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- 「4層基板」って聞くけど、層って何が重なってるの？
- 「プリプレグ」「コア」って言葉が出てくるけど、何のこと？
- 基板の中身がどうなっているのか、想像がつかない
- 多層基板を横から切ったときの中の構造
- 「コア」と「プリプレグ」がそれぞれ何の材料なのか
- その2つを重ねて、どうやって基板になるのか
「4層基板」「6層基板」という言葉はよく聞きますよね。でも、その“層”が何でできているのかは、なかなか説明されません。はじめてだと、まったく想像がつかなくて当然です。この記事では、基板を横から切った断面を見ながら、中身をひとつずつやさしく解説します。
そもそもプリント基板（PCB）とは何か、片面・両面・多層の種類は、PCB（プリント基板）とは？構造・作り方・種類で図解しています。
多層基板は「コア」と「プリプレグ」という2種類の材料を、銅箔（どうはく＝うすい銅のシート）と交互に重ねて作られています。コアは両面に銅が付いた硬い“芯”の板、プリプレグは熱を加えると接着剤になる“のり”のシートです。この2つを積み重ねて熱と圧力で固めることで、何層もの配線を持つ基板ができあがります。
- プリント基板(PCB)とは
- 多層基板の構造（この記事）
- 基板材質の選び方
- 層構成の決め方
- スルーホール・ビア
- 製造工程
- ガーバーデータ
- 表面実装と挿入実装
- リフロー実装とフロー実装
- はんだ付け不良
- BGA
そもそも多層基板とは？1層・2層との違い
まず、多層基板が何なのかをはっきりさせましょう。多層基板とは、配線を入れる層が何枚も重なっている基板のことです。
基板の表面には、電気を流すための配線（銅の道）が走っています。シンプルな基板なら、配線は片面か両面だけ。でも、部品がたくさん載る複雑な機器だと、配線が混み合って入りきらなくなります。
1層基板は「平屋（片面だけ）」、2層基板は「2階建て（両面）」、多層基板は「マンション（何階もある）」のイメージです。土地（基板のサイズ）が同じでも、階を増やせばたくさんの部屋（配線）を入れられますよね。多層基板は、配線という“道路”を立体的に何階にも分けて通すしくみなのです。
層を増やすのは、配線を増やすためだけではありません。ノイズ（電気的なじゃま）を減らすために、まるごと1層を「電気の帰り道（GND層）」や「電源層」に使う、という目的もあります。だから高性能な機器ほど、層が多くなる傾向があります。
多層基板＝配線の層が何枚も重なった基板。平屋からマンションへ、と階を増やすイメージです。では、その“各階”はどんな材料でできているのか、次で中身を見ていきましょう。
基板の「断面」を見てみる（全体像）
では、4層基板を横から切ったら、中はどうなっているのでしょうか。じつは、いくつかの材料がきれいに重なってできています。外側から順に並べると、こんな構成です。
銅箔（表面の配線になる）
プリプレグ（層をくっつける接着シート）
コア（両面に銅が付いた、硬い芯の板）
プリプレグ（反対側の接着シート）
銅箔（裏面の配線になる）
真ん中にあるしっかりした「芯のパン」がコア。それをくっつける「のり（マヨネーズ）」がプリプレグ。そして外側を覆う「表面のパン」が銅箔です。具材（配線）を挟みながら、何層にも重ねたサンドイッチ——それが多層基板の正体です。
多層基板は「コア」と「プリプレグ」と「銅箔」が交互に重なった構造です。とくに主役になるのが、芯のコアと、のりのプリプレグ。この2つを次のブロックでくわしく見ていきます。
| 層 | 材料 | 厚さの一例 | よくある使い方 |
|---|---|---|---|
| L1（表面） | 銅箔＋めっき | 35μm前後 | 部品と信号の配線 |
| プリプレグ | 約0.2mm | L1とL2をつなぐ・絶縁 | |
| L2（内層） | コアの銅 | 35μm | GND（グランド）層 |
| コア | 約1.0〜1.1mm | 基板の芯 | |
| L3（内層） | コアの銅 | 35μm | 電源層 |
| プリプレグ | 約0.2mm | L3とL4をつなぐ・絶縁 | |
| L4（裏面） | 銅箔＋めっき | 35μm前後 | 信号の配線 |
厚さは基板メーカーの標準構成で決まり、ここでの数値は一例です。コア材の厚さは0.1mm台から1mm以上まで種類があり、プリプレグの枚数と組み合わせて全体の板厚をそろえます。
コア材とは？基板の「芯」になる硬い板
まずはコアから。コアとは、両面に銅箔が貼られた、硬いガラスエポキシ（ガラスの布に樹脂をしみこませて固めた材料）の板のことです。基板の“骨格”にあたる部分です。
