커스텀 키보드는 설계자가 배열과 케이스, 기판의 설계를 내놓고, 판매처가 공제(공동 제작, group buy)로 주문과 대금을 먼저 모으고, 공장이 그 수량만큼 케이스를 가공하고 기판을 생산하는 순서로 만들어진다. 구매자가 받는 것은 보통 케이스와 보강판, 기판으로 이루어진 키트이고, 스위치와 키캡을 끼우고 펌웨어로 키를 배치하는 마지막 공정은 구매자가 맡는다. 공제 주문에서 수령까지는 판매처 안내 기준으로 6~12개월이 걸리며, 예정보다 늦어지는 일도 흔하다.
전체 과정과 걸리는 시간
공제에 앞서 관심 조사(IC, interest check)가 있다. 키보드 판매처 키브스포올(KeebsForAll)의 공제 일정 안내에 따르면 설계자가 시안과 설문을 공개해 수요를 확인하고, 공장을 찾아 최소 주문 수량(MOQ)을 조건으로 견적을 받는 단계다. 그 뒤의 일정은 키보드 부품 판매처 메키보(Mekibo)가 공제 정책에 공개한 표에 단계별로 나와 있다.
| 단계 | 하는 일 | 기간 |
|---|---|---|
| 공제 주문(GB) | 기간을 정해 주문과 결제를 받는다 | 약 1개월 |
| 발주 | 판매처가 공장에 대금을 치르고 주문을 넣는다 | 2~4주 |
| 생산 대기 | 공장의 생산 순번을 기다린다 | 3~6개월 |
| 색 맞추기 | 색을 확인해 맞춘다 | 1~3개월 |
| 제작 | 본 생산 | 1~3개월 |
| 판매처 입고 | 공장에서 판매처로 보낸다 | 3~6주 |
| 배송 | 판매처에서 구매자에게 보낸다 | 약 2주 |
단계별 기간은 판매처가 적은 추정치를 그대로 옮긴 것이라 긴 쪽을 모두 더하면 12개월을 넘는다. 메키보가 밝힌 전체 기간은 키보드와 키캡 세트 기준 6~12개월이다. 키브스포올도 같은 일정표를 싣고 전체 기간을 6~12개월로 안내한다.
수량이 모자라면 제작으로 넘어가지 않는다. 메키보는 최소 주문 수량이 차지 않은 상품을 주문에서 빼고 대금을 전액 환불한다고 안내하고, 키브스포올도 수량이 모자란 구성은 취소되고 환불된다고 적는다.
국내에서는 이 방식을 공제라고 줄여 부른다. 퀘이사존의 2023년 구매 가이드는 공제를 공동 제작의 줄임말로 설명하면서 대기 기간을 짧게는 1~3달, 길게는 1년 이상으로 적었고, 예정된 배송 날짜보다 늦어지는 일이 흔하다고 덧붙였다.
공제 참여는 아직 만들어지지 않은 물건의 값을 먼저 내는 일이다. 메키보의 정책은 주문 기간이 끝나면 취소할 수 없고, 공장이 알려 준 예상 일정은 추정일 뿐 보장이 아니며, 지연은 취소 사유가 되지 않는다고 밝힌다.
주문을 먼저 받는 이유
주문을 먼저 받는 까닭은 수량에 있다. 공장 견적이 최소 주문 수량을 조건으로 나오고, 케이스를 만드는 방식마다 수지가 맞는 수량이 다르다. 그 방식은 크게 셋이다.
| 방식 | 처음에 드는 돈 | 맞는 수량 | 쓰이는 곳 |
|---|---|---|---|
| CNC 절삭 | 금형을 만들지 않는다 | 1개부터 약 1,000개 | 공제 키트의 알루미늄 케이스 |
| 사출 성형 | 금형 2,000~100,000달러 | 500개 이상 권장 | 대량 생산하는 플라스틱 부품 |
| 다이캐스팅 | 설비와 금형 비용이 크다 | 대량 생산 | 캐논키즈 바케네코60의 케이스 |
CNC 절삭은 공작 기계가 설계 파일을 따라 금속이나 플라스틱 덩어리를 깎아 내는 방식이다. 제조 서비스 업체 프로토랩스(Protolabs)는 절삭 가공 안내에서 절삭을 쓰면 금형이나 다이를 만드는 초기 비용이 들지 않는다고 설명한다. 제조 중개 업체 프로토랩스 네트워크(Protolabs Network, 옛 허브스)의 안내로는 CNC 절삭은 시제품 한 개부터 약 1,000개까지의 금속 부품에서 대체로 효율적이고, 비용은 가공 시간과 소재가 좌우하며, 금속 가운데서는 잘 깎이는 6061 알루미늄이 대개 가장 경제적이다.
