四层板层压顺序怎么定？3种经典方案全解析

四层板的层压，不是把四块铜板直接粘在一起，而是由 “芯板 + prepreg + 铜箔” 组合而成，就像三明治的 “面包 + 酱料 + 肉片”，每层都有明确分工：

• 芯板（Core）：刚性基底，通常是两面覆铜的环氧树脂板（厚度 0.4-1.2mm），相当于三明治的 “厚面包片”，决定 PCB 的整体厚度和刚性；

• Prepreg（半固化片）：粘结剂，由环氧树脂和玻璃布组成，未固化时呈半液态，层压时加热加压会融化，把芯板和铜箔粘在一起，相当于 “酱料”；

• 铜箔：导电层，厚度 1/2oz-2oz（1oz=35μm），用于制作线路，相当于 “肉片”，分外层铜箔（顶层 L1、底层 L4）和内层铜箔（L2、L3，若芯板是双面覆铜则无需额外添加）。

四层板的标准结构是 “L1（顶层铜）-Prepreg - 芯板（L2/L3 铜）-Prepreg-L4（底层铜）”，而层压顺序的核心，就是确定 “芯板的位置” 和 “Prepreg 的搭配”—— 这直接影响 PCB 的平整度、阻抗和散热。

无论选哪种层压顺序，都要遵守两个基本原则，就像盖房子要先打地基，否则会塌：

层压时，上下层的材料厚度、热膨胀系数必须对称，否则加热冷却后会因应力不均导致翘曲，就像衣服两边缩水不一样会变歪。

• 比如顶层用 0.1mm 厚的 prepreg，底层也要用 0.1mm；顶层铜箔 1oz，底层也要 1oz；

• 某 PCB 厂曾因顶层用 0.1mm prepreg、底层用 0.2mm，层压后 PCB 翘曲度达 1.5mm（标准≤0.5mm），无法装壳。

四层板的经典布线是 “信号层 + 电源 / 接地层” 交替，层压顺序要配合这种布线：

• 通常 L1、L4 为信号层（走高频高速信号），L2、L3 为电源 / 接地层（提供稳定供电、屏蔽干扰）；

• 若层压时把电源层和信号层贴太近（中间 prepreg<0.1mm），会导致电源噪声干扰信号，误码率从 10?12 升至 10??。

根据芯板厚度和应用场景，四层板有 3 种主流层压顺序，各有优缺点，就像不同口味的三明治，适合不同需求：

这是最常见的层压顺序，芯板放在正中间，上下各贴一层 prepreg 和铜箔，结构为：

L1（铜箔）-Prepreg（0.1-0.15mm）- 芯板（0.6-0.8mm，L2/L3 铜）-Prepreg（0.1-0.15mm）-L4（铜箔）

• 对称性最好：上下层 prepreg 厚度一致，PCB 翘曲度≤0.3mm，合格率达 98%；

• 阻抗稳定：信号层（L1/L4）到接地层（L2/L3）的距离相等（0.1-0.15mm），阻抗偏差≤±3%，适合 DDR4、PCIe 4.0 等高速信号；

• 工艺成熟：大多数 PCB 厂都能稳定生产，成本低，交货快。

普通消费电子（如路由器、智能电视）、工业控制板，对成本敏感、无特殊厚度要求的场景。

用这种方案生产的四层板，25GHz 信号传输时插入损耗 0.3dB/cm，阻抗波动 ±2%，完全达标。

若需要增强信号屏蔽（如 5G 模块、射频板），可采用 “薄芯板 + 厚 prepreg”，结构为：

L1（铜箔）-Prepreg（0.2mm）- 芯板（0.4mm，L2/L3 铜）-Prepreg（0.2mm）-L4（铜箔）

• 屏蔽性强：厚 prepreg 让信号层与电源层的距离增加到 0.2mm，电源噪声对信号的干扰降低 50%，串扰从 - 20dB 降至 - 30dB；

• 散热更好：厚 prepreg 含更多玻璃布，散热效率比薄 prepreg 高 20%，适合功率稍大的芯片（如 5W 射频芯片）。

• PCB 整体厚度增加：总厚度从 1mm 增至 1.2mm，可能不适合超薄设备（如手机）；

