KR20070058993A - 컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템 및방법 - Google Patents

컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템 및방법 Download PDF

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KR20070058993A
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데이비드 에스 슬라튼
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

본 발명은 컴퓨터 베이(computer bay) 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템에 있어서, 상이한 크기의 회로 보드를 수용할 수 있도록 공통 베이스 보드(18) 내에 고정할 수 있는 복수의 별개의 레일(106, 110, 162, 166)을 포함하는 컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 베이스 보드(18)에 회로 보드를 탑재하는 방법에 있어서, 공통 베이스 보드(18)와 호환되는 복수의 레일(106, 110, 162, 166)로부터 특정 레일을 식별하는 단계 -상기 식별된 레일은 목표 회로 보드를 수용함- 와, 상기 목표 회로 보드를 상기 레일과 결합시켜 상기 회로 보드(26)과 상기 베이스 보드(18)를 전기 접속시키는 단계를 포함하는 베이스 보드(18)에 회로 보드를 탑재하는 방법에 관한 것이다.

Description

컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FOR MOUNTING CIRCUIT BOARDS}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 베이스 보드 조립체의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예의 캐리어 보드의 평면도.
도 3은 캐리어 보드에 조립되어 본 발명의 일실시예에 따른 베이스 보드에 대해 위치하는 주변 소자 인터페이스 메저닌 카드(PMC; Peripheral Component Interface Mezzanine Card)의 부분 측면도.
도 4는 베이스 보드에 대해 도 3의 캐리어 보드를 지지하는 가이드 레일의 부분 측면도.
도 5는 도 4의 가이드 레일, 캐리어 보드 및 베이스 보드의 부분 정면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 캐리어 보드 및 베이스 보드의 부분 정면도.
도면의 주요 부분에 부호의 설명
10 : 베이스 보드 어셈블리
14 : 집적 회로
18 : 베이스 보드
22 : 전기 커넥터
26 : 캐리어 회로 보드
30 : 가이드 레일
34 : 커넥터
42 : 메저닌 카드
50 : PMC
54 : 이격기
58, 90 : 스크루
62 : 소자가 존재하지 않는 영역
66 : 브리지 회로
70 : 주변 소자 인터페이스 버스
74 : 수(male) 주변 소자 인터페이스 버스
78 : 제 1 캐리어 보드
86 : 암(female) 주변 소자 인터페이스 버스
94, 98 : 홀
102 : 중심 거리
106 : 제 1 우측 가이드 레일
110 : 제 1 좌측 가이드 레일
118 : 레일 갭 폭
122 : 외측 측면 에지
126 : 제 1 캐리어 보드의 폭
130 : 중심간 거리
134 : 오프셋 크기
138 : 제 1 컨택트 표면
150 : 제 2 캐리어 보드
154 : 제 2 측면 에지
158 : AMC
162 : 제 2 우측 가이드 레일
166 : 제 2 좌측 가이드 레일
170 : 제 2 가이드 레일 오프셋 크기
172 : 제 2 컨택트 표면
174 : 레일 갭 폭
178 : 제 2 캐리어 보드의 폭
본 발명은 모듈식 전자 장비를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 전자 장비 내에 회로 카드 및 가이드 레일을 탑재하여 고정시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
모듈식 구축 기술은 수많은 전자 장비를 제조하는데 널리 사용된다. 예를 들면, 컴퓨터 장비의 제조업자는 모듈식 구축 기술을 광범위하게 이용한다. 모듈식 기술을 이용하면, 제조업자는 사전에 조립된 모듈식 회로의 다양한 조합을 이용하여 경제적으로 또한 신속하게 전자 장치를 다양하게 변경할 수 있다. 또한, 판매업자들은 판매지에서 기본 유닛으로 전자 시스템을 별 어려움 없이 조립할 수도 있다. 또한, 엔드 유저는 일반적으로 별다른 노력 없이도 모듈식 전자 시스템을 재구성하거나 업그레이드할 수 있다. 대부분의 예에서, 시스템 내의 모듈식 회로를 교체하거나 또는 추가하기 위해서는 단순히 스크루 드라이버와 최소한의 기계적인 기술만이 요구될 뿐이다.
