Kalan's Blog

本部落主要是關於前端、軟體開發以及我在日本的生活,也會寫一些對時事的觀察和雜感

目前主題 亮色

前言

前陣子被 Amazon 的推薦燒到,入手了一把 Nuphy Air60,甚至整個假日都在看機械鍵盤。雖然鍵盤是隨處可見的設備,深入研究後發現這個圈子的坑非常深,把鍵盤當作收藏品的玩家也大有人在。

鍵盤運作的原理

機械鍵盤大致上可以拆分為幾個部分:外殼、鍵帽、軸體、PCB、Layout。不過最核心的部分還是 PCB,他決定了整個鍵盤是否能正常運作以及提供輸入功能。

鍵盤其實就是無數個開關,當按下按鍵時,微控制器會去偵測目前被按下的鍵是哪一個,並將對應的訊號傳給電腦。這部分的細節留到明天韌體篇會在詳細介紹。

導通方式

剛才說到鍵盤其實是無數個開關,這部分只講對了一半。鍵盤根據導通方式主要可以分為幾種:

薄膜鍵盤

電路板跟鍵帽之間會有一個具有三層的薄膜夾在中間,中間那層是絕緣層,上下層分別對應的鍵盤的位置,上層的薄膜有導電,當按鍵按下時會跟下層的接觸並導通電路。一般常見的便宜鍵盤都是薄膜鍵盤。

(圖片引用自維基百科)

機械鍵盤

機械鍵盤的導通方式主要是透過軸體的機械結構,每個開關都是獨立的。當按下按鍵時,軸體裡面的軸心會去擠壓銅片,讓他們碰撞在一起進而導通電路。根據設計不同,能夠做出不同的敲擊手感。

軸體

最常見的有茶軸、紅軸、青軸、黑軸。不過如果再更深入研究會發現軸體遠比這四類還多,因此在分類上主要分為兩大類:線性軸與段落軸。

外殼

外殼主要可以分為塑膠與金屬兩種,雖然在功能上沒有太多差異,但是外殼會影響打字的手感以及外觀。

一般市面量產的鍵盤,通常都是使用塑膠居多,有些品牌像是 Keychron 也有鋁殼的鍵盤。塑膠鍵盤重量會比較輕,然而成色、觸感跟金屬比起來有差,也是為什麼大部分客製化鍵盤的玩家會比較喜歡金屬外殼的原因。

鍵帽

鍵帽可以用材料、形狀、上色方式來區分。

材料

常見的鍵帽材質有 ABS 與 PBT。

ABS 的鍵帽通常生產成本較低,硬度較低,使用久了可能會有鍵帽變得油光的問題。PBT 的生產成本高一些,跟 ABS 比起來會比較脆、表面比較粗糙一點。

不過就算是標記 PBT 鍵帽,也不一定 100% 都是使用 PBT 製作。

例如以 ABS 材質著名的鍵帽 GMK,他們的鍵帽幾乎都是用 ABS,但品質相當優秀,是鍵盤愛好者常常會選擇的鍵帽。

上色技術

主要可分為雷射、油墨、熱昇華、兩色成型。上色方法各有優缺點,不過目前比較高級的鍵帽上,通常會使用熱昇華或兩色成型。原因是因為油墨或是雷射都有可能會有褪色的問題。

熱昇華是將墨水加熱後染色到鍵帽裡的印刷方式,墨水會直接滲透進去鍵帽的塑料空隙裡頭。所以不太會出現字被磨損的情形,從外觀上來看就像是字被嵌入到鍵帽一樣。

由於熱昇華需要加熱墨水,通常會使用在比較耐熱的 PBT 鍵帽上;而兩色成型則比較常用在 ABS 鍵帽上。

二色成型是先用樹脂成形文字部分後,再用其他顏色再次成型。由於文字就是鍵帽的一部分,所以不會褪色,也可以做到比較鮮豔、漂亮的配色。雖然每個文字都要額外開模生產,但如果量大的話還是可以壓低價格。

形狀

根據鍵帽的形狀主要可分為:Cherry、MDA、OEM、XDA。最常見的形狀應該是 Cherry profile。

對沒有接觸過客製化鍵盤的人來說,從外觀看起來都差不多,但是每個 profile 都有各自的特色,每一行的高度、形狀也有點不一樣。

PCB

電路板的「電路」部分會放在明天的韌體篇講解。不過為了追求手感,最近客製化鍵盤玩家連 PCB 也有要求。最常見的就是 PCB 的厚度以及是否開槽

開槽在 PCB 上通常有幾個作用,常見的是在變壓器的兩側,分別是強電與弱電,為了確保兩邊不會短路,會做開槽來分隔元件。

在鍵盤的 PCB 上開槽,通常是為了增加彈性與柔軟度。PCB 開槽後可以讓手感更軟一些。

除此之外,現在的機械鍵盤 PCB 往往都具備的熱插拔的功能,軸體不用直接焊死在電路板上,而是將可以插入 switch 的 socket 事先焊在電路板,這樣一來如果要換其他軸體的話,就只要拔出來就可以了。

結構

目前比較常見的是船殼與最近很紅的 gasket。船殼算是比較常見的機械鍵盤固定結構,PCB 用螺絲固定在外殼上。一般量產的機械鍵盤都是這種結構。

另外一種則是 Gasket,PCB 電路板下方沒有螺絲固定,而是透過定位版在外殼的上下層來固定。不過定位版的周圍會有墊片,提供了柔軟、彈性的手感。

Layout

依照鍵數多寡主要可分為 30%、40%、60%、65%、70%、80%、100%;依照鍵位可以分成 ANSI、ISO、JIS。JIS 是日本鍵盤的 layout,台灣的使用者應該大部分都是用 ANSI 居多。

有些 PCB 在設計時彈性較高,例如可以同時支援 ANSI 跟 JIS,可以根據需求分裂空格、分裂退格等等。像我就已經習慣分裂退格,backspace 要放在 Enter 的上面。

後記

客製化鍵盤這個坑還挺深的,很多玩家為了找尋心目中的那把鍵盤,鍵盤都不知道有多少把。不過也因為這樣,如果願意耐心等待的話,反而能夠用不錯的二手價買到別人可能碰過沒幾次的鍵盤。

客製化鍵盤的市場也很飽和,電路板大家都做得出來,因此現在的客製化鍵盤很多時候比得是設計感、工藝水準、顏色、多樣選項的客製化。如果有研究過客製化鍵盤的話,也會發現來自中國的客製化鍵盤相當多。

客製化鍵盤由於「客製化」的特性,很難進入量產,通常都需要團購才有辦法買得到,而且為了配合工廠的時程常常一等就是三、四個月。

不過,如果對鍵盤有興趣的話,不妨找找有沒有符合自己需求的客製化鍵盤。個人覺得品質跟外觀真的是量產鍵盤無法比擬的。至少比買車便宜多了

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作者

Kalan 頭像照片,在淡水拍攝,淺藍背景

愷開 | Kalan

愷開。台灣人,在 2019 年到日本工作,目前定居在福岡。除了熟悉前端之外對 IoT、App 開發、後端、電子電路領域都有涉略。最近開始玩電吉他。 歡迎 Email 諮詢或合作,聊聊音樂也可以,希望能透過這個部落格和更多的人交流。