PCB基板4層基板がやばい、最強のコスパに最強ノイズ対策・超高密度設計

4層基板の世界へようこそ！一度その恩恵を知ってしまうと、もう2層基板（両面基板）には戻れなくなるほど、設計の自由度と安定性が跳ね上がりますよね。

最近では中国の製造メーカーの台頭により、かつては高嶺の花だった4層基板が「2層とほぼ変わらない納期と価格」で発注できるようになりました。まさに自作電子工作・プロトタイプ開発のゲームチェンジャーです。

4層基板がいかに「やばい」のか、その魅力を徹底解説します。

Table of contents

1. ノイズ対策（EMC/EMI）が「最強」な理由

2層基板では、信号線とGND（グランド）が同じ層で入り乱れるため、リターンパス（電流の帰り道）が遠回りになり、それがアンテナとなってノイズを撒き散らします。

4層基板では、内部の2層を「GNDプレーン」と「電源プレーン」として丸ごと使うのが鉄則です。

最短のリターンパス: 信号線のすぐ真下に広大なGND面があるため、磁界が相殺され、不要な放射ノイズを劇的に抑えられます。
電源の安定（デカップリング）: 電源層とGND層が絶縁層を挟んで向かい合うことで、基板自体が巨大なコンデンサとして機能し、ハイスピードなICの動作を安定させます。

最近のMCU（ESP32やRaspberry Pi Picoなど）や通信モジュールはピン数が増えており、2層だと配線がパズルのように複雑になります。

交差も余裕: 内層を「逃げ道」として使えるため、表面の配線をシンプルに保てます。
ビア打ち放題: GNDプレーンがあれば、どこからでもビアを打つだけで最短接続が可能。配線長を極限まで短くできるため、高速通信（USB 2.0/3.0やDDRメモリ等）にも対応しやすくなります。
小型化: 配線密度が上がることで、基板サイズそのものを2層時の半分以下に凝縮することも夢ではありません。

数年前まで、4層基板は2層の3〜5倍の価格が当たり前でした。しかし現在は状況が変わっています。

「設計者の時間（人件費）」と「動作の確実性」を考えれば、今や4層基板を選ばない理由がありません。

もっとも一般的で、最強のパフォーマンスを発揮する層構成がこちらです。

このサンドイッチ構造により、外側からの外来ノイズに強く、内側からの不要輻射を抑える「最強の盾」が完成します。

「2層で十分」と思っていたプロジェクトも、一度4層で設計してみてください。配線の美しさ、波形の綺麗さ、そして何より「動かない原因がノイズかも…」という不安から解放される快感は格別です。

今の時代、4層基板は「贅沢品」ではなく、「最短で高品質なデバイスを作るための必須装備」と言えるでしょう。