예를 들면, 통상의 개인용 컴퓨터(PC) 시스템은 일반적으로 PCB 어셈블리의 조합을 형성하기 위해 인쇄 회로 보드(PCB) 상에 탑재된 사전에 제조된 전자 부품 배열을 포함한다. PC 제조업자는 통상 다른 부품들과 함께 다양한 PCB 조립체를 공통 섀시 상에 탑재하여, 기본 사양의 PC 시스템 또는 때론 완전하지 않은 최종 PC 시스템을 형성한다. 그 다음에, 특정 기능을 갖는 특정 모델에 대한 고객의 요구에 따라, 제조업자 또는 판매업자는 하나 이상의 PCB 조립체 및 다른 부품을 기본 사양에 추가하여, 요구된 모델에 알맞은 구성을 제공한다. 추후에, 고객은 PC 시스템의 기능을 개인적으로 확대하거나 업그레이드하기를 원할 수도 있다. 이 경우, 제조업자는 고객이 직접 설치하는 적절한 옵션 카드를 고객에게 제공할 수 있다.
보다 구체적으로는, PC, 내장형 컴퓨터 또는 다른 모듈식 시스템은 일반적으 로 마더보드 또는 베이스 보드라고 하는 주 회로 보드 어셈블리를 포함하는데, 이 주 회로 보드 어셈블리는 통상 다수의 주요 부품을 탑재하는 비교적 큰 PCB를 포함한다. 베이스 보드는 일반적으로 외부 케이스 또는 시스템 부품을 둘러싸는 컴퓨터 베이의 일부분을 형성하는 섀시에 장착된다. 마지막으로, 차후에 임의의 옵션 카드를 설치할 수 있도록 구비되는 사용되지 않은 카드 커넥터 및 지원부가 또한 기본 시스템에 위치한다. 이들 사용되지 않은 커넥터 및 지원부는 일반적으로 인스톨러가 옵션 카드를 신속하고 정확하게 시스템 내의 적절한 위치에 삽입하는 것을 돕는 회로 카드 가이드 레일과 관련된다.
베이스 보드에 부착되는 카드 가이드 레일은 특정 폭의 카드를 수용하도록 형성된다. 다양한 폭을 가지며 따라서 카드 가이드 레일과 크기가 호환되지 않는 다른 카드가 제조될 수도 있다.
따라서, 종래기술에서 특정 베이스 보드 내에 다양한 크기의 카드를 사용할 수 있도록 개선이 요구된다.
본 명세서에는, 상이한 크기의 회로 보드를 수용할 수 있도록 공통 베이스 보드 내에 고정할 수 있는 복수의 별개의 레일을 포함하는, 컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템이 개시되어 있다.
또한, 본 명세서에는 공통 베이스 보드(18)와 호환되는 복수의 레일(106, 110, 162, 166)로부터 특정 레일을 식별하는 단계 -상기 식별된 레일은 목표 회로 보드를 수용함- 와, 목표 회로 보드를 레일과 결합시켜 회로 보드(26)과 베이스 보드(18)를 전기 접속시키는 단계를 포함하는, 베이스 보드(18)에 회로 보드를 탑재하는 방법이 개시되어 있다.
이하의 설명은 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 첨부 도면에서, 유사한 요소는 유사한 참조번호를 사용하였다.
도 1을 참조하면, 베이스 보드 어셈블리(10)는 PC, 내장형 컴퓨터 또는 기타 다른 컴퓨터 플랫폼에서 사용될 수 있고, 컴퓨터 베이(도시하지 않음) 내에 탑재되어 있다. 베이스 보드(18)는 베이스 보드 어셈블리(10)의 메인 회로 보드를 형성하며, 예컨대, 케이블 커넥터, 스위치, 디스플레이 라이트 등(도시하지 않음)과 집적 회로(14)와 같은 복수의 전기 소자를 지지한다. 베이스 보드(18) 상에 제공되는 전기 커넥터(22)는, 예를 들어, 선택사양인 캐리어 회로 보드(26)의 전기적 접속을 허용하여, 기본 컴퓨터 시스템의 용량을 확장한다. 이들 커넥터(22)를 위한 수개의 표준안이 존재하는데, 이들은 종종 버스 커넥터로 지칭되며, Advanced Mezzanine Card Base Specification (PICMG AMC.0) 및 PCI-ISA(Peripheral Component Industry Standard Architecture) Passive Backplane Standard (PICMG 1.0)과 같은 것들이 있다. 이들 버스 커넥터를 위한 표준안은 치수 조건 및 캐리어 보드 (26) 상에 도시된 커넥터(34)와 같이 커넥터에 플러그 결합되는 메이팅 커넥터를 위한 전기적 조건도 정의한다.
