JP3799200B2 - はんだ回収方法およびはんだ回収装置 - Google Patents
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品がはんだ付けされたプリント基板から、はんだ合金および電子部品を分離回収するはんだ回収方法およびはんだ回収装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオデッキやテレビ等の家電製品や、マイコンやファクシミリ等の電子情報機器には、電子部品が実装されたプリント基板が組み込まれている。これらの電子部品は、はんだ接合によりプリント基板へ実装されている。これらの家電製品や電子情報機器が故障若しくは老朽化により不要になると、廃棄処分される。
【０００３】
廃棄された家電製品や電子情報機器は不燃ゴミとして収集され、通常は焼却処分されず、そのままか、あるいは細断してシュレッダーダストとして埋め立て処分される。従って、家電製品や電子情報機器が埋め立て処分されると、それらに搭載されたプリント基板も同時に埋め立てられることになる。
【０００４】
電子部品の実装に使用されるはんだは、鉛と錫の合金である。鉛は、中性付近の水には溶解することはなく安定であるが、酸性の水には溶出する性質を有している。そのため、酸性雨に曝されるとプリント基板のはんだ合金中の鉛が溶出して、土壌および地下水を汚染することが考えられる。しかし、廃棄されたプリント基板のはんだに含まれる鉛成分が溶出することを防止する適切な手段はなされていないのが現状である。
【０００５】
さらに、埋め立てによる廃棄処分では、家電製品や電子機器に装備されたプリント基板のはんだ合金は再利用されることがないため、金属資源の浪費になっている。
【０００６】
なお、プリント基板からはんだを回収する方法として、高温に保持されたオイル等の液状熱媒体をプリント基板に吹き付けることにより、溶融したはんだを拭い去ってはんだを回収する方法(特開平7-336042号）等が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記方法は、オイル等の液体だけを吹き付けているため、流体の質量が比較的小さく、プリント基板からはんだ、電子部品等を分離させるには効率が悪い、また、流体の給送手段が機械的なものとなるため構造が複雑になる等の問題がある。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、電子部品が実装されたプリント基板から効率的にはんだを回収し、環境汚染の防止および資源の節約に資するはんだ回収方法およびはんだ回収装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、電子部品がはんだ合金を用いたはんだ接合により実装されたプリント基板に、そのはんだ合金の融点以上の温度に保持した液状熱媒体と金属粒子からなる混合流体を噴き付けて、プリント基板からはんだ合金と電子部品を分離し、金属粒子として、はんだ合金よりも比重が小さい金属を用い、液状熱媒体として、金属粒子よりも比重が小さく、かつ電子部品よりも比重が大きい液体を用いることを特徴とするはんだ回収方法に関するものである。
【００１０】
また、請求項３に記載の本発明は、液状熱媒体と金属粒子からなる混合流体とはんだ合金をはんだ合金の融点以上に加熱する加熱手段と、該加熱手段によりはんだ合金の融点以上の温度に保持された混合流体を給送する給送手段と、該給送手段から給送された混合流体を電子部品がはんだ付けされたプリント基板に噴射する噴射手段を備え、金属粒子として、はんだ合金よりも比重が小さい金属を用い、液状熱媒体として、金属粒子よりも比重が小さく、かつ電子部品よりも比重が大きい液体を用いることを特徴とするはんだ回収装置に関するものである。
【００１２】
また、請求項４に記載の本発明は、金属粒子が磁性体粒子であり、給送手段が電磁コイルであることを特徴とするはんだ回収装置に関するものである。
【００１３】
請求項１および請求項３に記載の本発明において、ヒーター等の熱源から発生した熱を、液状熱媒体と金属粒子とで構成される混合流体を介してプリント基板へ伝えるため、高い熱伝導性、大きい蓄熱性により、はんだ合金を効率よく溶融させられる。また、混合流体には液状熱媒体に加えて金属粒子が含まれているため、基板に噴き付ける流体の質量が大きく、基板に付着した溶融はんだを効率良く掻き落とせる。
【００１４】
そして、プリント基板から掻き落とされたはんだ合金は、はんだ回収装置内の最下層に沈殿し、また、電子部品は最上層に浮遊するため、容易に分別回収できる。
【００１５】
請求項２に記載の本発明において、化学的に安定な液状熱媒体を用いるので、はんだ回収を安定して行うことができる。
【００１６】
