Tìm hiểu về các phần cứng ngắc ít ai để ý trên bàn phím cơ (PCB, plate, case và dampeners) (Phần 1)
Với những tay chơi phím cơ kỳ cựu thì cấu trúc bên trong của một chiếc bàn phím cơ đã quá quen thuộc. Nhưng với người mới hoặc lần đầu tiên lọ mọ trong thế giới bàn phím cơ customed thì hẳn sẽ có rất nhiều bỡ ngỡ, đặc biệt là những phần liên quan đến tầng bên trong của bàn phím cơ, bảng mạch in PCB là điển hình. Các phần quan trọng bên ngoài chúng ta đã tìm hiểu khá nhiều và khá sâu rồi, như switch, keycap. Thì hôm nay mình sẽ cùng đi tới PCB, bảng mạch in bên trong để xem nó có cấu trúc và chức năng thế nào nhé.
PCB (bảng mạch in) là gì?
PCB là viết tắt của cụm từ “printed circuit board” - tạm dịch là bảng mạch in, đây là cách kinh tế và hiệu quả để làm ra các mạch điện tử, trong đó bao gồm cả các thiết bị công nghệ mà bàn phím cơ chỉ là một phần. PCB có thể được miêu tả như sau: các đường dẫn mạch được khắc lên một tấm đồng mỏng thay vì là các dây điện rời riêng lẻ. Những đường dẫn mạch nhỏ xíu này được gọi là “traces”. Sau đó một lớp keo sẽ được tráng qua mặt trên của tấm đồng. Thường lớp seal này có màu xanh lá đậm, màu đồng hoặc màu đỏ nhưng hiện nay thì nó đã đa dạng hơn và có luôn các tone màu tươi sáng để nhận dạng. Tiếp theo các thành phần mạch (circuit components) sẽ được hàn vào bảng mạch in. Trên PCB một mặt là các traces, mặt còn lại là cấu trúc riêng tương ứng với từng loại linh kiện. Với các thiết bị phức tạp thì các traces sẽ có thể nằm dày đặc ở cả hai mặt PCB. Các thành phần khác có thể được kết nối qua lại qua các lỗ đục trên PCB hoặc đơn giản hơn là qua các tiếp điểm kim loại nhỏ được dán vào đúng vị trí trước khi hàn cố định. 
Mặt trước PCB là chi chít các traces
Mặt sau với các bộ phận mạch của PCB
Trên bàn phím cơ, switch được nối với PCB thế nào?
Ở bàn phím cơ truyền thống (không phải dạng hotswap hay các switch không-cơ đặc biệt) thì các switch được hàn vào PCB. Một bàn phím cơ tốt và đạt chuẩn sẽ bao gồm luôn một tấm plate bằng thép có tác dụng hỗ trợ các switch để gắn kết vào PCB tốt và bền chặt hơn. 
Steal plate của các bàn phím cơ chất lượng có tác dụng hỗ trợ switch gắn chặt vào PCB và không bị xộc xệch qua thời gian
Hiện tại có hai nhà sản xuất PCB lớn nhất, cung cấp PCB cho hầu hết các hãng bàn phím cơ:
- Oak — phổ biến nhất, và hầu như tìm thấy trên các bàn phím cơ trên thị trường
- Sung Wei — đây là nhà cung cấp PCB cho Datacomp.
Giớ chúng ta sẽ đi tiếp để xem Plate là gì và có bao nhiêu loại?
Hard Plates vs Soft Plates và Vibration Science
Cảm giác gõ của một chiếc bàn phím cơ được quyết định bởi loại switch và các thông số liên quan đến chất liệu, cấu tạo của keycap. Điều này thì mình đều đã biết. Nhưng có một yếu tố cũng khá quan trọng sẽ tạo nên sự khác nhau cho cảm giác gõ, đó chính là độ cứng của plate xét theo chiều từ dưới lên. Tất cả các plate của bàn phím cơ đều chịu được một độ biến dạng và độ cong nhất định. Nhưng một vài plate sẽ có mức độ chịu đựng cao hơn. Đại khái là plate cứng hơn sẽ chịu được mức biến dạng thấp hơn plate mềm. Và đơn vị đo độ võng/ uốn của plate là các moment quá tính. Dưới đây là bảng so sách các module/moment quán tính của một số chất liệu mà ta thường gặp trên các bàn phím cơ Khi bàn phím có các thành phần dày đặn hơn thì: sóng âm truyền đi nhanh hơn (vì có môi trường truyền âm dày) với tốc độ cao hơn, tạo ra loại âm thanh có tần số cao hơn. Ngược lại với các bàn phím có kết cấu lỏng lẻo, thì âm thanh sẽ có tần số thấp hơn. Đó là lý do ở các bàn phím có chất lượng build tốt dày dặn ta sẽ cảm nhận được âm thanh khi gõ phím trầm, còn ở các bàn phím nhẹ bâng thì âm thanh thường chát và có độ rỗng cao.
Chất liệu gì thường dùng để tạo ra tấm Plate?
