WO2007097005A1

WO2007097005A1 - プリント基板ユニット

Info

Publication number: WO2007097005A1
Application number: PCT/JP2006/303494
Authority: WO
Inventors: Naohiko Kajio; Masaki Yoshimaru
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2008-08-24
Also published as: US20080298035A1; JPWO2007097005A1; US7782630B2; JP4824079B2

Abstract

　第１プリント基板（３２）の表面には第１コネクタ（３４）が実装される。第１プリント基板（３２）の表面には第２プリント基板（３６）が向き合わせられる。第１および第２プリント基板（３２、３６）は支持部材（３３）で支持される。第２プリント基板（３６）の表面には第２コネクタ（３７）が実装される。第１および第２プリント基板（３２、３６）は配線（４１）で接続される。こうしたプリント基板ユニット（３１）では、第１および第２プリント基板（３２、３６）に第１および第２コネクタ（３４、３７）は分散して実装されることができる。例えば１枚のプリント基板にコネクタが一列に配列される場合に比べて第１および第２プリント基板（３２、３６）は小型化することができる。プリント基板ユニット（３１）は小型化される。その結果、プリント基板ユニット（３１）は例えばバックパネル（１９）に高い密度で装着されることができる。

Description

明細書

プリント基板ユニット

技術分野

[0001] 本発明は、例えばサーバコンピュータといった電子機器に組み込まれるプリント基板ユニットに関し、特に、プリント基板と、プリント基板に実装されるコネクタとを備えるプリント基板ユニットに関する。

背景技術

[0002] 例えばサーバコンピュータはバックパネルを備える。ノックパネルには例えば複数のプリント基板ユニットが装着される。装着にあたって、プリント基板ユニットの信号用コネクタおよび電源用コネクタはバックパネル上のコネクタにそれぞれ結合される。信号用コネクタに基づきプリント基板ユニット同士は信号をやり取りする。プリント基板上の CPUは演算処理を実行する。演算処理にあたって電源用コネクタ力もプリント基板に電力は供給される。

特許文献 1 :日本国特開平 5— 335058号公報

発明の開示

[0003] プリント基板上には複数の信号用コネクタや電源用コネクタが一列に配列される。

その結果、プリント基板は信号用コネクタおよび電源用コネクタの配列の全長に応じて広がらなければならない。プリント基板すなわちプリント基板ユニットは大型化してしまう。ノックパネルに装着されるプリント基板ユニットの密度は低下してしまう。演算処理の実行にあたってバックパネルにはできる限り多くのプリント基板ユニットが装着されることが望まれる。

[0004] 本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、プリント基板を小型化することができるプリント基板ユニットを提供することを目的とする。

[0005] 上記目的を達成するために、本発明によれば、第 1プリント基板と、第 1プリント基板の表面に向き合わせられる第 2プリント基板と、第 1および第 2プリント基板を支持する支持部材と、第 1プリント基板に実装される第 1コネクタと、第 2プリント基板に実装される第 2コネクタと、第 1および第 2プリント基板を接続する配線とを備えることを特徴とするプリント基板ユニットが提供される。

[0006] こうしたプリント基板ユニットでは、第 1および第 2プリント基板に第 1および第 2コネクタは分散して実装されることができる。例えば 1枚のプリント基板にコネクタが一列に配列される場合に比べて第 1および第 2プリント基板は小型化することができる。プリント基板ユニットは小型化される。その結果、プリント基板ユニットは例えばバックパネルに高!、密度で装着されることができる。

[0007] 第 2コネクタは、第 1プリント基板に動作電圧を供給する電源用コネクタ力も構成されればよい。こうして第 2プリント基板力第 1プリント基板に電力が供給される。このとき、プリント基板ユニットは、第 2プリント基板に実装され、突入電流を防止する突入電流防止回路をさらに備えればよい。こうして第 1および第 2プリント基板に突入電流の流入は防止される。第 1および第 2プリント基板の破損は防止される。

[0008] こう、つたプリント基板ユニットでは、配線は例えばケーブル力も構成されればよ!ヽ。こうしたケーブルによれば、第 2プリント基板は第 1プリント基板力も簡単に取り外されることができる。例えば第 2プリント基板に実装される部品の破損時、第 2プリント基板は簡単に交換されることができる。プリント基板ユニットの修理作業は著しく簡素化されることがでさる。