캐리어 보드(26)는 표준화된 커넥터(22)의 입력단과 출력단을 메저닌 카드(mezzanine cards : 42)로 알려진 표준 회로 보드에 결합하는 어댑터 역할을 한다. 메저닌 카드(42)와 캐리어 보드(26)에 대한 치수 조건 및 이들에 대한 전기적 조건을 정의하는 수 개의 메저닌 카드 표준안이 존재한다. 다음의 메저닌 카드 표준안은 이하에서 보다 상세히 예시될 것이다. PMC(Peripheral Component Interface Mezzanine Card) 및 AMC(Advanced Mezzanine Card). 메저닌 카드 표준안은 제조업자로 하여금 범용 메저닌 카드(42)를 생산하도록 함과 동시에, 소비자로 하여금 메저닌 카드(42)가 표준안을 따르는 한 호환가능할 것이라는 믿음을 갖고 범용 메저닌 카드(42)를 구입하도록 해준다. 범용 메저닌 카드(42)를 사용하면, 컴퓨터 제조업자들이 그러한 카드를 따로 설계하여 제조하는 것에 비해 낮은 가격을 유지할 수 있다.
캐리어 보드(26)가 비교적 비숙련된 사람에 의해 베이스 보드(18)에 조립되는 경우가 많기 때문에, 조립 과정 중의 실수를 가능한 한 방지(mistake-proof)하여 만들어진 어셈블리를 견고하게 하는 것이 중요하다. 따라서, 캐리어 보드(26)의 전기 커넥터(34)가 베이스 보드(18) 상의 전기 커넥터(22)와 짝지워지기 전후에 서로 적절하게 정렬될 수 있도록 캐리어 보드(36)를 정렬하기 위해 가이드 레일(30)이 사용된다. 가이드 레일(30)은 캐리어 보드(26)를 베이스 보드(18)에 대해 지지하고 고정하여 커넥터(22, 34)가 서로에 대해 움직이지 않도록 하는 역할도 하는데, 커넥터(22, 34)가 서로에 대하여 움직이게 되면 순간적으로 개방 회로(open circuits)가 형성되어 시스템 파괴나 비저장 데이터의 잠재적 손실을 포함 하여 컴퓨터 시스템의 오작동을 초래할 수도 있다.
각 메저닌 카드(42)와 연관된 표준안에 의해 지정되는 메저닌 카드(42) 및 연관된 캐리어 보드(26)의 치수로 인해 캐리어 보드(26)를 가이드 레일(30)에 적절히 끼우는 것이 어려워질 수도 있다. 이를테면, 캐리어 보드가 가이드 레일(30)에 의해 제공되는 폭보다 넓은 경우, 캐리어 보드(26)를 베이스 보드(18)에 조립할 수 없을 것이다. 이러한 문제점을 극복할 수 있는 본 발명의 실시예를 이하에서 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, PMC(50, 아래쪽)에 조립된 제 1 캐리어 보드(78, 위쪽)가 도시되어 있다. PMC(50)는 제 1 캐리어 보드(78)를 PMC(50)로부터 소정 거리만큼 떨어뜨린 채로 고정하는 이격기(stand-off : 54)를 구비한다. 스크루(58)가 제 1 캐리어 보드(78) 내의 홀(hole)을 통해 이격기(54) 내의 홀에 끼워진다. 회로 소자들은 공개된 PMC 및 AMC 표준안이 지정하는 사전정의된 체적 내에 수용되는 한, 두 보드(78, 50) 모두의 양쪽에 장착될 수 있다. AMC 표준안은 카드 양측 길이를 따라 소자가 존재하지 않는 영역(component free zone : 62)이 적어도 2.0 mm가 될 것을 요구한다. 이 소자가 존재하지 않는 영역(62)은 소자를 취급중의 손상(handling damage)으로부터 보호하기 위한 마진(margin)을 제공함과 동시에 가이드 레일(30)이 보드(78) 에지와 인터페이스하는 데 필요한 공간을 확보해준다.
