The filling layer is the critical variable that transforms a keyboard from merely «making noise» to «sounding great.» Its fundamental purpose is not simply «noise cancellation,» but rather reshaping vibration transmission paths and sound wave reflection patterns through the density and damping characteristics of various materials. Current mainstream filling configurations consist of four layers—plate foam, switch pads, switch socket foam, and case foam—each corresponding to specific acoustic frequency ranges and physical locations. However, more filling is not necessarily better; excessive filling compromises the flex and «bounce» space inherent to Gasket-mounted structures, turning a keyboard’s feel from «bouncy and responsive» to «stiff and dead.»
I. ¿Qué problemas resuelven las capas de relleno?
The «hollow sound» (or cavity resonance) in mechanical keyboards stems from two physical mechanisms. First is the rigid contact between the internal assembly and the outer case; typing vibrations travel through the mounting plate and PCB to the case, creating resonance within the internal cavity. Second is the gap between the switches and the PCB, as well as the air layer between the PCB and the bottom case; sound waves bounce back and forth within these spaces, creating a dull, low-frequency «humming» or «buzzing» sound.
The role of the filling layer is to occupy these spaces with materials of varying densities, absorbing and scattering sound wave energy to reduce resonance and echoes. However, the effect is not merely «silencing»; effective filling results in a more focused, textured sound rather than simply a quieter one.
II. Roles y materiales de las cuatro capas de relleno
Las configuraciones de llenado de teclado convencionales generalmente constan de cuatro capas, dispuestas desde el interruptor hasta la caja: espuma de placa, almohadillas de interruptor, espuma de enchufe de interruptor y espuma de caja.
La espuma de la placa se encuentra entre la placa de montaje y la PCB, llenando los huecos que quedan después de instalar los interruptores. Su función principal es minimizar el contacto directo entre la placa y la PCB y reducir la resonancia de la cavidad. Los materiales comunes incluyen PORON, silicona, EVA y fieltro. PORON funciona mejor en estructuras montadas en juntas, ofreciendo un perfil de sonido sólido y una sensación de escritura suave; la silicona ofrece una transmisión de luz superior, lo que lo hace ideal para teclados con iluminación lateral; el fieltro es la opción más rentable pero ofrece una absorción de sonido limitada.
The switch pad adheres to the PCB surface directly beneath the switch and is the key layer for producing the popular «Mahjong sound» (a deep, clacky acoustic signature). What it alters is the impact sound produced when the switch bottoms out: as the stem strikes the PCB, the switch pad acts as a buffer, transforming the sharp «plastic-on-plastic» clack into a deeper, fuller «thock» or «dack» sound. Among common materials, IXPE (cross-linked polyethylene foam) produces a crisper sound that preserves the switch’s inherent tonal characteristics; PORON yields the deepest, most muted sound—often the source of the sought-after «Mahjong tile» sound profile; EPE (pearl cotton) is the most cost-effective option with a distinct sound signature, making it suitable for mass-produced switches with average acoustic qualities.
La espuma de PCB se encuentra directamente debajo de la PCB, al ras de su parte inferior. Su función es suprimir aún más la resonancia hueca (sonido de la cavidad) que se produce entre la PCB y la caja inferior. Algunos productos utilizan almohadillas acústicas de PET en lugar de, o además de la espuma de PCB; las propiedades reflectantes de la película de PET ayudan a concentrar y acentuar los sonidos de alta frecuencia.
La espuma de la caja inferior se coloca en la parte inferior de la carcasa del teclado, llenando el vacío entre la PCB y la carcasa, lo que sirve como la línea final de defensa contra la resonancia hueca y metálica a menudo asociada con las cajas vacías. En cuanto a los materiales, la silicona funciona mejor en los teclados de plástico producidos en masa, mientras que PORON es más común en los kits de montaje de junta personalizados; EVA y la espuma de esponja estándar ofrecen capacidades de amortiguación del sonido relativamente mediocres.
III. The «Degree» of Filling: Why More Isn’t Always Better
Hay una compensación fácil de pasar por alto con respecto a las capas de relleno: pueden entrar en conflicto directamente con la sensación de escritura suave y flexible característica de las estructuras de montaje en junta.
The core of a Gasket-mount design is the suspension of the internal assembly (plate and PCB) via gaskets, allowing for slight deformation when keys are pressed. However, if the bottom case foam is too thick or dense, leaving no room for the assembly to flex downward, the Gasket mount effectively reverts to a rigid «Tray-mount» structure. Case studies have shown that if the space allocated for the switches is too tight, adding bottom foam and PET layers can eliminate any remaining room for downward flex.
Otra consideración es el equilibrio entre acústica e iluminación. Para lograr efectos de iluminación lateral, los teclados transparentes a menudo omiten la espuma de PCB, utilizando una almohadilla acústica de acrílico transparente para sellar el sonido y permitir que la luz pase a través de los paneles laterales.
Furthermore, there is a limit to how much filling material can «improve» the sound. Discussions on Zhihu suggest that the primary factors influencing keyboard sound rank as follows: structure > kit (plate, dampening materials) ≥ switches > keycaps; dampening materials represent just one variable within the kit itself. If a keyboard kit inherently lacks acoustic consistency, simply adding foam cannot fundamentally alter its sound quality.
IV. The Engineering Logic: From «Noise Dampening» to «Acoustic Tuning»
The approach to dampening layers is evolving from a simple question of «presence or absence» to a refined process of selecting specific materials and determining precise quantities.
The Dareu A98 Pro employs a six-layer dampening configuration—latex foam, IXPE switch pads, PET acoustic pads, latex bottom foam, and EVA bottom pads—paired with a polymer plate, aiming for a «more focused sound and a softer typing feel.» During the development of the NuPhy Gem80, engineers discovered that the holes drilled into the PCB for RGB LEDs altered sound propagation, resulting in a «plasticky» sound; they addressed this by specifically adjusting the dimensions of the PCB foam to compensate.
These examples demonstrate that designing a dampening scheme is no longer a matter of simply «stuffing the case»; rather, it is a systems engineering task that requires coordinated tuning alongside the plate material, structural type, switch characteristics, and even the layout of the RGB LEDs.