[0009] 支持部材および第 2プリント基板の間には、第 1プリント基板の表面に直交する仮想平面に沿って第 2プリント基板の変位を許容する遊びが規定されればよい。こうして仮想平面に沿って第 2プリント基板の変位は許容される。その結果、第 2コネクタは例えばバックパネル上のコネクタとの接触に応じて変位することができる。第 2プリント基板上の第 2コネクタとバックパネル上のコネクタとの位置誤差は許容される。その他、第 1および第 2コネクタは、プリント基板の表面に直交する仮想平面に沿って配置されればよい。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]電子機器の一具体例すなわちサーバコンピュータの外観を概略的に示す斜視図である。

[図 2]サーバコンピュータカシステムボードユニットを引き出した様子を概略的に示す斜視図である。 [図 3]ノックパネルにシステムボードユニットが装着される様子を概略的に示す斜視図である。

[図 4]バックパネルに電力を供給する構造を概略的に示す部分透視斜視図である。

[図 5]バックパネルに電力を供給する構造を概略的に示す平面図である。

[図 6]システムボードユニットの構造を概略的に示す部分透視斜視図である。

[図 7]第 2プリント基板の取り付け構造を概略的に示す部分拡大斜視図である。

[図 8]第 2プリント基板の取り付け構造を概略的に示す部分拡大分解斜視図である。

[図 9]支持金具および第 2プリント基板の間に規定される遊びを示す部分拡大図である。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。

[0012] 図 1はサーバコンピュータ 11の一具体例を示す。このサーバコンピュータ 11は筐体 12を備える。筐体 12の正面には例えば 12台のシステムボードユニット 13、 13· ··が差し込まれる。システムボードユニット 13は、筐体 12の正面で例えば床面に水平方向に広がる収納棚 14に受け入れられる。システムボードユニット 13には本発明のプリント基板ユニットが組み込まれる。

[0013] 筐体 12の正面には収納棚 14の外側で電源ジャック 15や電源ユニット 16が配置される。電源ジャック 15には電源プラグ（図示されず）が接続される。電源プラグは電源ケーブルに基づき商用コンセントに接続される。こうして商用コンセントからサーバコンピュータ 11に交流電流は供給される。

[0014] 筐体 12の正面にはファンユニット 17が配置される。ファンユニット 17は複数のファン（図示されず)を備える。ファンの羽根車の回転に基づき筐体 12内では気流が生成される。気流は、例えば筐体 12の底面から上面に向かって床面に直交する垂直方向に流通する。こうした気流はシステムボードユニット 13、 13· ··に沿って流通する

[0015] 図 2に示されるように、各システムボードユニット 13は収納棚 14から引き出されることができる。各収納棚 14内には案内レール 18、 18· ··が配置される。案内レール 18 は、収納棚 14の開口に臨む前端から筐体 12の後方に向力つて相互に平行に延びればよい。こういった案内レール 18、 18…の働きでサーバコンピュータ 11の前後方向にシステムボードユニット 13の移動は案内される。

[0016] ここで、システムボードユニット 13の上面および底面には多数の微細穴（図示されず）が形成されればよい。こうした微細穴はシステムボードユニット 13の吸気口および排気口を構成する。システムボードユニット 13が収納棚 14に収容されると、微細穴の働きで下段のシステムボードユニット 13から上段のシステムボードユニット 13に向力つて気流は流通する。

[0017] 図 3に示されるように、筐体 12内で収納棚 14、 14、 14の後方には例えば榭脂製のバックパネル 19が配置される。バックパネル 19は、床面に直交する垂直方向に広がる。バックパネル 19は筐体 12の正面に平行に広がる。バックパネル 19には前述のシステムボードユニット 13、 13· ··が装着される。ここでは、バックパネル 19には 12台すベてのシステムボードユニット 13、 13· ··が装着される。

