JP2004022607A - Method and apparatus for dismantling printed circuit board - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the separation/recovery of a part and solder without inflicting thermal or impact damage to the part, and to enable the separation/recovery of leaded and unleaded solders. <P>SOLUTION: A printed circuit board 2 is immersed in a heating medium 15 heated to the melting temperature of a solder 5 or higher, and an external force is applied to separate a part 4 from the solder 5, and then separation/recovery is carried out for the part 4 and the solder 5. The recovered solder 5 is put in a magnetic fluid 8 with its apparent density ρM adjusted according to the density of the recovered solder 5, and an obtained scumming 5a and a precipitate 5b are recovered separately. The dismantling of the printed circuit board 2 in this way enables the recovery of the part 4 without damage such as lead deformation or cracks, and the solder 5 of a plurality of different kinds used for packaging the part 4 are recovered separately by making use of a difference in the densities among them. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば廃棄された電子機器などから回収されるプリント基板の解体方法および解体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の情報通信機器および家電製品は、より高性能機種への更新または経時劣化などの理由で数多くが廃棄処分されている。これらの廃棄される機器および製品は、従来その多くは細断もしくは粉砕されて埋立処分されていた。しかしながら、前述の機器および製品には多くのプリント基板が用いられており、プリント基板には電子部品が主としてはんだで実装されている。はんだには、共晶はんだであるＳｎ−３７％Ｐｂ（％は質量％。以下同じ）に代表される鉛（Ｐｂ）入りはんだが多く用いられているので、埋立処分されたプリント基板に用いられているはんだに酸性雨が降り注ぐことによって、はんだ中のＰｂが溶出し、土壌および地下水を汚染することが懸念される。またプリント基板には、１つ当りに用いられている量は少ないけれども、金や銀などの貴金属類のほか、銅や錫等の埋蔵量の少ない金属資源が含まれている。このような環境汚染防止と希少資源の有効利用のために、プリント基板を再利用することが求められている。
【０００３】
プリント基板再利用の例として、パーソナルコンピュータや携帯電話機に用いられる貴金属含有量の多いプリント基板は、シュレッダー粉砕された後、非鉄金属精錬工場に運ばれて非鉄金属精錬プロセスに投入され、貴金属が回収されている。たとえば以下のような銅（Ｃｕ）の精錬プロセスに投入することによって、その副産物として貴金属の回収が可能である。Ｃｕの乾式製錬では、硫化銅鉱を熔鉱炉の中で熔融すると、比重の差で銅分の多いマットと酸化鉄および珪酸とを主成分とするスラグとに分かれる。マットはさらに転炉、精製炉で脱酸処理されて銅品位９９．５％程度の精製粗銅となる。この精製粗銅を陽極型に鋳込んで電解工程における陽極にし、電気分解すると電気銅として銅品位９９．９９％程度の銅が得られ、このとき陽極の副産物として貴金属が得られる。このような銅精錬プロセスに貴金属を含むプリント基板を投入することによって、貴金属が回収される。
【０００４】
プリント基板から貴金属などの希少金属およびＰｂなどの環境汚染物質を回収して再利用するために、プリント基板から実装されている部品とはんだとを解体もしくは回収する先行技術が、たとえば特開平８−１４８８２３、特開平８−１３９４４６および特開２００１−９４２４８などに開示されている。
【０００５】
特開平８−１３９４４６には、プリント基板を加熱してはんだを溶融させた後、プリント基板の部品搭載面、その反対面または部品搭載面の側面のいずれかに外力を加えて、部品をプリント基板から取外す解体方法が示される。
【０００６】
また、特開平８−１４８８２３には、目の粗い金網で形成された部品除去用ドラム内にプリント基板を収容し、ドラムを回転しながらプリント基板をはんだの融点以上に加熱し、上方に移動させたプリント基板を不規則に落下させて衝撃を与えることによって、プリント基板から部品およびはんだを分離し、部品除去用ドラムより目が細かく部品除去用ドラムの外方に設けられるはんだ除去用ドラムで部品とはんだとを分別して回収する解体方法が示されている。
【０００７】
また、特開２００１−９４２４８には、はんだの融点以上の温度に加熱された液状熱媒体と金属粒子からなる混合流体をプリント基板に吹き付けて、プリント基板からはんだと電子部品を分離し、熱媒体の比重とはんだおよび電子部品の比重との差を利用してはんだを回収する方法が示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述の先行技術には、以下のような問題がある。特開平８−１３９４４６に開示される技術では、プリント基板から分離した部品に、はんだが付着し固化するので、部品を再利用するとき、再度加熱して部品に付着しているはんだを分離しなければならないという問題がある。また、実装の高密度化の進展に伴い隣接する部品同志の間隔が小さくなっているので、プリント基板に衝撃力が加えられて部品が移動する際に、部品同志が付着し合体したまま固化する恐れがある。
【０００９】
特開平８−１４８８２３に開示の技術では、部品除去用ドラムを回転させてプリント基板を落下させた衝撃で部品をプリント基板から分離させるので、落下の衝撃力によって部品のリードが曲がったり、部品にクラック等が発生するなどのダメージを受ける恐れがあり、部品の再利用が困難になるという問題がある。
【００１０】
また特開平８−１３９４４６および特開平８−１４８８２３に開示の技術では、加熱溶融されて衝撃力や回転力により分離されたはんだは気相中にあり、気体の流体抵抗は小さいので、衝撃または回転によって運動エネルギを与えられた前述の分離されたはんだ同志が衝突するという現象が発生する。
【００１１】
ところで、前述のようにはんだに含まれるＰｂによる環境汚染を防止する一つの対策として、Ｐｂをほとんど含まない鉛フリーはんだが、プリント基板の部品の実装に用いられるようになりつつある。しかしながら、プリント基板の部品実装に用いられるはんだのすべてが、鉛フリーはんだに置き換わるには至っていないので、プリント基板の解体に際しては、鉛入りはんだを用いたプリント基板と鉛フリーはんだを用いたプリント基板が混在して回収され解体されることになる。したがって、前述のようにプリント基板から分離されたはんだ同志が気相中で容易に衝突すると、組成の異なる鉛フリーはんだと鉛入りはんだとが混合されてしまうので、鉛フリーはんだと鉛入りはんだとをそれぞれ再利用するためには精錬しなければならなくなるという問題がある。
【００１２】
また、プリント基板を加熱する熱源には、赤外線ランプやヒータなどが用いられるけれども、これらの熱源による加熱は、液体や固体に比べて熱容量の小さい気体中で行われるので、実装されている部品の材質等に起因する温度分布のむらを生じやすい。したがって、たとえばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系鉛フリーはんだのように約２２０℃という高い融点を有するはんだが実装に用いられているとき、はんだを溶融してプリント基板から部品とはんだとを除去し、かつ、部品にその耐熱温度を超える熱ダメージを与えないようにするには、精度の高い温度制御が求められる。すなわち解体するプリント基板のサイズ、材質、実装されている部品の種類などに応じて、加熱条件を厳密に設定しなければならないので、解体作業が煩雑になるという問題がある。
【００１３】
さらに、特開平８−１３９４４６および特開平８−１４８８２３に開示の技術では、プリント基板を解体する際の気相雰囲気について言及されていないけれども、気相雰囲気が大気であると、はんだの酸化が進行してはんだ酸化物いわゆるイモはんだとなるので、はんだ酸化物とはんだとが混在することになり、はんだの再利用のためにはこれらを分離する必要が生じる。イモはんだの生成を防ぐためには、不活性ガス雰囲気たとえば窒素雰囲気中ではんだの溶融分離を行わなければならないので、不活性ガス供給設備および不活性ガス雰囲気を保持するチャンバの導入、不活性ガス品質管理の必要性等に因るイニシャルコストおよびランニングコスト増大の問題がある。
【００１４】
特開２００１−９４２４８に開示の技術では、はんだの融点以上に加熱された混合流体をプリント基板に吹付ける。この混合流体に、粒子径が０．３ｍｍから３ｍｍ程度の金属粒子を含ませることによって混合流体の比重を大きくし、プリント基板からはんだおよび電子部品を分離する効率の向上を図っている。しかしながら、部品の実装密度の高いプリント基板では、部品間の間隙やリード間の間隙が狭いにも関らず、前述のように金属粒子の粒子径が０．３ｍｍから３ｍｍ程度もあるので、金属粒子が部品間の間隙やリード間の間隙に入込めないことがあり、分離に必要な衝撃あるいはせん断力が部品に与えられない場合がある。
【００１５】
また、リード間隙と金属粒子径とがほぼ一致するような場合、金属粒子がリード間隙に嵌ってしまい、金属粒子がはんだブリッジを促進する方向に働くので、部品が再利用に適さなくなるとともに、混合流体中の金属粒子が減少して混合流体の比重の低下を招くので、分離効率が低下する。
【００１６】
また、混合流体をプリント基板に吹付ける際に、はんだや金属粒子に大きな運動量が与えられるので、前述のようにプリント基板に鉛入りはんだと鉛フリーはんだが混在して用いられている場合、混合流体中に飛散した溶融状態のはんだが混合される恐れが高く、鉛入りはんだと鉛フリーはんだとを分別して回収することが困難になるという問題がある。
