다. 따라서, 접속 기판(114a 및 114b)은, 복수의 프린트 기판(200)이 접속된다.

도 4는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱의 수평 방향의 단면도이다. 도 4는 도 1b에서의 A-A, 혹은, A-A와 평행하며 또한 프린트 기판(200)을 노출시키는 것이 가능하도록 선반(108a)을 구분하는 선분에 있어서의 케이싱(100a)의 단면도이다. 또한, 도 1b에서의 A-A와 평행하며 또한 프린트 기판(200)을 노출시키는 것이 가능하도록 선반(108b)을 구분하는 선분에 있어서의 케이싱(100a)의 단면도와 마찬가지이다.

(제2 실시형태의 일례에 따른 프린트 기판의 배치)

도 4에 나타내는 바와 같이, 케이싱(100a)은, 흡기 구멍(118a)을 갖는 흡기면(118)을 포함하는 전면판(115), 배기 구멍(119a)을 갖는 배기면(119)을 포함함과 함께 전면판(115)에 대향하는 배면판(105)을 갖는다. 또한, 케이싱(100a)은, 저판(102)에 대하여 수직으로 배치되는 제1 측면판(103), 제1 측면판(103)에 대향하는 제2 측면판(104)을 갖는다.

전면판(115), 배면판(105), 제1 측면판(103) 및 제2 측면판(104)으로 둘러싸인 케이싱(100a)의 내부에는, DIMM(201a)이 배치된 프린트 기판(200)을 수납한 프린트 기판 유닛(200a)이 배치된다. DIMM(201a)은, DIMM(201a)의 기판이 제1 측변(200-1) 및 제2 측변(200-2)에 대하여 수직이 되도록 배치된다. 프린트 기판(200)의 케이싱(100a)의 내부에는, 선반(108a)에 포함되는 가이드 패널(109a1) 및 가이드 패널(109a1)과 대향하는 가이드 패널(109a2)이 배치된다.

또한, 케이싱(100a)의 내부에는, 케이싱(100a)의 저판(102)에 대하여 수직으로 배치되는 접속 기판(114a)이 배치된다. 또한, 케이싱(100a)의 내부에는, 케이싱(100a)의 저판(102)에 대하여 수직으로 배치되는 냉각 장치(113a)가 배치된다. 냉각 장치(113a)는, 케이싱(100a)의 내부에 있어서, 흡기면(118)이 갖는 흡기 구멍(118a)으로부터 배기면(119)이 갖는 배기 구멍(119a)으로 유통하는 냉각풍을 발생시킨다.

또한, DIMM(201a)은, DIMM(201a)의 기판이 제1 측변(200-1) 및 제2 측변(200-2)에 대하여 수직이 되도록 배치됨으로써, 냉각 장치(113a)가 흡입하는 흡기가, 프린트 기판(200)이 갖는 전변(前邊)(200-3)과 후변(後邊)(200-4) 사이를 유통한다.

프린트 기판 유닛(200a)은, 가이드 패널(109a1) 및 가이드 패널(109a2)이 마주보는 가이드 레일 상에 배치됨과 함께, 접속 기판(114a)과 접속된다. 또한, 프린트 기판 유닛(200a)은, 프린트 기판(200)의 제1 측변(200-1)이 제1 측면판(103)에 대하여 제1 각도(α°)(0°＜α＜90°)를 갖도록 배치된다. 또한, 냉각 장치(113a)는, 제1 측면판(103)에 대하여 제2 각도(β)(0°≤β≤90°)를 갖도록 배치된다.

제1 측변(200-1)이 제1 측면판(103)에 대하여 제1 각도(α°)를 갖도록 프린트 기판(200)을 배치하면, 흡기면(118) 및 배기면(119)의 수평 방향의 길이가 각각 「L1-1」, 「L1-2」가 된다.

또한, 제1 측면판(103)에 대하여 제2 각도(β)(α°≤β＜90°)를 갖도록 케이싱(100a) 내에 냉각 장치(113a)를 배치하면, β＜α° 또는 β＝90°의 경우와 비교하여, 보다 대형 또는 보다 다중화된 냉각 장치를 채용할 수 있다. 이는, 냉각 장치(113a)의 두께를 무시하여 단순 계산했을 경우에는, 「L1-2」와 비교하여, 배치 가능한 냉각 장치의 최대폭이 「(L1-2)／sinβ」로 커지기 때문이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 흡기 구멍(118a)을 통해 흡기된 냉각풍은, 제1 측면판(103), 덕트벽(120 및 121)에 의해 구획된 흡기 덕트 에어리어(DA1)를 경유하여 프린트 기판(200)측으로 유로가 변화한다.