[0018] バックパネル 19には 12のコネクタ群 21、 21· ··力実装される。 1つのコネクタ群 21に 1台のシステムボードユニット 13が結合される。ここでは、コネクタ群 21、 21· ··は 3行 4 列に配置されればよい。個々のコネクタ群 21は、ノックパネル 19の表面に沿って垂直方向に配列される例えば 6つの信号用コネクタ 22、 22· ··と、信号用コネクタ 22、 2 2…の列に直交する方向に離れて配置される 1つの電源用コネクタ 23とを備える。

[0019] 図 4に示されるように、電源ジャック 15はブレーカ 24およびノイズフィルタ 25を介して電源ユニット 16に接続される。各電源ユニット 16は AC入力コネクタ 26および DC 出力コネクタ 27を備える。各電源ユニット 16は AC入力コネクタ 26でノイズフィルタ 2 5に接続される。前述の商用コンセントに基づき電源ジャック 15から電源ユニット 16 に交流電流は供給される。電源ユニット 16は交流電流を直流電流に変換する。ここでは、 1つのノイズフィルタ 25に 3台の電源ユニット 16が接続されればよい。

[0020] 図 5を併せて参照し、各電源ユニット 16の DC出力コネクタ 27には 1対の電源バスバー 28、 28が接続される。電源バスバー 28、 28は前述のバックパネル 19に接続される。一方の電源バスバー 28の働きで DC出力コネクタ 27からバックパネル 19に直流電流は供給される。他方の電源バスバー 28の働きでバックパネル 19から電源ュ- ット 19に直流電流は流通する。こうしてバックパネル 19から各システムボードユニット 13に直流電流は供給される。

[0021] 図 6に示されるように、システムボードユニット 13は、所定の内部空間を区画する例えば箱形の筐体 29を備える。筐体 29は例えば金属薄板力も形成されればよい。筐体 29の内部空間にはプリント基板ユニット 31が収容される。プリント基板ユニット 31 は、床面に直交する垂直方向に広がる例えば榭脂製の第 1プリント基板 32を備える。第 1プリント基板 32は例えばバックパネル 19の表面に直交すればよい。

[0022] プリント基板ユニット 31は、筐体 29の前端に配置される支持部材すなわちフロントパネル 33を備える。筐体 29の前端はフロントパネル 33で塞がれればよい。このフロントパネル 33は第 1プリント基板 32を支持する。フロントパネル 33は、第 1プリント基板 32の表面に直交する仮想平面に沿って配置されればよい。仮想平面はバックパネル 19の表面に平行に規定されればよい。

[0023] 第 1プリント基板 32の表面には例えば 6つの第 1コネクタすなわち信号用コネクタ 3 4、 34· ··が実装される。信号用コネクタ 34、 34· ··は第 1プリント基板 32の前端に沿つて一列に配列される。信号用コネクタ 34、 34· ··は、フロントパネル 33に区画される開口 35から部分的に突き出る。信号用コネクタ 34、 34· ··はバックパネル 19上の信号用コネクタ 22、 22· ··にそれぞれ結合される。こうしてシステムボードユニット 13、 13同士の間で信号はやり取りされる。

[0024] プリント基板ユニット 31は、第 1プリント基板 32の表面に向き合わせられる例えば榭脂製の第 2プリント基板 36を備える。ここでは、第 2プリント基板 36は第 1プリント基板 32の表面に平行に配置されればよい。第 2プリント基板 36は第 1プリント基板 32に比ベて小さく規定されればょヽ。

[0025] 第 2プリント基板 36の表面には第 2コネクタすなわち電源用コネクタ 37が実装される。電源用コネクタ 37は、フロントパネル 33に区画される開口 38から部分的に突き出る。信号用コネクタ 34および電源用コネクタ 37は前述の仮想平面に沿って配置されればよい。電源用コネクタ 37はバックパネル 19上の電源用コネクタ 23に結合される。こうしてバックパネル 19から第 2プリント基板 36に直流電流は供給されることができる。

[0026] 第 1および第 2プリント基板 32、 36は配線すなわち電源ケーブル 41で接続される。電源ケーブル 41は、その両端に結合されるコネクタ 42、 42を備える。コネクタ 42、 4 2は第 1プリント基板 32上のコネクタ 43と第 2プリント基板 36上のコネクタ 44とに接続される。こういった電源ケーブル 41の働きで第 2プリント基板 36から第 1プリント基板 3 2に直流電流は供給される。すなわち、電源用コネクタ 37は第 1プリント基板 32に動作電圧を供給する。