【００１７】
鉛入りはんだと鉛フリーはんだとの溶融混合が起こらなかった場合でも、比重を、はんだ合金＞金属粒子＞液状熱媒体＞電子部品に調整しているので、鉛入りはんだと鉛フリーはんだとが回収装置の最下層に混在状態で沈殿することとなり、鉛入りはんだと鉛フリーはんだとをそれぞれ分離する再選別が必要とされる。これまでに使用した混合流体の液状熱媒体と金属粒子の比重は一定であるので、この混合流体を用いる鉛入りはんだと鉛フリーはんだとの再選別は不可能であり、異なる比重に調整した別の混合流体を使用しなければならない。しかしながら、はんだの比重に近い比重を持つ液状熱媒体として適当なものは、見当たらないので、異なる何らかの選別方法を見出すことが強いられるという問題がある。
【００１８】
また、混合流体に含まれる金属粒子には、はんだに対する濡れ性の小さい金属が選択されると推定されるけれども、金属粒子に与えられた大きな運動量のため、はんだ中に金属粒子が取込まれてしまうことがあり、回収はんだの品位が極めて低下する。さらに、比重の大きい混合流体の吹付けによって、プリント基板の破損や摩耗により表示部が読取れなくなる可能性もある。
【００１９】
本発明の目的は、部品に熱および衝撃による損傷を与えることなく部品とはんだとを分離回収でき、また鉛入りはんだと鉛フリーはんだとを分別して回収することができるプリント基板の解体方法および解体装置を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、はんだを用いて基板に部品の実装されたプリント基板の解体方法において、
プリント基板から部品およびはんだを分離する工程と、
プリント基板から分離された部品とはんだとを分別して回収する工程と、
はんだの密度に応じて見かけの密度を調整した磁性流体中に、前記分別して回収されたはんだを投入する工程と、
前記磁性流体中にはんだを投入して得られる浮上物および沈降物をそれぞれ回収する工程とを含むことを特徴とするプリント基板の解体方法である。
【００２１】
本発明に従えば、プリント基板から部品およびはんだを分離し、分離された部品とはんだとを分別して回収し、さらに回収したはんだを、はんだの密度に応じて見かけの密度を調整した磁性流体中で密度の差異を利用して浮上するはんだと沈降するはんだとに分別して回収する。このことによって、たとえば密度がそれぞれ異なる鉛入りはんだと鉛フリーはんだとを、密度の差異を利用して分別回収することができるので、プリント基板の解体によって回収されるはんだの再利用が容易になる。
【００２２】
また本発明は、前記プリント基板から部品およびはんだを分離する工程は、
はんだの融点以上に加熱された液相加熱媒体中にプリント基板を浸漬する工程と、
加熱媒体中に浸漬されたプリント基板に外力を加える工程とを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、プリント基板からの部品およびはんだの分離は、はんだの融点以上に加熱された液相加熱媒体中にプリント基板を浸漬し、液相加熱媒体中に浸漬されたプリント基板に外力を加えることによって行われる。このように熱容量の大きい液相によってプリント基板を加熱するので、プリント基板に実装されている部品に温度分布のむらを発生しにくい。したがって、部品の温度が、耐熱温度以上に局所的に高くなることがないので、部品の熱損傷が防止されて再利用が可能になる。またプリント基板は、大気から遮断された液相加熱媒体中で加熱されるので、加熱によって溶融するはんだの大気による酸化を防止することができる。さらにはんだの融点以上の温度に加熱されたプリント基板に対して、液体である加熱媒体を介し、たとえば揺動、振動または緩やかなせん断力などの外力を加えて部品およびはんだを分離することによって、部品に与えられる衝撃ダメージを小さくして、部品の再利用を実現することができる。
【００２４】
また本発明は、前記部品の実装に用いられるはんだは、密度が異なる複数種類を含み、
複数種類のはんだがそれぞれ有する密度のうち、最大の密度をρｓｍとし、最小の密度をρｓｎとするとき、
前記磁性流体の見かけの密度ρＭは、
前記最小の密度ρｓｎを超え、前記最大の密度ρｓｍ未満（ρｓｍ＞ρＭ＞ρｓｎ）になるように調整されることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、磁性流体の見かけの密度ρＭは、プリント基板への部品の実装に用いられるはんだの最小の密度ρｓｎを超え、はんだの最大の密度ρｓｍ未満になるように調整される。このことによって、たとえば密度の異なる鉛入りはんだと鉛フリーはんだとを精度よく分別して回収することが可能になる。このように、鉛入りはんだと鉛フリーはんだとが混在することがなくなるので、回収したはんだの精錬処理が不要になり、プリント基板からのはんだの回収率が向上する。
【００２６】
また本発明は、はんだを用いて基板に部品の実装されたプリント基板の解体装置において、
前記プリント基板から部品およびはんだを分離する分離手段と、
前記プリント基板から分離された部品とはんだとを分別する分別手段と、
流体媒体に磁性体粒子を分散させた磁性流体を収容する磁性流体槽と、
前記磁性流体槽に収容される磁性流体に磁場を与える磁場発生手段と、
前記はんだを、前記磁性流体槽まで搬送して磁性流体中に投入するはんだ搬送手段と、
前記磁性流体中にはんだを投入することによって得られる浮上物を磁性流体槽から回収し、回収容器まで搬送する浮上物搬送手段と、
前記磁性流体中にはんだを投入することによって得られる沈降物を磁性流体槽から回収し、回収容器まで搬送する沈降物搬送手段とを含むことを特徴とするプリント基板の解体装置である。
【００２７】
本発明に従えば、プリント基板の解体装置は、プリント基板から分離された部品とはんだとを分別して回収し、さらに回収したはんだを磁性流体で浮上物と沈降物とに分別して回収するように構成される。このことによって、たとえば密度がそれぞれ異なる鉛入りはんだと鉛フリーはんだとを、密度の差異を利用して分別回収することのできるプリント基板の解体装置が提供される。
【００２８】
また本発明は、前記分離手段は、
液相の加熱媒体をはんだの融点以上の温度に加熱する加熱手段と、
前記プリント基板を前記加熱媒体中で移動させる移動手段と、
前記加熱媒体中に存在する前記プリント基板に外力を加える外力負荷手段とを含むことを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、プリント基板から部品およびはんだを分離する工程は、加熱手段によりはんだの融点以上の温度に加熱される液相の加熱媒体中で、移動手段によって移動される状態にあるプリント基板に、外力負荷手段によって外力を加えることによって実現される。このことによって、熱容量の大きい液相によってプリント基板を加熱し、プリント基板に実装されている部品に温度分布のむらを生じさせることなく、またはんだの融点以上の温度に加熱されたプリント基板に対して、液体である加熱媒体を介したとえば揺動、振動または緩やかなせん断力などの外力を加えて部品およびはんだを分離することが可能になるので、熱および衝撃による損傷を与えることなく部品を回収して再利用に供することのできるプリント基板の解体装置が実現される。さらにプリント基板を大気から遮断された液相加熱媒体中で加熱してはんだを溶融させるので、大気によって酸化されることなくはんだを回収して再利用に供することのできるプリント基板の解体装置が実現される。
【００３０】
また本発明は、前記磁場発生手段は、前記磁性流体に与える磁場の勾配を可変に設定できるように構成されることを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、磁場発生手段は、磁性流体に与える磁場の勾配を可変に設定できる。このことによって、磁性流体の見かけの密度ρＭを所望の値に設定することができるので、磁性流体を用いてはんだを密度によって浮上物と沈降物とに分別することが可能になる。したがって、磁性流体の見かけの密度ρＭを種々の値に設定し、前述の分別を繰返し実行することによって、密度のそれぞれ異なるはんだを、個別に精度よく分別回収することのできるプリント基板の解体装置が実現される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態であるプリント基板の解体装置１の構成を簡略化して示す系統図である。プリント基板の解体装置１（以後、解体装置１と略称する）は、プリント基板２の基板３から部品４およびはんだ５を分離する分離手段６と、基板３から分離された部品４とはんだ５とを分別する分別手段７と、流体媒体に磁性体粒子を分散させた磁性流体８を収容する磁性流体槽９と、磁性流体槽９に収容される磁性流体８に磁場を与える磁場発生手段１０と、はんだ５を、磁性流体槽９まで搬送して磁性流体８中に投入するはんだ搬送手段１１と、磁性流体８中にはんだ５を投入することによって得られる浮上物５ａを磁性流体槽９から回収し、回収容器１２ａまで搬送する浮上物搬送手段１３と、磁性流体８中にはんだ５を投入することによって得られる沈降物５ｂを磁性流体槽９から回収し、回収容器１２ｂまで搬送する沈降物搬送手段１４とを含む。
【００３３】
ここでプリント基板２に実装される部品４は、たとえばシリコンチップなどの電子部品であり、はんだ５には密度が異なる鉛入りはんだと鉛フリーはんだとが含まれる。
【００３４】
前述のプリント基板２の基板３から部品４およびはんだ５を分離する分離手段６は、液相の加熱媒体１５を収容する基板加熱槽１９と、加熱媒体１５をはんだ５の融点以上の温度に加熱する加熱手段１６と、プリント基板２を加熱媒体１５中で移動させる移動手段１７と、加熱媒体１５中に存在するプリント基板２に外力を加える外力負荷手段１８とを含んで構成される。
【００３５】
液相の加熱媒体１５には、ポリエチレングリコールまたは流動パラフィンなどの高沸点物質が好適に用いられる。加熱媒体１５を収容する基板加熱槽１９は、ステンレス鋼などの金属製の中空容器である。加熱手段１６は、加熱媒体１５中に浸漬されて加熱媒体１５を加熱するヒータ２０と、ヒータ２０に電力を供給する制御電源２１と、加熱媒体１５に浸漬されて加熱媒体１５の温度を検出し検出出力を制御電源２１に入力する温度センサ２２とを含んで構成される。制御電源２１は、温度センサ２２の検出出力に応答し、ヒータ２０に供給する電力を制御して加熱媒体１５の温度を所望の値、たとえばはんだ５の融点以上の温度である２３０℃に設定する。
【００３６】
移動手段１７は、プリント基板２の浮上を防止するための図示しない基板保持爪を有する２本の搬送チェーンを含んで構成され、搬送チェーンを回転駆動させることによってプリント基板２を移動させる。なお２本の搬送チェーンは、プリント基板２のサイズに応じてその間隔を可変に設定することが可能である。
【００３７】
加熱媒体１５中に浸漬されたプリント基板２は、移動手段１７によって矢符２２の方向、すなわち外力負荷手段１８の設けられる位置に向けて移動される。本実施の形態では、外力負荷手段１８は、電磁力によって鉄片を振動させる振動子であり、図示しない電源から電力供給されて振動を発生する。外力負荷手段１８である振動子１８の設けられた位置にプリント基板２が到達した際に，振動子１８をプリント基板２に接触させて振動が与えられる。