브리지 회로(66)는 PMC(50)의 주변 소자 인터페이스 버스(70)를 제 1 케리어 보드의 일단부 상에 위치한 수(male) 주변 소자 인터페이스 버스(74)에 결합시켜, 커넥터(22)의 암(female) 주변 소자 인터페이스 버스(86)과 호환가능하도록 한다.
이제 도 4를 참조하면, 도 2 및 도 3의 어셈블리의 오른쪽 측면도가 도시되는데, 제 1 케리어 보드(78)를 베이스 보드(18)에 대해 고정하는 제 1 우측 가이드 레일(106)이 추가되어 있다. 제 1 우측 가이드 레일(106)은 본 실시예에서는 스크루(90)로서 도시된 조임쇠(fastener)에 의해 베이스 보드(18)에 고정되어 있다. 스크루(90)는 베이스 보드(18) 내의 홀(98)을 통해 가이드 레일(106) 내의 홀(94)로 도시된 조임쇠 소켓(fastener receptacles)에 조여진다. 본 실시예에서 홀(98)로 도시된 베이스 보드 조임쇠 수용부 사이의 중심 거리(102)는 다양한 가이드 레일(30)과 다양한 베이스 보드(18)의 설계와 제조를 용이하게 하도록 표준화될 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 4의 어셈블리의 정면도가 도시되는데, 제 1 우측 가이드 레일(106)과 제 1 좌측 가이드 레일(110)이 스크루(90)를 이용하여 제 1 캐리어 보드(78)를 베이스 보드(18)에 고정시키고 있다. 가이드 레일(106, 110)은 소정의 게일 갭 폭(rail gap width : 118)을 형성하도록 설계되고 제조되어, 제 1 캐리어 보드의 폭(126)을 형성하는 외측 측면 에지(outer lateral edges : 122)와 마찰하면서 이를 수용하는(frictionally engage) 회로 보드 수용부 역할을 한다. PMC 표준안에서 지정된 PMC(50)의 폭에 따르면, 제 1 캐리어 보드의 폭(126)은 77.0 mm이다. 베이스 보드(18) 내의 홀(98) 사이의 중심 거리(130)가 94.0 mm (컴퓨터 제조업자가 선택한 임의의 치수)라면, 가이드 레일(106, 110)은 각각 10.0mm의 오프셋 치수(134)를 필요로 하게 된다. 즉, 홀(94)의 중심으로부터 가이드 레일(106, 110)의 제 1 컨택트 표면(138)까지의 거리가 10.0mm이어야 한다는 것이다. 그러므 로, 베이스 보드(18) 내의 홀(98)을 통해 가이드 레일(106, 110)이 베이스 보드(18)에 스크루 결합되면, 가이드 레일(106, 110)은 베이스 보드(18)와 커넥터(22)에 대한 장착 동안 및 장착 이후에 캐리어 보드(78)와 마찰하면서 이를 수용하기에 적합한 위치에 있게 될 것이다.
베이스 보드(18)와 제 1 캐리어 보드(78)의 정렬 및 지지와 관련된 다양한 다른 크기가 있지만, 이들은 여러 메저닌 카드(42) 사이에서 변할 때 일정하게 유지될 수도 있으며, 따라서 본 발명의 실시예들과 관련이 없으므로 여기서는 더 이상 설명하지 않는다.
도 6은 도 5와 유사한 정면도로서, AMC를 도시하고 있다. AMC 표준은 77.0 mm 폭의 PMC와 대조적으로 72.9 mm의 카드 폭을 지정한다. 따라서, 제 2 측면 에지들(154) 사이에 폭이 72.9 mm인 제 2 캐리어 보드(150)가 AMC(158)에 사용된다. 동일한 베이스 보드(18)가 사용되므로, 베이스 보드(18) 내의 홀들(98)의 중심간 거리(130)는 94.0 mm 이격되어 있다. 그러므로, 레일 갭의 폭(118)이 77.0 mm인 가이드 레일(106, 110)은 제 2 캐리어 보드(150)의 1.1 mm 더 협소한 폭으로 인해 제 2 캐리어 보드(150)의 제 2 측면 에지(154)와 마찰하면서 이를 수용하지는 않을 것이며, 따라서 제 2 캐리어 보드(150)에 사용하는데 적합하지 않다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 제 2의 우측 가이드 레일(162) 및 제 2의 좌측 가이드 레일(166)이 제 2 캐리어 보드(150)를 수용하는데 사용된다. AMC 표준에 따라 제 2 캐리어 보드(178)의 폭과 매칭되는 72.9 mm의 필요한 레일 갭의 폭(174)을 생성하기 위해 홀(94)의 중심과 제 2 컨택트 표면(172) 사이의 오프셋 치수(170)가 10.55 mm인 제 2 가이드 레일이 가이드 레일(162, 166)에 사용되어 회로 보드의 수용부로서 작용한다.
