本文《機械鍵盤加工廠對關于機械鍵盤PCB的2021年指南》是深圳市潤澤五洲電子科技有限公司PCBA作者編輯，歡迎閱讀以下

詳情內容。

機械鍵盤PCB簡介：

一個機械鍵盤是用特殊的觸覺反饋如此精確，它可以讓你擁有超快速精確執行每一次點擊，并在其持續時間比任何其他鍵盤再這樣由一個類型的鍵盤。由于其獨特的架構，令人難以置信的耐用性和超快的響應能力，其需求每天都在增長。

取決于開關，計算機鍵盤通常有兩種類型。第一個是薄膜鍵盤，在市場上很容易買到，這就是為什么在所有情況下都使用它的原因。另一個是機械鍵盤。當前，沒有任何替代游戲玩家的游戲鼠標和機械鍵盤。由于響應時間，構建質量，外觀和RGB等所有原因，許多人都對使用機械鍵盤感興趣。由于它不像傳統鍵盤，因此其價格要比普通鍵盤高。機械鍵盤現在已被游戲者廣泛使用，但是現在許多內容創建者都使用機械鍵盤。在游戲或打字中，機械鍵盤帶來了全新的打字體驗。但是，根據價格，開關的品牌和類型，使用機械鍵盤的樂趣是不同的。而且，如果鍵盤上有RGB LED，您可以根據需要更改鍵的顏色。機械鍵盤通常由印刷電路板和開關制成。開關內部使用金屬物體和彈簧。當兩個金屬物體觸摸按鍵時，按鍵被注冊。由于機械鍵位于印刷電路板上，因此如果開關不起作用，則可以更換開關。機械鍵盤和薄膜鍵盤之間的主要區別之一是，與機械鍵盤不同，它們沒有單獨的按鍵開關。將橡膠圓頂放置在薄膜片的頂部，以便在按下按鍵時將其注冊在鍵盤上。

對于機械鍵盤，有3種類型的鍵盤開關。

1. 線性

2. 觸

3. Clicky

這三種類型的開關具有一些獨特的特性，稱為開關的顏色。

1. 線性：黑櫻桃MX，紅色MX，線性灰色MX，羅技R G

2. 觸摸：櫻桃MX棕色，MX透明，MX觸覺，剃刀橙色GT

3. 單擊“開關”：Razor Cherry MX藍色，MX綠色，MX白色和色度綠色GT。

這是Logitech的Cherry，Razor是開關制造商的品牌。其中最受歡迎的是Cherry MX Switch。Cherry是一家位于德國的公司。許多中國開關制造商還以Cherry MX開關的形式制造機械開關。例如，Otemu，Gritech，GETRON等。最重要的是，現在有感覺類似于機械鍵盤的光學機械開關，并且鍵盤聲稱具有更快的響應時間。但是，根據開關的名稱，開關將是可單擊的，靜音的或可觸知的。在大多數情況下，我們說切換點擊是指藍色的開關。在鍵盤上打字時，喀噠聲提供舒適的感覺。觸覺開關通常沒有咔嗒聲，但它們確實有觸覺反饋。像Cherry MX Brown或Razor Orange Switch。另一方面，線性開關很安靜，沒有像線性開關那樣的喀噠聲或反饋。像Cherry MX Black，MX Red一樣，在1970年代初期，IBM鍵盤是最早以電容式感應梁彈簧開關而聞名的鍵盤之一。以前，在鍵盤上，電容式感應技術類似于觸摸屏技術，它的工作原理與觸摸屏完全相同，但是在手指下方的開關下方有一個小墊子，可以模擬您的手指，而不是您的手指直接用手指觸摸屏幕。以增加電極電容。最終，這項技術讓位了。橫梁彈簧的行為方式是獨特的。按下時，某些內部零件會倒轉并升起。鍵盤感覺幾乎是在使用打字機。開發能夠給人真正打字機感覺的東西的真正目標。因為那時大多數人都熟悉打字機的聲音和鼻子。鍵盤之所以漂亮，是因為它具有兩次擊鍵，一個分離的空格鍵和10磅的巨大重量。她的聲音要比IBM型號的聲音大。它還使用一個螺線管，該螺線管會在每次咔嗒聲中觸發，發出更大的噪音，并給人以更加印刷的感覺。但是這種鍵盤的尺寸和重量很大，不切實際。而且，它很昂貴，在1970年它的價格為1,500美元，按今天的市場價格計算為8,000美元。IBM數十年來一直在生產一些最出色的鍵盤，而Model F開關是最好的開關之一。主要目標是在更緊湊的尺寸框中以更低的成本提供相同的打字機感覺，并且這種方法取得了成功。如今，專業打字機更喜歡機械鍵盤，因為在薄膜鍵盤中，按下時很有可能掉落，這意味著您以為您已經按下了，但由于薄膜無法觸及按鍵而無法使用，但是在機械鍵盤中卻有很大的可能性。如果您單擊開關，它肯定會由于其獨特的機制而做出響應的可能性。現在我們將討論機械鍵盤的PCB。我們如何設計機械鍵盤PCB？如何構建自定義機械鍵盤以及如何制作藍牙機械鍵盤。