【００３８】
本実施の形態では、外力負荷手段１８をプリント基板２に直接接触させて振動を与えているけれども、加熱媒体１５を振動させてプリント基板２へ間接的に外力を与える外力負荷手段であってもよい。外力負荷手段の変形例として、超音波発生器、加熱媒体１５の液面をタッピングして波を起こさせる波動機、加熱媒体１５に流動を起こさせるスクリューや噴流ノズル等が好適である。また、回転ブラシやヘラ、部品を吸着したり摘まみ上げたりするピックアップツール等を利用することもできる。
【００３９】
前述の外力負荷手段１８によって外力の負荷されたプリント基板２は、図１における紙面の上下方向に振動する。加熱媒体１５に浸漬され移動される過程において、プリント基板２は、はんだ５の融点以上の温度、すなわち加熱媒体１５の温度に加熱されるので、溶融状態にあるはんだ５は、外力負荷手段１８による振動で伸縮しつつ千切れて部品４とともに基板３から分離される。基板３から分離されたはんだ５は、表面張力によって球状化し、部品４とともに加熱媒体１５中を沈降する。
【００４０】
分別手段７は、第１ベルトコンベア２３と第２ベルトコンベア２４とを含んで構成される。第１ベルトコンベア２３は、第１駆動ローラ２６と、２つの第１従動ローラ２８ａ，２８ｂと、第１駆動ローラ２６と第１従動ローラ２８ａ，２８ｂとに張架されるメッシュ構造の第１無端ベルト２５と、第１駆動ローラ２６に接続され第１駆動ローラ２６を駆動させる駆動源である第１電動機２７とを備える。第１従動ローラ２８ａ，２８ｂは、加熱媒体１５中に浸漬するように基板加熱槽１９に回転自在に支持され、第１駆動ローラ２６は、基板加熱槽１９の外方において図示しない支持体に回転自在に支持される。
【００４１】
第２ベルトコンベア２４は、第２無端ベルト２９が中実であることを除いて第１ベルトコンベア２３と同一に構成され、第２駆動ローラ３０と、２つの第２従動ローラ３２ａ，３２ｂと、第２駆動ローラ３０と第２従動ローラ３２ａ，３２ｂとに張架される第２無端ベルト２９と、第２駆動ローラ３０に接続され第２駆動ローラ３０を駆動させる駆動源である第２電動機３１とを備える。第２従動ローラ３２ａ，３２ｂは、加熱媒体１５中に浸漬するように基板加熱槽１９に回転自在に支持され、第２駆動ローラ３０は、基板加熱槽１９の外方において図示しない支持体に回転自在に支持される。
【００４２】
第１無端ベルト２５のメッシュの目の大きさは、加熱媒体１５中で表面張力によって球状化するはんだ５の直径よりも大きく、部品４の寸法よりも小さくなるように選択される。したがって、基板３から分離されて加熱媒体１５中を沈降するはんだ５は、第１無端ベルト２５のメッシュの目を通過し、第２無端ベルト２９まで到達する。一方基板３から分離されて加熱媒体１５中を沈降する部品４と基板３とは、第１無端ベルト２５に捕捉される。
【００４３】
第１無端ベルト２５に捕捉された部品４と基板３とは、矢符３３方向に駆動される第１無端ベルト２５によって搬送され、第１ベルトコンベア２３の一方の端部から、矢符３４方向に落下し、回収容器３５に回収される。第２無端ベルト２９に捕捉されたはんだ５は、矢符３６方向に駆動される第２無端ベルト２９によって搬送され、第２コンベア２４の一方の端部から矢符３７の方向に落下し、中継容器３８に収容される。このようにして、分別手段７である第１および第２ベルトコンベア２３，２４は、部品４とはんだ５とを分別する。
【００４４】
前述のように本実施の形態の分離手段６では、プリント基板２は、熱容量の大きい液相の加熱媒体１５による熱伝達を受けて加熱されるので、たとえば気相中の熱風加熱に比べて部品４の温度分布むらが発生しにくく、部品４が局所的に昇温して熱ダメージを受けることがない。また基板３から分離された部品４とはんだ５とは、加熱媒体１５中をゆっくり沈降するので、部品４が落下衝撃によるダメージを受けることがなく、溶融状態のはんだ５が部品４に固着することがない。
【００４５】
また加熱媒体１５中を沈降する溶融状態のはんだ５は、大気から遮断されているので酸化されることがなく、外力負荷手段１８による外力も緩やかであるので、加熱媒体１５の流体抵抗も相俟って球状化したはんだ５同志が衝突することが少なく、衝突した場合でも表面張力に抗して一体化するだけの運動量を有していない。したがって、はんだ５に含まれる鉛入りはんだと鉛フリーはんだとが溶融混合することが抑止される。
【００４６】
第２ベルトコンベア２４から落下したはんだ５を捕捉する中継容器３８は、一方の端部が円錐台状に絞られた円筒状の金属製中空容器であり、前記端部に形成される投入口３９からはんだ５が投入され、他方の端部に形成される排出口４０から第３ベルトコンベア４１に向けてはんだ５が排出される。第３ベルトコンベア４１は、第３駆動ローラ４３と、第３従動ローラ４４と、第３駆動ローラ４３と第３従動ローラ４４とに張架される第３無端ベルト４２と、第３駆動ローラ４３に接続され第３駆動ローラ４３を駆動させる駆動源である第３電動機４４とを備える。前述の中継容器３８と第３ベルトコンベア４１とは、はんだ搬送手段１１を構成する。第３ベルトコンベア４１は、中継容器３８の排出口４０から排出されるはんだ５を、矢符４５に示す方向に搬送し、磁性流体槽９に収容される磁性流体８中に投入する。
【００４７】
なお、第２ベルトコンベア２４の一方端部から落下されるはんだ５が、充分冷却されている状態であるときには、中継容器３８と第３ベルトコンベア４１とが省略されて、はんだ５が、第２ベルトコンベア２４から直接、磁性流体８中に投入されるように構成されてもよい。この場合、第２ベルトコンベア２４は、はんだ搬送手段１１を兼ねる構成である。
【００４８】
本実施の形態では、磁性流体８は、流体媒体に流動パラフィンを用い、磁性体粒子にはその表面に界面活性剤を化学吸着させたフェライト粒子を用いた。ここで界面活性剤は、フェライト粒子の流動パラフィン中における安定した分散性を維持するために用いられる。磁性流体８を収容する磁性流体槽９は、断面三角形状の中空容器であり、硬質合成樹脂などのように磁場の影響を受けることのない材質で形成される。
【００４９】
磁性流体８に磁場を与える磁場発生手段１０は、磁性流体槽９の上下に一対が設けられる電磁石部材４６ａ，４６ｂと、電磁石部材４６ａ，４６ｂに磁場発生のための電力を供給する制御電源４７とを備える。磁場発生手段１０は、制御電源４７から電磁石部材４６ａ，４６ｂに供給する電力量を制御することによって、電磁石部材４６ａ，４６ｂで発生され、磁性流体８に与えられる磁場勾配を可変に設定することができる。
【００５０】
磁性流体８の見かけの密度ρＭは、磁場発生手段１０によって与えられる磁場勾配に応じて変化する。以下に磁場勾配の変化に応答する磁性流体８の見かけの密度ρＭについて説明する。
【００５１】
磁場中において、磁性流体に含まれ体積Ｖ［ｍ^３］を有する非磁性体に作用する力Ｆ［Ｎ］は、式（１）によって与えられる。
【００５２】
Ｆ＝Ｖ｛（ρＮ−ρＴ）ｇ−Ｍ・▽Ｈ｝　　　　　　　　　　…（１）
ここで、ρＮ：非磁性体の密度［ｋｇ／ｍ^３］
ρＴ：磁性流体の本来の密度［ｋｇ／ｍ^３］
ｇ　：重力加速度［ｍ／ｓ２］
Ｍ　：磁性流体の磁化［Ａ／ｍ］
▽Ｈ：磁場勾配［Ｔ／ｍ］
磁性流体の見かけの密度をρＭで表すと前記力Ｆは、式（２）で与えられるので、式（１）と式（２）とから磁性流体の見かけの密度ρＭは、式（３）によって表される。式（３）より、磁性流体の見かけの密度ρＭは、磁場勾配▽Ｈを制御することによって、所望の値に設定されることが理解される。
【００５３】
Ｆ＝Ｖ（ρＮ−ρＭ）ｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　…（２）
ρＭ＝ρＴ＋Ｍ・▽Ｈ／ｇ　　　　　　　　　　　　　　　　…（３）
したがって、磁場発生手段１０によって磁場勾配▽Ｈを制御して、磁性流体８の見かけの密度ρＭを、たとえば鉛入りはんだの密度ρｓｍ未満で鉛フリーはんだの密度ρｓｎを超える値に設定すれば、磁性流体８中に投入されるはんだ５を、磁性流体８よりも密度が小さいので浮上物となる鉛フリーはんだ５ａと、磁性流体８よりも密度が大きいので沈降物となる鉛入りはんだ５ｂとに分別することができる。
【００５４】
浮上物搬送手段１３は、第４ベルトコンベアによって構成され、第４駆動ローラ４８と、第４従動ローラ４９と、第４駆動ローラ４８と第４従動ローラ４９とに張架される第４無端ベルト５０と、第４駆動ローラ４８に接続され第４駆動ローラ４８を駆動させる駆動源である第４電動機５１とを備える。第４従動ローラ４９は、磁性流体８中に浸漬するように磁性流体槽９に回転自在に支持され、第４駆動ローラ４８は、磁性流体槽９の外方において図示しない支持体に回転自在に支持される。浮上物搬送手段１３は、第４駆動ローラ４８を回転駆動させて第４無端ベルト５０を駆動させ、磁性流体８に浮かぶ浮上物５ａを矢符５２方向に搬送し、一方の端部から浮上物５ａを落下させて回収容器１２ａに回収する。
【００５５】
沈降物搬送手段１４は、第５ベルトコンベアによって構成され、第５駆動ローラ５３と、第５従動ローラ５４と、第５駆動ローラ５３と第５従動ローラ５４とに張架される第５無端ベルト５５と、第５駆動ローラ５３に接続され第５駆動ローラ５３を駆動させる駆動源である第５電動機５６とを備える。第５従動ローラ５４は、磁性流体８中に浸漬するように磁性流体槽９に回転自在に支持され、第５駆動ローラ５３は、磁性流体槽９の外方において図示しない支持体に回転自在に支持される。沈降物搬送手段１４は、第５駆動ローラ５３を回転駆動させて第５無端ベルト５５を駆動させ、磁性流体８中に沈む沈降物５ｂを矢符５７方向に搬送し、一方の端部から沈降物５ｂを落下させて回収容器１２ｂに回収する。
【００５６】
図２は、図１に示す解体装置１を用いてプリント基板２を解体する動作を説明するフローチャートである。図２のフローチャートを参照して解体装置１によるプリント基板２の解体動作について説明する。
【００５７】
ステップａ１では、解体装置１と解体されるべきプリント基板２とが準備され、加熱手段１６によって基板加熱槽１９に収容される加熱媒体１５が、はんだ５の融点以上の温度に加熱維持されている状態である。ステップａ２では、プリント基板２を加熱された加熱媒体１５中に浸漬する。ステップａ３では、移動手段１７が、加熱媒体１５中に浸漬されたプリント基板２を、外力負荷手段１８によって外力を加える位置まで移動する。プリント基板２は、加熱媒体１５に浸漬された後、加熱媒体１５中を移動される過程において、加熱媒体１５からの熱伝達によってはんだの融点以上の温度まで昇温されるので、プリント基板２に用いられているはんだ５が溶融状態になる。
【００５８】
ステップａ４では、外力負荷手段１８によってプリント基板２に外力を加え、基板３から部品４およびはんだ５を分離する。ステップａ５では、基板３から分離されて加熱媒体１５中を沈降する部品４とはんだ５とを、分別手段７である第１および第２ベルトコンベア２３，２４がそれぞれ捕捉し、分別して回収する。
