KR101464095B1

KR101464095B1 - 전자 장치

Info

Publication number: KR101464095B1
Application number: KR1020137009617A
Authority: KR
Inventors: 준지 바바; 마사아끼 이노우에; 슈지 가메노; 도루 사사끼
Original assignee: 아락사라 네트워크 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2014-11-21
Also published as: CN103222355A; EP2642841B1; WO2012066732A1; EP2642841A1; KR20130082157A; US20130235524A1; US9215829B2; JP5315323B2; JP2012109363A; CN103222355B; EP2642841A4

Abstract

전자 장치에 있어서, 48V 급전 방식으로부터 12V 급전 방식으로 이행한 경우에, 동일한 전력을 공급하기 위해서는, 백플레인에 4배의 전류를 흘릴 필요가 있다. 또한, 전후 흡배기 방식의 경우에, 냉각풍을 통과시키는 통풍구를 백플레인에 설치할 필요가 있다. 또한, 백플레인에 통풍구를 설치하는 것에 의한 기계적 강도의 열화가 과제이었다. 급전용 버스 바에 날개 형상(fin shaped)의 돌기물을 갖게 하는 것 및 급전용 버스 바에 냉각풍을 부딪치게(hit) 하는 구조로 한다. 또한, 급전용 버스 바를 백플레인에 전면 밀착시키고, 다수의 점에서 전기적 또한 기계적으로 접속함으로써, 냉각과 강성 열화의 억제를 양립시킨다.

Description

전자 장치{ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은, LAN 스위치, 라우터, 서버 등으로 대표되는 전자 장치에 관한 것으로, 특히 전자 장치의 백플레인 구조에 관한 것이다.

일반적으로, LAN 스위치나 라우터라고 하는 네트워크 통신 장치는, 패킷 전송을 위한 인터페이스 기능을 갖는 회로 기판 유닛, 패킷을 원하는 포트에 스위치하는 기능을 갖는 회로 기판 유닛, 패킷 전송을 제어하는 기능을 갖는 회로 기판 유닛 등을 갖는다. 이들 회로 기판 유닛은, 커넥터를 통해 장치 내에 배치되는 중계용 회로 기판(소위 백플레인)에 접속되고, 회로 기판 유닛간의 신호의 교환 및 급전은, 이 백플레인을 통해 실행된다.

네트워크 통신 장치의 전원으로서는, AC기에서는 AC100V 또는 AC200V가, DC기에서는 DC48V가 인가되는 경우가 많다. 이 전압이, 장치의 프론트 전원 유닛에 입력되고, 프론트 전원 유닛은, DC48V를 출력하고, 이 DC48V 출력이 백플레인을 통해 각 회로 기판 유닛으로 공급되는 것이 일반적이다.

한편, 서버로 대표되는 정보 처리 장치에 있어서도, LAN 스위치나 라우터와 마찬가지로, 기능마다 회로 기판 유닛화되어 있고, 이들 회로 기판 유닛은, 커넥터를 통해 장치 내에 배치되는 백플레인에 접속되고, 회로 기판 유닛간의 신호의 교환 및 급전은, 이 백플레인을 통해 실행된다.

서버의 전원은, AC100V 또는 AC200V가 인가되는 경우가 많다. 이 전압이, 장치의 프론트 전원 유닛에 입력되고, 프론트 전원 유닛은, DC12V를 출력하고, 이 DC12V 출력이 백플레인을 통해 각 회로 기판 유닛으로 공급되는 것이 일반적이다.

또한, 이들 네트워크 통신 장치나 정보 처리 장치의 냉각 구조로서, 통신 사업자 대상 통신 기기의 기준인 NEBS(Network Equipment Building System)에 준거하기 위해, 전후 흡배기 방식의 냉각 구조를 채용해야 하는 요구가 높아지고 있다.

특허문헌 1에 따르면, 서버 등의 전자 장치의 고기능화나 다기능화에 수반하여, 실장되는 전자 부품수가 비약적으로 증대하였기 때문에, 전자 장치를 동작시키기 위해 필요한 전류도 증대하고 있다. 이것과 동시에 전자 장치의 소형화나 경량화도 진행되고 있어, 전자 장치에 사용되는 전자 부품의 소형화나 경량화에 대한 요구도 높아지고 있다. 따라서, 보다 소형으로 보다 큰 전류를 흘릴 수 있는 급전용 버스 바(bus bar) 구조를 제공하는 것이 요망되고 있지만, 대전류를 흘리는 것에 의한 급전용 버스 바의 발열이 과제였다.

이 과제를 해결하기 위해, 상기 특허문헌 1에서는, 막대 형상의 급전용 버스 바를 사용하고, 전원과 부하를 일대일로 접속하고, 또한 이 급전용 버스 바에 냉각 Fin을 설치하고, 이것을 강제 공냉하는 구조를 채용하고 있다.