如何設計機械鍵盤PCB：

在設計用于機械鍵盤的PCB之前，我們需要遵循一些步驟。

軟件配置：  

我們將使用KiCad設計鍵盤PCB。因此，首先下載并安裝它，以便您可以遵循我們共享的所有技術和技巧。KiCad現在是用于設計目的的使用最廣泛的軟件之一。因此，您可以獲得有關如何在Kicad軟件中進行設計的大量教程。如果您已經安裝了它，我們就可以開始了。您要做的一件事情是確保您擁有所有官方的KiCad庫。

方案：

首先啟動KiCad，然后您會看到一個包含許多選項的屏幕。現在單擊新項目。然后給您的項目起一個自己的名字，例如Keyboard PCB或您喜歡的任何名稱。現在我們將設計原理圖。所以要小心

首先，雙擊“ .sch”文件，您會看到一個完全空白的表。

                                                                                                                                                 圖。1。

現在我們必須添加一個組件庫。如果您查看窗口的頂部，請單擊“首選項”>“組件庫”。現在單擊“添加”，然后嘗試從房屋圖書館中查找“ keyboard_parts.lib”文件。然后，您可以按照軟件的說明和建議進行操作。互聯網上有太多教程，您可以輕松查看和安裝庫。

現在，開始，我們將建議一個基本命令列表：

• “ M：抬起組件并移動它

• g：向上拖動并移動組件，同時保持電纜連接

• c：復制組件

• e：編輯組件

• r：旋轉組件

• y：鏡像組件

• del：刪除組件

• ESC：中止！”

然后單擊“放置”>“組件”。現在您可以看到您的駿馬看起來像鉛筆。只需單擊頁面上的任意位置，即可在庫使用安裝中找到ATMEGAGA32U4。

                                                                                                                                               圖2。

單擊“確定”，然后單擊原理圖表以放置組件。我們必須編輯組件并將引用從U更改為U1。

我們將放置玻璃杯。玻璃是鍵盤PCB上所有可用組件中非常重要的一部分。因為它決定了鍵盤演奏的速度。現在，我們將組件“ XTAL_GND”放置在控制器旁邊。只需將引用更改為X1。

要記住的一件事是，太多的噪聲很可能會干擾到控制器的信號。因此，應使用兩個去耦電容來避免這種情況。現在，我們將使用一個充電電容為18pF的晶體，以便我們所需的去耦電容器C1和C2為22pF。最后，我們將添加一個GND符號，然后連接所有內容。

                                                                                                                                                 圖3。

接下來，我們將添加四個0.1uF的去耦電容器C1，C2，C3，C4和一個稱為C7的4.7uF電容器。您可以在下圖（圖4）中看到所有這些電容器。

                                                                                                                                                 圖4。

看一下引腳13。這是復位引腳。我們想為此引腳添加一個按鈕開關，以便我們在需要時可以輕松地對其進行重置。為此，我們將添加一個開關“ SW_PUSH”并將其命名為SW1。現在，我們必須使用名為R1的此開關添加一個10k的紙漿寄存器。因此，在圖5中將如下所示：

                                                                                                                                               圖5。

現在我們必須添加一個USB端口。因此，轉到庫并選擇'usb_mini_micro_B'并將其添加到工作表中并命名為J1。現在，如果您查看USB，則有各種引腳，例如VUSB，D-，D +，ID，GND，SHIELD。現在，將VUSB連接到VCC，然后再連接到控制器的UVcc。來自控制器和USB的D-和D +將與兩個稱為R1和R2的22歐姆電阻器連接。GND和屏蔽層將短路，然后通過1uF電容與控制器的UGND和UCap連接。一切如圖6所示：

                                                                                                                                         圖6。

之后，檢查所有VCC連接和GND連接是否正確連接，然后可以繼續進行下一步。但是，如果未連接它們，請正確連接它們。請記住，如果使用內置ADC，則可能需要在AVCC和VCC之間放置一個電容器。在這里，我們將沒有他。