사출 성형은 금형에 녹인 플라스틱을 밀어 넣어 찍어 내는 방식이다. 3D 프린터 제조사 폼랩스(Formlabs)는 1,000~5,000개를 찍는 알루미늄 금형을 2,000~5,000달러, 10,000개 이상을 찍는 금형을 5,000~100,000달러로 안내한다. 표의 금형값은 이 두 범위를 합친 것이고, 일반 부품 기준이라 키보드 케이스 크기의 금형값을 밝힌 수치는 아니다. 프로토랩스 네트워크의 사출 성형 안내가 권하는 최소 생산량은 500개다. 금형값은 만든 개수로 나누어 부담하므로, 계산을 쉽게 하려고 금형값을 5,000달러로 가정하면 60개를 만들 때는 한 개에 약 83달러가, 10,000개를 만들 때는 0.5달러가 얹힌다. 녹인 금속을 금형에 높은 압력으로 밀어 넣는 다이캐스팅도 설비와 금형에 큰돈이 들어 주로 대량 생산에 쓰인다.
커스텀 키보드의 생산량은 금형값을 나누기에는 작은 경우가 많다. 한국 키보드 동호회 OTD 회원들이 만든 356 시리즈가 그 예다. 키보드 포럼 데스크소리티(Deskthority)에 2011년 한 이용자가 올린 정리 글에 따르면 2008년의 356L은 60대, 356N은 40대, 2009년의 356CL은 90대(건메탈 60, 검정 30)와 다크 그레이판 200여 대(추정), 2010년의 356미니는 약 100대가 만들어졌다. 케이스는 전체가 알루미늄이고 CNC로 깎았으며, 케이스와 보강판, 기판을 묶은 키트로 배포되었고, 조립되지 않은 키트 값은 300~400달러로 소개되어 있다. 프로토랩스의 안내도 소량에서 중간 수량까지는 금속 부품을 깎는 쪽이 다이캐스팅보다 유리하다고 적는다. 양산 키보드에 플라스틱 케이스가 많고 커스텀 키보드에 알루미늄 케이스가 많은 데에는 이런 비용 구조가 한몫한다.
공제를 거치지 않고 재고로 파는 알루미늄 키보드도 있다. 글로리어스(Glorious)는 2020년 11월 4일 GMMK Pro를 발표하면서 CNC로 깎은 알루미늄 케이스에 기판까지 조립된, 스위치와 키캡만 빠진 본체(베어본)를 169.99달러로 예고했다. 출하 예정은 2021년 1분기였고, 기간 한정 공제가 아니라 재고를 계속 두고 팔겠다고 밝혔다. 캐논키즈(CannonKeys)는 2021년 4월 바케네코60(Bakeneko60)을 발표하면서 케이스를 깎지 않고 주조했다고 밝혔다. 주조가 많은 수량을 빨리 만드는 데 더 맞는다는 것이 그 이유였고, 키트는 129.99달러에 재고 판매로 내놓았다.
설계에서 정해지는 것
배열과 치수
설계는 배열을 정하는 일로 시작하고, 배열이 정해지면 치수가 따라 나온다. 체리(Cherry) MX 호환 스위치를 쓰는 키보드라면 아래 네 숫자가 사실상 표준으로 쓰인다. 키보드 설계자 ai03의 설계 위키에 정리된 값이다.
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 키 간격(1u) | 통상 19.05 mm(0.75인치) |
| 보강판의 스위치 구멍 | 14 × 14 mm |
| 보강판 두께 | 1.5 mm(±0.1 mm) |
| 기판 두께 | 1.6 mm |
키 폭의 단위인 1u가 19.05 mm이므로 배열만 알면 키가 차지하는 넓이가 계산된다. 가로 15u에 다섯 줄인 60% 배열은 키 영역이 가로 285.75 mm, 세로 95.25 mm다. 설계 파일이 공개된 60% 키보드 바케네코 60(Bakeneko 60)의 케이스 외곽은 295 × 110 × 30 mm이니, 키 영역 바깥의 테두리는 가로로 합쳐 약 9 mm, 세로로 합쳐 약 15 mm다. 같은 문서는 타건 각도를 6도, 케이스 앞쪽 높이를 18.5 mm, 키캡과 고무발까지 포함한 홈 줄 높이를 31 mm로 적는다. 손이 놓이는 높이는 케이스 높이에 스위치와 키캡 높이가 더해진 값이다. 캐논키즈의 바케네코60은 설계자 kkatano가 공개한 이 설계를 바탕으로 한 제품인데, 공개 설계의 문서는 두 판이 서로 호환되지 않는다고 밝힌다.
