一个普通的D-Sub连接器究竟能演变到什么地步呢？在过去的30多年中，D-Sub连接器几乎是一成不变，而如今一场革新正在兴起！本文将详细介绍ERNI如何以全新的设计理念来改进传统D-Sub连接器的性能，以及这些新型D-Sub连接器的独到之处。

输入/输出应用并不缺乏新的互连解决方案，这些年来推出的有USB，火线（Firewire），模块插座，InfiniBand，高清晰度多媒体接口（HDMI）等各种解决方案。D-Sub连接器则是其中最早的一种解决方案，也是应用最多样化且使用最广泛的一种输入/输出连接器系统。矩形的外壳加上一个D形的极性插接面，D-Sub连接器的概念是40多年前从军用连接器发展而来的，随后被广泛使用在商业和军事的串行通信、电信及局域网等各种领域。

标准、标准、再标准

作为D-Sub连接器的主要标准，MIL-C 24308定义了连接器的尺寸、构造、材料和性能以确保百分之百的互相插接可靠性。此标准同时还选定D-Sub为频率在3 MHz以下的矩形连接器，带有梯形结构和直径1毫米的圆形端子，端接方式则有夾接/碾接、焊接或压接。

D-Sub连接器系列有各种不同针数的类型。25针D-Sub连接器是由EIA RS-232定义用于数据通信设备之间的低速串行通信，也常被称作RS-232连接器。9针和37针的D-Sub连接器是由EIA RS-449标准定义用于高速数据传输应用。IEEE 802.3则定义了15针D-Sub连接器用于总线结构的局域网，如工作站和局域网收发器之间接口的以太网。

欧洲国际电话电报咨询委员会的标准也推荐了D-Sub连接器用于串行数据通信，同时要求连接器符合ISO 2110要求。国际标准使得各个制造商不同材料的D-Sub连接器可以互相兼容插接，大大拓展了这个连接器系列的用途。

传统D-Sub的不足之处

弯角连接器的传统设计是通过冲压过程中的至少两次弯曲以形成端子，所示的连接器。这样的设计对控制连接器每个端子引脚共面性造成了很大的挑战。众所周知，不同批次的铜合金长条有不同的弹性回复特征。如果两排端子从两个不同的冲模压出，要保证所有的端子引脚共面性误差很小会非常费劲。这样的弯曲方法也造成端子的强度不够，稍有处理不当就会变形。即使在制造过程中可以控制共面性，对连接器的粗心操作仍然会造成共面性的偏差超出规范。在操作中连接器的共面性可能无关紧要，在电路板装配中却是最关键的要求之一。要让连接器的表面贴引脚全处于同一个完全的平面是不现实的，但是所有引脚的高度差应该控制在±0.05毫米之内。当连接器被放在电路板上时，最低的引脚会最先接触到电路板并阻止连接器继续深入。如果有引脚很高就无法接触到印制在电路板上的焊膏，没有着焊因而形成开路。

：传统弯角SMT D-Sub连接器，弯曲形成的端子不够牢固

可靠但经济的接口

ERNI 重新设计所有D-Sub连接器的目的是为无论在操作或电路板装配时都提供可靠但经济的输入/输出解决方案。重新设计的第一个焦点是改变传统直角端子的设计，以解决共面性的问题。实现方法就是从扁平的铜合金长条上一步冲压出弯角端子，所示。这样生产出的端子强度无可比拟，并且可以轻易实现很小的误差。因此，共面性就完全依赖于相对容易控制的外壳尺寸。

：重新设计的连接器，冲压成形的端子非常结实

细微处见匠心

D-Sub连接器的重新设计除了要降低成本，也着重提高连接器的可靠性。随着技术进步和不受现有模具及生产机器的限制而重新设计整条产品线的良机，ERNI的工程师们可以放手去全面改进传统的D-Sub连接器。

对于任何表面贴元器件，无需额外设备及任何人工参与而能够全自动组装上电路板是极其重要的。此外，还需考虑元器件的准确定位和增加元器件在电路板上的保持力。ERNI重新设计的表面贴D-Sub连接器就成功地融合了所有这些特点。

新设计的表面贴D-Sub连接器外壳上提供了一个整合的扁平区域方便真空吸盘在自动化装配过程中的取放操作。由于端子和绝缘体的影像高度对比，连接器适合在线图像检验。包装则采用卷带或托盘以提供不间断的全自动电路板装配。

定位柱则确保了连接器能稳定、准确地定位在电路板上。结实的表面贴装配支架整合在连接器上，超大的焊接区域提供经济、牢固的焊接。这些支架也提供插接过程的应力消除，在设计中刻意将连接器的重心倾向电路板中心，使得装配和焊接过程中定位不倾斜。支架还能增强连接器在电路板上的保持力。总之，整个设计都是为了确保焊接过程及之前，连接器能够牢固的放置并站立在电路板上。此表面贴连接器甚至容许电路板在两面进行装配。

：全新设计的D-Sub连接器

新设计的一个独到之处是整合的锁定附件，不仅提供低阻力的接地连接，还使得电缆外壳稳固在连接器上。现有版本有植入螺母（M3或#4-40 UNC螺纹）、带锁螺钉（M3或#4-40 UNC）、或通孔型。锁定附件也通过正方形空洞防止其在紧固过程中旋转。使用电缆时螺钉螺母转动的问题终于成为了历史。

压接型连接器的压接区采用了针眼顺应针设计，因其本身的对称性，这样的端接方式在电路板电镀通孔上产生的压接力均衡。坚固的外壳设计允许扁平块装配工具直接将连接器压进电路板上，而无需任何复杂的装配工具。压接夹也整合在设计中作为电路板的应力消除以及接地通路。

连接器虽有如此多的改进，电路板布局却保持不变。因其接口尺寸完全一样，客户选用新的D-Sub连接器时无需改变电路板设计，也可直接替代传统D-Sub连接器。新型压接式D-Sub连接器的电路板布局同样适用于ERNI的通孔回流和传统波峰焊接连接器。

表1：传统D-Sub连接器和新设计D-Sub连接器之对比

选择多样性

全新设计的D-Sub连接器有表面贴、压接式和通孔回流三种端接方式，针数有9、15、25和37，各排列成两排。弯角型现有标准高度7.3毫米和欧式3.6毫米高，美式6.3毫米高的版本也将很快面世。垂直型有6.3毫米和9毫米两种装配高度。端子的插接区域根据IEC 807-3 / DIN 41652标准来电镀，端接区域则镀锡。整合的金属前板符合电磁干扰要求。垂直表面贴的版本带有吸入罩用于取放连接器，并以配合自动装配的卷带或托盘包装。

应用多样化

新一代D-Sub连接器符合无铅工艺标准，能同时用于传统锡/铅工艺和无铅工艺。绝缘体用耐高温热塑材料制成，也适用于传统锡/铅工艺和无铅回流或气相焊接工艺。

结语

通过技术和设计革新，一个应用了40多年的传统连接器被完全改造。新设计提供更经济且可靠的解决方案，更注重细节的设计带来更多的选择和更多样化的应用。更新的ERNI D-Sub连接器将会继续推出更多廷伸产品来满足各种新时代的应用！

作者简介：许永丰先生是ERNI亚洲区（新加坡，总部欧洲）的市场经理。他在美国俄克拉荷马大学取得工程学士，并且从南洋理工大学获得技术管理MBA 学位。在从事市场工作之前，许先生有着丰富的产品设计经验，负责从概念设计到产品性能和可靠性测试的整个产品设计流程。