당업자라면, 본 발명의 실시예에 따른 다른 가이드 레일이 단일 베이스 보드에 사용되는 무한한 수의 고유 캐리어 보드 폭을 허용할 수도 있음을 알 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 가이드 레일로부터 가이드 레일을 식별할 수 있다. 공통 베이스 보드와 특정 회로 보드를 적절히 결합시키기 위해, 이러한 식별은 가이드 레일의 컨택트 표면을 갖는 캐리어 보드의 측면 에지들 사이에서 마찰하면서 수용하는 특정의 오프셋 크기를 갖는 가이드 레일을 찾아내는 것을 포함한다.
본 발명의 실시예의 이점은, 가이드 레일과 임의의 캐리어 보드를 적절히 맞추어, 베이스 보드에 가이드 레일을 조립하기가 쉽고, 공통 베이스 보드에 대해 각종의 회로 보드 폭을 유연하게 사용할 수 있다는 것을 포함한다.
전형적인 실시예와 관련하여 본 발명의 방법 및 시스템의 예를 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 방법 및 시스템으로부터 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있으며, 등가의 다른 구성요소로 대체될 수도 있다. 또한, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고, 개시된 방법 및 시스템의 실시예에 대한 특정 상황 또는 재료에 맞게 많은 변형이 이루어질 수도 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 방법 및 시스템의 실시예는 개시된 방법 및 시스템의 실시예를 수행하기 위한 최선의 방식으로서 개시된 특정 실시예로 한정하고자 한 것은 아니며, 개시된 방법 및 시 스템의 실시예는 첨부한 청구범위 내의 모든 실시예를 포함할 것이다.
본 발명에 따르면, 가이드 레일과 임의의 캐리어 보드를 적절히 맞추어, 베이스 보드에 가이드 레일을 조립하기가 쉽고, 공통 베이스 보드에 대해 각종의 회로 보드 폭을 유연하게 사용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 컴퓨터 베이(computer bay) 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템에 있어서,
    상이한 크기의 회로 보드를 수용할 수 있도록 공통 베이스 보드(18)에 고정할 수 있는 복수의 별개의 레일(106, 110, 162, 166)을 포함하는
    컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 베이스 보드(18)의 조임쇠 수용부(fastener receiving feature)는 상기 공통 베이스 보드(18)를 관통하는 홀(90, 94)인
    컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일(106, 110, 162, 166)은 스크루(58, 90)인 조임쇠에 의해 상기 베이스 보드(18)에 고정되는
    컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 보드(26)는 메저닌 카드(meaaanine card)(42)를 탑재하는 캐리어 보드(78, 150)인
    컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 메저닌 카드(42)는 PMC(Peripheral Component Interface Mezzanine Card)(50)인
    컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템.
  6. 베이스 보드(18)에 회로 보드를 탑재하는 방법에 있어서,
    공통 베이스 보드(18)와 호환되는 복수의 레일(106, 110, 162, 166)로부터 특정 레일을 식별하는 단계 -상기 식별된 레일은 목표 회로 보드(target circuit board)를 수용함- 와,
    상기 목표 회로 보드를 상기 레일에 수용하여 상기 회로 보드(26)와 상기 베이스 보드(18)를 전기 접속시키는 단계를 포함하는
    베이스 보드(18)에 회로 보드를 탑재하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 식별된 레일을 조임쇠로 상기 공통 베이스 보드(18)에 부착시키는 단계를 더 포함하는
    컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 레일(106, 110, 162, 166)은 공통 조임쇠 소켓(fastener receptacles) 및 상이한 회로 보드 수용부로 구성되는
    컴퓨터 베이 내에 회로 보드를 탑재하기 위한 시스템.
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