그리고, 프린트 기판(200)측으로 유로가 변화한 냉각풍은, 프린트 기판(200) 상을 통과하면서, 냉각 장치(113a)에 의해 가압되고, 덕트벽(122)에 의해 구획되는 중간 덕트 에어리어(DA2)를 경유하여 냉각 장치(113a)측으로 유로가 변화한다.

그리고, 냉각 장치(113a)측으로 유로가 변화한 냉각풍은, 냉각 장치(113a), 제2 측면판(104) 및 덕트벽(122)에 의해 구획된 배기 덕트 에어리어(DA3)를 경유하여 배기 구멍(119a)을 통해 외부로 배기된다.

(전자 장치의 보수성)

도 5a∼도 5d는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 보수성을 나타내는 도면이다. 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱(100a) 내에 배치되는 프린트 기판 유닛(200a), 냉각 장치(113a) 및 접속 기판(114a)은, 전면판(115) 또는 배면판(105)을 해방한 상태에서, 메인터넌스를 위해 취출할 수 있다.

도 5a 및 도 5b에 나타내는 바와 같이, 프린트 기판 유닛(200a)은, 전면판(115)을 해방한 상태에서 화살표 A1의 방향으로 이동시킴으로써, 접속 기판(114a)과의 접속을 해제하고, 선반(108a) 및 케이싱(100a)으로부터 취출하는 것이 가능하다.

또한, 도 5a 및 도 5c에 나타내는 바와 같이, 냉각 장치(113a)는, 배면판(105)을 해방한 상태에서 화살표 A2의 방향으로 이동시킴으로써, 케이싱(100a)으로부터 취출하는 것이 가능하다. 또한, 도 5a 및 도 5d에 나타내는 바와 같이, 접속 기판(114a)은, 배면판(105)을 해방하고, 프린트 기판 유닛(200a)을 화살표 A1의 방향으로 이동시킨 상태에서 화살표 A3을 따른 방향으로 이동킴으로써, 케이싱(100a)으로부터 취출하는 것이 가능하다.

또한, 접속 기판(114a)은, 제1 측면판(103)이 케이싱(100a)의 내면측에 갖는 핀(128)이 끼워맞추는 끼워맞춤 구멍(129)을 갖는다. 접속 기판(114a)은, 제1 측면판(103)과 인접하는 프레임(114-1)의 부분에 끼워맞춤 구멍(129)을 갖는다. 접속 기판(114a)은, 핀(128) 및 끼워맞춤 구멍(129)의 끼워맞춤에 의해 제1 측면판(103)에 고정된다.

접속 기판(114a)을 케이싱(100a)으로부터 취출할 때에, 우선, 핀(128) 및 끼워맞춤 구멍(129)의 끼워맞춤을 해제하고 나서 접속 기판(114a)을 이동시킨다. 그러므로, 화살표 A3에 나타내는 바와 같이, 접속 기판(114a)을 이동시키는 방향이 이동 도중에 변화한다.

도 5a∼도 5d를 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱(100a) 내에 배치되는 프린트 기판 유닛(200a), 냉각 장치(113a) 및 접속 기판(114a)은, 케이싱(100a)의 외부로 용이하게 취출하여 메인터넌스 가능하다.

(프린트 기판의 배치의 각도에 따른 풍량)

도 6a∼도 6d는 전자 장치의 케이싱 내에서의 프린트 기판의 배치예를 나타내는 도면이다. 즉, 전자 장치의 제1 측면판에 대하여 프린트 기판이 α°의 각도를 갖도록 배치되는 배치예를 나타낸다. 또한, 흡기 덕트의 흡기면은, 폭이 800㎜를 예로 한다. 또한, 제1 측변의 길이는 500㎜를 예로 한다.

도 6a는 α＝90°, 즉 흡기 덕트로부터 배기 덕트로 흡배기되는 냉각풍의 풍향이 (90°-α°)＝0°일 경우를 나타낸다. 이 경우에는, 프린트 기판은, 제1 측면판에 대하여 제1 측변이 90°의 각도를 갖도록 배치된다.