                                                                                                                                            圖7。

現在，我們將組織開關矩陣。就本教程而言，我們將向您展示2X2矩陣。因此，首先進入程序庫，為開關選擇“ KEYSW”，為二極管組件選擇“ D”。現在將它們分別與K1和D1相連，將K2和D2相連，正如我們之前所說的，它是兩個2×2的矩陣，那么我們必須對K3，K4，D3和D4進行相同的處理。現在，矩陣在圖8中將如下所示：

                                                                                                                                        圖8。

 如您所見，標記的未使用組件和未使用的引腳一樣多。單擊右側的藍色X按鈕，然后選擇控制器和USB端口上所有未連接的引腳。現在，我們所需的原理圖將如下圖所示，如圖9所示：

                                                                                                                                           圖9。

最終完成后，機械鍵盤PCB原理圖成功完成。

讓我們考慮一下過去使用的所有電容和電阻都是0805英制尺寸的，對于atmega32u4，我們認為它將采用TQFN封裝。從Hasu的資料庫中，我們將獲得用于二極管的通孔，表面貼裝混合占位面積。

該晶體將是FA-238系列晶體。

重置按鈕為TL3422系列按鈕。

USB mini B端口將為Hirose 5S8連接器。等等。

這是您可以在圖10中查閱的列表：

                                                                                                                                         圖10。

保存所有以前的關聯，然后關閉窗口。

生成網表：  

現在我們必須生成連接列表。這實際上是與我們的原理圖的連接的列表。下一步單擊網表按鈕。

然后單擊生成按鈕。然后在保存對話框的名稱中使用默認網絡列表。

PCB：現在我們必須創建我們的PCB。因此，保存并關閉上面的原理圖編輯器。打開文件“ kicad pcb”。然后，您將在圖11中看到一個空白的PCB編輯器。

                                                                                                                                           圖11。

首先檢查整個足跡是否存在。請仔細檢查并確認。單擊首選項，然后單擊封裝庫管理器并驗證所有導入的封裝都在那里。如果找不到它們，請重新導入它們。

接下來，我們必須配置我們的網格。轉到“尺寸”，單擊它，然后轉到“網格”，將X大小和Y大小設置為0.09375，將單位設置為英寸。

現在，將“網格選項”更改為“用戶網格”。并嘗試將腳印放到板上。因此，單擊“閱讀當前網絡列表”，您將看到很多消息。關閉它，您會看到很多類似圖12的足跡。

                                                                                                                                        圖12。

現在轉到“渲染”選項卡，然后取消選中“老鼠巢”，然后您將看到所有有線連接都消失了。現在，在我們分享一些對PCB布局非常有用的有用命令之前：

• m：移動足跡

• g：在保持連接性的同時拖動足跡

• e：編輯足跡

• r：旋轉足跡

• f：翻轉足跡

• del：刪除指紋

• ESC：中止！

分離所有封裝，并將它們放置在PCB的正確一側，以便我們可以輕松地使用它們。開關占位面積將是唯一在PCB正面的占位面積，除開關占位面積外，其他占位面積將在PCB背面。現在，它在圖13中將如下所示：

                                                                                                                                         圖13。

然后，我們將開始根據所需的組合來組織足跡。然后從“移動和放下”選項到“鎖定足跡”選項編輯開關的足跡。

現在，將所有二極管放在開關下面，并確保放置的每個開關與您的開關完全對應。

                                                                                                                                        圖14。

由于我們將微控制器放置在開關附近，因此我們將為圖15留一些空間。

                                                                                                                                        圖15。

現在，玻璃已成為我們PCB最重要的部分之一。我們之前討論過。因為它決定了鍵盤的速度和性能。注意，晶體的所有痕跡必須短且長度相同。您可以使用突出顯示的網絡工具來確定將哪些打擊墊連接到哪個打擊墊。然后，我們將所有組件一一放置。

首先，將晶振放在微控制器上并將其旋轉45度。然后在敏感焊盤旁邊放兩個去耦電容器。然后對于VCC，在每個VCC和AVCC旁邊放置4個0.1uF電容器。最后，安裝最后一個電容器。眾所周知，USB連接器甚至沒有固定好，因此請放置USB連接器并重置開關。放置所有電阻器的方式使我們的布線更容易。