또한, 특허문헌 2에 따르면, 전자 장치 내의 회로 기판 유닛에 대전류를 공급하는 경우, 통상의 커넥터에 의한 급전에서는, 전원 공급용 커넥터 핀수를 늘리거나, 신호용 커넥터 핀수를 줄여 전원 공급용으로 돌릴(전환) 필요가 있었다.

이 과제를 해결하기 위해, 상기 특허문헌 2에서는, 다층 회로 기판과 같이 복수의 도전층과 절연층을 구비한 막대 형상의 급전 바를, 도전성 핀 콘택트 및 도전성 스페이서에 의해 백플레인의 커넥터간의 간극에 고정하고, 이 도전성 핀 콘택트와 회로 기판 유닛을 전기적으로 접속하여 대전류를 공급하는 커넥터 구조를 채용하고 있다.

또한, 최근, 상기 특허문헌 1 및 특허문헌 2에서 해결하려고 하는 과제 이외에, 전자 장치의 백플레인 구조에 있어서, 이하에 설명하는 새로운 과제가 현재화하고 있다.

첫번째의 배경으로서, 네트워크 통신 장치에 있어서의 급전은, 백플레인을 통해 각 회로 기판 유닛으로 DC48V를 급전하는 방식이 주류이었지만, 최근, 48V 급전 방식으로부터 12V 급전 방식으로의 이행이 진행되고 있다. 이것은, 48V 급전 방식에서는, 형상이 크고, 또한 고가의 절연형 DC／DC 컨버터를 사용할 필요가 있어, 급전계의 전력 효율과 회로 기판 유닛 내의 실장 면적의 점에서 불리한 것이 주된 이유이다. 그 한편, 12V 급전 방식에서 48V 급전 방식과 동일한 전력을 공급하기 위해서는 4배의 전류를 흘릴 필요가 있다.

두번째의 배경으로서, 최근, 네트워크 통신 장치나 정보 처리 장치의 냉각 구조로서, 통신 사업자 대상 통신 기기의 기준인 NEBS(Network Equipment Building System)에 준거하기 위해, 전후 흡배기 방식의 냉각 구조를 채용해야 하는 요구가 높아지고 있다. 전후 흡배기 방식의 네트워크 통신 장치로서, 상기 도 1의 (a) 내지 도 4의 (a)와 같은 구성이 생각되지만, 전후 흡배기 방식을 실현하기 위해서는, 냉각풍을 통과시키는 통풍구를 백플레인에 설치할 필요가 있다.

일본 특허 출원 공개 평6-162827 공보 일본 특허 출원 공개 평8-138775 공보

상기한 바와 같이 백플레인에는 대전류를 흘릴 필요가 있는 한편, 통풍구를 설치할 필요가 있어, 전류 경로가 좁아져 버려, 급전 경로에서의 전력 손실 및 발열이 과제로 된다. 또한, 백플레인에 통풍구를 설치하면, 백플레인 자체의 강성이 희생이 되어, 기계적 강도가 현저하게 열화되어 버리는 과제도 생긴다.

본 발명은, 전술한 새로운 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 전자 장치에 있어서, 전후 흡배기 방식 구조를 채용하면서도, 급전 경로에서의 전력 손실 및 발열을 억제하는 것을 가능하게 하고, 또한 기계적 강도를 보강하고, 또한 비용을 억제하는 백플레인 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 이하의 형태 또는 적용예로서 상기한 과제 중 적어도 일부를 해결하는 것이 가능하다.

회로 기판 유닛과, 상기 회로 기판을 전방면에 접속하는 백플레인과, 상기 백플레인의 배면에 접속하는 급전용 버스 바와, 상기 급전용 버스 바에 접속하는 전원 유닛을 갖고, 상기 백플레인과 상기 급전용 버스 바에는 통풍구가 설치되고, 상기 버스 바에는 또한 방열용 돌기물이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.

평판 형상의 급전용 버스 바의 한쪽 면은 평면으로 하고, 백플레인과 전면 밀착시키고, 다수의 점에서 전기적 또한 기계적으로 접속하고, 다른 쪽의 면에는 날개 형상(fin shaped)의 돌기물을 형성하고 있다. 이에 의해, 백플레인의 전력 손실 및 발열을 억제하고, 기계적 강도를 보강하고, 또한 백플레인의 통풍구를 넓게 확보할 수 있다. 또한, 백플레인을 구성하는 회로 기판의 전원층 및 그라운드층의 층수를 삭감하는 것이 가능해져, 비용을 억제할 수 있다.