도 6a에 나타내는 바와 같이, 흡기면으로부터 흡기된 냉각풍은, 차폐물, 예를 들면 접속 기판에 의해 유로가 차단되지 않는다. 또한, 케이싱의 횡폭의 최대 길이까지 흡기면을 확보할 수 있다. 이 때문에, 많은 냉각풍을 흡입하며, 또한, 흡입한 냉각풍의 유로를 변화시키지 않고 효율적으로 프린트 기판 상을 유통시킬 수 있다. 즉, 제1 측면판에 대하여 프린트 기판이 90°의 각도를 갖는 배치는, 효율적으로 전자 부품을 냉각할 수 있는 배치이다.

그러나, 도 6a에 나타내는 프린트 기판의 배치에서는, 프린트 기판 및 접속 기판의 접속 방향이 전면판에 대하여 90°의 각도를 갖는다. 이 때문에, 흡기면과 동일면을 형성하는 케이싱의 전면판을 해방해도, 프린트 기판 및 접속 기판의 접속을 해제하여 프린트 기판을 케이싱의 외부로 취출하는 것이 용이하지 않다.

그래서, 도 6b에 나타내는 바와 같이, α＝45°, 즉 흡기 덕트로부터 배기 덕트로 흡배기되는 냉각풍의 풍향이 (90°-α°)＝45°의 각도를 갖도록 프린트 기판을 배치한다. 이 경우에는, 프린트 기판은, 제1 측면판에 대하여 제1 측변이 45°의 각도를 갖도록 배치된다.

도 6b에 나타내는 바와 같이, 흡기면으로부터 흡기된 냉각풍을 배기면으로부터 배출시키기 위해, α＝90°일 경우와 비교하여, 유로를 변화시키는 것이 요구된다. 또한, 흡기면 및 배기면의 폭은 400㎜가 된다. 이 때문에, 도 6a에 나타낸 α＝90°의 프린트 기판의 배치와 비교하여, 흡입면으로부터의 흡입하는 냉각풍의 양, 및 흡입한 냉각풍이 프린트 기판 상을 유통할 때의 효율성이 떨어진다.

그러나, 도 6b에 나타내는 프린트 기판의 배치에서는, 프린트 기판 및 접속 기판의 접속 방향이 전면판에 대하여 45°의 각도를 갖는다. 이 때문에, 도 6a에 나타낸 프린트 기판의 배치와 비교하여, 흡기면과 동일면을 형성하는 케이싱의 전면판을 해방하고, 프린트 기판 및 접속 기판의 접속을 해제하여 프린트 기판을 케이싱의 외부로 취출하는 것이 용이해진다.

또한, 도 6c에 나타내는 바와 같이, α＝15°, 즉 흡기 덕트로부터 배기 덕트로 흡배기되는 냉각풍의 풍향이 (90°-α°)＝75°의 각도를 갖도록 프린트 기판을 배치한다. 이 경우에는, 프린트 기판은, 제1 측면판에 대하여 제1 측변이 15°의 각도를 갖도록 배치된다.

도 6c에 나타내는 바와 같이, 흡기면으로부터 흡기된 냉각풍을 배기면으로부터 배출시키기 위해, α＝45°일 경우와 비교하여, 유로를 변화시키는 것이 더 요구된다. 또한, 흡기면 및 배기면의 폭은 250㎜가 된다. 이 때문에, 도 6b에 나타낸 프린트 기판의 배치와 비교하여, 흡입면으로부터의 흡입하는 냉각풍의 양, 및 흡입한 냉각풍이 프린트 기판 상을 유통할 때의 효율성이 더 떨어진다.

그러나, 도 6c에 나타내는 프린트 기판의 배치에서는, 프린트 기판 및 접속 기판의 접속 방향이 전면판에 대하여 15°의 각도를 갖는다. 이 때문에, 도 6b에 나타낸 프린트 기판의 배치와 비교하여, 흡기면과 동일면을 형성하는 케이싱의 전면판을 해방하고, 프린트 기판 및 접속 기판의 접속을 해제하여 프린트 기판을 케이싱의 외부로 취출하는 것이 더 용이해진다.