배열 도면은 웹 도구 키보드 레이아웃 에디터(Keyboard Layout Editor)로 그릴 수 있다. 키 하나하나의 위치와 모양을 편집하는 도구다. ai03의 보강판 생성기는 여러 스위치에 맞는 구멍 모양을 골라 보강판 도면을 만들고 DXF나 SVG 파일로 내보낸다.
케이스 재질과 무게
같은 모양이라면 무게는 재료의 밀도가 정한다.
바케네코 60의 설계 문서에는 케이스 무게가 3D 프린터용 플라스틱(PLA)으로 370 g, 알루미늄으로 700 g이라고 적혀 있다. 케이스 안에 무거운 금속을 따로 넣는 설계도 있다. OTD의 356CL은 케이스 아래쪽, 기판 밑에 두꺼운 황동판을 넣었는데, 데스크소리티의 기록은 그 목적을 스위치에서 생기는 울림을 줄이는 것으로 적고 무게가 크게 늘었다고 덧붙인다.
보강판과 기판을 케이스에 어떻게 붙잡을지도 이 단계에서 정한다. 바케네코 60은 실리콘 오링의 마찰로 붙잡는 구조다. 나사로 직접 조이는 방식과 탄성 재료를 사이에 끼우는 방식의 차이는 가스켓 마운트 글에 정리되어 있다.
표면 처리
깎아 낸 알루미늄은 표면 처리를 거쳐 색을 입는다. 대표적인 처리가 양극산화(아노다이징)로, 전해 처리로 표면의 산화 피막을 두껍게 키우는 공정이다. 황산을 쓰는 일반 양극산화(타입 II)의 피막 두께는 1.8~25 μm이고, 이보다 두껍게 올리는 것은 경질 양극산화(타입 III)로 따로 부른다. 피막에 난 지름 10~150 nm의 구멍에 염료가 스며들어 색이 나며, 피막은 알루미늄보다 단단하고 전기가 통하지 않는다. 위키백과 영어판의 설명으로는 흰색은 색을 내는 분자가 피막의 구멍보다 커서 이 방식으로 낼 수 없고, 빨강과 파랑은 특히 바래기 쉽다.
가공 방식이 표면 처리를 제한하기도 한다. 캐논키즈는 다이캐스팅에 쓰는 알루미늄 합금이 양극산화를 잘 받지 않아 CNC 케이스 같은 고른 마감이 나오지 않는다고 설명하고, 바케네코60 케이스를 도장으로 마감했다. 첫 판매 색은 흰색, 검정, 아쿠아, 네이비 블루였다.
기판과 펌웨어
기판(PCB)은 키 입력을 읽어 컴퓨터로 보내는 회로판이다. 스위치마다 선을 하나씩 컨트롤러에 잇지 않고 행과 열의 격자로 묶는데, 이것을 키 매트릭스라 한다. QMK 문서의 설명으로는 컨트롤러가 열에 차례로 신호를 보내면서 행을 읽어 어느 키가 눌렸는지 알아낸다. 격자로만 묶으면 세 키를 함께 눌렀을 때 누르지 않은 네 번째 키까지 눌린 것으로 읽히는 고스팅이 생기므로, 스위치마다 다이오드를 하나씩 달아 전류가 한 방향으로만 흐르게 한다.
기판 설계에는 회로 설계 프로그램 키캐드(KiCad)가 쓰인다. 바케네코 60의 기판이 키캐드로 그려졌고, ai03가 공개한 기판 설계 안내서도 키캐드로 키 네 개짜리 매크로 패드를 만들면서 회로도부터 생산 준비까지 차례로 다룬다.
스위치를 기판에 고정하는 방식은 납땜과 핫스왑 소켓 두 가지다. 소켓에는 수명이 있다. 카일(Kailh)의 소켓 사양에는 CPG151101S11의 기계적 수명이 100회로 적혀 있다. 스위치를 수시로 갈아 끼울 생각이라면 알아 둘 숫자다.