도 1a는 제1 실시예에 있어서의 전자 장치의 구성의 일례이다.
도 1b는 제1 실시예에 있어서의 급전용 버스 바의 일례이다.
도 1c는 제1 실시예에 있어서의 급전용 버스 바의 일례이다.
도 2a는 제2 실시예에 있어서의 전자 장치의 구성의 일례이다.
도 2b는 제2 실시예에 있어서의 급전용 버스 바의 일례이다.
도 2c는 제2 실시예에 있어서의 급전용 버스 바의 일례이다.
도 3a는 제3 실시예에 있어서의 전자 장치의 구성의 일례이다.
도 3b는 제3 실시예에 있어서의 급전용 버스 바의 일례이다.
도 3c는 제3 실시예에 있어서의 급전용 버스 바의 일례이다.
도 4a는 제4 실시예에 있어서의 전자 장치의 구성의 일례이다.
도 4b는 제4 실시예에 있어서의 급전용 버스 바의 일례이다.
도 4c는 제4 실시예에 있어서의 급전용 버스 바의 일례이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 4개의 실시예에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1a는, 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 전자 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 2a는, 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 전자 장치(200)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 3a는, 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 전자 장치(300)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 4a는, 본 발명의 제4 실시예에 있어서의 전자 장치(400)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 전자 장치(100 내지 400)는, 컴퓨터 네트워크에 있어서 패킷 전송을 행하는 네트워크 통신 장치로서 기능한다.

제1 실시예

도 1a는, 전자 장치(100)의 전방면측 사시도를 도시하고 있다. 전자 장치(100)는, 케이스(110)의 내부에, 복수의 회로 기판 유닛(120)과, 복수의 프론트 전원 유닛(130), 복수의 냉각 유닛(140), 백플레인(150), 급전용 버스 바(160)를 갖고 있다.

본 실시예의 전자 장치(100)는, 복수의 회로 기판 유닛(120)을 갖고 있고, 이들은 장치 전방면으로부터 수평 상태로 실장된다. 회로 기판 유닛(120)은 반도체 소자를 탑재한 회로 기판에 의해 구성되고, 패킷 전송을 행하기 위한 각종 기능을 실현한다. 예를 들면, 외부와의 인터페이스 제어나 패킷의 수신처 검색, 패킷의 전송 처리 등을 행하는 회로 기판 유닛, 패킷을 원하는 포트에 스위치하는 회로 기판 유닛, CPU를 탑재하고, 전자 장치(100)의 기본 제어를 행하는 회로 기판 유닛 등을 갖고 있다.

이들 회로 기판 유닛(120)은, 장치의 전방면측에 냉각풍을 통과시키는 통풍구(121)를 갖고 있다. 또한, 각 회로 기판 유닛(120)은, 장치의 전방면측과 대면하는 측에 백플레인 커넥터(122)를 갖고 있고, 이 백플레인 커넥터(122)와 백플레인(150)이 접속되고, 회로 기판 유닛간의 신호의 교환 및 급전이 실행된다. 또한, 이들 회로 기판 유닛(120)의 탑재수는, 본 도면에서의 탑재수로 한정되지 않는다.

본 실시예의 전자 장치(100)는, 장치의 신뢰성을 높이기 위해, 복수의 프론트 전원 유닛(130)을 갖고 있고, 용장화를 실현하고 있다. 이들은 장치 후방면으로부터 수평 상태로 실장된다. 네트워크 통신 장치의 전원은, AC기에서는 AC100V 또는 AC200V가, DC기에서는 DC48V가 프론트 전원 유닛(130)에 인가되고, AC／DC 변환 처리 내지 DC／DC 변환 처리를 행하여 DC48V를 출력하는 경우가 많다.

프론트 전원 유닛(130)의 출력은, 전원 커넥터(131)에 의해 백플레인(150)과 접속되고, 백플레인을 통해 각 회로 기판 유닛으로 DC48V가 급전되는 것이 일반적이다. 그러나, 각 회로 기판 유닛(120)으로 DC48V가 급전되는 방식에서는, 회로 기판 유닛(120) 내에, 형상이 크고, 또한 고가의 절연형 DC／DC 컨버터를 사용할 필요가 있어, 급전계의 전력 효율과 회로 기판 유닛 내의 실장 면적의 면에서 불리하기 때문에, 프론트 전원 유닛(130)의 출력 전압은 DC12V가 주류로 되어 있다. 또한, 이들 프론트 전원 유닛(130)의 탑재수는, 본 도면에서의 탑재수로 한정되지 않는다.

본 실시예의 전자 장치(100)에서는, 회로 기판 유닛(120)은, 장치 전방면으로부터 수평 상태로 실장되고, 반도체 소자에 대한 냉각풍의 흐름은, 전후 흡배기의 구조를 채용하고 있고, 냉각풍을 강제적으로 흘리기 위한 Fan으로 구성되어 있는 냉각 유닛(140)은, 케이스(110)에 있어서의 후방면측에 설치되어 있다. 또한, 이들 냉각 유닛(140)의 탑재수는, 본 도면에서의 탑재수로 한정되지 않는다. 또한, 전방면의 인터페이스의 수가 억제되지만 케이스(110)의 전방면에 배치해도 된다. 이것은 다른 실시예에 관해서도 마찬가지이다.

회로 기판 유닛(120), 프론트 전원 유닛(130)은, 커넥터를 통해 장치 내에 배치되는 백플레인(150)에 접속된다. 백플레인(150)은 통상, 다층의 회로 기판에 의해 구성되고, 주로 2개의 역할을 갖고 있다. 첫번째는, 복수의 회로 기판 유닛(120)의 사이를 배선으로 접속하고, 신호의 교환을 하는 역할이다. 두번째는, 프론트 전원 유닛(130)이 생성한 DC48V 내지 DC12V를 각 회로 기판 유닛(120)으로 급전하는 역할이다.