                                                                                                                                        圖16。

創新的： 

現在，我們必須繪制董事會的輪廓。為此，轉到“圖層”，然后單擊“邊框”。剪切以移動藍色箭頭并將其選擇為圖層。您可以使用繪圖工具繪制PCB的輪廓。如圖17所示：

                                                                                                                                             圖17。

地平面：

前面我們說過，您不必考慮接地，因為我們將在PCB上創建一個單獨的接地層，在其中我們可以將所有GND點添加到星形拓撲中。它主要是一塊大銅板，可以連接到所有其他EARTH點。當PCB上有許多連接到不同GND點的組件（例如我們的PCB）時，PCB平面將非常有用。現在要創建地平面，可以使用分區工具。首先，選擇“ F.cu”選項，然后從“ Net”選項中選擇GND，然后單擊“ OK”，見圖18。

                                                                                                                                           圖18。

繪制一條要在其周圍切割邊緣的邊緣。有一些有關此的教程。您可以檢查它們。完成這些過程后，您的PCB將如圖19所示：

                                                                                                                                             圖19。

路由： 

路由是非常重要的一步。為此，我們要使用“添加軌道和過孔”工具。路由之前，重要的是設置網格的大小。出于布線目的，建議將其設置為0.25mm。現在您可能想知道什么是小路或什么路。我們將稍作討論。跡線就像一根由銅制成的物理線。通孔是一個貫穿PCB兩側的孔。在布線時，您可以按'V切換圖層并創建路徑。

創建軌跡和軌跡時，我們必須遵循的規則很少。例如，晶體和控制器之間不允許有任何通路。因為過孔可以捕獲少量電容，這可能會影響晶體的運行。

首先布線晶體和去耦電容。在這種情況下，這非常簡單。確認已選擇B.Cu層，因為這是放置大多數組件的位置。在圖20中將如下所示：

                                                                                                                                          圖20

我們首先路由所有VCC連接。確認所有去耦電容器都已路由至微控制器上的相應VCC引腳。接下來，根據電路圖布線USB端口。該電路如圖21所示：

                                                                                                                                             圖21。

相應地布線UCap和其余電阻。嘗試使您的設計盡可能干凈和有吸引力。您可以在“渲染”選項卡中旋轉鼠巢，以查看是否有任何連接丟失或斷開。修復所有丟失的連接之后，您的電路將如圖22所示：

                                                                                                                                              圖22。

然后，我們對所有二極管和路徑開關進行布線。二極管和開關的布線方式應使其不會接觸控制器。最后，我們將控制器路由到行和列。

重新驗證是否使用設計規則檢查工具或DRS工具進行了所有連接。

完成后，點擊“開始DRC”并確保沒有布局問題。現在轉到“列出已斷開連接”選項卡，并檢查是否存在斷開連接的網絡。如果找不到任何斷開的網絡，那很好。現在，您所需的PCB布局已完成。

最后生成Gerber文件，并將其發送給制造商，制造商可以將其制造為我們的設計，然后將其與必要的組件組裝在一起，以備使用。   

如何制作自定義機械鍵盤：

正如我們向您詳細介紹如何設計自定義機械鍵盤的整個過程一樣，現在您可以輕松地設計機械PCB鍵盤。現在，如果要向其中添加任何自定義功能，請首先寫下所有這些功能，然后考慮需要對布局進行的更改。在大多數情況下，無需更改布局，但是您可以根據需要在控制器時間更改代碼。每當您要設計用于機械鍵盤的定制PCB板時，都應嘗試遵循我們上面討論的所有設計準則。

互聯網上有許多教程。您可以觀察并實施它們。首先，為項目設定目標。然后考慮您需要對設計進行的更改。您要使用哪種控制器，然后開始設計。安裝必要的庫，這樣您以后就不必再遇到任何問題了。然后專注于輪廓。因為它是PCB設計中非常重要的一部分。然后正確放置所有組件并正確布線。完成PCB布局后，您可以從制造商制造所需的PCB。

