一個普通的D-Sub連接器究竟能演變到什么地步呢？在過去的30多年中，D-Sub連接器幾乎是一成不變，而如今一場革新正在興起！

輸入/輸出應(yīng)用并不缺乏新的互連解決方案，這些年來推出的有USB、火線（Firewire）、模塊插座、InfiniBand、高清晰度多媒體接口（HDMI）等各種解決方案。D-Sub連接器則是其中最早的一種解決方案，也是應(yīng)用最多樣化且使用最廣泛的一種輸入/輸出連接器系統(tǒng)。矩形的外殼加上一個D形的極性插接面，D-Sub連接器的概念是40多年前從軍用連接器發(fā)展而來的，隨后被廣泛使用在商業(yè)和軍事的串行通信、電信及局域網(wǎng)等各種領(lǐng)域。

傳統(tǒng)D-Sub的不足之處

做一個輸入/輸出連接器并不容易，作為前線的元器件之一，在操作中不只缺乏足夠的保護還會遭到很多的誤用。因此對輸入/輸出連接器的一個關(guān)鍵要求就是可以承受極大的插接力，并有很堅固的端子可以承受裝配到電路板前后的誤操作。對于表面貼輸入/輸出連接器來說，這并不容易做到，至于彎角的表面貼連接器更是難上加難了。

圖1：傳統(tǒng)彎角SMT D-Sub 連接器，彎曲形成的端子不夠牢固

彎角連接器的傳統(tǒng)設(shè)計是通過沖壓過程中的至少兩次彎曲以形成端子，如圖1所示的連接器。這樣的設(shè)計對控制連接器每個端子引腳共面性造成了很大的挑戰(zhàn)。這樣的彎曲方法也造成端子的強度不夠，稍有處理不當(dāng)就會變形。要讓連接器的表面貼引腳全部處于同一個完全的平面是不現(xiàn)實的，但是所有引腳的高度差應(yīng)該控制在±0.05毫米之內(nèi)。如果有引腳很高就無法接觸到印制在電路板上的焊膏，沒有著焊因而形成開路。

可靠但經(jīng)濟的接口

ERNI 重新設(shè)計所有D-Sub連接器的目的是為無論在操作或電路板裝配時都提供可靠但經(jīng)濟的輸入/輸出解決方案。重新設(shè)計的第一個焦點是改變傳統(tǒng)直角端子的設(shè)計，以解決共面性的問題。實現(xiàn)方法就是從扁平的銅合金長條上一步?jīng)_壓出彎角端子，如圖2所示。這樣生產(chǎn)出的端子強度無可比擬，并且可以輕易實現(xiàn)很小的誤差。因此，共面性就完全依賴于相對容易控制的外殼尺寸。

圖2：重新設(shè)計的連接器，沖壓成形的端子非常結(jié)實

成功地將沖壓方法應(yīng)用在表面貼的連接器后，ERNI也通過模塊化概念的模具設(shè)計將此方法延展到壓接式和通孔回流連接器上，用同樣一套沖模和三個不同的引腳模塊可以沖壓出三種不同引腳的端子。端子在銅合金長條上的精巧排布更進一步地將原材料的浪費減到最低，致使連接器的成本再度降低。

細(xì)微處見匠心

D-Sub連接器的重新設(shè)計除了要降低成本，也著重提高連接器的可靠性。隨著技術(shù)進步和不受現(xiàn)有模具及生產(chǎn)機器的限制而重新設(shè)計整條產(chǎn)品線的良機，ERNI的工程師們可以放手去全面改進傳統(tǒng)的D-Sub連接器。

對于任何表面貼元器件，無需額外設(shè)備及任何人工參與而能夠全自動組裝上電路板是極其重要的。此外，還需考慮元器件的準(zhǔn)確定位和增加元器件在電路板上的保持力。ERNI重新設(shè)計的表面貼D-Sub連接器就成功地融合了所有這些特點。

新設(shè)計的表面貼D-Sub連接器外殼上提供了一個整合的扁平區(qū)域方便真空吸盤在自動化裝配過程中的取放操作。由于端子和絕緣體的影像高度對比，連接器適合在線圖像檢驗。包裝則采用卷帶或托盤以提供不間斷的全自動電路板裝配。

定位柱則確保了連接器能穩(wěn)定、準(zhǔn)確地定位在電路板上。結(jié)實的表面貼裝配支架整合在連接器上，超大的焊接區(qū)域提供經(jīng)濟、牢固的焊接。這些支架也提供插接過程的應(yīng)力消除，在設(shè)計中刻意將連接器的重心傾向電路板中心，使得裝配和焊接過程中定位不傾斜。支架還能增強連接器在電路板上的保持力?？傊?，整個設(shè)計都是為了確保焊接過程及之前，連接器能夠牢固的放置并站立在電路板上。此表面貼連接器甚至容許電路板在兩面進行裝配。