특히, 네트워크 통신 장치에서는, 처리 성능 향상의 요구가 높아짐과 함께 각 회로 기판 유닛(120)의 소비 전력이 증가하는 경향이 있고, 또한 전술한 바와 같이 48V 급전 방식으로부터 12V 급전 방식으로의 이행이 진행되어 있는 점에서, 백플레인(150)에 흐르는 전류량은 증가하는 경향이 있다. 예를 들면, 12V 급전 방식은 48V 급전 방식과 비교하여, 동일한 전력을 공급하기 위해서는 4배의 전류량이 필요해지고, 급전 경로에서의 전력 손실이 16배로 된다. 이로 인해, 백플레인(150)에 부설하는 급전을 위한 경로, 즉 전원층 및 그라운드층의 층수를 늘릴 필요가 있어, 백플레인(150)의 고비용을 초래해 버린다.

또한, 본 실시예의 전자 장치(100)에서는, 전후 흡배기 방식의 냉각 구조를 채용하고 있고, 백플레인(150)에 냉각풍을 통과시키는 통풍구(151)를 설치할 필요 있기 때문에, 급전을 위한 전원층 및 그라운드층의 층수를 늘려도, 충분한 전류 경로가 얻어지지 않는 과제가 생긴다. 이 때문에, 후술하는 급전용 버스 바(160)를 부설하고 있다.

도 1b 및 도 1c는, 급전용 버스 바(160)를 도시하고 있다. 급전용 버스 바(160)는, 구리나 알루미늄 등의 금속으로 구성되고, 급전 단자(161)를 이용하여 백플레인(150)의 전원층 또는 그라운드층에 나사 고정이나 납땜 등으로 전기적 또한 기계적으로 접속된다. 본 실시예에서는, 복수의 회로 기판 유닛(120)과 복수의 프론트 전원 유닛(130)을 복수의 급전 단자(161)에 의해 다수의 점에서 접속하고 있다.

일반적으로, 회로 기판 유닛(120)으로의 급전은, 다층의 회로 기판에 의해 구성되는 백플레인(150)에 부설한 전원층 및 그라운드층에서 실행되는 경우가 많은데, 공급해야 하는 전류량이 큰 경우에는, 전원층 및 그라운드층의 층수를 늘려도 전력 손실을 무시할 수 없게 되는 점, 고비용을 초래해 버리는 점에서, 급전용 버스 바(160)를 부설하여 급전하는 경우가 많다. 그러나, 급전용 버스 바(160)를 부설하여 전력 손실을 저감시킬 수 있었다고 해도, 발열이 과제로서 남는다.

이 대책으로서, 급전용 버스 바(160)의 체적을 크게 취하여, 전기 저항값을 저감시키는 것이 생각되지만, 도 1b와 같이, 통풍구(162)의 개구 면적이 좁아져 버려, 원하는 냉각 성능이 얻어지지 않게 되는 문제가 있다. 본 발명을 사용한 실시예에서는, 도 1c와 같이, 급전용 버스 바(160)에 날개 형상 돌기물(163)을 갖게 하는 것 및 급전용 버스 바(160)에 냉각풍을 부딪치게 하는 구조로 함으로써, 급전용 버스 바(160)의 전력 손실 및 발열의 과제를 해결할 수 있고, 또한 백플레인(150)의 통풍구(151) 및 급전용 버스 바(160)의 통풍구(162)의 개구 면적을 충분히 취할 수 있게 되어, 장치의 냉각 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 급전용 버스 바(160)를 백플레인(150)에 전면 밀착시키고, 다수의 점에서 전기적 또한 기계적으로 접속함으로써, 백플레인(150)에 통풍구(151)를 설치한 것에 의한 강성 열화를 보강하는 것이 가능해진다. 또한, 이 급전용 버스 바(160)에는, 프론트 전원 유닛(130)을 장치 후방면으로부터 백플레인(150)에 접속하기 위한 전원 커넥터 접속구(164)가 설치되어 있다.

또한, 급전용 버스 바(160)에 갖게 하는 돌기물의 형상은, 날개 형상 돌기물(163)로 한정되지 않고, 예를 들면 뾰족한 형상의 돌기물이나 지그재그 형상의 돌기물 등의 형상도 채용할 수 있다. 또한, 이 급전용 버스 바(160)는, 백플레인(150)과 전기적으로 접속되는 부분 이외를 절연재로 코팅하여, 단락 방지하는 구조도 채용할 수 있다.

