키보드에 관해서 너무나도 자세히 적혀 있는 글. 한번만 읽어보시면 좋은 키보드를 선택하는데 많은 도움이 될 듯 하다.
이번 글에서는 여러 키보드의 스위치에 대해 이야기 해보겠습니다.
키보드를 분류하는 방법에는 여러가지가 있을 수 있습니다.
용도별분류, 형태별 분류, 자판 배열에 다른 분류 ... 키감에따른 분류.
직접 손가락끝으로 눌러서 사용하는 키보드의 특성상 두드리는 느낌 즉 키감은 매우 중요한 요소입니다.
이 키감을 결정짓는 기본이 스위치의 방식입니다.
키감의 품질을 위해 수많은 키보드 스위치 방식이 개발되었으며
어떤 방식은 대량생산과 제조단가의 유리함 덕에 보편화 되기도 하고 또 다른방식은 그에 밀려 단종되기도 하였습니다.
그리고 역시 높은 내구성과 좋은 키감덕분에 오랫동안 생산되는 스위치도있습니다.
멤브니 기계식이니 정전용량이니 ..러버돔이니 스프링이니 어저고 저쩌고 ... ^^;
저것들이 무엇이며 키보드를 설명할때 왜 빠지지 않고 맨먼저 거론되는것인지.
키보드 입문의 기초라고 할 수 있는 스위치구조에 대해 설명하겠습니다.
- 키보드 스위치
1.스위치 ...전기회로의 개폐나 접속상태를 변경하기 위해서 사용하는 기구.
개폐기라고도 한다. 구조는 접점(接點)과 그것을 동작시키는 기구로 되어 있다
즉, 전기를 연결했다 끊었다 하는것이 스위치 입니다.
2.스위치의 구조
a.슬라이더 - 키캡과 연결되며 키캡을 눌렀을때 직접 상하운동을 통해 접점을 움직이게 하는 부분
b.작동기 - 용수철스프링,러버돔 등 반발력을 이용 슬라이더를 원위치로 다시 복원시키는 부분
c.접점 - 두부분의 도체로 되어있으며 평소에 분리되어있다가 슬라이더의 작동에 의해 맞닿아 통전 되는부분
d.하우징 - 스위치전체 혹은 일부를 둘러싼 틀
기본적으로 키보드 스위치는 슬라이더가 움직여 접점부를 작동시킨후 스프링이 다시 원상태로 되돌려놓는 방식입니다.
위 구조는 대동소이하나 각 메이커별로 스프링강도, 클릭음 발생방식 , 압력변화 방식 등이 달라
자사만의 고유한 키감을 만들어냅니다.
3. 입력특성의 구분
스위치는 누르는 중의 느낌의 변화에 따라 3가지 방식으로 나누어집니다.
a.클릭 - 스위치를 누르는 도중의 압력상승시 한차례 압력변화가 일어나 촉감변동이있으며
딸깍~하는 클릭음을 냅니다... 클릭음을 만드는 별도의 장치가 존재
b.넌클릭 - 클릭과 같으나 클릭음이 나지 않습니다... 러버돔의 기본특성
c.리니어 - 일정한 압력상승으로 촉감변동이 없습니다... 용수철스프링의 기본특성
- 멤브레인? 기계식?
키보드에 관심을 가지게 되면서 아마 가장먼저 듣게되는 전문용어(?)가 위 두가지 일 것입니다.
아울러 은연중에 키보드종류에대해 이분법적 사고방식을 가지게 되는것도 저 두단어 때문일 듯 합니다.
사실 크게 본다면 이분법이 가능한것이 키보드스위치의 구조이긴 합니다.
하지만 멤브레인과 기계식이 아니라 기계식과 기계식이 아닌것 ... 정도가 첫출발로 적당하단 생각입니다.
** 첫번째 스위치 방식... 기계식 스위치
키보드 스위치에서 기계식으로 분류되는것은 대략 다음의 조건을 가집니다.