コアは、すでにしっかり固められた（完全に硬化した）状態です。グニャグニャしておらず、カチッとした1枚の板になっています。だから、基板全体の形を支える役目を持っています。
コアの中身は3層構造
コアを横から見ると、「銅／絶縁体（ガラスエポキシ）／銅」という3層のサンドイッチになっています。真ん中の絶縁体が電気を通さない土台で、その上下に配線になる銅が貼られています。
多層基板を作るときは、このコアの銅にあらかじめ配線パターンを作っておき、それを“すでに完成した1階分”として積み重ねに使います。
コアは、建物でいう「鉄骨」です。しっかりした骨組みがあるから、その上に階を積み増しできます。サンドイッチなら「一番しっかりした土台のパン」。基板の形と強さを支える、頼れる存在です。
コア＝両面に銅が付いた、完全に固まった硬い板。基板の骨格であり、配線をすでに持っている“完成済みの1階分”です。
プリプレグとは？熱で接着剤になるシート
次はプリプレグです。これがこの記事のもう1つの主役。プリプレグとは、ガラス布に樹脂を“半分だけ”しみこませて、半硬化（はんこうか＝中途半端に固めた状態）にしたシートのことです。
プリプレグは英語の「pre-impregnated（プリ・インプレグネイテッド＝あらかじめ含浸＝しみこませた）」を縮めた言葉です。つまり「あらかじめ樹脂をしみこませたもの」という意味。名前のとおりの材料です。
このプリプレグ、常温ではそこそこ硬いシートですが、熱と圧力をかけると溶けて流れ出します。そして冷えると、しっかり固まります。この性質を利用して、層と層をくっつける“のり”として使うのです。
トーストにのせたチーズを思い出してください。冷たいうちは固形ですが、温めると溶けてとろけ、具とパンをくっつけます。そして冷めるとまた固まりますよね。プリプレグもこれと同じ。熱で溶けてくっつき、冷えて固まる——だから「半硬化」という難しそうな状態も、チーズだと思えば一発で理解できます。
さらにプリプレグには、もう1つ大事な役目があります。それは絶縁（ぜつえん＝電気を通さないこと）です。上の層の配線と下の層の配線が、勝手につながってしまっては困ります。プリプレグが間に入ることで、層どうしをくっつけつつ、電気的にはきちんと分けてくれるのです。
プリプレグ＝半分だけ固めた“のり”のシート。熱と圧力で溶けて層をくっつけ、冷えて固まり、そのまま絶縁の役目も果たします。チーズやホットボンドをイメージすればOKです。
基板メーカーに渡すガーバーデータとは
コアとプリプレグの違い（この記事の核）
ここまでで、コアとプリプレグがそれぞれ何かわかりました。いよいよ、いちばん知りたい「2つの違い」を正面から整理しましょう。じつは両方とも、ガラスエポキシという同じ材料系からできています。違うのは「固め方」と「役割」です。
コア（芯材）
- 役割：基板の骨格（芯）
- 固め方：完全に固まっている
- 銅箔：両面にあり
- 配線：すでに持っている
プリプレグ（接着層）
- 役割：層をくっつける“のり”
- 固め方：半分だけ固めた状態
- 銅箔：なし
- 配線：持たない（接着＋絶縁）
| くらべる点 | コア | プリプレグ |
|---|---|---|
| 役割 | 芯材（骨格） | 接着層（のり） |
| 固め方 | 完全に硬化済み | 半硬化（中途半端） |
| 銅箔 | 両面にあり | なし |
| 機能 | 配線を持つ | 層を貼り合わせ・絶縁する |
同じガラスエポキシでも、コアは「完全に固めて配線を持つ芯」、プリプレグは「半分だけ固めて層をくっつけるのり」。固め方と役割がちがう、と覚えれば十分です。
どう積み重ねて4層基板になる？組み立ての流れ
材料がわかったので、最後に「どうやって組み立てるか」を見てみましょう。4層基板を例に、ステップで追っていきます。
コアの両面に、内側の配線パターンを作る（これで2層ぶんの配線ができる）。
コアの上と下に、プリプレグ（のりのシート）を重ねる。
さらにその外側に、表面になる銅箔を重ねる。
全部まとめて熱と圧力でプレス。プリプレグが溶けて固まり、一体化する。
これで、内側2層（コアの配線）＋外側2層（表面の銅箔）の、合わせて4層基板が完成します。式のように書くと「コア1枚＋プリプレグ2枚＋外側銅箔2枚」という組み合わせです。
層を増やしたいときは、コアやプリプレグの枚数を増やします。たとえば6層なら、コアを増やしたり、コアとプリプレグの組み合わせを増やしたりして、階を積み増しするイメージです。基本の考え方は4層と同じです。
コアを芯にして、上下にプリプレグと銅箔を重ね、熱と圧力でギュッと固める。これが多層基板の作り方です。層を増やすときは、この組み合わせを足していくだけです。
