Guida tastiere: il PCB

Il PCB (printed circuit board, in italiano “circuito stampato”) è un supporto utilizzato per interconnettere fra di loro i vari componenti elettronici, in questo caso gli switch di una tastiera. Il PCB si propone come un mezzo economico, poco ingombrante, veloce e più longevo per costruire e produrre circuiti elettronici.

Descrizione

Le tracce dei circuiti sono incise su un sottile strato di rame che poggia su una piastra rigida. Questo va a sostituire il più tradizionale montaggio a cavi (hand wiring). Il classico colore verde o marrone del PCB è il risultato di uno strato isolante posto al di sopra del rame. Negli ultimi tempi questo strato ha assunto anche altre colorazioni. I componenti del circuito sono saldati nei vari alloggi.

Esempio di un PCB per una tastiera 60%.

Montaggio degli switch

Nel caso delle tastiere meccaniche, gli switch sono saldati individualmente al di sopra del PCB. In alcuni casi, il supporto per gli switch viene fornito direttamente dal PCB, ma in altri casi viene utilizzato un plate con degli alloggi per tenere saldi tutti gli switch. Il primo metodo viene chiamato “PCB-mount”, mentre il secondo tipo di montaggio prende il nome di “plate-mount”.

Esistono anche altri metodi molto poco usati, come il “case-mount”, usato da Acer e possibile mediante degli switch “ibridi”, e “integrated-mount”, dove gli switch sono direttamente ottenuti da uno stampo, da cui si ricava anche il plate oppure il case.

Plate-mount e PCB-mount: nel secondo caso, è possibile notare i PIN che permettono il fissaggio direttamente su PCB degli switch.
Il montaggio “case-mount” di una tastiera Acer.

Differenze fra plate-mount e switch-mount

  • Rigidità:

Un montaggio di tipo “plate-mount” donerà alla tastiera maggiore rigidità e solidità rispetto al PCB-mount. Questo comporta anche un aumento del peso.

  • Sensazioni durante la scrittura

Come detto in precedenza, il plate migliora la rigidità della tastiera, ma questo comporta ad un bottom out del tasto molto “secco”. Nel caso del PCB-mount, la leggera flessione del PCB stesso aiuta ad alleviare questo problema, ed è più consigliato agli utenti che tendono ad andare molto forte a fine corsa.

  • Accesso agli switch

Nel caso degli switch Cherry MX e simili, non è possibile accedervi e aprirli se sono montati su un plate. Gli switch devono essere dissaldati, rimossi e successivamente possono essere aperti, ed eventualmente modificati. Questo non accade per gli switch Alps SKCL/SKCM, dove la parte superiore può essere smontata senza ricorrere al desoldering. Nel caso del PCB-mount, non ci sono particolari problemi per entrambe le tipologie di switch.

  • Rumorosità

Un montaggio di tipo plate-mount, nel caso di switch di tipo Cherry MX, aumenterà il rumore prodotto dagli switch stessi. Nel caso degli switch Topre, il plate riduce il rumore prodotto dagli switch.

Principali produttori di PCB

I produttori più noti di PCB sono Oak e Sung Wei. Esistono anche molti altri produttori di PCB personalizzati a tiratura limitata, cui PCB sono maggiormente utilizzati nelle tastiere meccaniche custom.

I PCB Hot-Swap

Di recente, sono comparsi sul mercato dei PCB di tipo Hot-Swap, che consentono il montaggio/smontaggio degli switch senza bisogno di saldature. Questo tipo di PCB è fornito di appositi socket (i più noti sono prodotti da Outemu e Kailh) che fanno contatto con i PIN degli switch, ovviando alla classica saldatura. I vantaggi di un PCB Hot-Swap sono un montaggio e smontaggio più veloce degli switch dalla tastiera, che permette di provare più spesso più switch. Lo svantaggio principale dell’Hot-Swap è il layout fisso: al contrario dei PCB classici, che sono forniti di fori aggiuntivi nel caso si volesse modificare parzialmente il layout della tastiera (trasformazione ISO-ANSI, split spacebar, ecc.), i socket dei PCB Hot-Swap sono fissi e non possono essere cambiati di posizione; per cambiare layout, perciò, bisogna sostituire l’intero PCB.

Esempio di PCB Hot-Swap con socket Kailh.

Saldatura degli switch sul PCB

Come accennato nel paragrafo precedente, i PCB standard sono dotati di due fori, dove si inseriscono i PIN degli switch. I fori, una volta effettuata la saldatura, connettono gli switch al circuito. Per effettuare le saldature, è necessario un certo equipaggiamento, che comprende:

  • Stazione saldatrice
  • Filo di stagno

La stazione saldatrice dovrebbe avere la temperatura necessaria alla fusione del metallo, quindi fra i 350 e i 370°C

Per il filo di stagno, è consigliato optare per diametri di 0.5/0.8mm, poiché offrono maggiore controllo sulla quantità di materiale d’apporto che si sta utilizzando.

Esempio di stazione per saldature.
Esempi di saldature corrette e sbagliate.

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