[0027] 第 2プリント基板 36の表面には突入電流防止回路すなわちスロースタート回路（図示されず）が実装される。スロースタート回路は電源用コネクタ 37およびコネクタ 44の間に接続される。スロースタート回路は、システムボードユニット 13の活性時に第 1プリント基板 32に供給される動作電圧の電圧値を制御することができる。スロースタート回路の働きで電源ケーブル 41から第 1プリント基板 32に向力つていわゆる突入電流の流入は防止される。

[0028] 第 1プリント基板 32の表面には LSI (大規模集積回路)パッケージ 46が実装される。 LSIパッケージ 46では、例えばセラミック基板上に CPU (中央演算処理装置)チップ（図示されず）が実装される。 CPUは、後述のメモリに一時的に格納されるソフトゥエアプログラムやデータに基づき様々な演算処理を実行する。

[0029] LSIパッケージ 46上には放熱部材すなわちヒートシンク 47が受け止められる。ヒートシンク 47には、平板状の本体すなわち受熱部 47aと、この受熱部 47aから垂直方向に立ち上がる複数枚のフィン 47b、 47b…と力形成される。隣接するフィン 47b、 47b 同士の間には同一方向に延びる通気路が区画される。第 1プリント基板 32の表面には複数のメモリ 48、 48…やコンデンサ 49といったその他の電子回路素子が実装されればよい。

[0030] 図 7に示されるように、第 2プリント基板 36には支持金具 51が固定される。支持金具 51は、第 1板片 51aと、第 1板片 51aから直角に折れ曲がる 1対の第 2板片 51b、 51b と、第 2板片 51b、 51bからそれぞれ直角に折れ曲がる 1対の第 3板片 51c、 51cとを区画する。こうした支持金具 51は 1枚の金属板から形成されればよ!ヽ。

[0031] 支持金具 51は第 3板片 51c、 51cで第 2プリント基板 36の表面に固定される。固定にあたって、第 3板片 51c、 51cおよび第 2プリント基板 36には第 2プリント基板 36の裏面力も例えばねじ 52、 52がねじ込まれればよい。その一方で、支持金具 51は、第 2板片 51b、 51bでフロントパネル 33に装着される。装着にあたってねじ 53、 53が用いられればよい。

[0032] 図 8に示されるように、第 2板片 51bには貫通孔 54が形成される。第 2板片 51bの表面に平行に規定される貫通孔 54の断面は正円形に形成されればよい。貫通孔 54、 54には、フロントパネル 33の表面から立ち上がる円筒状のスタッド 55、 55力受け入れられる。スタッド 55、 55にねじ 53、 53がねじ込まれる。こうして支持金具 51すなわち第 2プリント基板 36はフロントパネル 33に装着される。

[0033] 図 9を併せて参照し、貫通孔 54の内径は 5. Ommに設定される。その一方で、スタッド 55の外径は 4. 2mmに設定される。こうしてスタッド 55および貫通孔 54の間にはスタッド 55の周囲で 0. 4mmの第 1遊びが確保される。同様に、支持金具 51の板厚は 1. 5mmに設定される。その一方で、フロントパネル 33の表面からスタッド 55の高さは 2. Ommに設定される。こうしてねじ 45のねじ頭および支持金具 51の間には 0. 5mmの第 2遊びが確保される。

[0034] こういった第 1および第 2遊びに基づきフロントパネル 33の表面に沿って支持金具 51、第 2プリント基板 36および電源用コネクタ 37の変位は許容されることができる。こうした変位の許容にあたって、第 2プリント基板 36および開口 38の間には前述の第 1 および第 2遊びより大き、遊びが確保されればょヽ。

[0035] いま、サーバコンピュータ 11の活性時にバックパネル 19にシステムボードユニット 1 3が装着される場面を想定する。システムボードユニット 13では第 1および第 2プリント基板 32、 36は直立姿勢に維持される。システムボードユニット 13は前端力も収納棚 14に差し込まれる。システムボードユニット 13が案内レール 18に沿って前進すると、システムボードユニット 13のコネクタ 34、 37はバックパネル 19上のコネクタ 22、 23に接近していく。