펌웨어는 기판의 컨트롤러에서 돌아가는 프로그램이다. 커스텀 키보드 설명에 자주 나오는 이름은 셋이다.
| 이름 | 성격 | 특징 |
|---|---|---|
| QMK | 오픈소스 펌웨어 | AVR과 ARM(STM32, RP2040 등) 컨트롤러 지원 |
| VIA | QMK용 설정 도구 | USB로 통신해 키맵과 매크로를 키보드 메모리에 저장한다 |
| ZMK | 오픈소스 펌웨어 | 제퍼(Zephyr) 기반, 유선과 무선 지원 |
QMK는 tmk_keyboard 펌웨어를 바탕으로 하고, 유지 관리자 명단에 OLKB의 잭 험버트(Jack Humbert)가 올라 있다. 지원 컨트롤러 목록에 따르면 QMK는 USB를 다루는 AVR이나 ARM 컨트롤러에서 돌아가며, 저장 공간은 대체로 AVR이 32 kB 이상, ARM이 64 kB 이상이어야 한다. VIA는 QMK 키보드에 얹어 쓰는 도구다. VIA 문서는 기본으로 레이어 네 개를 다룬다고 설명하고, 첫 화면은 1,400종이 넘는 키보드와 호환된다고 안내한다. ZMK는 32비트 컨트롤러용이고 8비트 AVR은 지원 계획이 없다. 캐논키즈의 무선판 바케네코GO가 ZMK를 쓴다.
펌웨어에는 접점의 떨림을 걸러 내는 설정도 들어 있다. 기계식 스위치의 접점은 붙는 순간 켜짐과 꺼짐을 여러 번 오간 뒤에 안정되는데, 이를 거르지 않으면 한 번 누른 키가 여러 번 입력된다. QMK는 이 대기 시간(디바운스)의 기본값을 5 ms로 둔다.
조립 순서
아래 순서는 캐논키즈가 공개한 조립 안내서 두 종(바케네코, 브루털 V2)과 키보드 정보 사이트 스위치 앤드 클릭(Switch and Click)의 기판 점검 안내를 합친 것이다. 세부는 제품마다 다르므로 실제 조립은 해당 키트의 안내서를 따른다.
- 몸의 정전기를 빼고, 기판을 USB로 연결해 컴퓨터가 장치로 인식하는지 확인한다.
- 금속 핀셋으로 스위치 자리의 두 접점을 이어 모든 키 자리의 입력을 확인한다. VIA 같은 프로그램의 키 테스트 화면에 눌린 키가 표시된다. 납땜을 마친 뒤에 안 눌리는 키를 발견하면 스위치, 기판, 납땜 가운데 무엇이 원인인지 가리기 어렵다.
- 스테빌라이저를 손질해 기판에 단다. 캐논키즈 바케네코60에는 보통 2u용 네 개와 6.25u용 한 개가 들어간다.
- 보강판 아랫면에 가스켓을 붙이는 구조라면 이때 붙인다. 보강판 가장자리에 스위치 여섯 개쯤을 먼저 꽂아 기판과 맞춘 뒤 나머지를 꽂는다. 꽂기 전에 핀이 휘지 않았는지 보고 휜 핀은 곧게 편다. 핫스왑 기판은 소켓을 아래에서 받치면서 누른다.
- 납땜 기판이면 스위치를 납땜한다.
- 케이스에 넣기 전에 컴퓨터에 연결해 모든 키가 입력되는지 다시 확인한다.
- 케이스에 넣어 고정한다. 나사로 조이는 구조라면 나사가 더 돌아가지 않으려는 데서 멈춘다. 브루털 V2 안내서는 세게 조이면 키보드가 상하거나 원치 않는 울림이 생길 수 있다고 적는다.
- 키캡을 끼우고 VIA 같은 도구로 키 배치를 정한다.
도구는 키트마다 다르다. 브루털 V2 안내서는 톡스 렌치(T6, T10)와 USB-C 케이블을 들고 핀셋은 선택, 납땜 장비는 납땜 기판일 때만 필요하다고 적는다. 바케네코 안내서에는 육각 렌치가 적혀 있다. 긴 키를 잡아 주는 스테빌라이저의 구조와 조정 요령은 스테빌라이저 글에, 스위치를 하나씩 열어 윤활하는 선택 작업은 스위치 윤활과 잡소리 잡기에 있다.
설계 단계의 결정이 조립 부품을 제한하기도 한다. 캐논키즈 바케네코60은 스위치를 꽂은 보강판과 기판 묶음에 실리콘 오링을 두르고 그 마찰로 케이스 안에 붙잡는데, 조립 안내서는 나사로 고정하는 스테빌라이저가 오링과 간섭하므로 끼우는 방식(클립인)을 써야 한다고 적는다. 표면 관리에도 주의 사항이 있다. 브루털 V2 안내서는 90% 이상 이소프로필 알코올 같은 강한 약품이 마감과 코팅을 상하게 할 수 있으니 쓰지 말라고 안내한다.