除了提高D-Sub連接器的機械性能，ERNI工程師也花了很多心思來提高其電器性能。首先，母端子換成了ERNI專利設(shè)計的6型端子。這6型端子設(shè)計也被用在高速連接器上并被證實可降低信號傳輸?shù)牟贿B貫性。原因是此端子的設(shè)計將材料的體積改變減到最小，從而減少阻抗、電容和電感的不連貫性。

新的設(shè)計還加了一個全金屬的外殼以增強結(jié)構(gòu)并使接地更有效，為電磁干擾/射頻干擾（EMI/RFI）的應(yīng)用提供絕佳的屏蔽，且無需使用接地帶。

圖3：全新設(shè)計的D-Sub 連接器

圖4：ERNI 6 型端子設(shè)計，提供卓越的電子性能

新設(shè)計的一個獨到之處是整合的鎖定附件，不僅提供低阻力的接地連接，還使得電纜外殼穩(wěn)固在連接器上。現(xiàn)有版本有植入螺母（M3或#4-40 UNC螺紋）、帶鎖螺釘（M3或#4-40 UNC）或通孔型。鎖定附件也通過正方形空洞防止其在緊固過程中旋轉(zhuǎn)。使用電纜時螺釘螺母轉(zhuǎn)動的問題終于成為了歷史。

壓接型連接器的壓接區(qū)采用了針眼順應(yīng)針設(shè)計，因其本身的對稱性，這樣的端接方式在電路板電鍍通孔上產(chǎn)生的壓接力均衡。堅固的外殼設(shè)計允許扁平塊裝配工具直接將連接器壓進電路板上，而無需任何復(fù)雜的裝配工具。壓接夾也整合在設(shè)計中作為電路板的應(yīng)力消除以及接地通路。

連接器雖有如此多的改進，電路板布局卻保持不變。因其接口尺寸完全一樣，客戶選用新的D-Sub連接器時無需改變電路板設(shè)計，也可直接替代傳統(tǒng)D-Sub連接器。新型壓接式D-Sub連接器的電路板布局同樣適用于ERNI的通孔回流和傳統(tǒng)波峰焊接連接器。

選擇多樣性

全新設(shè)計的D-Sub連接器有表面貼、壓接式和通孔回流三種端接方式，針數(shù)有9、15、25和37，各排列成兩排。彎角型現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)高度7.3毫米和歐式3.6毫米高，美式6.3毫米高的版本也將很快面世。垂直型有6.3毫米和9毫米兩種裝配高度。端子的插接區(qū)域根據(jù)IEC 807-3 / DIN 41652標(biāo)準(zhǔn)來電鍍，端接區(qū)域則鍍錫。整合的金屬前板符合電磁干擾要求。垂直表面貼的版本帶有吸入罩用于取放連接器，并以配合自動裝配的卷帶或托盤包裝。

電源、信號混合

除了上述新一代用于信號傳輸?shù)腄-Sub連接器，ERNI也開發(fā)了高電流的D-Sub連接器用于電源傳輸。20℃的額定電流為25A，其最高額定電流只受到電路板材料的局限。高額定電流的版本還成功混合了電源、信號端子，順利排除了電源傳輸對信號傳輸?shù)母蓴_。更令人贊嘆的是，ERNI所采用的電源端子是通過沖壓工藝生產(chǎn)的。傳統(tǒng)上，這樣的圓柱形電源端子都是車床加工的。能夠采用沖壓工藝制造出圓柱形電源端子，再次證明ERNI的技術(shù)領(lǐng)先性。

應(yīng)用多樣化

新一代D-Sub連接器符合無鉛工藝標(biāo)準(zhǔn)，能同時用于傳統(tǒng)錫/鉛工藝和無鉛工藝。絕緣體用耐高溫?zé)崴懿牧现瞥桑策m用于傳統(tǒng)錫/鉛工藝和無鉛回流或氣相焊接工藝。

結(jié)語

通過技術(shù)和設(shè)計革新，一個應(yīng)用了40多年的傳統(tǒng)連接器被完全改造。新設(shè)計提供更經(jīng)濟且可靠的解決方案，更注重細(xì)節(jié)的設(shè)計帶來更多的選擇和更多樣化的應(yīng)用。更新的ERNI D-Sub連接器將會繼續(xù)推出更多延伸產(chǎn)品來滿足各種新時代的應(yīng)用！ 許永豐先生是ERNI 亞洲區(qū)（新加坡，總部歐洲）的市場經(jīng)理。