【００５９】
ステップａ６では、磁場発生手段１０の制御電源４７を操作して、磁性流体８に与えられる磁場勾配を制御し、磁性流体８の見かけの密度ρＭを、複数種類存在するはんだ５の最大密度ρｓｍ未満、はんだ５の最小密度ρｓｎを超える所望の値に調整する。ステップａ７では、はんだ搬送手段１１によって、はんだ５を磁性流体槽９まで搬送し磁性流体８中に投入する。ステップａ８では、磁性流体８に浮上したはんだ５ａと沈降したはんだ５ｂとを、それぞれ別々に回収する。ステップａ９では、一連のプリント基板２の解体ならびに部品４およびはんだ５の回収動作を終了する。
【００６０】
なお、別々に回収されたはんだ５ａまたははんだ５ｂが、密度の異なる複数種類のはんだの混在するものであり、混在するはんだを密度差によってさらに分別回収する場合、ステップａ６における磁性流体８の見かけの密度ρＭを、さらに分別するべき複数種類のはんだの最大密度ρｓｍ未満、最小密度ρｓｎを超える所望の値に調整し、以降のステップを実行する。このようなステップの繰返し実行によって、複数種類混在するはんだを密度によって個々に分別して回収することができる。
【００６１】
たとえば、プリント基板２から分離されたはんだ５が、密度：１１．０のＳｎ−９５％Ｐｂはんだ、密度：８．４のＳｎ−３７％Ｐｂはんだおよび密度：７．３のＳｎ−３．５％Ａｇはんだの３種類を含む場合について例示する。
【００６２】
まず磁性流体８の見かけの密度ρＭを、Ｓｎ−３７％Ｐｂはんだの密度未満でＳｎ−３．５％Ａｇはんだの密度を超える密度：７．９に調整し、プリント基板２から分離された前述の３種類が混在するはんだ５を磁性流体８に投入すると、磁性流体８の見かけの密度ρＭ：７．９よりも小さい密度：７．３を有するＳｎ−３．５％Ａｇはんだは浮上物となって浮上物搬送手段１３である第４ベルトコンベアによって回収され、磁性流体８の見かけの密度ρＭ：７．９よりも大きい密度：８．４および１１．０をそれぞれ有するＳｎ−３７％ＰｂはんだおよびＳｎ−９５％Ｐｂはんだは沈降物となって沈降物搬送手段１４である第５ベルトコンベアによって回収される。
【００６３】
次に、磁性流体８の見かけの密度ρＭを、Ｓｎ−９５％Ｐｂはんだの密度未満でＳｎ−３７％Ｐｂはんだの密度を超える密度：９．７に調整し、前述の第５ベルトコンベアで回収された２種類が混在するはんだを磁性流体８に投入すると、磁性流体８の見かけの密度ρＭ：９．７よりも小さい密度：８．４を有するＳｎ−３７％Ｐｂはんだは浮上物となって浮上物搬送手段１３である第４ベルトコンベアによって回収され、磁性流体８の見かけの密度ρＭ：９．７よりも大きい密度：１１．０を有するＳｎ−９５％Ｐｂはんだは沈降物となって沈降物搬送手段１４である第５ベルトコンベアによって回収される。このようにして前述の３種類のはんだが、個々に分別して回収される。
【００６４】
前述のような磁性流体８を用いたはんだ５の分別回収は、常温で行われる。したがって、はんだ５は磁性流体８中で固体でありフェライト粒子を取込むことがないので、分別回収されたはんだ５の品位が低下することがなく、また磁性流体８からのフェライト粒子の持出しがないので、調整された磁性流体８の見かけの密度ρＭが分別中に変動することなく安定し、精度よくはんだ５の分別を行うことができる。
【００６５】
（実施例）
以下本発明の実施例を説明する。
【００６６】
解体装置１を準備し、はんだでシリコンチップの実装されたプリント基板の解体とはんだの回収とを行った。シリコンチップの実装には、鉛入りはんだと鉛フリーはんだとを用いた。それぞれのはんだの組成、密度および融点をそれぞれ表１に示す。
【００６７】
解体装置１の加熱媒体１５には、ポリエチレングリコール１５を用い、ポリエチレングリコール１５を、加熱手段１６によって鉛入りはんだおよび鉛フリーはんだの融点以上の温度である約２３０℃に加熱した。磁性流体８には、流体媒体に流動パラフィンを用い、磁性体粒子に平均直径が約１０ｎｍのマグネタイト粒子を用いた。マグネタイト粒子の表面には、高級脂肪族酸塩を化学吸着させた。磁性流体８におけるマグネタイト粒子の含有量は、４０質量％であった。磁場発生手段１０を制御して磁性流体８の見かけの密度ρＭを８．０に調整した。
【００６８】
【表１】

【００６９】
プリント基板２を加熱されたポリエチレングリコール１５中に浸漬し、外力負荷手段１８である振動子によって外力を加え、基板３からシリコンチップ４とはんだ５とを分離した。分離されポリエチレングリコール１５中を沈降したシリコンチップ４とはんだ５とを分別手段７によって分別回収した。回収されたシリコンチップ４は、リードの曲がりやクラック等が無くまたはんだ５の付着も認められない健全なものであり、そのまま再利用可能な品質水準であった。またポリエチレングリコール１５中で基板３から分離され球状化したはんだ粒子を、互いに溶融混入させることなく回収することができた。
【００７０】
分別手段７によって分別回収したはんだ５を、見かけの密度ρＭを８．０に調整した磁性流体８に投入し、浮上するはんだ５ａと沈降するはんだ５ｂとに分別して回収した。浮上物であるはんだ５ａと沈降物であるはんだ５ｂとを、それぞれ組成分析した結果、Ｓｎ−３．５％ＡｇはんだとＳｎ−３７％Ｐｂはんだとに精度よく分別回収されていることを確認できた。
【００７１】
以上に述べたように、本実施の形態では、磁性流体槽９は単槽であり、磁場発生手段１０を制御することによって、磁性流体８の見かけの密度ρＭを調整する構成であるけれども、これに限定されることなく、多段式の磁性流体槽を準備してそれぞれに異なる見かけの密度ρＭに調整された磁性流体をそれぞれ収容し、密度が異なるはんだを分別回収するように構成されてもよい。また磁場勾配は、電磁石部材４６ａ，４６ｂに制御電源４７から供給される電力量を制御することによって可変に設定される構成であるけれども、これに限定されることなく、磁力の異なる永久磁石部材を複数種類準備し、永久磁石部材を交換することによって、磁場勾配を可変に設定するように構成されてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、プリント基板から部品およびはんだを分離し、分離された部品とはんだとを分別して回収し、さらに回収したはんだを、はんだの密度に応じて見かけの密度を調整した磁性流体中で密度の差異を利用して浮上するはんだと沈降するはんだとに分別して回収する。このことによって、たとえば密度がそれぞれ異なる鉛入りはんだと鉛フリーはんだとを、密度の差異を利用して分別回収することができるので、プリント基板の解体によって回収されるはんだの再利用が容易になる。
【００７３】
また本発明によれば、プリント基板からの部品およびはんだの分離は、はんだの融点以上に加熱された液相加熱媒体中にプリント基板を浸漬し、液相加熱媒体中に浸漬されたプリント基板に外力を加えることによって行われる。このように熱容量の大きい液相によってプリント基板を加熱するので、プリント基板に実装されている部品に温度分布のむらを発生しにくい。したがって、部品の温度が、耐熱温度以上に局所的に高くなることがないので、部品の熱損傷が防止されて再利用が可能になる。またプリント基板は、大気から遮断された液相加熱媒体中で加熱されるので、加熱によって溶融するはんだの大気による酸化を防止することができる。さらにはんだの融点以上の温度に加熱されたプリント基板に対して、液体である加熱媒体を介し、たとえば揺動、振動または緩やかなせん断力などの外力を加えて部品およびはんだを分離することによって、部品に与えられる衝撃ダメージを小さくして、部品の再利用を実現することができる。
【００７４】
また本発明によれば、磁性流体の見かけの密度ρＭは、プリント基板への部品の実装に用いられるはんだの最小の密度ρｓｎを超え、はんだの最大の密度ρｓｍ未満になるように調整される。このことによって、たとえば密度の異なる鉛入りはんだと鉛フリーはんだとを精度よく分別して回収することが可能になる。このように、鉛入りはんだと鉛フリーはんだとが混在することがなくなるので、回収したはんだの精錬処理が不要になり、プリント基板からのはんだの回収率が向上する。
【００７５】
また本発明によれば、プリント基板の解体装置は、プリント基板から分離された部品とはんだとを分別して回収し、さらに回収したはんだを磁性流体で浮上物と沈降物とに分別して回収するように構成される。このことによって、たとえば密度がそれぞれ異なる鉛入りはんだと鉛フリーはんだとを、密度の差異を利用して分別回収することのできるプリント基板の解体装置が提供される。
【００７６】
また本発明によれば、プリント基板から部品およびはんだを分離する工程は、加熱手段によりはんだの融点以上の温度に加熱される液相の加熱媒体中で、移動手段によって移動される状態にあるプリント基板に、外力負荷手段によって外力を加えることによって実現される。このことによって、熱容量の大きい液相によってプリント基板を加熱し、プリント基板に実装されている部品に温度分布のむらを生じさせることなく、またはんだの融点以上の温度に加熱されたプリント基板に対して、液体である加熱媒体を介したとえば揺動、振動または緩やかなせん断力などの外力を加えて部品およびはんだを分離することが可能になるので、熱および衝撃による損傷を与えることなく部品を回収して再利用に供することのできるプリント基板の解体装置が実現される。さらにプリント基板を大気から遮断された液相加熱媒体中で加熱してはんだを溶融させるので、大気によって酸化されることなくはんだを回収して再利用に供することのできるプリント基板の解体装置が実現される。
【００７７】
また本発明によれば、磁場発生手段は、磁性流体に与える磁場の勾配を可変に設定できる。このことによって、磁性流体の見かけの密度ρＭを所望の値に設定することができるので、磁性流体を用いてはんだを密度によって浮上物と沈降物とに分別することが可能になる。したがって、磁性流体の見かけの密度ρＭを種々の値に設定し、前述の分別を繰返し実行することによって、密度のそれぞれ異なるはんだを、個別に精度よく分別回収することのできるプリント基板の解体装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるプリント基板の解体装置１の構成を簡略化して示す系統図である。
【図２】図１に示す解体装置１を用いてプリント基板２を解体する動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１　解体装置
２　プリント基板
３　基板
４　部品
５　はんだ
６　分離手段
７　分別手段
８　磁性流体
９　磁性流体槽
１０　磁場発生手段
１１　はんだ搬送手段
１３　浮上物搬送手段
１４　沈降物搬送手段
１５　加熱媒体
１６　加熱手段
１７　移動手段
１８　外力負荷手段
１９　基板加熱槽[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for dismantling a printed circuit board collected from, for example, discarded electronic equipment.
