1. はじめに
HDI PCBは、ブラインドビアや埋め込みビア、高密度配線などの複雑な工法を伴うため、量産コストは通常のPCBより30%～50%高くなる傾向があります。また、業界平均の歩留まりは約85%にとどまり、さらにコストを押し上げています。
HDIのコスト最適化には「コスト低減」と「品質確保」のバランスが不可欠です。その核心は歩留まり向上、材料-工法の無駄削減、プロセス最適化にあります。PCBGOGOは10年間のHDI量産経験をもとに、「設計-工法-管理」の三次元コスト最適化体系を構築し、企業のHDI総合コストを平均18%削減しています。本記事では具体的な最適化戦略と実践事例を解説します。
2. HDI PCB量産のコスト構造分析
HDI PCB量産コストは主に4つのモジュールで構成され、それぞれの改善ポイントを押さえることが重要です。
材料コスト（45%～55%）
基材（ロジャース/SHENGYI）が材料コストの約60%、プリプレグが20%、はんだマスクが10%を占めます。基材の切断ロスや不良品廃棄による材料浪費が主な課題であり、業界平均の材料利用率は65%～70%にとどまります。工法コスト（25%～35%）
ブラインド-埋め込みビアのドリル作業が30%、電解めっきが25%、検査が20%を占めます。工法パラメータの不適切による手直し（例：めっき不良）により、工法コストが最大30%増加することがあります。歩留まり損失（10%～15%）
業界平均HDI歩留まり85%の場合、15%の不良品（ブラインドビア空洞、インピーダンス超過など）が直接コストを押し上げます。管理コスト（5%～10%）
生産計画の非効率や設備の遊休による生産性低下が含まれます。業界平均の設備稼働率は75%です。
PCBGOGOのコストモデルによると、材料利用率を10%向上させると総コストは5%削減可能、歩留まり5%向上で総コスト2.5%削減、工法効率10%向上で総コスト3%削減が見込めます。
3. 実践的コスト最適化戦略
3.1 設計段階での最適化
ブラインドビアの精査
不要なブラインドビアは使用せず、可能な場合はスルーホールで代替することで、コストを40%削減可能です。使用が必要な場合は直径を統一（例：0.2mm）してドリル交換時間を削減します。ブラインドビア数を20%削減することで、ドリルコストを15%削減できます。PCBGOGOのJPE-DFM 7.0「ブラインドビア最適化プラグイン」を用いれば、代替可能な穴を自動で識別できます。
基材利用率の向上
板型設計：矩形＋少異形構造を採用し、切断ロスを削減。異形部分を30%減らすことで、利用率を8%向上。
パネル最適化：基材サイズ（例：1220mm×1020mm）に合わせて最大限パネル化。パネル数を15%増加させることで、材料利用率を70%から82%に改善。PCBGOGO JPE-Panel 4.0を使用すると最適パネル配置が自動生成可能。
基材選定：高周波-高信頼性が不要な場合は、生益S1130をロジャースRO4350Bの代替とし、コストを30%削減。性能テスト（誘電率、耐熱性）で適合確認。
配線の簡素化
線幅-線間隔：信号要件を満たす範囲で、線幅を0.1mmから0.12mm、線間隔も0.1mmから0.12mmに調整し、エッチング歩留まりを8%改善。
層数最適化：4層で十分な場合は6層を避け、層数を2層減らすことでコストを25%削減。PCBGOGO「層数評価ツール」で信号要求と層数の適合度を分析可能。
3.2 工法段階での最適化
ドリル工程
多規格の統合：ブラインドビア直径0.2mm、スルーホール0.3mmに統一し、ドリル交換回数を5回から2回に削減。ドリル効率を30%向上。
設備稼働率向上：24時間三交代制を導入し、稼働率75%から90%へ向上。単位時間当たり生産量20%増加。PCBGOGO「設備管理システム」でリアルタイム監視可能。
めっき工程
電流密度最適化：ブラインドビアめっき電流密度を1.8A/dm2から1.6A/dm2に低減、めっき時間を25分から30分に延長し、銅厚均一性を向上。これにより不良率を5%低減、総コスト2%削減。
薬液回収：硫酸銅薬液回収率を80%から95%に改善し、薬液購入コストを15%削減。PCBGOGO「薬液回収システム（JPE-Recycle 3.0）」を使用。
検査工程
抽出検査：歩留まりが安定している場合、インピーダンス検査を全数から抽出（30%）に変更し、検査時間を70%削減、コスト15%削減。
自動化検査：AOI自動光学検査を導入し、従来の手作業検査を代替。検査効率を300%向上、誤判率を5%から0.5%に改善。PCBGOGO AOI設備（JPE-AOI-800）を活用。
3.3 管理段階での最適化
生産計画のリーン化
大ロット少頻度生産を廃止し、小ロット多頻度生産を採用。これにより在庫回転率40%向上、在庫コスト10%削減。PCBGOGO「生産計画システム（JPE-Plan 5.0）」で自動スケジューリングが可能。
不良品の追跡管理
不良品データベースを構築し、各ロットの不良原因（ブラインドビア空洞、線幅超過など）を記録して改善対応。歩留まり85%から98%へ向上、不良品コストを80%削減。
従業員教育
毎月HDI工程（ドリル、めっき、検査）のトレーニングを実施。操作熟練度30%向上、手直し率10%低減。PCBGOGO「技能評価システム」で教育効果を定量化。
HDI PCB量産のコスト最適化は、設計段階から着手し、工法効率向上と管理のリーン化を組み合わせることが重要です。核心は「無駄の削減-歩留まり向上-資源最適化」にあります。
PCBGOGOは「HDIコスト最適化フルサービス」を提供しています。設計段階では専用ツールでブラインドビア、パネル、層数を最適化。工法段階では自動化設備で効率を向上。管理段階ではシステムでリーン生産を実現。さらに、JPE-Cost 3.0によりコスト試算モデルを提供し、最適化余地を事前に可視化します。