- 자체적으로 접점과 작동기를 가지고있는 하나의 덩어리로 이루어진 스위치 형식.
- 접점은 금속제이며 기판과 납땜으로 연결
- 용수철 스프링이 작동기 역할
a. 체리 스위치
현재 거의 유일한 제대로된 스위치를 생산하는 메이커입니다.
체리키보드 이외에 많이 알려진 필코의 마제시리즈,랩터, TG3, 와이즈 등 수많은 메이커들이
체리 스위치로 키보드를 생산하고있습니다.
- MX스위치
체리키보드에서 품번 G80-xxxx 계열에 사용됩니다.
흑축,갈축,백축,흑축 등 이있으며 현재 생산되는 기계식 키보드스위치의 대부분을 차지합니다.
리니어인 흑축을 기본으로 슬라이더 형상과 스프링압력등을 변화시킨
넌클릭 - 갈축,백축 / 클릭- 청축 등이 있습니다.
- ML스위치 ... 넌클릭
체리키보드 품번 G84-xxxx 계열에 적용되어있습니다.
키스트로크를 조금 낮춘 (3mm)형태로 체리의 미니키보드류에 들어가며
OLED적용으로 화제를 일으킨 옵티머스 막시무스키보드에도 이스위치가 적용되었습니다.
b. 알프스 스위치
체리와 함께 기계식스위치의 양대산맥으로 불리는 알프스는 엄청난 종류의 스위치들을 생산했습니다.
아울러 수많은 유사스위치의 모태가된 스위치이기도 합니다.
안타깝게도 알프스스위치들은 더이상 생산되지 않고있습니다.
가장 대표적인 몇가지를 살펴보겠습니다.
- 빅풋 계열
알프스 스위치의 기본이며 가장 많이 애용되는 스위치들입니다.
접점 반대편에 판스프링을 두어 클릭감과 클릭음을 만들어내거나
판스프링을 없에 리니어방식의 키감을 만들고 있습니다.
대표적인 스위치로
리니어방식- 갈축,녹축,노란축 / 넌클릭방식- 오렌지축,핑크축,크림축 / 클릭방식- 청축,백축
등과 함께 다양한 변종축들이 있습니다.
특히 넌클릭중 크림축은 슬라이더상하부에 고무재질의 완충장치(댐퍼)가 들어있어 댐퍼축이라고
부르기도하며 댐퍼에 의해 소음과 충격이 줄어드는 구조입니다.
- 간이축 계열
빅풋계열 스위치에서 여러 부분을 간소화시킨 스위치입니다.
가장 큰 특징은 접점부의 간소화이며 대부분의 알프스 유사축의 기본 모양이 됩니다.
- 판스프링 방식
IBM Japan의 5576 계열에서 보이는 스위치입니다.
접점의 세로배치에서 벗어나 접점을 가로 배치하고
용수철스프링과 판스프링의 반발력을 함께 이용한 방식으로
판스프링 자체가 구부러지며 클릭음과 클릭감을 만들어냅니다.
후타바 스위치와 유사한 클릭감을 가지고있습니다만.
이중구조의 스프링방식과 판스프링형상등의 차이로 상당히 고급스런 키감을 가지고있습니다.
- 애플어드의 백축
넌클릭 방식의 축입니다. 다른키보드에 적용된것이 드물어
마치 애플어드저스터블 키보드를 위해서만 만들어진것 같은 느낌의 스위치입니다. ^^
빅풋계열의 스위치를 조금더 정밀하게 만든듯한 형상을 가지고있습니다.
과하게 덜그럭 거리는 키감을 보입니다만 약간의 개조를 통해
매우 훌륭한 키감으로 변신이 가능합니다.
... 이외에도 상당히 많은 종류의 알프스스위치가 있습니다.
c. 후타바 스위치
판스프링을 이용하여 클릭음을 만들어낸 스위치입니다.