또한, 도 6d에 나타내는 바와 같이, α＝0°, 즉 흡기 덕트로부터 배기 덕트로 흡배기되는 냉각풍의 유로가 (90°-α°)＝90°의 각도를 갖도록 프린트 기판을 배치한다. 이 경우에는, 프린트 기판은, 제1 측면판에 대하여 제1 측변이 90°의 각도를 갖도록 배치된다.

도 6d에 나타내는 프린트 기판의 배치에서는, 프린트 기판 및 접속 기판의 접속 방향이 전면판에 대하여 0°의 각도를 갖는다. 이 때문에, 도 6c에 나타낸 프린트 기판의 배치와 비교하여, 흡기면과 동일면을 형성하는 케이싱의 전면판을 해방하고, 프린트 기판 및 접속 기판의 접속을 해제하여 프린트 기판을 케이싱의 외부로 취출하는 것이 더 용이해진다.

그러나, 도 6d에 나타내는 바와 같이, 흡기면으로부터 흡기된 냉각풍을 배기면으로부터 배출시키기 위해, α＝15°의 경우와 비교하여, 유로를 변화시키는 것이 더 요구된다. 또한, 흡기면 및 배기면의 폭은 150㎜가 된다. 이 때문에, 도 6c에 나타낸 프린트 기판의 배치와 비교하여, 흡입면으로부터의 흡입하는 냉각풍의 양, 및 흡입한 냉각풍이 프린트 기판 상을 유통할 때의 효율성이 더 떨어진다.

상술한 α° 및 풍량의 관계는, 도 7에 나타낸 바와 같다. 도 7은 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 케이싱 내에서의 프린트 기판의 배치의 변화에 따른 풍량의 비율의 변화를 나타내는 도면이다. 「풍량의 비율」이란, 케이싱(100a)에 있어서, 풍향이 (90°-α°)＝0°일 경우에 흡배기되는 풍량에 대한 α°를 변화시켰을 때의 풍량의 비율이다.

도 7에서는 (90°-α°)를 횡축으로 하고, 풍량의 비율을 종축으로 한 그래프(g1 및 g2)를 나타낸다. 그래프(g1)는, (90°-α°)＝0°일 경우의 풍량을 「1」로 했을 경우에, 프린트 기판을 배치하는 제1 각도(α°)를 변화시켰을 때의 풍량의 비율을 나타낸다. 또한, 그래프(g2)는, (90°-α°)＝0°일 경우의 풍량을 「1」로 했을 경우에, 프린트 기판을 배치하는 제1 각도(α°)를 변화시켰을 때의 풍량에 흡기면의 폭의 변화에 따른 풍량을 가미한 풍량의 비율을 나타낸다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 프린트 기판의 배치를 α＝90°(90°-α°＝0°), 45°(90°-α°＝45°), 15°(90°-α°＝75°), 0°(90°-α°＝90°)로 변화시킨다. 이때, 그래프(g1)는, 각각, 1, 0.75, 0.5, 0.25의 값을 취한다. 즉, 풍량의 비율은, (90°-α°)에 관하여 단조롭게 감소한다.

또한, 그래프(g2)는, 각각, 3.25 이상 3.5 미만의 소정값, 2, 0.75 이상 1 미만의 소정값을 취한다. 즉, 풍량은, (90°-α°)에 관하여 단조롭게 감소한다. 즉, 풍량의 비율은, 흡기면의 폭 및 (90°-α°)에 관하여 단조롭게 감소한다.

그러나, 상술한 바와 같이, 프린트 기판 및 접속 기판의 접속을 해제하여 프린트 기판을 케이싱의 외부로 취출한다는 프린트 기판의 메인터넌스성은, (90°-α°)의 증가에 따라 향상한다. 따라서, 풍량 및 프린트 기판의 메인터넌스성은, 트레이드오프(trade off)의 관계에 있다. 그러므로, (90°-α°), 즉 α는, 풍량 및 프린트 기판의 메인터넌스성의 밸런스의 요구에 따라 0°보다 크며, 또한, 90° 미만의 값으로 설정할 수 있다.

(DIMM의 냉각)

도 8은 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 프린트 기판에 대한 풍향을 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 프린트 기판(200)에 실장되는 DIMM(201a-1 및 201a-2)의 기판의 배치 방향에 대하여 수직 또는 대략 수직이 되도록 프린트 기판(200) 상에 냉각풍을 유통시킨다.