[0036] システムボードユニット 13の前進に基づき第 1プリント基板 32上の信号用コネクタ 3 4、 34…はバックパネル 19上の信号用コネクタ 22、 22· ··にそれぞれ結合される。同時に、第 2プリント基板 36上の電源用コネクタ 37はバックパネル 19上の電源用コネクタ 23に結合される。こうしてシステムボードユニット 13はバックパネル 19に装着される [0037] 前述されるように、フロントパネル 33の表面に沿って電源用コネクタ 37の変位は許容される。したがって、電源用コネクタ 37はバックパネル 19上の電源用コネクタ 23との接触に応じて変位することができる。こうして電源用コネクタ 23と電源用コネクタ 37 との位置誤差は許容される。なお、電源用コネクタ 37には電源用コネクタ 23を案内する案内面（図示されず）が形成されればよい。

[0038] 電源用コネクタ 23、 37の結合と同時にバックパネル 19から第 2プリント基板 36に直流電流は供給される。スロースタート回路の働きで第 1プリント基板 32に突入電流の流入は回避される。第 2プリント基板 36から電源ケーブル 41を介して第 1プリント基板 32に直流電流は供給される。信号用コネクタ 22、 34の結合に基づき第 1プリント基板 32上の CPUは他のシステムボードユニット 13との間で信号をやり取りする。

[0039] 以上のようなシステムボードユニット 13では、第 1および第 2プリント基板 32、 36にコネクタ 34、 37は分散して実装されることができる。例えば 1枚のプリント基板にコネクタ 34、 37がー列に配列される場合に比べて第 1プリント基板 32は小型化することができる。システムボードユニット 13は小型化される。その結果、システムボードユニット 13, 13· ··はバックパネル 19に高、密度で装着されることができる。

[0040] し力も、第 2プリント基板 36は第 1プリント基板 32の表面力も所定の高さに配置される。前述されるように、第 1プリント基板 32の表面には LSIパッケージ 46やヒートシンク 47といった部品が配置される。こういった部品は所定の高さを有する。第 1プリント基板 32の表面から筐体 29の側面まである程度の高さが必要とされる。したがって、第 2 プリント基板 36が第 1プリント基板 32の高さ方向に配置されても、筐体 29の大型化は回避される。

[0041] 力！]えて、第 2プリント基板 36は電源ケーブル 41に基づき第 1プリント基板 32に接続される。したがって、第 2プリント基板 36は第 1プリント基板 32から簡単に取り外されることができる。例えばスロースタート回路や電源用コネクタ 37の破損時、第 2プリント基板 36は簡単に交換されることができる。システムボードユニット 13の修理作業は著しく簡素化されることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1プリント基板と、第 1プリント基板の表面に向き合わせられる第 2プリント基板と、第 1および第 2プリント基板を支持する支持部材と、第 1プリント基板に実装される第 1 コネクタと、第 2プリント基板に実装される第 2コネクタと、第 1および第 2プリント基板を接続する配線とを備えることを特徴とするプリント基板ユニット。

[2] 請求の範囲第 1項に記載のプリント基板ユニットにおいて、前記第 2コネクタは、前記第 1プリント基板に動作電圧を供給する電源用コネクタであることを特徴とするプリント基板ユニット。

[3] 請求の範囲第 2項に記載のプリント基板ユニットにおいて、前記第 2プリント基板に実装され、突入電流を防止する突入電流防止回路をさらに備えることを特徴とするプリント基板ユニット。

[4] 請求の範囲第 1項に記載のプリント基板ユニットにおいて、前記支持部材および前記第 2プリント基板の間には、前記第 1プリント基板の表面に直交する仮想平面に沿つて前記第 2プリント基板の変位を許容する遊びが規定されることを特徴とするプリント基板ユニット。

[5] 請求の範囲第 1項に記載のプリント基板ユニットにおいて、前記配線はケーブルから構成されることを特徴とするプリント基板ユニット。

[6] 請求の範囲第 1項に記載のプリント基板ユニットにおいて、前記第 1および第 2コネクタは、前記プリント基板の表面に直交する仮想平面に沿って配置されることを特徴とするプリント基板ユニット。