[0002]
[Prior art]
Many types of information communication devices and home electric appliances have been discarded because of upgrading to higher-performance models or deterioration over time. Conventionally, many of these discarded devices and products have been shredded or ground to landfill. However, many printed boards are used in the above-described devices and products, and electronic components are mounted on the printed boards mainly by soldering. As the solder, lead (Pb) -containing solder typified by eutectic solder, Sn-37% Pb (% is mass%; the same applies to the following) is often used, so that it is used for printed circuit boards that have been landfilled. There is a concern that Pb in the solder is eluted due to acid rain falling on the solder that is being used, thereby contaminating soil and groundwater. In addition, the printed circuit board contains a small amount of metal resources, such as gold and silver, as well as metal resources with small reserves such as copper and tin, although the amount used per one is small. In order to prevent such environmental pollution and effectively use scarce resources, it is required to reuse printed circuit boards.
[0003]
As an example of reusing printed circuit boards, printed circuit boards with a high content of noble metals used in personal computers and mobile phones are shredded and transported to a nonferrous metal refining plant where they are put into a nonferrous metal refining process where precious metals are collected. Have been. For example, by introducing the following copper (Cu) refining process, precious metals can be recovered as by-products. In the dry smelting of Cu, when copper sulfide ore is melted in a smelting furnace, the copper sulfide ore is separated into a mat containing a large amount of copper due to a difference in specific gravity and a slag mainly containing iron oxide and silica. The mat is further deoxidized in a converter and a refining furnace to be refined crude copper having a copper grade of about 99.5%. The purified crude copper is cast into an anode mold to form an anode in an electrolysis process, and when electrolysis is performed, copper having a copper grade of about 99.99% is obtained as electrolytic copper. At this time, a noble metal is obtained as a by-product of the anode. By feeding a printed circuit board containing a noble metal into such a copper refining process, the noble metal is recovered.
[0004]
In order to collect and reuse rare metals such as noble metals and environmental contaminants such as Pb from a printed circuit board, a prior art for disassembling or collecting a component mounted on a printed circuit board and solder is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8- 148823, JP-A-8-139446 and JP-A-2001-94248.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-139446 discloses that after a printed circuit board is heated to melt the solder, an external force is applied to either the component mounting surface of the printed circuit board, the opposite surface thereof, or the side surface of the component mounting surface, so that the component is mounted on the printed circuit board. The disassembly method of removing from the device is shown.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-148823 discloses that a printed circuit board is housed in a component removing drum formed of a coarse mesh, and the printed circuit board is heated above the melting point of solder while rotating the drum, and is moved upward. By dropping the printed circuit board irregularly and applying an impact, the components and solder are separated from the printed circuit board, and the parts are separated by a solder removing drum that is finer than the component removing drum and is provided outside the component removing drum. A disassembly method for separating and collecting solder and solder is shown.
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-94248 discloses that a mixed fluid composed of a liquid heat medium and metal particles heated to a temperature equal to or higher than the melting point of solder is sprayed on a printed circuit board to separate solder and electronic components from the printed circuit board. A method of recovering solder by utilizing the difference between the specific gravity of the solder and the specific gravity of the solder and the electronic component is disclosed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The above prior art has the following problems. In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-139446, the solder adheres to the component separated from the printed circuit board and solidifies. Therefore, when the component is reused, the solder attached to the component must be heated again to separate the solder. There is a problem that must be. In addition, the spacing between adjacent components has become smaller as the density of mounting has increased, so when impact force is applied to the printed circuit board and the components move, the components adhere to each other and solidify together. There is fear.
[0009]
According to the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-148823, the component removing drum is rotated to separate the component from the printed circuit board by the impact of dropping the printed circuit board. There is a possibility that damage such as generation of cracks or the like may occur, and there is a problem that it is difficult to reuse parts.
[0010]
Further, according to the techniques disclosed in JP-A-8-139446 and JP-A-8-148823, the solder melted by heating and separated by an impact force or a rotating force is in a gas phase, and the fluid resistance of the gas is small. This causes a phenomenon in which the separated solders given the kinetic energy collide with each other.
[0011]
By the way, as one of the measures for preventing environmental pollution due to Pb contained in solder as described above, lead-free solder containing almost no Pb is being used for mounting components on printed circuit boards. However, not all of the solder used for mounting components on printed circuit boards has been replaced with lead-free solder.Therefore, when dismantling printed circuit boards, printed circuit boards using lead-containing solder and printed circuit boards using lead-free solder Will be collected and dismantled together. Therefore, if the solders separated from the printed circuit board easily collide in the gas phase as described above, the lead-free solder and the lead-containing solder having different compositions will be mixed. There is a problem that must be refined in order to reuse each.
[0012]
In addition, although infrared lamps and heaters are used as heat sources for heating the printed circuit board, heating by these heat sources is performed in a gas having a smaller heat capacity than liquids and solids. The temperature distribution tends to be uneven due to the material and the like. Therefore, when a solder having a high melting point of about 220 ° C., such as a Sn—Ag—Cu-based lead-free solder, is used for mounting, the solder is melted to remove components and solder from the printed circuit board, and In order to prevent a component from being damaged by heat exceeding its heat resistant temperature, highly accurate temperature control is required. That is, since the heating conditions must be strictly set according to the size and material of the printed circuit board to be dismantled, the type of the mounted components, and the like, there is a problem that the disassembly work becomes complicated.
[0013]
Further, in the techniques disclosed in JP-A-8-139446 and JP-A-8-148823, although the gas phase atmosphere at the time of disassembling the printed circuit board is not mentioned, when the gas phase atmosphere is the air, the oxidation of the solder proceeds. As a result, the solder oxide becomes a so-called potato solder, so that the solder oxide and the solder are mixed, and it is necessary to separate them for the reuse of the solder. In order to prevent the formation of potato solder, the solder must be melted and separated in an inert gas atmosphere, for example, a nitrogen atmosphere. Therefore, introduction of an inert gas supply facility and a chamber for maintaining the inert gas atmosphere, There is a problem that initial costs and running costs increase due to necessity of management and the like.
[0014]
In the technique disclosed in JP-A-2001-94248, a mixed fluid heated to a temperature equal to or higher than the melting point of solder is sprayed on a printed circuit board. By including metal particles having a particle diameter of about 0.3 mm to 3 mm in the mixed fluid, the specific gravity of the mixed fluid is increased, and the efficiency of separating solder and electronic components from the printed circuit board is improved. However, in a printed circuit board with a high component mounting density, the metal particles have a particle diameter of about 0.3 mm to 3 mm as described above, despite the fact that the gap between the components and the gap between the leads are narrow. Particles may not be able to enter the gap between the components or the gap between the leads, and the impact or shear force required for separation may not be applied to the component.
[0015]
In addition, when the lead gap and the metal particle diameter substantially match, the metal particles fit into the lead gap, and the metal particles work in a direction to promote the solder bridge, so that the component is not suitable for reuse and mixing. Since the metal particles in the fluid decrease and the specific gravity of the mixed fluid decreases, the separation efficiency decreases.
[0016]
Also, when the mixed fluid is sprayed on the printed circuit board, a large momentum is given to the solder and the metal particles. Therefore, as described above, when the lead-containing solder and the lead-free solder are mixedly used on the printed circuit board, the mixed There is a high possibility that the molten solder scattered in the fluid will be mixed, which makes it difficult to separate and collect the lead-containing solder and the lead-free solder.
[0017]
Even if the lead-containing solder and the lead-free solder do not melt and mix, the specific gravity is adjusted to solder alloy> metal particles> liquid heating medium> electronic components, so lead-containing solder and lead-free solder can be recovered Precipitation occurs in a mixed state at the lowermost layer of the apparatus, and re-sorting for separating the lead-containing solder and the lead-free solder is required. Since the specific gravity of the liquid heating medium and the metal particles of the mixed fluid used so far is constant, it is impossible to re-sort the lead-containing solder and the lead-free solder using this mixed fluid. Must be used. However, since there is no suitable liquid heat medium having a specific gravity close to the specific gravity of the solder, there is a problem that it is necessary to find some sort of different sorting method.
[0018]
In addition, although it is presumed that a metal having low wettability to the solder is selected as the metal particles contained in the mixed fluid, the metal particles are taken into the solder due to the large momentum given to the metal particles. And the quality of the recovered solder is extremely reduced. Further, the display may not be readable due to damage or wear of the printed circuit board due to spraying of the mixed fluid having a large specific gravity.
[0019]
An object of the present invention is a disassembly method and a disassembly method for a printed circuit board capable of separating and recovering a component and solder without causing damage to the component due to heat and impact, and separating and recovering lead-containing solder and lead-free solder. It is to provide a device.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a method of disassembling a printed circuit board having components mounted on the board using solder,
A process of separating components and solder from the printed circuit board;
A step of separating and collecting the components and solder separated from the printed circuit board,
In a magnetic fluid whose apparent density has been adjusted according to the density of the solder, a step of introducing the separated and recovered solder,
Recovering the floating material and the sediment obtained by putting the solder into the magnetic fluid, respectively.
[0021]
According to the present invention, the components and solder are separated from the printed circuit board, the separated components and the solder are separated and collected, and the recovered solder is collected in a magnetic fluid whose apparent density is adjusted according to the density of the solder. By using the difference in density, the separated solder is separated into the floating solder and the settling solder. With this, for example, the lead-containing solder and the lead-free solder having different densities can be separated and collected by utilizing the difference in density, so that the solder collected by dismantling the printed circuit board can be easily reused. .
[0022]
Further, in the present invention, the step of separating components and solder from the printed circuit board,
A step of immersing the printed circuit board in a liquid phase heating medium heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder,
Applying an external force to the printed circuit board immersed in the heating medium.
[0023]
According to the present invention, the separation of the component and the solder from the printed circuit board is performed by immersing the printed circuit board in a liquid phase heating medium heated above the melting point of the solder and applying an external force to the printed circuit board immersed in the liquid phase heating medium. This is done by adding Since the printed circuit board is heated by the liquid phase having a large heat capacity as described above, it is difficult for the components mounted on the printed circuit board to have uneven temperature distribution. Therefore, since the temperature of the component does not locally rise above the heat-resistant temperature, thermal damage to the component is prevented, and the component can be reused. Further, since the printed circuit board is heated in the liquid-phase heating medium shielded from the atmosphere, it is possible to prevent the solder melted by the heating from being oxidized by the atmosphere. Further, by applying an external force such as rocking, vibration or gentle shearing force to the printed circuit board heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder through a heating medium that is a liquid, the components and the solder are separated from each other. It is possible to reduce the impact damage given to the part and to reuse the part.
[0024]
Further, the present invention provides that the solder used for mounting the component includes a plurality of types having different densities,
When the maximum density is ρsm and the minimum density is ρsn among the densities of a plurality of types of solders,
The apparent density ρM of the magnetic fluid is
The density is adjusted so as to exceed the minimum density ρsn and less than the maximum density ρsm (ρsm>ρM> ρsn).
[0025]
According to the present invention, the apparent density ρM of the magnetic fluid is adjusted to exceed the minimum density ρsn of the solder used for mounting the component on the printed circuit board, and to be less than the maximum density ρsm of the solder. This makes it possible, for example, to accurately separate and collect lead-containing solder and lead-free solder having different densities. As described above, since the lead-containing solder and the lead-free solder are not mixed, the refining process of the recovered solder is not required, and the recovery rate of the solder from the printed circuit board is improved.
