機械鍵盤

一把經典款式的機械鍵盤

機械鍵盤（英語：Mechanical Keyboard）是指每個按鍵都有對應的獨立微動開關（Switch，通稱「機械軸」或「軸」）安裝（通常為焊接，也有使用熱插拔（hotswap）設計）在電路板上組成的鍵盤設計。

機械鍵盤上安裝的機械軸按觸感可大致分為兩大種類：段落軸（或稱分段軸；tactile；觸發過程具有「段落感」）和線性軸（linear；直上直下），軸體手感差異的產生在於軸體的設計組成不同。

線性軸按壓演示

段落軸按壓演示

鍵盤構造

最基本的機械鍵盤由外殼、PCB、定位板、軸體及鍵帽五大部件構成，基於這些部件的不同組裝方式形成了各式的鍵盤構造。

船殼結構

鍵盤外殼的底板有螺釘孔，螺絲貫穿定位板和PCB固定整個鍵盤。 PCB和定位板以及外殼共用相同的螺絲位從而拼到一起的構造被稱為船殼結構（Tray Mount），船殼作為最常見的結構，所有的配件都是標準化設計，而且工藝簡單，造價較低，所以常見於量產機械鍵盤中。

Top結構

而將定位板與上殼進行固定，直接讓上下殼進行連接的結構被稱為Top結構（Top Mount），這種結構的優點在於可以提供更為一致的手感和聲音反饋，缺點是採用這種結構的模具較少，因而成本較高。

墊片結構

近期較流行的墊片結構（Gasket Mount）的組裝方式為讓螺絲串起外殼，定位板依靠兩塊外殼的壓力夾在中間，定位板的四周會有墊片，這個墊片作為底殼與頂殼的緩震層存在，此類結構的定位板往往採用更為軟彈的材料，如PC材料(塑料)。

之所以使用這種組裝方式，在於螺絲只串起外殼，內膽（定位板）沒有剛性結構和螺絲支撐，全靠橡膠和上下蓋壓死在鍵盤中間。敲擊鍵盤時的力度會非常均勻，而且由於橡膠條固定，上下兩個垂直方向都會有緩衝，從而提供更溫潤的手感。

此種結構因為涉及到多次打樣計算公差和橡膠緩衝墊的開模，以及篩選材料硬度，成本較高，過去只有少數幾家高端客制化鍵盤廠家涉及，隨著經驗積累，採用Gasket結構的鍵盤成本已控制在普通用戶可接受的範圍。

軸體

軸體通常被認為是機械鍵盤最重要的零件之一，以不同的按壓手感通常分為段落軸和線性軸。

段落軸

段落軸是一種按壓反饋很足的軸體，當按壓鍵盤時，您可以在按鍵過程中感覺到明顯阻力反饋（按到某個位置會突然感到阻力增大，之後才回復之前的小阻力直到觸底），這種感覺被稱為「段落感」，由於可以在觸發按鍵時感覺到，這意味著不需要將按鍵觸底即可確定它是否觸發——一旦感覺到段落感，就可以進行下一次觸發。

段落軸通常又可以細分為有聲段落軸和無聲段落軸兩類。

一個有聲段落軸（Cherry MX Green）的拆解圖片

有聲段落軸

有聲段落軸（clicky），或稱兩段式段落軸，它的手感特點是按壓時手部感覺明顯的壓力突增突降，如同有異物存在，同時軸體發出咔嗒的明顯響聲。最著名的有聲段落軸就是櫻桃青軸（Cherry MX Blue），因而其他廠家生產的有聲段落軸稱為類青軸。

以青軸為例，青軸將軸心分成了兩個塊，在按下與回彈的過程中，下方的軸心塊（滑動圈）會隨著壓力的變化突然下滑或突然上抬。因此，在按下與松解的過程中，都能感覺到明顯的段落式手感變化，壓力突增又突降，它也因此被一部分玩家稱為兩段式段落軸。