Còn nhớ hồi xưa khi bàn phím cơ vẫn còn là khái niệm bỡ ngỡ với nhiều người, thì trên các groupbuys, ai muốn tự build bàn phím chỉ có thể mua được plate bằng thép và nhôm thôi. Nhưng vài năm gần đây chất liệu của Plate đã đa dạng hơn rất nhiều, trong đó có cà những chất liệu gây ngạc nhiên khi nói tới tên, vì không ai nghĩ có thể dùng để làm plate. Giờ ta có gì nào?
- Plate nhựa: ABS, acrylic, polycarbonate
- Stainless steel Plate: kim loại không gỉ (như titan)
- Plate làm từ Carbon fibre và FR4
Cũng khá đơn giản để nhận xét về từng loại plate theo chất liệu, hầu hết xếp theo thang “độ cứng”: Thép > Đồng thau > Nhôm > acrylic = polycarbonate > plateless. Độ cứng của plate tỉ lệ thuận với module quán tính, trong đó Thép có module Young lớn nhất nên độ cứng dĩ nhiên là cao nhất. Chất liệu plate có thể không phải “thuần chủng” mà là pha trộn của hai hay vài loại hợp kim, độ cứng theo đó cũng thay đổi, và tất nhiên tùy vào tỉ lệ pha mà thứ tự độ cứng của plate có thể khác so với dãy xếp hạng vừa kể trên. Và nói về đa số thì chất liệu được ưa chuộng nhất không phải loại cứng nhất cũng không phải mềm nhất, mà là kim loại nằm khoảng giữa: Nhôm. Đây là mức trung bình hoàn hảo, vừa đủ độ cứng để chịu tác động của lực bên ngoài, vừa đủ mềm dẻo để có thể uốn nắn tạo hình tạo khối theo ý muốn. Xét về âm thanh, xếp hạng từ độ sáng, trong và đơn lẻ đến trầm vang dần thì ta có thứ tự sau: Thép > Đồng thau > Nhôm > plateless. Và trong số đó, đồng thau cho âm thanh đặc biệt sáng, trong, đanh gọn và có chiều sâu tốt nhất. Nên các bàn phím dùng plate chất đồng thau thường gõ nghe dịu tai, vì có tính “nhạc” khá du dương trong chất âm của mình.
Độ dày của Plate
Từ thời Cherry vừa ra chiếc plate đầu tiên tới giờ, độ dày chuẩn vẫn lòng vòng là 1,5mm. Tấm plate tùy chỉnh dày nhất lịch sử ghi nhận là 5mm. Nhưng hầu như độ dày plate không ảnh hưởng mấy đến cảm giác gõ và âm thanh bàn phím, nên chọn độ dày nào là tùy ý thích của mỗi người. Tuy nhiên trong một hai năm qua, các bo mạch của ZealPC’s Zephyr và RAMA’s M60-A đã liên tục dùng các plate dày hơn hẳn chuẩn trung bình đó giờ, cụ thể là 5mm. Điều này đã gây ra nhiều tranh cãi khác nhau, thậm chí nhiều người còn gọi năm 2018 là năm hoàng kim của plate 5mm. Các nhà sản xuất bo mạch này cho rằng plate dày hơn sẽ cứng hơn, có nhiều chất liệu hơn để rung động truyền qua, dẫn đến âm thanh từ đáy ra ngoài có độ vang nhiều hơn và cảm giác gõ cũng sẽ chắc tay hơn.
Flex cuts trên các plate có layout cố định vs universal plate
Để đơn giản hóa quá trình sản xuất và sử dụng, các plate kiểu flex cuts được cắt uốn sẵn để tương thích với các switch khi gắn vào. Theo định nghĩa này, thì các plate có layout cố định sẽ không có flex cuts, còn universal plate sẽ không có, có nghĩa là universal plate sẽ trích phần chất liệu từ chính mình ra để hỗ trợ cho nhiều kiểu layout khác nhau. Các plate có càng nhiều flex cuts thì lượng vật trong đó càng nhỏ. Lúc đó bàn phím sẽ gõ linh hoạt hơn, âm thanh dội lên sâu và vang hơn. Bên cạnh các flex-cuts theo bố cục định sẵn, các nhà sản xuất bàn phím cùng cố tình làm ra các plate có thêm một số cuts bổ sung. Điển hình có thể kể ra plate của OTD 360 Corsa có rất nhiều vết cắt phụ xung quanh khu alpha, để tăng độ dẻo và và giúp cụm alpha này tránh va chạm với phím. Nói chung cũng tùy nhà sản xuất và ý đồ lâu dài của họ thôi, còn lại thì đa phần các plate tiêu chuẩn thường chỉ có flex cuts bố cục sẵn hoặc một vài cuts phụ, không có quá nhiều. Phần tiếp theo của bài này, anh em sẽ cùng xem qua một khái niệm cũng khá là quen thuộc với dân hay tùy chỉnh hoặc tự build bàn phím cơ: Plate-Mounting. Xem tiếp Phần 2