[0026]
The present invention also provides a printed circuit board disassembly apparatus in which components are mounted on a board using solder.
Separating means for separating components and solder from the printed circuit board,
Separating means for separating the components and solder separated from the printed circuit board,
A magnetic fluid tank containing a magnetic fluid in which magnetic particles are dispersed in a fluid medium,
Magnetic field generating means for applying a magnetic field to the magnetic fluid contained in the magnetic fluid tank,
Solder conveying means for conveying the solder to the magnetic fluid tank and throwing it into the magnetic fluid,
Floating material obtained by throwing solder into the magnetic fluid is recovered from the magnetic fluid tank, and a floating material transporting unit that transports the floating material to the recovery container,
An apparatus for dismantling a printed circuit board, comprising: a sediment transporting means for recovering a sediment obtained by putting solder into the magnetic fluid from a magnetic fluid tank and transporting the sediment to a recovery container.
[0027]
According to the present invention, a printed circuit board disassembly apparatus separates and recovers components and solder separated from the printed circuit board, and further recovers the recovered solder by separating the recovered solder into a floating substance and a sediment with a magnetic fluid. Be composed. This provides a printed circuit board disassembly apparatus that can separate and collect, for example, lead-containing solder and lead-free solder having different densities by utilizing the difference in density.
[0028]
In the present invention, the separating means may include:
Heating means for heating the liquid phase heating medium to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder,
Moving means for moving the printed circuit board in the heating medium,
External force loading means for applying an external force to the printed circuit board present in the heating medium.
[0029]
According to the present invention, the step of separating the component and the solder from the printed circuit board includes, in a liquid-phase heating medium heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder by the heating means, the printed circuit board being moved by the moving means. Then, external force is applied by external force loading means. As a result, the printed circuit board is heated by the liquid phase having a large heat capacity, so that the components mounted on the printed circuit board do not have an uneven temperature distribution, or the printed circuit board is heated to a temperature higher than the melting point of the solder. It is possible to separate the component and the solder by applying an external force such as rocking, vibration or gentle shearing force through a heating medium which is a liquid, so that the component can be collected without being damaged by heat and impact. A device for disassembling a printed circuit board which can be reused is realized. Furthermore, since the printed circuit board is heated in a liquid heating medium shielded from the atmosphere to melt the solder, a printed circuit board disassembly device that can recover and reuse the solder without being oxidized by the atmosphere is realized. Is done.
[0030]
Further, the present invention is characterized in that the magnetic field generating means is configured to variably set a gradient of a magnetic field applied to the magnetic fluid.
[0031]
According to the present invention, the magnetic field generating means can variably set the gradient of the magnetic field applied to the magnetic fluid. As a result, the apparent density ρM of the magnetic fluid can be set to a desired value, so that the magnetic fluid can be used to separate the solder into a floating substance and a sediment according to the density. Accordingly, by setting the apparent density ρM of the magnetic fluid to various values and repeatedly performing the above-described separation, a printed board disassembly apparatus capable of individually and accurately collecting and separating solder having different densities is provided. Is achieved.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a system diagram showing a simplified configuration of a printed circuit board disassembly apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The disassembly apparatus 1 for a printed board (hereinafter, abbreviated as “disassembly apparatus 1”) includes a separating unit 6 for separating the component 4 and the solder 5 from the board 3 of the printed board 2, and the component 4 and the solder 5 separated from the board 3. Means 7, a magnetic fluid tank 9 containing a magnetic fluid 8 in which magnetic particles are dispersed in a fluid medium, and a magnetic field generating means 10 for applying a magnetic field to the magnetic fluid 8 contained in the magnetic fluid tank 9. The solder conveying means 11 for conveying the solder 5 to the magnetic fluid tank 9 and throwing it into the magnetic fluid 8, and recovering the floating material 5 a obtained by throwing the solder 5 into the magnetic fluid 8 from the magnetic fluid tank 9. Then, the floating material transporting means 13 for transporting to the collection container 12a, and the sediment 5b obtained by charging the solder 5 into the magnetic fluid 8 are collected from the magnetic fluid tank 9 and transported to the collection container 12b. And a stage 14.
[0033]
Here, the component 4 mounted on the printed board 2 is an electronic component such as a silicon chip, and the solder 5 includes lead-containing solder and lead-free solder having different densities.
[0034]
The separating means 6 for separating the component 4 and the solder 5 from the substrate 3 of the printed circuit board 2 includes a substrate heating tank 19 containing a liquid-phase heating medium 15, and heating the heating medium 15 to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder 5. Heating means 16 for moving the printed circuit board 2 in the heating medium 15, and external force loading means 18 for applying an external force to the printed circuit board 2 existing in the heating medium 15.
[0035]
As the heating medium 15 in the liquid phase, a high-boiling substance such as polyethylene glycol or liquid paraffin is preferably used. The substrate heating tank 19 containing the heating medium 15 is a hollow container made of metal such as stainless steel. The heating means 16 includes a heater 20 immersed in the heating medium 15 to heat the heating medium 15, a control power supply 21 for supplying power to the heater 20, and a temperature of the heating medium 15 immersed in the heating medium 15. And a temperature sensor 22 for inputting the detection output to the control power supply 21. The control power supply 21 responds to the detection output of the temperature sensor 22 and controls the power supplied to the heater 20 to set the temperature of the heating medium 15 to a desired value, for example, 230 ° C. which is equal to or higher than the melting point of the solder 5. .
[0036]
The moving unit 17 includes two transport chains having board holding claws (not shown) for preventing the printed board 2 from floating, and moves the printed board 2 by rotating the transport chains. The interval between the two transport chains can be variably set according to the size of the printed circuit board 2.
[0037]
The printed circuit board 2 immersed in the heating medium 15 is moved by the moving means 17 in the direction of the arrow 22, that is, toward the position where the external force loading means 18 is provided. In the present embodiment, the external force load means 18 is a vibrator that vibrates the iron piece by an electromagnetic force, and generates vibration by being supplied with power from a power supply (not shown). When the printed circuit board 2 reaches the position where the vibrator 18 which is the external force loading means 18 is provided, the vibrator 18 is brought into contact with the printed circuit board 2 to vibrate.
[0038]
In the present embodiment, the external force load means 18 is brought into direct contact with the printed circuit board 2 to provide vibration, but the external force load means which vibrates the heating medium 15 to indirectly apply external force to the printed circuit board 2 may be used. Good. As a modified example of the external force loading means, an ultrasonic generator, a wave machine that taps the liquid surface of the heating medium 15 to generate a wave, a screw or a jet nozzle that causes the heating medium 15 to flow, and the like are preferable. In addition, a rotary brush, a spatula, a pickup tool for sucking or picking up a part, or the like can be used.
[0039]
The printed circuit board 2 to which the external force is applied by the above-described external force applying means 18 vibrates in the vertical direction on the paper surface of FIG. In the process of being immersed and moved in the heating medium 15, the printed board 2 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder 5, that is, the temperature of the heating medium 15. It is shredded while being expanded and contracted by vibration and separated from the substrate 3 together with the component 4. The solder 5 separated from the substrate 3 becomes spherical due to surface tension and settles in the heating medium 15 together with the component 4.
[0040]
The separation means 7 includes a first belt conveyor 23 and a second belt conveyor 24. The first belt conveyor 23 has a first endless of a mesh structure stretched over a first drive roller 26, two first driven rollers 28a and 28b, and a first drive roller 26 and first driven rollers 28a and 28b. The belt includes a belt 25 and a first electric motor 27 that is connected to the first drive roller 26 and is a drive source that drives the first drive roller 26. The first driven rollers 28a and 28b are rotatably supported by the substrate heating tank 19 so as to be immersed in the heating medium 15, and the first driving roller 26 is rotated by a support (not shown) outside the substrate heating tank 19. Freely supported.
[0041]
The second belt conveyor 24 has the same configuration as the first belt conveyor 23 except that the second endless belt 29 is solid, and includes a second driving roller 30, two second driven rollers 32a and 32b, A second endless belt 29 stretched between the second driving roller 30 and the second driven rollers 32a and 32b, and a second electric motor 31 connected to the second driving roller 30 and driving the second driving roller 30 And The second driven rollers 32a and 32b are rotatably supported by the substrate heating tank 19 so as to be immersed in the heating medium 15, and the second driving roller 30 is rotated by a support (not shown) outside the substrate heating tank 19. Freely supported.
[0042]
The mesh size of the first endless belt 25 is selected so as to be larger than the diameter of the solder 5 to be spheroidized by the surface tension in the heating medium 15 and smaller than the size of the component 4. Therefore, the solder 5 separated from the substrate 3 and settling in the heating medium 15 passes through the mesh of the first endless belt 25 and reaches the second endless belt 29. On the other hand, the component 4 separated from the substrate 3 and settling in the heating medium 15 and the substrate 3 are captured by the first endless belt 25.
[0043]
The component 4 and the substrate 3 captured by the first endless belt 25 are conveyed by the first endless belt 25 driven in the direction of arrow 33, and are moved from one end of the first belt conveyor 23 in the direction of arrow 34. And is collected in the collection container 35. The solder 5 captured by the second endless belt 29 is conveyed by the second endless belt 29 driven in the direction of the arrow 36, falls from one end of the second conveyor 24 in the direction of the arrow 37, and is relayed. It is stored in a container 38. In this way, the first and second belt conveyors 23 and 24, which are the separating means 7, separate the component 4 and the solder 5 from each other.
[0044]
As described above, in the separation unit 6 of the present embodiment, the printed circuit board 2 is heated by receiving heat transfer from the liquid-phase heating medium 15 having a large heat capacity. The temperature distribution unevenness of the component 4 hardly occurs, and the component 4 does not locally rise in temperature and suffers from thermal damage. Also, since the component 4 and the solder 5 separated from the substrate 3 slowly settle down in the heating medium 15, the component 4 is not damaged by a drop impact, and the solder 5 in a molten state is fixed to the component 4. There is no.
[0045]
Further, the molten solder 5 settling in the heating medium 15 is not oxidized because it is shielded from the atmosphere, and the external force by the external force loading means 18 is moderate. Thus, the solders 5 that have been made into a sphere are less likely to collide with each other, and even if they do, they do not have a sufficient momentum to integrate against the surface tension. Therefore, the lead-containing solder and the lead-free solder contained in the solder 5 are prevented from being melted and mixed.