這類軸體的壓力曲線，在按下和回彈的過程中，軸體的兩條壓力曲線會出現非常明顯的差異。按下的壓力曲線會有一個非常明顯的上升與回落，這是軸心上半部分推送下半部分的滑塊，使其突然通過動片凸起部分的表現。在回彈時則正好相反，鬆開到一定距離，可以觀察到一個迅速的壓力下降，此時下半滑塊被動片的凸起卡住。

櫻桃青軸的發聲原理是在按下青軸的時候外軸心會迅速向下彈射，撞到內軸心的底部金屬片，進而發出聲音。

部分特殊的有聲段落軸發聲方式與常見的有聲段落軸不同，它並不通過按動時兩塊軸心互相碰撞發聲，而是軸心上的小腳撥動置於軸體內部的一根扭簧進行發聲。手感的來源也由兩部分組成，一部分是撥動撥簧的段落感，一部分是軸心小腳接觸滑塊的段落感。

一個無聲段落軸（Cherry MX Brown）的拆解圖片

無聲段落軸

無聲段落軸（tactile），或稱一段式段落軸、無聲段落軸，這類軸體也被稱作類茶軸，因為段落軸中最著名的產品就是櫻桃茶軸（Cherry MX Brown）。但將此類軸體稱為「無聲」段落軸是有失偏駁的。因為任何一種段落軸在實際使用時都會發出響聲，即使是靜音軸，也無法完全抹去軸體摩擦的聲音。之所以將其稱為無聲段落軸，主要是為了與有聲段落軸形成對比，二者無論是軸心設計還是段落感的形成方式都有所不同。這類軸體沒有特殊的發聲設計，因此發出的聲音主要是鍵程中通過凸起時發出的聲響，以及軸心觸底/觸頂、定位板共振產生的響聲。當快速打字時，使用者只能在按下時通過壓力的突然變化感覺到段落的存在，而回彈過程當中這一段落變得不再顯著，因此被一部分玩家稱為一段式段落軸。

這類軸體的壓力曲線，通常是按下與回復的壓力曲線起伏基本一致，二者的形狀沒有很大差別，而且這些起伏的變化都比較平滑，可以與軸體小腳的位置與高度進行直接的對應。

一個線性軸（Cherry MX Speed Silver）的拆解圖片

線性軸

線性軸（linear）是看起來最為平庸的一類軸體。從開始按下到觸底的過程中，壓力是均勻上升的，與按鍵行程成正相關。但正因為它的手感直上直下，沒有在按鍵過程中感覺到的段落感，在使用的過程中出問題的概率也最小。但需要注意的是，使用搭載了線性軸的鍵盤並不代表完全不會發出聲音，因為鍵盤是一個整體，並不能只看單個軸體的聲音狀況。尤其是常見的使用了不鏽鋼定位板的公模機械鍵盤，擊打線性軸的聲音也不容忽視。具有代表性的軸體就是櫻桃紅軸（Cherry MX Red）與櫻桃黑軸（Cherry MX Black）。對於一般的出廠狀態線性軸來說，二者的手感差異主要在於彈簧的力度大小、長度、匝數等特性。值得一提的是，許多線性軸在結束按鍵「觸底」（擊中鍵盤底部）行程前便可提早觸發，此類特性通常被FPS（第一人稱射擊遊戲）玩家認為可以用於幫助完成遊戲中的技術性動作（如「急停」）。

此類軸體的壓力曲線非常平滑，按下時就是按在彈簧上的手感，回彈時也只是在接觸動片之後有一個小段的變化，其餘的斜率基本一致。這就是線性軸，按下去就是壓力線性增加的過程。

發展

機械鍵盤是在薄膜鍵盤之前發明，世界上最早使用的鍵盤型式。隨著PC的發明，機械鍵盤也隨之引進做為PC的標準輸入設備，其盛行期約在1980至1995年。隨著計算機的普及，薄膜鍵盤的低製造成本使其成為市場主流。後由於部分用戶（打字工作者、遊戲玩家）追求使用鍵盤時的手感及機械鍵盤生產成本（主要原因在於櫻桃公司軸體專利過期，大量中國公司推出自研軸體）的下降，機械鍵盤又逐步盛行。

參考

• CN105470005A,鄒偉民 & 曾小越,「機械鍵盤按鈕結構」