이상으로부터, 백플레인(150)에 급전용 버스 바를 접속하고 통풍구(162)의 개구 면적을 크게 하는 것 및 돌기물(163)을 갖게 함으로써 배열성을 높이고 있다. 또한, 동시에 통풍구(162)의 개구 면적 확대에 의한 강성 열화에 관해서도 돌기물(163)이 보강으로 되어 억제하고 있다. 또한, 본 실시예에서는 12V 급전 방식을 상정하고 있지만, 48V 급전 방식이나 다른 급전 방식에서도 당연히 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이것은 다른 실시예에서도 마찬가지이다.

12V 급전 방식을 채용하면 급전용 버스 바(160)에 인가되는 전위와 접지 전위와의 전위차가 4.5V 이상 16V 이하로 된다.

48V 급전 방식을 채용하면 급전용 버스 바(160)에 인가되는 전위와 접지 전위와의 전위차가 36V 이상 75V 이하로 된다.

제2 실시예

도 2a는, 전자 장치(200)의 전방면측 사시도를 도시하고 있다. 전자 장치(200)는, 케이스(210)의 내부에, 복수의 회로 기판 유닛(220)과, 복수의 프론트 전원 유닛(230), 복수의 냉각 유닛(240), 백플레인(250), 급전용 버스 바(260)를 갖고 있다.

본 실시예의 전자 장치(200)는, 제1 실시예의 전자 장치(100)의 변형예이다. 제1 실시예의 전자 장치(100)와 크게 상이한 점은, 프론트 전원 유닛(230)을 장치 후방면의 좌우에 수직 상태로 실장하여, 냉각풍의 통로를 확보하는 구조를 채용하고 있는 점이다.

이 구조에 의해, 제1 실시예의 전자 장치(100)와 비교하여, 냉각풍의 풍향이 직선적으로 되기 때문에, 장치의 냉각 성능을 향상시키는 것이 가능해진다. 그 외의 구조는, 제1 실시예의 전자 장치(100)와 마찬가지이다. 또한, 본 실시예에서의, 회로 기판 유닛(220), 프론트 전원 유닛(230), 냉각 유닛(240)의 탑재수는, 본 도면에서의 탑재수로 한정되지 않는다.

도 2b 및 도 2c는, 급전용 버스 바(260)를 도시하고 있다. 본 실시예의 급전용 버스 바(260)에 있어서, 제1 실시예의 급전용 버스 바(160)와 크게 상이한 점은, 프론트 전원 유닛(230)을 장치 후방면의 좌우에 수직 상태로 실장하여, 냉각풍의 통로를 확보하는 구조를 채용한 것에 의해, 전원 커넥터 접속구(264)가, 좌우에 배치되어 있는 점이다.

도 2b의 구성에서는, 제1 실시예와 달리, 배열용의 돌기물을 형성하지 않고 프론트 전원 유닛(230)을 냉각풍의 통로를 확보함으로써 냉각 성능의 향상과 강성 열화의 억제를 실현하고 있다.

도 2c의 구성에서는, 또한 급전용 버스 바(260)의 통풍구를 확대하고, 배열용의 돌기물을 형성함으로써 도 2b의 구성 이상으로 냉각 성능을 높이고 있다. 동시에 돌기물이 백플레인(250), 급전용 버스 바(260)의 강성 열화를 억제하고 있다. 그 외의 구조 및 효과는, 제1 실시예의 전자 장치(100)와 마찬가지이다.

제3 실시예

도 3a는, 전자 장치(300)의 전방면측 사시도를 도시하고 있다. 전자 장치(300)는, 케이스(310)의 내부에, 복수의 회로 기판 유닛(320)과, 복수의 프론트 전원 유닛(330), 복수의 냉각 유닛(340), 백플레인(350), 급전용 버스 바(360)를 갖고 있다.

본 실시예의 전자 장치(300)에 있어서, 제1 실시예의 전자 장치(100) 및 제2 실시예의 전자 장치(200)와 크게 상이한 점은, 회로 기판 유닛(320)이, 장치 전방면으로부터 수평 상태로 실장되고, 또한 장치 후방면의 중앙에 수직 상태로 실장되는 구조를 채용하고 있는 점이다.

장치 후방면에 실장된 회로 기판 유닛(320)은, 예를 들면 크로스바 스위치로서의 기능을 갖는 회로 기판 유닛이다. 크로스바 스위치라 함은, 장치 전방면으로부터 실장한 회로 기판 유닛(320)으로부터 도착한 패킷을 원하는 포트에 스위치하는 기능을 갖는 회로 기판 유닛이다.

크로스바 스위치를 장치 후방면에 실장하는 구조를 채용하면, 신호 배선 길이를 짧게 할 수 있으므로, 장치의 고속화, 고성능화가 가능해진다. 또한, 회로 기판 유닛(320)의 일부를 장치 후방면에 실장한 것에 의해, 프론트 전원 유닛(330)을 장치 후방면의 좌우에 수직 상태로 실장하여, 냉각풍의 통로를 확보하는 구조로 하고 있다.

그 외의 구조는, 제1 실시예의 전자 장치(100) 및 제2 실시예의 전자 장치(200)와 마찬가지이다. 또한, 본 실시예에서의, 회로 기판 유닛(320), 프론트 전원 유닛(330), 냉각 유닛(340)의 탑재수는, 본 도면에서의 탑재수로 한정되지 않는다.