インピーダンス制御｜層の厚さで配線のインピーダンスが決まる
高速の信号やアナログの高周波の信号を通す配線は、特性インピーダンス（信号の波から見た配線の「通りにくさ」。単位Ω）をそろえないと、つなぎ目で信号が反射して波形が乱れます。特性インピーダンスは、配線の幅・銅の厚さに加えて、配線とGND層の間の絶縁層（プリプレグやコア）の厚さと比誘電率で決まります。だから層構成と切り離せません。
| よく使う値 | 主な用途 |
|---|---|
| 50Ω（シングルエンド） | 高周波の信号、多くの高速のシングルエンド信号 |
| 90Ω（差動） | USB |
| 100Ω（差動） | イーサネット、LVDSなど |
基板メーカーには「どの層のどの配線を、何Ωで、許容差はいくつか」を指示します。メーカーは使う材料の実際の厚さと比誘電率から配線の幅を調整し、テストクーポン（検査用の配線）で測った値を報告します。設計の側では、狙った配線の真下のGND層を切らない（リターン電流の道をなくさない）、途中で幅や層を変えないことが大切です。
インピーダンス制御は「配線の幅」だけで決まるものではない。プリプレグ・コアの厚さを含めた層構成と一緒に、基板メーカーと決める。
知っておくと役立つこと（実務のポイント）
最後に、設計や製造を考えるときに役立つ知識を少しだけお伝えします。コアとプリプレグの理解が、実務でどう活きるかが見えてきます。
プリプレグの枚数で「厚み」と「絶縁距離」が決まる
プリプレグは、厚みや枚数を選べます。多く重ねれば、層と層の間が厚くなります。これによって、基板全体の厚さや、層どうしの絶縁距離（電気を通さない間隔）が決まります。だからプリプレグは、ただの“のり”ではなく、設計の調整役でもあるのです。
「層構成を決める」とは、組み合わせを決めること
2層・4層・6層と層数を決めることは、言いかえれば「コアとプリプレグをどう組み合わせるか」を決めることです。この記事で中身がわかった今、層構成の話もスッと理解できるはずです。
「何層にするか」の決め方は 基板の層構成の決め方｜2層・4層・6層をどう使い分けるか でくわしく解説しています。この記事の自然な次の一歩です。
コアもプリプレグも樹脂を使うため、熱に弱い一面があります。樹脂が柔らかくなる温度（Tg）や、温度で基板が反る話とも深く関わります。気になる方は 基板のガラス転移温度（Tg）とは？ もあわせてどうぞ。
プリプレグの枚数で厚みと絶縁が決まり、コアとの組み合わせで層構成が決まります。中身がわかれば、設計の話も一気に身近になります。
多層基板の材料選びで出てくる「Tg(ガラス転移温度)」は、次の記事でやさしく解説しています。
高Tg材が必要な理由
よくある質問（FAQ）
まとめ：コア＝芯、プリプレグ＝のり
- 多層基板＝配線の層が何枚も重なった基板（平屋→マンションのイメージ）。
- コア＝両面に銅が付いた、完全に固まった硬い芯の板。配線を持つ骨格。
- プリプレグ＝半分だけ固めた“のり”のシート。熱で溶けて層をくっつけ、絶縁もする。
- 違いは「固め方（完全 vs 半硬化）」と「役割（芯 vs のり）」。材料系はどちらもガラスエポキシ。
- コアの上下にプリプレグと銅箔を重ね、熱と圧力でプレスして一体化させる。
これで、多層基板の中身がスッキリ見えましたね。「コア＝芯、プリプレグ＝のり」と覚えれば、もう断面図も怖くありません。次の一歩として、「では何層にすればいいのか」を学ぶと、基板設計の全体像がつかめます。下の記事へどうぞ。
多層基板の構造がわかったら、2層・4層・6層をどう使い分けるかです。
メーカーで電気設計と品質保証に携わってきた経験をもとに執筆しています。むずかしい専門用語をできるだけ使わず、はじめて電気を学ぶ人がつまずかないように、図とたとえで説明することを大切にしています。
「多層基板の構造」を、実際の基板設計のテクニックとあわせて身につけたい人に向いています。CQ出版『トランジスタ技術SPECIAL』の、プリント基板設計の実用的なテクニックを集めた号です。
ポチップ
電気回路の基本があいまいなときは、入門書で土台を固めておくと理解が進みます。電気回路の基本を、つまずいている人向けにやさしく解説した入門書です（オーム社）。
回路や基板の設計経験は、メーカーをはじめ多くの企業で求められています。今の職場で経験を積むのも、より広く経験を活かせる職場を探すのも、ひとつの道です。メーカーズジョブは、株式会社MyVisionが運営する、メーカー・製造業に特化した転職支援です。扱う職種や求人の範囲は、面談で確かめてください。
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