마시고난 캔음료의 옆면을 눌렀을때의 느낌이라 생각하시면 쉽겠습니다.
d. NMB 스위치
흔히 나물밥이라고 부르는 NMB스위치 입니다.
스위치 상부하우징과 슬라이더가 일체형입니다. 슬라이더가 하우징역할을 한다가 맞겠습니다.
블랙- 클릭 / 회색- 넌클릭 / 화이트- 리니어 입니다.
그외에도 미쯔미,옴론,NEC ... 등등의 스위치와
아직도 제대로 알려지지 않은 수많은 방식의 기계식 스위치들이 있습니다.
하나씩 연구하고 알아가는 즐거움이 생기겠지요 ^^
** 두번째 스위치방식... 탄소접점(러버돔) 스위치 - 넌클릭
러버돔이란 고무재질로 이루어진 돔형태의 작동기입니다.
일정부분까지 누르는동안 반발력을 유지하다가 임계시점에이르면 푹하고 꺼지는 느낌을 줍니다.
그러므로 기본적으로 넌클릭의 특성을 가지게 됩니다.
저렴한 제작단가로 각광받는 작동기입니다.
러버돔접점 (보통 탄소접점 스위치라 부릅니다)스위치는
러버돔하부에 도체를 부착시켜 이부분이 기판의 접점부에 접촉하면서 통전이 이루어집니다.
- 혼동되는 멤브레인방식과 달리 기판은 딱딱한 일반 기판입니다.
a. 러버돔 + 슬라이더 + 키캡 형 - BTC 5100c 등
b. 러버돔 + 슬라이더 키캡일체형
c. 러버돔 일체형 - TV 리모컨 등
** 세번째 스위치방식...멤브레인 스위치
멤브레인 스위치는 좀더 발전된 기술의 스위치입니다만... 그 키감의 특성덕에 괴로운 스위치입니다.
전기가 통하는 잉크로 회로를 그린 얇은 플라스틱 필름 2장과 접점부에 구멍을낸 일반필름 1장이 겹쳐져
그자체가 기판이고 스위치가 됩니다.
기본 구조는 다음과 같습니다.
... 전기가 오는쪽의 회로가 그려진 필름
... 접점부에 구멍이 뚫린 상하회로의 절연을 담당하는 필름
... 전기가 나가는 쪽의 회로가 그려진 필름
윗쪽필름을 누르면 아랫쪽 필름과 맞닿아 신호가 연결됩니다.
저 멤브레인 시트를 어떤 방식의 작동기로 누르냐에 따라 여러가지 구조로 나눌 수 있습니다.
a. 멤브레인 + 러버돔 - 넌클릭
특성상 제조원가가 상당히 낮아지기에 최근의 대부분의(99% ㅡㅡ?) 키보드는 멤브레인 + 러버돔으로 생산됩니다.
그래서 일반적으로 멤브키보드라고 하면 멤브+러버돔 방식을 뜻하게 되었습니다.
기본 키감은 러버돔접점과 유사하나 맴브레인 스위치를 눌러주어야하므로
러버돔상부를 슬라이더가 좀더 강한힘으로 짓누르게 됩니다.
해서 물컹+끈적 한 고무느낌이 생깁니다.
메이커별로 러버돔의 구조와 재질 등의 변화로 키감차가 많이 존재합니다.
- 러버돔 + 슬라이더 + 키캡 형- 구형 멤브키보드에서 보이며 그나마 양호한 키감입니다.
- 러버돔 + 슬라이더 키캡일체형 - 최신의 싸구려~ 고급(?) 까지 ^^;
b.멤브레인 +러버돔 + 팬타그래프 - 넌클릭
노트북 등 키보드의 슬림화를 위해 고안된형태입니다.
역시나 대부분의 노트북에 이형태가 적용되어있습니다.
저 가위모양은 일반 키보드의 슬라이더에 해당합니다.
키캡과 팬타그래프구조물의 연결부분이 수직운동이 아닌 수평운동을 하게 됩니다.