[0046]
The relay container 38 for catching the solder 5 dropped from the second belt conveyor 24 is a cylindrical metal hollow container whose one end is squeezed into a truncated cone, and an input port 39 formed at the end. , And the solder 5 is discharged from the discharge port 40 formed at the other end toward the third belt conveyor 41. The third belt conveyor 41 includes a third driving roller 43, a third driven roller 44, a third endless belt 42 stretched between the third driving roller 43 and the third driven roller 44, and a third driving roller 43. And a third electric motor 44 which is a driving source for driving the third driving roller 43. The above-described relay container 38 and the third belt conveyor 41 constitute the solder conveying means 11. The third belt conveyor 41 conveys the solder 5 discharged from the discharge port 40 of the relay container 38 in the direction indicated by the arrow 45 and puts it into the magnetic fluid 8 stored in the magnetic fluid tank 9.
[0047]
When the solder 5 dropped from one end of the second belt conveyor 24 is in a sufficiently cooled state, the relay container 38 and the third belt conveyor 41 are omitted, and the solder 5 is removed from the second belt conveyor 24. The magnetic fluid 8 may be directly injected from the belt conveyor 24 into the magnetic fluid 8. In this case, the second belt conveyor 24 is configured to also serve as the solder conveying unit 11.
[0048]
In the present embodiment, as the magnetic fluid 8, liquid paraffin is used as a fluid medium, and ferrite particles having a surface chemically adsorbed with a surfactant are used as magnetic particles. Here, the surfactant is used for maintaining stable dispersibility of the ferrite particles in the liquid paraffin. The magnetic fluid tank 9 containing the magnetic fluid 8 is a hollow container having a triangular cross section, and is formed of a material that is not affected by a magnetic field, such as a hard synthetic resin.
[0049]
The magnetic field generating means 10 for applying a magnetic field to the magnetic fluid 8 includes a pair of electromagnet members 46a and 46b provided above and below the magnetic fluid tank 9, a control power supply 47 for supplying electric power to the electromagnet members 46a and 46b for generating a magnetic field. Is provided. The magnetic field generating means 10 can variably set the magnetic field gradient generated by the electromagnet members 46a and 46b and applied to the magnetic fluid 8 by controlling the amount of power supplied from the control power supply 47 to the electromagnet members 46a and 46b. it can.
[0050]
The apparent density ρM of the magnetic fluid 8 changes according to the magnetic field gradient provided by the magnetic field generating means 10. Hereinafter, the apparent density ρM of the magnetic fluid 8 responding to the change in the magnetic field gradient will be described.
[0051]
In a magnetic field, the volume V [m ³ The force F [N] acting on the non-magnetic material having the following formula is given by Expression (1).
[0052]
F = V ｛(ρN-ρT) g-M ▽ H ▽ (1)
Here, ρN: density of nonmagnetic material [kg / m ³ ]
ρT: Original density of magnetic fluid [kg / m ³ ]
g: Gravitational acceleration [m / s2]
M: magnetization of magnetic fluid [A / m]
▽ H: magnetic field gradient [T / m]
When the apparent density of the magnetic fluid is expressed by ρM, the force F is given by Expression (2). From Expressions (1) and (2), the apparent density ρM of the magnetic fluid is calculated by Expression (3). expressed. From the equation (3), it is understood that the apparent density ρM of the magnetic fluid is set to a desired value by controlling the magnetic field gradient ΔH.
[0053]
F = V (ρN−ρM) g (2)
ρM = ρT + M ▽ H / g (3)
Therefore, by controlling the magnetic field gradient ΔH by the magnetic field generating means 10 and setting the apparent density ρM of the magnetic fluid 8 to a value less than the density ρsm of the lead-containing solder and exceeding the density ρsn of the lead-free solder, for example, The solder 5 injected into the fluid 8 is separated into a lead-free solder 5a that is a floating substance because of its lower density than the magnetic fluid 8, and a lead-containing solder 5b that is a sediment because of its higher density than the magnetic fluid 8. can do.
[0054]
The floating object transporting means 13 is constituted by a fourth belt conveyor, and includes a fourth driving roller 48, a fourth driven roller 49, and a fourth endless belt stretched between the fourth driving roller 48 and the fourth driven roller 49. And a fourth electric motor 51 connected to the fourth driving roller 48 and driving the fourth driving roller 48 as a driving source. The fourth driven roller 49 is rotatably supported by the magnetic fluid tank 9 so as to be immersed in the magnetic fluid 8, and the fourth drive roller 48 is rotatably supported by a support (not shown) outside the magnetic fluid tank 9. Supported. The floating object transporting means 13 drives the fourth drive roller 48 to rotate to drive the fourth endless belt 50, transports the floating object 5a floating on the magnetic fluid 8 in the direction of the arrow 52, and lifts the floating object 5 from one end. 5a is dropped and collected in the collection container 12a.
[0055]
The sediment transporting means 14 is constituted by a fifth belt conveyor, and the fifth endless belt stretched between the fifth driving roller 53, the fifth driven roller 54, and the fifth driving roller 53 and the fifth driven roller 54. 55 and a fifth electric motor 56 that is connected to the fifth driving roller 53 and is a driving source for driving the fifth driving roller 53. The fifth driven roller 54 is rotatably supported by the magnetic fluid tank 9 so as to be immersed in the magnetic fluid 8, and the fifth drive roller 53 is rotatably supported by a support (not shown) outside the magnetic fluid tank 9. Supported. The sediment transporting means 14 drives the fifth drive roller 53 to rotate and drives the fifth endless belt 55 to transport the sediment 5b sinking in the magnetic fluid 8 in the direction of the arrow 57 and settle from one end. The object 5b is dropped and collected in the collection container 12b.
[0056]
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of disassembling the printed circuit board 2 using the disassembly apparatus 1 illustrated in FIG. The dismantling operation of the printed circuit board 2 by the dismantling device 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0057]
In step a1, the disassembling apparatus 1 and the printed circuit board 2 to be disassembled are prepared, and the heating means 16 heats and maintains the heating medium 15 accommodated in the substrate heating tank 19 at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder 5. State. In step a2, the printed circuit board 2 is immersed in the heated heating medium 15. In step a3, the moving unit 17 moves the printed circuit board 2 immersed in the heating medium 15 to a position where an external force is applied by the external force loading unit 18. After the printed circuit board 2 is immersed in the heating medium 15 and is moved through the heating medium 15, the temperature of the printed circuit board 2 is raised to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder by heat transfer from the heating medium 15. The solder 5 used is brought into a molten state.
[0058]
In step a4, an external force is applied to the printed board 2 by the external force loading means 18 to separate the component 4 and the solder 5 from the board 3. In step a5, the first and second belt conveyors 23 and 24, which are the separating means 7, capture the component 4 and the solder 5 that are separated from the substrate 3 and settle in the heating medium 15, and separate and collect the solder.
[0059]
In step a6, the control power supply 47 of the magnetic field generating means 10 is operated to control the magnetic field gradient applied to the magnetic fluid 8 so that the apparent density ρM of the magnetic fluid 8 is less than the maximum density ρsm of the plurality of types of the solder 5. , Is adjusted to a desired value exceeding the minimum density ρsn of the solder 5. In step a7, the solder 5 is conveyed to the magnetic fluid tank 9 by the solder conveying means 11 and put into the magnetic fluid 8. In step a8, the solder 5a floating on the magnetic fluid 8 and the solder 5b settled are separately collected. In step a9, a series of disassembly of the printed circuit board 2 and a recovery operation of the component 4 and the solder 5 are completed.
[0060]
When the solder 5a or the solder 5b separately collected is a mixture of a plurality of types of solders having different densities, and the mixed solder is further separated and collected according to the density difference, the apparent appearance of the magnetic fluid 8 in step a6 is considered. The density ρM is adjusted to a desired value that is less than the maximum density ρsm and exceeds the minimum density ρsn of a plurality of types of solder to be further separated, and the subsequent steps are executed. By repeatedly performing such steps, it is possible to individually collect and collect a plurality of types of solder by density.
[0061]
For example, the solder 5 separated from the printed circuit board 2 is composed of Sn-95% Pb solder having a density of 11.0, Sn-37% Pb solder having a density of 8.4, and Sn-3.5 having a density of 7.3. The case where three types of% Ag solder are included will be exemplified.
[0062]
First, the apparent density ρM of the magnetic fluid 8 was adjusted to 7.9, which is lower than the density of the Sn-37% Pb solder and higher than the density of the Sn-3.5% Ag solder: 7.9, and separated from the printed circuit board 2. When the solder 5 in which the three types are mixed is put into the magnetic fluid 8, the Sn-3.5% Ag solder having a density: 7.3 smaller than the apparent density ρM: 7.9 of the magnetic fluid 8 is a floating material. The Sn-37% Pb solder collected by the fourth belt conveyor as the floating object transporting means 13 and having the densities 8.4 and 11.0 respectively higher than the apparent density ρM of the magnetic fluid 8: 7.9 The Sn-95% Pb solder becomes sediment and is collected by the fifth belt conveyor which is the sediment conveying means 14.
[0063]
Next, the apparent density ρM of the magnetic fluid 8 is adjusted to 9.7: a density lower than the density of the Sn-95% Pb solder and higher than the density of the Sn-37% Pb solder: 9.7, and collected by the above-described fifth belt conveyor. When the solder in which the two types are mixed is put into the magnetic fluid 8, the Sn-37% Pb solder having a density: 8.4 smaller than the apparent density ρM: 9.7 of the magnetic fluid 8 becomes a floating material. The Sn-95% Pb solder collected by the fourth belt conveyor as the floating object transporting means 13 and having a density 11.0 higher than the apparent density ρM of the magnetic fluid 8: 9.7 becomes a sediment and settles. It is collected by the fifth belt conveyor which is the object transporting means 14. In this way, the above-mentioned three types of solder are individually separated and collected.
[0064]
The separation and recovery of the solder 5 using the magnetic fluid 8 as described above is performed at normal temperature. Therefore, since the solder 5 is solid in the magnetic fluid 8 and does not take in ferrite particles, the quality of the separated and recovered solder 5 does not deteriorate, and no ferrite particles are taken out of the magnetic fluid 8. Therefore, the adjusted apparent density ρM of the magnetic fluid 8 is stable without fluctuating during the separation, and the solder 5 can be separated with high accuracy.
[0065]
(Example)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0066]
The dismantling apparatus 1 was prepared, and the printed circuit board on which the silicon chip was mounted was disassembled with solder and the solder was collected. For mounting the silicon chip, lead-containing solder and lead-free solder were used. Table 1 shows the composition, density and melting point of each solder.
[0067]
Polyethylene glycol 15 was used as the heating medium 15 of the disassembling apparatus 1, and the polyethylene glycol 15 was heated by the heating means 16 to about 230 ° C., which is a temperature equal to or higher than the melting points of the lead-containing solder and the lead-free solder. As the magnetic fluid 8, liquid paraffin was used as a fluid medium, and magnetite particles having an average diameter of about 10 nm were used as magnetic particles. A higher aliphatic acid salt was chemically adsorbed on the surface of the magnetite particles. The content of the magnetite particles in the magnetic fluid 8 was 40% by mass. The apparent density ρM of the magnetic fluid 8 was adjusted to 8.0 by controlling the magnetic field generating means 10.