여기에서, 일반적으로, 프린트 기판(200)에 실장되는 DIMM(201a-1 및 201a-2)을 공냉(空冷)할 경우에는, 냉각풍의 풍량의 증가에 따라, 냉각풍에 대한 DIMM(201a-1 및 201a-2)의 저항에 의한 냉각풍의 압력 손실이 상승한다. 한편, 냉각풍의 풍량의 증가에 따라, 냉각 장치(113a)의 정압(靜壓)도 저하한다. 또한, 정압이란, 냉각풍의 유로에 수직으로 배치한 냉각 장치(113a)의 냉각풍에 대한 수직면에 작용하는 압력이다. 따라서, 냉각 장치(113a)의 정압이, 냉각풍에 대한 DIMM(201a-1 및 201a-2)에 의한 냉각풍의 압력 손실을 능가하도록 냉각풍의 풍량을 설정하는 것이 요구된다.

도 9는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 프린트 기판에 실장된 DIMM의 온도와 풍속의 관계를 나타내는 도면이다. 즉, 도 9는 도 8에 나타내는 바와 같이 프린트 기판(200) 상에서 냉각풍을 유통시켰을 경우에 냉각풍의 풍속에 따른 전열 및 후열에 배치되는 DIMM의 온도의 변화를 각각 그래프(g3) 및 그래프(g4)로 나타낸다.

여기에서, 「전열의 DIMM」은 DIMM(201a-1)이며, 「후열의 DIMM」은 DIMM(201a-2)이다. 또한, 도 9는 냉각풍의 풍속에 따른 DIMM(201a-1) 및 DIMM(201a-2)의 온도차(ΔT)의 변화를 그래프(g5)로 나타낸다. 여기에서 「냉각풍의 풍속」은, 도 8에서 프린트 기판(200) 상을 유통하는 냉각풍이 프린트 기판(200)의 제1 측변(200-1)을 통과할 때의 풍속이다. 이 풍속을 「전면 풍속」이라고 부른다.

또한, 도 9에서는 풍속[m／s]을 횡축으로, DIMM 온도[℃]를 좌의 종축으로, ΔT[℃]를 우의 종축으로 한다. 또한, DIMM(201a-1 및 201a-1)은, 소비 전력이 10.22W인 DIMM을 예로 한다. 또한, 도 9에서는 10.22W인 DIMM의 온도의 상한을 나타내는 임계값 「Tcase」는 「85 [℃]」를 예로 한다.

도 9의 그래프(g3)가 나타내는 바와 같이, DIMM(201a-1)의 온도는, 풍속에 관하여 단조롭게 감소한다. 즉, 풍속이 빠를수록 DIMM(201a-1)의 온도가 저하함을 나타낸다. 이는, 냉각풍이 프린트 기판(200) 상을 보다 빠르게 유통함으로써, DIMM(20a-1)이 보다 효율적으로 냉각됨을 의미한다.

또한, 도 9의 그래프(g4)가 나타내는 바와 같이, DIMM(201a-2)의 온도도 DIMM(201a-1)의 온도와 마찬가지로, 풍속에 관하여 단조롭게 감소한다. 즉, 풍속이 빠를수록 DIMM(201a-2)의 온도가 저하함을 나타낸다.

또한, 도 9의 그래프(g5)가 나타내는 바와 같이, DIMM(201a-2)의 온도로부터 DIMM(201a-1)의 온도를 뺀 ΔT도, 마찬가지로, 풍속에 관하여 단조롭게 감소한다. 즉, 풍속이 빠를수록 DIMM(201a-1 및 201a-2)의 온도차가 축소함을 나타낸다.

여기에서, DIMM(201a-2)의 온도가 DIMM(201a-1)의 온도와 비교하여 대강 높다. 이는, 후술하는 바와 같이, DIMM(201a-2)을 냉각하는 냉각풍은, 전면 풍속과 비교하여 풍속이 저하하고 있는 것(도 10a 참조), 및 DIMM(201a-1)의 냉각에 의해 이미 온도가 상승하고 있는 것(도 10b 참조)에 의한다.

도 10a는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 프린트 기판 상의 풍속의 분포를 나타내는 도면이다. 도 10a는 전면 풍속이 「3[m／s]」일 경우를 나타낸다. 도 10a에 나타내는 바와 같이, DIMM(201a-2)을 냉각하는 냉각풍의 풍속은, 전면 풍속 및 DIMM(201a-1)을 냉각하는 냉각풍의 풍속과 비교하여 속도가 저하하고 있다.

