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键盘发烧友必看!机械键盘内部结构全解析

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@小白创作中心

键盘发烧友必看!机械键盘内部结构全解析

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https://www.bilibili.com/read/cv34077481

市面上的键盘主要分为两大类:薄膜键盘机械键盘。我们通常所说的定制化键盘大多指的是后者,即机械键盘。

薄膜键盘与机械键盘的区别

薄膜键盘的结构类似于一个三明治,它由两层印有导电颜料的电路层和一层塑料隔离层组成。通过橡胶帽施加压力,使得两层电路层上的金属触点通过隔离层上的孔洞相接触,从而触发信号输出,屏幕上便会显示相应的字符。


薄膜键盘内部拆解图

与薄膜键盘不同,机械键盘的每个按键下都配有一个独立的开关,这种开关被称为“”。机械轴的种类繁多,包括Cherry轴、早期的日本ALPS轴、台湾的简化版ALPS轴、台湾白轴等。Cherry MX轴因其广泛的应用而成为默认选择,除非特别说明,提及机械轴时通常指的就是Cherry MX轴。玩家口中的青轴、茶轴、黑轴、红轴等,实际上都是Cherry MX系列的不同分支,它们根据触发力度、行程长度以及轴帽颜色的不同而有所区别。

总体来看,薄膜键盘的优势在于其轻薄和便携性,而机械键盘则因其独特的分轴设计,能够提供更丰富的无冲突按键支持和更具个性化的手感反馈。

机械键盘的主要结构

目前市面上主流的机械键盘一般由以下这些部件构成:上盖、键帽、轴体、定位板、PCB电路、底壳构成,有的键盘还会添加夹心棉、轴下垫和底棉以消除腔体杂音。


机械键盘结构爆炸图

客制化键盘的固定方案

客制化键盘的结构主要分为Case mountTray mount两大类;设计又分为PlatePlateless两种。

  • Tray mount(船式):这种键盘通常由底壳、PCB和定位板组成,通过螺丝将定位板和PCB固定在底壳上,或者简单地通过轴体进行连接。然而,由于仅依靠几个螺丝固定,键盘面板的受力分布可能不均匀,导致手感和音效反馈在不同区域有所差异。不过,通过使用大质量填充物和硅胶底垫可以缓解这一问题,提高整体的稳定性。


Tray mount

  • Case mount:这种设计将键盘的内胆(定位板和PCB)直接固定在外壳上,从而提供了比Tray mount更加一致的手感。由于不需要在定位板和PCB之间开孔,Case mount还便于内部布线。Case mount下又可以根据内胆与外壳的连接方式进一步细分为几种不同的设计:

  • Integrated mount(一体式上盖):定位板和顶壳是从同一块材料中铣削而成。这种设计由于定位板受到一体材料的支撑,能够提供比Tray mount更均匀的触底感。但一体式上盖可能会因为共振而产生更大的噪音,并且由于需要更多CNC加工时间,成本也相对较高。

  • Sandwich mount(三明治式):上盖定位板底壳,三个部分如同三明治一样叠加在一起,然后通过同一根螺丝贯穿固定,这种结构可以更好地抑制底部振动,而使触底声更奇特和悦耳,同时又不会像一体式受上盖共振的影响。

  • Top mount(顶框固定)和Bottom mount(底框固定):这两种设计分别将内胆固定在键盘的上盖或底壳上。这种结构的好处就是pcb被通过螺丝或者轴体连接到定位板上的时候,内胆不会像一体式受到上盖震动的影响,成本也会更低一点,也好做外观和结构。


Top mount


Bottom mount

  • Gasket mount:这种设计通过使用软性材料消去了外壳和内胆的共振,一般都是垫片或者是硅胶粒,让内胆成为一个和外壳处于相对隔离的状态。键盘的外壳通过螺丝连接,而定位板则被上下外壳的夹持力固定。这种设计避免了在键盘内部使用刚性连接件,转而依赖于橡胶垫片和外壳间的精确配合来保持结构的稳定。由此产生的键盘触感极为均衡,橡胶垫片在键盘的垂直方向上提供缓冲,使得敲击手感更加柔和、细腻。


Gasket mount

  • Plateless mount(无钢设计):这种设计起源于樱桃公司为了降低成本而省略定位板的尝试。从严格意义上讲,无钢设计并非一种特定的结构,而是一种创新的结构设计理念。在这种设计中,由于缺乏定位板,按键时直接作用于PCB板,从而产生一种独特的触感,既直接又富有弹性。


Plateless mount

无钢设计对PCB板的开孔精度有着极高的要求,以确保按键的稳定性和准确性。此外,这种设计通常不兼容热插拔功能,因为缺少定位板的支撑,轴体可能发生偏移,或者在拔取键帽时可能导致轴体一同被拔出。

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