[0068]
[Table 1]

[0069]
The printed board 2 was immersed in the heated polyethylene glycol 15, and an external force was applied by a vibrator serving as an external force loading unit 18 to separate the silicon chip 4 and the solder 5 from the board 3. The silicon chip 4 and the solder 5 which were separated and settled in the polyethylene glycol 15 were separated and collected by the separating means 7. The recovered silicon chip 4 was sound without any bent or cracked leads and no adhesion of the solder 5, and had a quality level that could be reused as it was. Also, the spherical solder particles separated from the substrate 3 in the polyethylene glycol 15 could be recovered without melting and mixing with each other.
[0070]
The solder 5 separated and recovered by the separation means 7 was put into the magnetic fluid 8 whose apparent density ρM was adjusted to 8.0, and was separated and recovered into a floating solder 5a and a settling solder 5b. As a result of composition analysis of the solder 5a as a floating material and the solder 5b as a sediment, it was confirmed that the solder was accurately separated and collected into a Sn-3.5% Ag solder and a Sn-37% Pb solder. Was.
[0071]
As described above, in this embodiment, the magnetic fluid tank 9 is a single tank, and the apparent density ρM of the magnetic fluid 8 is adjusted by controlling the magnetic field generating means 10. However, the present invention is not limited to this, and a multi-stage magnetic fluid tank may be prepared, each of which accommodates a magnetic fluid adjusted to a different apparent density ρM, and sorts and collects solder having a different density. . Further, the magnetic field gradient is configured to be variably set by controlling the amount of electric power supplied from the control power supply 47 to the electromagnet members 46a and 46b. However, the present invention is not limited to this. A plurality of types may be prepared and the magnetic field gradient may be set variably by replacing the permanent magnet member.
[0072]
【The invention's effect】
According to the present invention, a component and a solder are separated from a printed circuit board, the separated component and the solder are separated and collected, and further, the collected solder is contained in a magnetic fluid whose apparent density is adjusted according to the density of the solder. By using the difference in density, the separated solder is separated into the floating solder and the settling solder. With this, for example, the lead-containing solder and the lead-free solder having different densities can be separated and collected by utilizing the difference in density, so that the solder collected by dismantling the printed circuit board can be easily reused. .
[0073]
According to the present invention, the separation of the component and the solder from the printed board is performed by immersing the printed board in a liquid heating medium heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder, and immersing the printed board in the liquid heating medium. This is done by applying external force. Since the printed circuit board is heated by the liquid phase having a large heat capacity as described above, it is difficult for the components mounted on the printed circuit board to have uneven temperature distribution. Therefore, since the temperature of the component does not locally rise above the heat-resistant temperature, thermal damage to the component is prevented, and the component can be reused. Further, since the printed circuit board is heated in the liquid-phase heating medium shielded from the atmosphere, it is possible to prevent the solder melted by the heating from being oxidized by the atmosphere. Further, by applying an external force such as rocking, vibration or gentle shearing force to the printed circuit board heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder through a heating medium that is a liquid, the components and the solder are separated from each other. It is possible to reduce the impact damage given to the part and to reuse the part.
[0074]
Further, according to the present invention, the apparent density ρM of the magnetic fluid is adjusted so as to exceed the minimum density ρsn of the solder used for mounting the component on the printed circuit board and to less than the maximum density ρsm of the solder. This makes it possible, for example, to accurately separate and collect lead-containing solder and lead-free solder having different densities. As described above, since the lead-containing solder and the lead-free solder are not mixed, the refining process of the recovered solder is not required, and the recovery rate of the solder from the printed circuit board is improved.
[0075]
Further, according to the present invention, the printed circuit board disassembly apparatus separates and recovers components and solder separated from the printed circuit board, and further separates and recovers the recovered solder into a floating substance and a sediment with a magnetic fluid. Is composed of This provides a printed circuit board disassembly apparatus that can separate and collect, for example, lead-containing solder and lead-free solder having different densities by utilizing the difference in density.
[0076]
Further, according to the present invention, the step of separating the component and the solder from the printed circuit board is performed in a state in which the printing means is moved by the moving means in a liquid-phase heating medium heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder by the heating means. This is realized by applying an external force to the substrate by external force loading means. As a result, the printed circuit board is heated by the liquid phase having a large heat capacity, so that the components mounted on the printed circuit board do not have an uneven temperature distribution, or the printed circuit board is heated to a temperature higher than the melting point of the solder. It is possible to separate the component and the solder by applying an external force such as rocking, vibration or gentle shearing force through a heating medium which is a liquid, so that the component can be collected without being damaged by heat and impact. A device for disassembling a printed circuit board which can be reused is realized. Furthermore, since the printed circuit board is heated in a liquid heating medium shielded from the atmosphere to melt the solder, a printed circuit board disassembly device that can recover and reuse the solder without being oxidized by the atmosphere is realized. Is done.
[0077]
Further, according to the present invention, the magnetic field generating means can variably set the gradient of the magnetic field applied to the magnetic fluid. As a result, the apparent density ρM of the magnetic fluid can be set to a desired value, so that the magnetic fluid can be used to separate the solder into a floating substance and a sediment according to the density. Accordingly, by setting the apparent density ρM of the magnetic fluid to various values and repeatedly performing the above-described separation, a printed board disassembly apparatus capable of individually and accurately collecting and separating solder having different densities is provided. Is achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified system diagram showing a configuration of a printed circuit board disassembly apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of disassembling a printed circuit board 2 using the dismantling device 1 shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 dismantling device
2 Printed circuit board
3 substrate
4 Parts
5 Solder
6 Separation means
7 Separation means
8 Magnetic fluid
9 Magnetic fluid tank
10 Magnetic field generating means
11 Solder transfer means
13 Floating object transport means
14 Sediment transport means
15 Heating medium
16 heating means
17 Transportation
18 External force loading means
19 Substrate heating tank

Claims (6)

はんだを用いて基板に部品の実装されたプリント基板の解体方法において、
プリント基板から部品およびはんだを分離する工程と、
プリント基板から分離された部品とはんだとを分別して回収する工程と、
はんだの密度に応じて見かけの密度を調整した磁性流体中に、前記分別して回収されたはんだを投入する工程と、
前記磁性流体中にはんだを投入して得られる浮上物および沈降物をそれぞれ回収する工程とを含むことを特徴とするプリント基板の解体方法。In the disassembly method of a printed circuit board with components mounted on the board using solder,
A process of separating components and solder from the printed circuit board;
A step of separating and collecting the components and solder separated from the printed circuit board,
In a magnetic fluid whose apparent density has been adjusted according to the density of the solder, a step of introducing the separated and recovered solder,
Recovering the floating material and the sediment obtained by introducing the solder into the magnetic fluid, respectively. 前記プリント基板から部品およびはんだを分離する工程は、
はんだの融点以上に加熱された液相の加熱媒体中にプリント基板を浸漬する工程と、
前記加熱媒体中に浸漬されたプリント基板に外力を加える工程とを含むことを特徴とする請求項１記載のプリント基板の解体方法。The step of separating components and solder from the printed circuit board,
A step of immersing the printed circuit board in a liquid heating medium heated above the melting point of the solder,
Applying the external force to the printed circuit board immersed in the heating medium. 前記部品の実装に用いられるはんだは、密度が異なる複数種類を含み、
複数種類のはんだがそれぞれ有する密度のうち、最大の密度をρｓｍとし、最小の密度をρｓｎとするとき、
前記磁性流体の見かけの密度ρＭは、
前記最小の密度ρｓｎを超え、前記最大の密度ρｓｍ未満（ρｓｍ＞ρＭ＞ρｓｎ）になるように調整されることを特徴とする請求項１または２記載のプリント基板の解体方法。The solder used for mounting the component includes a plurality of types having different densities,
When the maximum density is ρsm and the minimum density is ρsn among the densities of a plurality of types of solders,
The apparent density ρM of the magnetic fluid is
The method for dismantling a printed circuit board according to claim 1, wherein the density is adjusted so as to be higher than the minimum density ρsn and lower than the maximum density ρsm (ρsm>ρM> ρsn). はんだを用いて基板に部品の実装されたプリント基板の解体装置において、
前記プリント基板から部品およびはんだを分離する分離手段と、
前記プリント基板から分離された部品とはんだとを分別する分別手段と、
流体媒体に磁性体粒子を分散させた磁性流体を収容する磁性流体槽と、
前記磁性流体槽に収容される磁性流体に磁場を与える磁場発生手段と、
前記はんだを、前記磁性流体槽まで搬送して磁性流体中に投入するはんだ搬送手段と、
前記磁性流体中にはんだを投入することによって得られる浮上物を磁性流体槽から回収し、回収容器まで搬送する浮上物搬送手段と、
前記磁性流体中にはんだを投入することによって得られる沈降物を磁性流体槽から回収し、回収容器まで搬送する沈降物搬送手段とを含むことを特徴とするプリント基板の解体装置。In a printed circuit board disassembly device with components mounted on the board using solder,
Separating means for separating components and solder from the printed circuit board,
Separating means for separating the components and solder separated from the printed circuit board,
A magnetic fluid tank containing a magnetic fluid in which magnetic particles are dispersed in a fluid medium,
Magnetic field generating means for applying a magnetic field to the magnetic fluid contained in the magnetic fluid tank,
Solder conveying means for conveying the solder to the magnetic fluid tank and throwing it into the magnetic fluid,
Floating material obtained by throwing solder into the magnetic fluid is recovered from the magnetic fluid tank, and a floating material transporting unit that transports the floating material to the recovery container,
An apparatus for disassembling a printed circuit board, comprising: a sediment transporting means for recovering a sediment obtained by putting solder into the magnetic fluid from a magnetic fluid tank and transporting the sediment to a recovery container. 前記分離手段は、
液相の加熱媒体をはんだの融点以上の温度に加熱する加熱手段と、
前記プリント基板を前記加熱媒体中で移動させる移動手段と、
前記加熱媒体中に存在する前記プリント基板に外力を加える外力負荷手段とを含むことを特徴とする請求項４記載のプリント基板の解体装置。The separation means,
Heating means for heating the liquid phase heating medium to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder,
Moving means for moving the printed circuit board in the heating medium,
5. The printed circuit board disassembly apparatus according to claim 4, further comprising: an external force loading unit that applies an external force to the printed circuit board existing in the heating medium. 前記磁場発生手段は、
前記磁性流体に与える磁場の勾配を可変に設定できるように構成されることを特徴とする請求項４または５記載のプリント基板の解体装置。The magnetic field generating means,
6. The printed circuit board disassembly apparatus according to claim 4, wherein a gradient of a magnetic field applied to the magnetic fluid can be variably set.

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