도 3b 및 도 3c는, 급전용 버스 바(360)를 도시하고 있다. 급전용 버스 바(360)는, 구리나 알루미늄 등의 금속으로 구성되고, 급전 단자(361)를 이용하여 백플레인(350)의 전원층 또는 그라운드층에 나사 고정이나 납땜 등으로 전기적 또한 기계적으로 접속된다. 본 실시예에서는, 복수의 회로 기판 유닛(320)과 복수의 프론트 전원 유닛(330)을 복수의 급전 단자(361)에 의해 다수의 점에서 접속하고 있다.

일반적으로, 회로 기판 유닛(320)으로의 급전은, 다층의 회로 기판에 의해 구성되는 백플레인(350)에 부설한 전원층 및 그라운드층에서 실행되는 경우가 많은데, 공급해야 하는 전류량이 큰 경우에는, 전원층 및 그라운드층의 층수를 늘려도 전력 손실을 무시할 수 없게 되는 점, 고비용을 초래해 버리는 점에서, 급전용 버스 바(360)를 부설하여 급전하는 경우가 많다.

그러나, 급전용 버스 바(360)를 부설하여 전력 손실을 저감할 수 있었다고 해도, 발열이 과제로서 남는다. 이 대책으로서, 급전용 버스 바(360)의 체적을 크게 취하여, 전기 저항값을 저감시키는 것이 생각되지만, 도 3b와 같이, 통풍구(362)의 개구 면적이 좁아져 버려, 원하는 냉각 성능이 얻어지지 않게 되는 문제가 있다. 그 때문에 본 실시예의 경우에는 프론트 전원 유닛(330)을 장치 후방면의 좌우에 수직 상태로 실장하여, 냉각풍의 통로를 확보하는 구조로 함으로써 냉각 성능을 향상시키고 있다.

본 발명을 이용한 실시예에서는, 도 3c와 같이, 급전용 버스 바(360)에 날개 형상 돌기물(363)을 갖게 하는 것 및 급전용 버스 바(360)에 냉각풍을 부딪치게 하는 구조로 함으로써, 급전용 버스 바(360)의 전력 손실 및 발열의 과제를 해결할 수 있고, 또한 백플레인(350)의 통풍구(351) 및 급전용 버스 바(360)의 통풍구(362)의 개구 면적을 충분히 취할 수 있게 되어, 장치의 냉각 성능을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 급전용 버스 바(360)를 백플레인(350)에 전면 밀착시키고, 다수의 점에서 전기적 또한 기계적으로 접속함으로써, 백플레인(350)에 통풍구(351)를 설치한 것에 의한 강성 열화를 보강하는 것이 가능해진다.

또한, 이 급전용 버스 바(360)에는, 프론트 전원 유닛(330)과 회로 기판 유닛(320)을 장치 후방면으로부터 백플레인(150)에 접속하기 위한 전원 커넥터 접속구(364)와, 백플레인 커넥터 접속구(365)가 설치되어 있다. 또한, 급전용 버스 바(360)에 갖게 하는 돌기물의 형상은, 날개 형상 돌기물(363)로 한정되지 않고, 예를 들면 뾰족한 형상의 돌기물이나 지그재그 형상의 돌기물 등의 형상도 채용할 수 있다. 또한, 이 급전용 버스 바(360)는, 백플레인(350)과 전기적으로 접속되는 부분 이외를 절연재로 코팅하여, 단락 방지하는 구조도 채용할 수 있다.

제4 실시예

도 4a는, 전자 장치(400)의 전방면측 사시도를 도시하고 있다. 전자 장치(400)는, 케이스(410)의 내부에, 복수의 회로 기판 유닛(420)과, 복수의 프론트 전원 유닛(430), 복수의 냉각 유닛(440), 백플레인(450), 급전용 버스 바(460)를 갖고 있다.

본 실시예의 전자 장치(400)는, 제3 실시예의 전자 장치(300)의 변형예이다. 제3 실시예의 전자 장치(300)와 크게 상이한 점은, 회로 기판 유닛(420)을 장치 후방면의 좌우에 수직 상태로 실장하여, 냉각풍의 통로를 확보하는 구조를 채용하고 있는 점이다. 이 구조에 의해, 제3 실시예의 전자 장치(300)와 비교하여, 냉각풍의 방해가 되는 것이 없으므로, 장치의 냉각 성능을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.

그 외의 구조는, 제3 실시예의 전자 장치(300)와 마찬가지이다. 또한, 본 실시예에서의, 회로 기판 유닛(420), 프론트 전원 유닛(430), 냉각 유닛(440)의 탑재수는, 본 도면에서의 탑재수로 한정되지 않는다.