• 成本稍高：厚 prepreg 比薄 prepreg 贵 15%，每块板成本增加 1-2 元。

高频射频板（如 5G 基站模块）、对屏蔽要求高的工业传感器，需要减少信号干扰的场景。

若需要 PCB 有更高刚性（如汽车电子、服务器主板），可采用两块薄芯板叠加，结构为：

L1（铜箔）-Prepreg（0.1mm）- 芯板 A（0.3mm，L2 铜）-Prepreg（0.1mm）- 芯板 B（0.3mm，L3 铜）-Prepreg（0.1mm）-L4（铜箔）

• 刚性极强：双层芯板让 PCB 的弯曲强度从 150MPa 增至 250MPa，汽车颠簸环境下不易变形；

• 厚度可控：通过调整芯板和 prepreg 厚度，可实现 1.2-2mm 的厚板需求，适合需要安装重型元件的场景。

• 层压难度高：需要两次层压（先压芯板 A 和 B，再压外层），容易出现气泡，合格率比方案 1 低 5%；

• 成本高：多一块芯板和一次层压工序，成本比方案 1 高 30%。

汽车电子（如 ECU 主板）、服务器主板，需要高刚性、厚板的场景。

选对层压顺序后，还要注意四个细节，否则会让好方案 “功亏一篑”：

高频高速板（≥10GHz）要选低介电常数（Dk）的 prepreg（如 Dk=3.8 的 FR4 prepreg），普通板可选 Dk=4.4 的常规 prepreg——Dk 越低，信号传输损耗越小，25GHz 信号用低 Dk prepreg，损耗比常规的低 0.05dB/cm。

内层（L2/L3）用 1/2oz 铜箔（17.5μm），足够承载电源电流；外层（L1/L4）用 1oz 铜箔（35μm），耐磨损、抗腐蚀 —— 这种搭配比全用 1oz 铜箔成本低 10%，且不影响性能。

层压时不能直接高温高压，要分阶段升温加压，标准参数如下：

• 升温阶段：50℃→120℃（速率 2℃/min），让 prepreg 缓慢融化；

• 加压阶段：120℃时加压至 25kg/cm2，保持 30 分钟，让 prepreg 充分流动；

• 固化阶段：120℃→180℃（速率 1℃/min），保温 60 分钟，让 prepreg 完全固化；

• 某厂因升温太快（5℃/min），prepreg 融化不均，层压后 3% 的 PCB 出现气泡。

层压后不能直接风冷，要自然冷却至 50℃以下（冷却速率≤1℃/min），否则会因内外温差大导致应力集中，PCB 翘曲度增加 0.5mm—— 某厂用自然冷却代替风冷，翘曲不良率从 8% 降至 2%。

某工业控制板厂生产四层板时，最初用 “非对称层压”（顶层 0.1mm prepreg、底层 0.15mm），出现三大问题：PCB 翘曲率 12%、阻抗波动 ±8%、信号串扰 - 18dB。改用 “方案 1：对称芯板居中” 后：

• 层压参数：芯板 0.6mm，prepreg 各 0.12mm，铜箔外层 1oz、内层 1/2oz，层压温度 180℃、压力 25kg/cm2；

• 效果：翘曲率降至 2%，阻抗波动 ±3%，串扰 - 30dB，整体良率从 85% 提升至 100%，每月减少报废损失 10 万元。

四层板的层压顺序，不是 “随便叠”，而是要根据场景需求，平衡对称性、成本、性能 —— 通用场景选 “对称芯板居中”，高频场景选 “薄芯板 + 厚 prepreg”，高刚性场景选 “双层芯板叠加”。

对 PCB 工程师来说，掌握层压顺序的核心原则和方案，能避免 90% 的层压失败；对电子厂商来说，选对层压顺序，能让四层板在成本和性能之间找到最佳平衡点，提升产品竞争力。毕竟，在 PCB 的制造中，“层压顺序对了，后续工艺才顺；层压错了，一切都错了”—— 这句话，值得每个工程师牢记。