한쪽은 키캡과 연결된부분이 고정되고 하우징쪽이 슬라이딩하며
나머지 한쪽은 키캡과 연결된부분이 슬라이딩하고 하우징쪽이 고정되어있습니다.
입력특성은 당연히 맴브+러버돔과 동일하나 팬타그래프 형태의 지지구조상
키캡의 중앙을 누르지 않아도 키가 원활하게 눌러지며 스위치의 높이를 낮게 만드는 것이 가능합니다.
c. 멤브레인 + 버클링 스프링 - 클릭
그 유명한 IBM 모델M에 적용된 방식입니다.
일반적으로 버클링스위치라고 부르며 우렁찬 클릭음 덕분에 기계식과 많이 혼돈하는 스위치입니다.
용수철 스프링을 수직에서 살짝기울게 고정하여 일정위치만큼 내려가면 스프링이 휘어져서
하우징 측면을 타격하여 클릭음을 내는 방식입니다.
용수철 아랫쪽에 플라스틱돌기를 두어 이돌기가 맴브레인 시트를 눌러 접점이 눌러집니다.
d. 멤브레인 + 용수철 스프링
-체리 MY스위치 - 리니어
흔히 체리 멤브라고 부르는 품번 G81-xxxx 계열의 스위치입니다.(G83-xxxx,G86-xxxx계열은 일반러버돔방식)
용수철스프링이 판스프링을 눌러 판스프링의 구부러진 부분이 멤브시트를 누르는 구조입니다.
판스프링과 용수철 스프링이 동시에 작동기 역할을 하게 되어 키압이 매우 무거운 스위치입니다.
-Acer 반기계식 스위치 - 클릭
알프스클릭과 매우 유사한형태이나 접점부대신 바닥의 플라스틱돌기가 멤브시트를 누르는 구조입니다.
** 네번째 스위치 방식 ... 정전용량 스위치
실질적인 전기접점이 존재하지 않는 방식입니다.
전원을 인가한 접촉되지 않은 두 도체사이에는 정전기가 생기며 ... 정전기가 번쩍 튀는건 아님미다 ㅡㅡㅋ
그 용량은 도체의 거리가 가까와질수록 증가하는 원리를 이용한 스위치입니다.
스위치를 누르면 접점역할의 금속이 기판의 두도체사이에 가까이 가게되어 정전용량을 증가 시킵니다.
일정 수준이상의 정전용량이 생기면 그것을 감지하여 신호를 만듭니다.
a. 토프레 - 넌클릭
해피해킹,리얼포스 등으로 많이 보급된 토프레의 스위치 입니다.
러버돔접점 스위치와 매우 유사한 구조입니다만.
독특하게 정전용량을 변화시키는 금속을 원뿔형 스프링으로 사용합니다.
이덕분에 러버돔의 급격한 키감변화를 스프링이 상쇄하게되어
러버돔 키보드중 가장 고급스런 키감을 가지게 합니다.
- 스프링의 반발력은 러버돔 임계시점에서 약 4g입니다.
b. 키트로닉스- 넌클릭
작동기로 고무스프링(구멍이 뚫린 러버돔)을 사용합니다.
이외에도 BTC의 정전용량스위치와 IBM의 모델F에서도 버클링방식을 이용한 정전용량 스위치가 생산되었습니다.
- 마치며
키보드스위치의 기본적인 방식인 기계식,탄소접점방식,멤브레인방식, 정전용량방식에 대해 이야기 하였습니다.
상세히 파고 들자면 끝이 없는것이 키감에 대한 연구입니다만
이글에서는 스위치구조가 대~충 이렇구나 하는 정도를 알 수 있도록 적었습니다.
스위치의 이해와 러버돔과 스프링의 특성을 이해하는데 다소나마 도움이되길 바랍니다.
즐거운 키보딩라이프 하시기 바랍니다 ~~~ ^^
비오는날엔 윤활을 ... 칼라홀릭 스카페이스
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