비용 구성과 선택 기준
키트나 베어본 값에는 스위치와 키캡이 들어 있지 않다. 앞에 나온 356 키트와 GMMK Pro 베어본이 모두 그렇다. 스위치 값은 키브스포올이 2025년에 낸 입문 안내에 한 개 0.2~0.6달러로 나와 있어, 61키짜리 60% 배열이면 12~37달러쯤이다. 같은 글은 애호가용 구성 전체를 300~1,000달러 범위로 적는다. 판매처가 제시한 대략의 범위이고 실제 값은 고르는 부품에 따라 달라진다.
사는 방법은 기다릴 수 있는 시간과 취소 가능성을 기준으로 고른다.
- 몇 달을 기다릴 수 없거나 중간에 취소할 가능성이 있으면 재고로 파는 제품을 고른다. 메키보의 정책처럼 공제는 주문 기간이 끝나면 취소를 받지 않는 경우가 있다.
- 원하는 설계가 공제로만 나온다면 결제 전에 판매처의 공제 정책에서 세 가지를 확인한다. 주문 기간이 끝난 뒤의 취소 규정, 예상 배송 시기와 지연될 때의 처리, 최소 수량이 차지 않을 때의 환불 방식이다.
- 만드는 과정을 직접 따라가 보고 싶다면 설계가 공개된 프로젝트에서 시작한다. 바케네코 60은 케이스, 보강판, 기판 파일을 MIT 라이선스로 공개했고 3D 프린터용 케이스 파일도 들어 있으며, QMK와 VIA를 지원한다.
조립한 뒤의 점검과 기록
핀셋 테스트를 통과한 기판도 스위치를 꽂은 뒤에는 다시 확인해야 한다. 스위치 핀이 휜 채 꽂히면 소켓에 제대로 닿지 않을 수 있고, 접점 떨림이 걸러지지 않는 키는 한 번 눌러도 글자가 여러 번 찍힌다. 키 테스트 화면에서 키를 하나씩 눌러 본 다음, 실제 속도로 긴 글을 쳐서 한 번 더 확인한다.
타닥의 긴 글에서 한 편을 골라 끝까지 치면 글자 키와 스페이스 바, 시프트를 실제 입력 속도로 누르게 된다. 줄이 바뀌는 곳은 엔터나 스페이스로 넘어가므로 엔터 키를 확인하려면 엔터로 넘긴다. 설정에서 화면 키보드 표시를 켜면 누른 키가 화면의 자판에 표시된다. 화면 자판에는 글자·숫자·기호 키와 시프트, 스페이스 바만 있으므로 백스페이스, 탭과 기능 키, 방향 키는 VIA의 키 테스트 화면에서 따로 확인한다.
조립한 구성은 기록해 두어야 나중에 부품을 바꿨을 때 비교할 수 있다. 타닥은 PC에서 F11로 전체 화면을 켜면 녹화 모드가 되고, 화면의 키보드 스펙 칸에 키보드, 보강판, 기판, 스위치, 키캡, 스테빌라이저, 마운트 방식, 윤활, 폼의 아홉 항목을 적을 수 있다. 타건 녹화 기능은 화면과 마이크 소리를 파일 하나로 저장한다. 파일 이름의 기본값은 스펙 칸 가운데 키보드, 보강판, 스위치 세 칸에 적은 내용으로 만들어지며 저장할 때 고칠 수 있다. 녹화는 사용자의 컴퓨터 안에서만 처리되고 서버로 올라가지 않는다.
참고한 자료
- Mekibo — Group Buy Policy — 공제 단계별 일정표, 전체 6~12개월, 최소 주문 수량 미달 시 환불, 주문 기간 뒤 취소 불가
- 퀘이사존 — 커스텀 키보드 구매 가이드(2023) — 공제라는 말의 뜻, 국내 구매자가 겪는 대기 기간과 지연
- Deskthority — The Korean Custom Keyboards #1: 356 Series — OTD 356 시리즈의 연도와 제작 수량, 키트 구성과 가격, 356CL의 황동판(포럼 이용자의 2011년 정리 글)
- Protolabs Network(옛 Hubs) — CNC machining explained — CNC 절삭의 정의, 맞는 수량, 비용을 좌우하는 요소
- Formlabs — Injection Molding Cost — 생산량별 사출 금형 가격 범위
- ai03 wiki — Switch Dimensions and Physical Specifications — MX 스위치의 통상 키 간격, 보강판 구멍과 두께, 기판 두께
- CannonKeys — Bakeneko build guide — 조립 순서, 스테빌라이저 개수와 종류 제한, 소켓을 받치고 스위치를 꽂는 요령
- QMK Firmware 문서 — Debounce — 접점 떨림과 디바운스 기본값 5 ms