도 10b는 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 프린트 기판 상의 온도의 분포를 나타내는 도면이다. 도 10b는 전면 풍속이 「3[m／s]」일 경우를 나타낸다. 도 10b에 나타내는 바와 같이, DIMM(201a-2)을 냉각하는 냉각풍의 온도는, 전면 풍속 및 DIMM(201a-1)을 냉각하는 냉각풍의 온도와 비교하여 온도가 상승하고 있다.

(종래 기술의 문제점)

도 11a는 종래 기술에 따른 전자 장치에 있어서의 흡배기의 개요(그 1)를 나타내는 도면이다. 종래 기술에 따른 전자 장치의 케이싱(100b)에 있어서, 프린트 기판(200)을 제1 측변(200-1)에 대하여 수평 방향으로 0°의 각도로 배치한다. 또한, 직사각형의 판 형상의 기판에 반도체 기억 소자가 양면 실장된 DIMM(201a)을 프린트 기판(200)의 제1 측변(200-1)에 대하여 DIMM(201a)의 기판이 평행해지도록 프린트 기판(200) 상에 배치한다.

또한, 냉각 장치(113c)는, 케이싱(100b) 내에서 전면판(115) 및 프린트 기판(200) 사이에 배치된다. 냉각 장치(113c)에 의해 케이싱(100a)의 전면판(115)에 설치된 흡기 구멍으로부터 흡기된 냉각풍은, DIMM(201a)을 냉각하여 프린트 기판(200) 상을 통과한다. 그리고, 프린트 기판(200) 상을 통과한 냉각풍은, 최소폭이 「L2」인 덕트 및 접속 기판(114)이 갖는 구멍을 경유하여 배면판(105)에 설치된 배기 구멍으로부터 외부로 배출된다.

여기에서, 최소폭이 「L2」인 덕트 및 접속 기판(114)이 갖는 구멍에서는, 냉각풍의 유통량에 한계가 있다. 즉, 프린트 기판(200) 상에서의 냉각풍의 유통에 관하여 덕트 및 접속 기판(114)이 보틀넥(bottleneck)이 된다. 이 때문에, 도 11a에 나타내는 종래 기술에 따른 전자 장치에 있어서의 흡배기는, 흡기 구멍으로부터 흡기된 냉각풍을 배면판(105)에 설치된 배기 구멍으로부터 외부로 배출하는 효율성이 낮았다. 그리고, 프린트 기판(200)에 실장된 DIMM(201a)의 냉각 효율이 낮았다.

도 11b는 종래 기술에 따른 전자 장치에 있어서의 흡배기의 개요(그 2)를 나타내는 도면이다. 도 11a를 참조하여 상술한, 프린트 기판(200) 상에서의 냉각풍의 유통에 관하여 덕트 및 접속 기판(114)이 보틀넥이 되는 것을 회피하기 위해, 도 11b에 나타내는 바와 같이, 프린트 기판(200) 및 DIMM(201a)을 배치한다.

즉, 전자 장치의 케이싱(100c)에 있어서, 프린트 기판(200)을 제1 측변(200-1)에 대하여 수평 방향으로 0°의 각도로 배치한다. 또한, 직사각형의 판 형상의 기판에 반도체 기억 소자가 양면 실장된 DIMM(201a)을 프린트 기판(200)의 제1 측변(200-1)에 대하여 DIMM(201a)의 기판이 수직이 되도록 프린트 기판(200) 상에 배치한다.

또한, 케이싱(100c) 내에서, 덕트벽(123, 124) 및 제1 측면판(103)에 의한 구획에 의해 흡기 덕트 에어리어를 설치한다. 또한, 케이싱(100c) 내에서, 덕트벽(125), 제2 측면판(104) 및 냉각 장치(113d)에 의한 구획에 의해 배기 덕트 에어리어를 설치한다. 또한, 냉각 장치(113d)는, 배면판(105)에 대하여 평행하게 배치된다.