도 4b 및 도 4c는, 급전용 버스 바(460)를 도시하고 있다. 본 실시예의 급전용 버스 바(460)에 있어서, 제3 실시예의 급전용 버스 바(360)와 크게 상이한 점은, 회로 기판 유닛(420)을 장치 후방면의 좌우에 수직 상태로 실장하여, 보다 냉각풍의 통로를 확보하는 구조를 채용한 것에 의해, 백플레인 커넥터 접속구(465)가, 좌우에 배치되어 있는 점이다. 그 외의 구조 및 효과는, 제3 실시예의 전자 장치(300)와 마찬가지이다.

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시예의 전자 장치(100) 및 제2 실시예의 전자 장치(200)에서는, 회로 기판 유닛이 장치 전방면으로부터 수평 상태로 실장되고, 냉각풍의 흐름은, 장치 전방면의 통풍구로부터 흡기되고, 백플레인의 통풍구 및 급전용 버스 바의 통풍구를 통과하여, 장치 후방면으로 배기되는 전후 흡배기의 구조를 채용하고 있고, 급전용 버스 바에 날개 형상 돌기물을 갖게 하는 것 및 급전용 버스 바에 냉각풍을 부딪치게 하는 구조로 함으로써, 급전용 버스 바의 전력 손실 및 발열의 과제를 해결할 수 있고, 또한 백플레인의 통풍구 및 급전용 버스 바의 통풍구의 개구 면적을 충분히 취할 수 있게 되어, 장치의 냉각 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 급전용 버스 바를 백플레인에 전면 밀착시키고, 다수의 점에서 전기적 또한 기계적으로 접속함으로써, 백플레인에 통풍구를 설치한 것에 의한 강성 열화를 보강하는 것이 가능해진다. 또한, 백플레인에 부설하는 전원층 및 그라운드층의 층수를 삭감할 수 있으므로, 비용 저감도 가능해진다.

제3 실시예의 전자 장치(300) 및 제4 실시예의 전자 장치(400)에서는, 회로 기판 유닛이 장치 전방면으로부터 수평 상태로 실장되고, 또한 장치 후방면으로부터도 수직 상태로 실장되는 구조를 채용하고 있고, 냉각풍의 흐름은, 장치 전방면의 통풍구로부터 흡기되고, 백플레인의 통풍구 및 급전용 버스 바의 통풍구를 통과하여, 장치 후방면으로 배기되는 전후 흡배기의 구조를 채용하고 있고, 급전용 버스 바에 날개 형상 돌기물을 갖게 하는 것 및 급전용 버스 바에 냉각풍을 부딪치게 하는 구조로 함으로써, 급전용 버스 바의 전력 손실 및 발열의 과제를 해결할 수 있다.

또한, 백플레인의 통풍구 및 급전용 버스 바의 통풍구의 개구 면적을 충분히 취할 수 있게 되어, 장치의 냉각 성능을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 급전용 버스 바를 백플레인에 전면 밀착시키고, 다수의 점에서 전기적 또한 기계적으로 접속함으로써, 백플레인에 통풍구를 설치한 것에 의한 강성 열화를 보강하는 것이 가능해진다. 또한, 백플레인에 부설하는 전원층 및 그라운드층의 층수를 삭감할 수 있으므로, 비용 저감도 가능해진다.

또한, 본 발명은 상기 실시예나 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 다양한 형태에 있어서 실시하는 것이 가능하고, 예를 들면 다음과 같은 변형도 가능하다.

상기 제1 실시예 내지 제4 실시예에서는, 장치 전방면의 통풍구로부터 흡기되고, 백플레인의 통풍구 및 급전용 버스 바의 통풍구를 통과하여, 장치 후방면으로 배기되는 방식을 채용하고 있지만, 푸시형의 냉각 유닛을 이용함으로써, 장치 후방면으로부터 송풍하고, 장치 전방면으로 배기하는 방식도 채용할 수 있다.

또한, 상기 제1 실시예 내지 제4 실시예에서는, 급전용 버스 바 자체에 날개 형상의 돌기물을 갖게 하고 있지만, 급전용 버스 바에 별체의 냉각 Fin을 설치함으로써, 발열의 과제를 해결하는 구조도 채용할 수 있다.

또한, 상기 제1 실시예 내지 제4 실시예에서는, 네트워크 통신 장치를 전제로 하고 있지만, 서버와 같은 정보 처리 장치에 있어서도, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 적용 가능하다.