                                                                                                                               機械鍵盤

什么是藍牙機械鍵盤？

藍牙機械鍵盤是一種無線鍵盤，僅通過使用藍牙模塊即可無線控制PC或筆記本電腦。基本上在這種情況下，主要的藍牙模塊否則主設備將連接到主鍵盤PCB輸出，而從設備部分將連接到您要用鍵盤控制的其他設備。如果您不知道什么是藍牙技術以及藍牙技術如何工作，我們將稍作討論。如果要無線使用機械鍵盤，則必須在鍵盤上添加一個藍牙模塊，以便可以無線使用它。無線鍵盤的主要優點之一是，您無需理會電纜。您可能知道大多數鍵盤都是由2.4 GHz射頻供電的，但是藍牙是另一種被無線鍵盤廣泛使用的技術。此處，通信發生在兩種類型的設備之間。第一個是主設備，第二個是從設備。這是一種短距離通信技術，可在10米的最大范圍內工作。您最多可以連接7或8個設備。藍牙網絡主要由個人區域網組成，或者我們可以稱其為微微網。藍牙設備始終與某些代碼交換一起工作，因此要使用藍牙，我們需要其他設備（即主設備和從設備）的批準。使用藍牙模塊的好處不多，因為它包含聲音安裝和指示連接狀態的RGB LED安裝。然后，它允許多個設備無縫傳輸數據并使用無線連接。更重要的是，它的設計簡單，編程如此智能，以使用戶可以在不了解它的情況下使用它。您可以輕松地將其與鍵盤PCB連接。最后，藍牙天線PCB的設計方式使您可以連接首選范圍內的最后配對的設備或封閉的設備。在藍牙機械鍵盤中，藍牙設備將連接到主PCB輸出，從設備的另一部分將連接到您要用鍵盤控制的設備。還有其他機制，例如，您可以直接將鍵盤連接到設備，而無需從屬部分，但是在那時，有時需要確認兩個設備對。最后，藍牙天線PCB的設計方式是，您可以在首選范圍內連接最后配對的設備或封閉的設備。在藍牙機械鍵盤中，藍牙設備將連接到主PCB輸出，而從設備的另一部分將連接到您要用鍵盤控制的設備。還有其他機制，例如，您可以直接將鍵盤連接到設備，而無需從屬部分，但是在那時，有時需要確認兩個設備對。最后，藍牙天線PCB的設計方式是，您可以在首選范圍內連接最后配對的設備或封閉的設備。在藍牙機械鍵盤中，藍牙設備將連接到主PCB輸出，而從設備的另一部分將連接到您要用鍵盤控制的設備。還有其他機制，例如，您可以直接將鍵盤連接到設備，而無需從屬部分，但是在那時，有時需要確認兩個設備對。藍牙設備將連接到主PCB輸出，從設備的另一部分將連接到您要用鍵盤控制的設備。還有其他機制，例如，您可以直接將鍵盤連接到設備，而無需從屬部分，但是在那時，有時需要確認兩個設備對。藍牙設備將連接到主PCB輸出，從設備的另一部分將連接到您要用鍵盤控制的設備。還有其他機制，例如您可以將鍵盤直接連接到設備而無需從屬部分，但是在那時，有時可能需要確認兩個設備對。

                                                                                                            藍牙機械鍵盤

如何找到最佳的機械鍵盤PCB制造商：

高端設備和經驗：

選擇制造商之前，請注意技術和制造商的經驗選擇。因為根據給定的布局制造精確的鍵盤PCB不容易。許多新手對PCB的性能感到沮喪，因為他們選擇的制造商沒有高素質的專家，或者沒有足夠的經驗來檢查PCB。

建模您的需求：

從一開始，請始終嘗試選擇能夠為您提供幫助的制造商，以對您的電路板要求進行建模，并通過其高端軟件幫助您對要求進行建模。還必須選擇可以在完成電路板測試后即可驗證所需所有阻抗值的制造商。

物有所值：

始終向制造商確認他們可以在您的預算范圍內為您提供多少質量。因為機械鍵盤用于高端工作，例如游戲和快速打字。因此，印刷電路板的質量必須達到更高的標準。始終嘗試尋找可以為您帶來更高性價比的制造商。

客戶的更高評價：

當然，客戶評價是一個好的制造商的一個好兆頭。在檢查完所有上述因素之后，您需要檢查制造商的客戶等級并進行相應選擇。

                                                                                                                             機械鍵盤PCB

結論：

因此，我們可以看到使用機械鍵盤PCB有很多優點，而且，PCB可能它可以幫助您生產用于機械鍵盤的PCB。機械鍵盤對PCB的需求急劇增加。尤其是游戲玩家社區，要求制造商提供更準確，更快速的機械鍵盤。如此眾多的用戶對定制機械鍵盤PCB提出了很高的要求。因此，我們認為這是學習如何設計機械鍵盤并根據客戶要求或您自己的愛好進行制造的最佳時機。您可以仔細閱讀上面的文章，并在互聯網上觀看一些教程。我敢肯定，您將能夠在一個月內設計出一個PCB。當然，學習新技能需要時間，但是請仔細閱讀上一篇文章并據此發展您的概念。感謝您如此耐心地與我們在一起。