또한, 전면판(115)에는, 제1 측면판(103) 및 덕트벽(124)의 최단 거리인 「L3-1」에 상당하는 폭의 흡기면(126)이 설치된다. 또한, 배면판(105)에는, 냉각풍의 유로에 대하여 수직 또는 대략 수직으로 배치되는 냉각 장치(113d)의 최대폭인 「L3-2」에 상당하는 폭의 배기면(127)이 설치된다.

도 11b에 나타내는 바와 같이, 케이싱(100c) 내에 프린트 기판(200)을 배치하고, 흡배기의 유로를 형성하면, 도면 중의 화살표에 의해 나타나는 바와 같이, 케이싱(100c) 내에 흡기된 냉각풍이 케이싱(100c) 외로 배출될 때까지 유로의 방향을 크게 변화시킨다.

또한, 흡기면(126)의 폭 「L3-1」은, 도 4에 나타낸 흡기면(118)의 폭 「L1-1」과 비교하여 좁다. 마찬가지로, 배기면(127)의 폭 「L3-2」은, 도 4에 나타낸 배기면(119)의 폭 「L1-2」과 비교하여 좁다. 즉, 흡입면으로부터의 흡입하는 냉각풍의 양, 및 흡입한 냉각풍이 프린트 기판 상을 유통할 때의 효율성이 낮다.

최근, 프린트 기판에 실장되는 전자 부품의 성능 향상에 의한 발열량의 증대에 대하여, 도 11b에 나타내는 바와 같은 종래 기술에서는 냉각 성능이 부족하다. 냉각 성능의 부족을 해소하기 위해, 냉각 장치의 추가나, 흡배기의 덕트 에어리어의 증강을 행하면, 케이싱 사이즈가 확대해 버린다는 문제가 발생했다.

(제2 실시형태의 일례의 효과)

제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치는, 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제를 해소하고, 케이싱 사이즈를 확대하지 않고, 흡기면, 흡기 덕트 에어리어, 배기면 및 배기 덕트 에어리어를 확대하고, 냉각 장치를 추가하여 냉각 성능을 높일 수 있다. 또한, 전자 장치의 고밀도 실장 및 케이싱의 소형화를 도모할 수 있다. 즉, 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치는, 냉각 성능의 향상에 의해, 전자 장치에 프린트 기판(200)을 고밀도 실장하는 것이 가능해진다.

또한, 제2 실시형태의 일례에 따른 전자 장치의 냉각 성능의 향상에 의해, 프린트 기판(200), 프린트 기판(200)을 고밀도 실장한 전자 장치의 개개의 처리 성능이 향상한다. 또한, 전자 장치의 케이싱의 소형화가 실현 가능하기 때문에, 복수의 전자 장치를 케이블 접속할 경우의 케이블 길이가 짧아져, 고성능의 대규모 서버 시스템의 구축이 용이해진다.

동일한 냉각 성능을 갖는 냉각 장치(113a)를 이용하여 프린트 기판(200) 상의 전자 부품을 냉각할 경우에, 예를 들면 제1 각도가 α＝15°일 때에는, α＝0°일 때와 비교하여 전면 풍속이 향상하고, 전자 부품이 충분히 냉각된다. 이는, 제1 각도(α)＝15°일 때, 흡배기되는 냉각풍이 프린트 기판(200) 상을 유통할 때의 유통 방향의 변화가, α＝0°일 때와 비교하여 보다 적기 때문이다. 그러므로, 효율적으로 흡배기되기 때문에, 제1 각도(α)＝15°일 경우에는, α＝0°일 경우보다 전면 풍속이 보다 빨라진다.

또한, 예를 들면 제1 각도가 α＝15°일 때에는, 냉각 장치(113a)가 포함하는 팬의 수를 줄이거나, 혹은, 냉각 장치(113a)가 포함하는 팬의 회전수를 낮췄다고 해도, 전자 부품이 충분히 냉각될 경우가 있다. 즉, 전자 부품의 온도를 상한의 임계값 미만으로 억제할 수 있을 경우가 있다. 환언하면, 제1 각도(α)＝15°일 때에는, 냉각 장치(113a)의 냉각 능력을 억제해도 전자 부품을 충분히 냉각할 수 있을 경우가 있다. 전자 부품의 온도를 상한의 임계값 미만으로 억제하는 범위 내에서 냉각 장치(113a)의 냉각 능력을 억제하면, 소비 전력이 감소하므로, 전자 장치의 전력 절약화, 및 전자 장치의 케이싱 내의 온도 상승의 억제로 이어진다.