100 : 전자 장치
110 : 케이스
120 : 회로 기판 유닛
121 : 통풍구
122 : 백플레인 커넥터
130 : 프론트 전원 유닛
131 : 전원 커넥터
140 : 냉각 유닛
150 : 백플레인
151 : 통풍구
160 : 급전용 버스 바
161 : 급전 단자
162 : 통풍구
163 : 날개 형상 돌기물
164 : 전원 커넥터 접속구
200 : 전자 장치
210 : 케이스
220 : 회로 기판 유닛
221 : 통풍구
222 : 백플레인 커넥터
230 : 프론트 전원 유닛
231 : 전원 커넥터
240 : 냉각 유닛
250 : 백플레인
251 : 통풍구
260 : 급전용 버스 바
261 : 급전 단자
262 : 통풍구
263 : 날개 형상 돌기물
264 : 전원 커넥터 접속구
300 : 전자 장치
310 : 케이스
320 : 회로 기판 유닛
321 : 통풍구
322 : 백플레인 커넥터
330 : 프론트 전원 유닛
331 : 전원 커넥터
340 : 냉각 유닛
350 : 백플레인
351 : 통풍구
360 : 급전용 버스 바
361 : 급전 단자
362 : 통풍구
363 : 날개 형상 돌기물
364 : 전원 커넥터 접속구
365 : 백플레인 커넥터 접속구
400 : 전자 장치
410 : 케이스
420 : 회로 기판 유닛
421 : 통풍구
422 : 백플레인 커넥터
430 : 프론트 전원 유닛
431 : 전원 커넥터
440 : 냉각 유닛
450 : 백플레인
451 : 통풍구
460 : 급전용 버스 바
461 : 급전 단자
462 : 통풍구
463 : 날개 형상 돌기물
464 : 전원 커넥터 접속구
465 : 백플레인 커넥터 접속구

Claims

회로 기판 유닛과,
상기 회로 기판을 전방면에 접속하는 백플레인과,
상기 백플레인의 배면에 접속하는 급전용 버스 바와,
상기 급전용 버스 바에 접속하는 전원 유닛을 갖고,
상기 백플레인과 상기 급전용 버스 바에는 통풍구가 설치되고,
상기 버스 바에는 방열용 돌기물이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 백플레인의 배면측에 냉각 팬을 더 갖고,
상기 전원 유닛은 제1 전원 유닛과 제2 전원 유닛의 2개로 이루어지고, 상기 제1 전원 유닛과 상기 제2 전원 유닛은 상기 백플레인과 상기 냉각 팬의 사이에 배치되고, 상기 제1 전원 유닛과 상기 제2 전원 유닛은 분리되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제2항에 있어서,
상기 백플레인의 배면측에 냉각 팬을 더 갖고,
상기 전원 유닛은, 좌우에 분리되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제2항에 있어서,
상기 백플레인의 배면에 접속하는 배면 회로 기판 유닛을 더 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제3항에 있어서,
상기 백플레인의 배면에 접속하는 1매 이상의 배면 회로 기판 유닛을 더 갖고,
상기 배면 회로 기판 유닛은 상기 제1 전원 유닛과 상기 제2 전원 유닛의 사이의 중앙 부근에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제3항에 있어서,
상기 백플레인의 배면에 접속하는 제1 배면 회로 기판 유닛과 제2 배면 회로 기판 유닛을 더 갖고,
상기 제1 배면 회로 기판 유닛은, 상기 제1 전원 유닛과 상기 제2 전원 유닛의 사이에 있고, 상기 제1 전원 유닛 부근에 배치되고,
상기 제2 배면 회로 기판 유닛은, 상기 제1 전원 유닛과 상기 제2 전원 유닛의 사이에 있고, 상기 제2 전원 유닛 부근에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제3항에 있어서,
상기 백플레인의 배면에 접속하는 1매 이상의 배면 회로 기판 유닛을 더 갖고,
상기 배면 회로 기판 유닛 중 하나는 상기 제1 전원 유닛과 상기 제2 전원 유닛의 사이의 중앙 부근에 배치되고,
상기 배면 회로 기판 유닛 중 하나는 상기 제1 전원 유닛과 상기 제2 전원 유닛의 사이에 있고, 상기 제1 전원 유닛 부근에 배치되고,
상기 배면 회로 기판 유닛 중 하나는 상기 제1 전원 유닛과 상기 제2 전원 유닛의 사이에 있고, 상기 제2 전원 유닛 부근에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제5항에 있어서,
상기 배면 회로 기판 유닛은 크로스바 스위치로서 기능하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 백플레인의 전방면측으로부터 냉각풍을 흡기하여 배면측으로 배기하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 백플레인의 배면측으로부터 냉각풍을 송풍하여 전방면측으로 배기하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 급전용 버스 바에 인가되는 전위와 접지 전위와의 전위차가 4.5V 이상 16V 이하인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 급전용 버스 바에 인가되는 전위와 접지 전위와의 전위차가 36V 이상 75V 이하인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
통신 장치로서,
하나 이상의 네트워크와의 패킷 입출력 가능한 네트워크 인터페이스를 갖는 면에 통풍구가 설치되는 제1 회로 기판 유닛과,
상기 제1 회로 기판 유닛이 전방면에 접속되고, 통풍구가 설치되는 백플레인과,
전원 유닛과,
상기 백플레인의 배면측에 설치되는 냉각 팬과,
상기 백플레인의 배면에 접속되고, 기판면이 상기 제1 회로 기판 유닛의 기판면과 직교하는 하나 이상의 제2 회로 기판 유닛과,
상기 백플레인의 전방면에 접속되는 제3 회로 기판 유닛을 갖고,
방열용 돌기물이 설치되는 급전용 버스 바가 상기 백플레인의 배면측에 설치되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.