[다른 실시형태의 일례]

전자 장치는, 제1 및 제2 실시형태의 일례에 있어서의 케이싱(100 및 100a)의 제1 측면판(103)을 저판으로 하고, 제2 측면판(104)을 천판으로 하여 프린트 기판(200)을 수직으로 배치해도 된다. 이 경우에는, 케이싱(100 또는 100a)의 내부에 흡입된 냉각풍은, 케이싱(100 또는 100a)의 내부에 있어서 저판으로부터 천판으로 향하는 방향으로 유통한다.

또한, 제1 및 제2 실시형태의 일례에서는, 냉각 장치(113, 113a 및 113b)는 축류 팬이라고 했지만, 축류 팬에 한하지 않고, 사류(斜流) 팬이나 블로어여도 된다. 즉, 냉각 장치(113, 113a 및 113b)는, 전자 장치의 케이싱 내에서, 적절한 방향으로 가압하여 공기를 흡배기하는 송풍기이면, 어느 것이어도 된다.

100, 100a, 100c, 100d : 케이싱 101 : 천판
102 : 저판 103 : 제1 측면판
104 : 제2 측면판 105 : 배면판
106a, 106b : 흡기 덕트 개구부 107a, 107b : 배기 덕트 개구부
108a, 108b : 선반
109a1, 109a2, 109b1, 109b2 : 가이드 패널
110 : 전원 장치 111 : 선반
112a, 112b : 가이드 패널 113-1 : 프레임
113-2 : 팬 113-3 : 회전축
113-4 : 날개부
113, 113a, 113b, 113c, 113d : 냉각 장치
114, 114a, 114b : 접속 기판 114-1 : 프레임
114-2 : 접속부 115 : 전면판
116 : 냉각 장치 117 : 접속 기판
118 : 흡기면 118a : 흡기 구멍
119 : 배기면 119a : 배기 구멍
120, 121, 122, 123, 124, 125 : 덕트벽
126 : 흡기면 127 : 배기면
128 : 핀 129 : 끼워맞춤 구멍
200 : 프린트 기판 200a : 프린트 기판 유닛
200-1 : 제1 측변 200-2 : 제2 측변
200-3 : 전변 200-4 : 후변
201 : 발열 부품 201a : 전자 부품
201a-1, 201a-2 : DIMM DA1 : 흡기 덕트 에어리어
DA2 : 중간 덕트 에어리어 DA3 : 배기 덕트 에어리어
α : 제1 각도 β : 제2 각도

Claims

흡기 구멍을 갖는 전면판과, 배기 구멍을 가짐과 함께 상기 전면판에 대향하는 배면판과, 제1 측면판과, 상기 제1 측면판에 대향하는 제2 측면판과, 수평으로 배치된 선반과, 상기 선반 상에 배치된 접속 기판을 갖는 케이싱과,
제1 및 제2 측변을 갖고, 상기 전면판과 상기 배면판과 상기 제1 및 제2 측면판과 상기 선반에 의해 구획된 공간 내에, 상기 제1 측변이 상기 제1 측면판에 대하여, 제1 각도(α)(0°＜α＜90°)를 갖도록 상기 접속 기판에 접속된 복수의 프린트 기판과,
흡입 구멍을 갖는 흡입면과 배기 구멍을 갖는 배기면을 갖고, 상기 공간 내의 상기 프린트 기판과 상기 배기 구멍 사이에 상기 제1 측면판에 대하여, 제2 각도(β)(0°≤β≤90°)를 갖도록 배치되는 냉각 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 각도(β)와 상기 제1 각도(α)는 β≥α인 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 프린트 기판은 발열 부품을 더 포함하고,
상기 발열 부품은, 상기 냉각 장치가 흡입하는 흡기가, 상기 프린트 기판 상에서 상기 프린트 기판이 갖는 전변(前邊)과 후변(後邊) 사이를 유통하도록 배치되고,
상기 냉각 장치는 상기 발열 부품을 냉각하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 프린트 기판의 제1 측변과 상기 냉각 장치 사이에 배치된 제1 덕트와,
상기 프린트 기판의 제2 측변과 상기 제2 측면판 사이에 배치된 제2 덕트를 더 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 장치는 회전 가능한 날개부를 구비한 팬인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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