請求項４に記載の本発明において、電磁誘導により混合流体を給送するので、液状熱媒体（液体）と金属粒子（固体）で構成される混合流体を、はんだ回収装置内で円滑かつ安定に噴流および流動させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明において混合流体を構成する金属粒子とは、例えば粒径０．３ｍｍ〜３ｍｍ程度、またはこの範囲内で異なった粒径の混合物であるが、給送手段として電磁コイルを用いる場合は、鉄等の磁性を有する金属の粒子が好ましい。
【００１８】
本発明において、混合流体を構成する液状熱媒体とは、はんだの融点（共晶組成であれば１８３℃）以上の温度において化学的に安定なものであれば特に限定されないが、例えばシリコーンオイル、鉱油等を挙げることができる。
【００１９】
本発明方法は、電子部品がはんだ付けされたプリント基板に、はんだの融点以上に保持した混合流体を吹き付けることにより、はんだを溶融して噴きとばして、はんだと電子部品を分離し、はんだを回収することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明方法において、金属粒子、液状熱媒体の比重を、
はんだ合金＞金属粒子＞液状熱媒体＞電子部品、
のように調整することにより、プリント基板から掻き落とされたはんだ合金は、もっとも比重が大きいので、はんだ回収装置内の最下層に沈殿し、また分離した電子部品は最も比重が小さいので、最上層の液状熱媒体の上に浮揚する。そのため、はんだ合金および電子部品ともに、分別回収を容易に行うことができる。
【００２１】
以下、図面により本発明のはんだ回収装置の一実施形態を説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態におけるはんだ回収装置の断面図である。
【００２３】
静止状態では、このはんだ回収装置のはんだ回収装置１内には、比重差により自然分離された３つの層が形成されており、下層が最も比重の大きいはんだ合金層１１で、中間層が２番目に比重の大きい金属粒子層１０（金属粒子と液状熱媒体との混合流体からなる層。以下同じ）、上層が最も比重の小さい液状熱媒体層９である。
【００２４】
はんだ回収装置１内には、加熱手段として内壁面に複数のヒーター７が取り付けられている。はんだ回収装置１の上部開口部には、混合流体をプリント基板に噴射するための噴射手段としてノズル１２が設けられている。ノズル１２は、パイプ状の給送管３により、はんだ回収装置の金属粒子層１０が接する側面と連結されている。また、はんだ回収装置１内の循環をよくするために、金属粒子層１０からはんだ合金層１１にかけて、パイプ状の給送管３’が設けられている。これらの給送管３、３’の外周部には、磁性を有する混合流体を駆動させるために第１の電磁コイル４および第２の電磁コイル５を配している。
【００２５】
さらにはんだ回収装置１内には、装置動作時の混合流体の流れを制御するための複数の整流板２、２’が配されている。
【００２６】
まず、各ヒーター７に通電し、はんだ回収装置１内の液状熱媒体、金属粒子、はんだ合金を加熱し、はんだ回収装置１内の液状熱媒体、金属粒子およびはんだ合金を、はんだ合金の融点以上に維持する。維持する温度の上限は、金属粒子の融点以下であって、かつ液状熱媒体を安定に維持できる温度であれば特に限定されない。そして、この加熱により、はんだ合金は溶融し、最下層にはんだ合金層１１が形成され、中間に金属粒子層１０が形成される。維持される温度は金属粒子の融点以下であるので、金属粒子は粒子形状を保ち、粒子間には液状熱媒体が存在している。
【００２７】
第１の電磁コイル４に通電すると、電磁誘導により金属粒子（磁性体）と液状熱媒体の混合流体が、給送管３を経て、はんだ回収装置１の側面からノズル１２へ給送され、最上部のノズル１２から噴流する。同時に第２の電磁コイル５に通電すると電磁誘導により、金属粒子がはんだ合金層１１中に押し出される。なお、第２の電磁コイル５の電磁誘導により、はんだ合金層１１に押し出された金属粒子は、比重差により自然分離し、金属粒子層１０に還流する。
【００２８】
処理対象となる電子部品がはんだ付けされたプリント基板８を不図示の保持手段で保持し、はんだ回収装置上部の２箇所のノズル１２間に浸漬させる。浸漬されたプリント基板８は液状熱媒体により加熱され、付着しているはんだが溶融状態になる。
【００２９】
プリント基板８表面にノズル１２から噴射された混合流体が当たることにより、混合流体を構成する金属粒子が衝突し、溶融したはんだ合金は電子部品とともに掻き落とされる。
【００３０】
掻き落とされた電子部品およびはんだ合金は、２枚の整流板２の間を通過した後、比重差により、電子部品は液状熱媒体層９（上層）表面に浮上し、また、はんだ合金は、金属粒子とともに金属粒子層１０（中層）に沈澱する。
【００３１】
金属粒子層（中層）１０に沈殿したはんだ合金は、金属粒子とともに、両側から張り出した整流板２’により第２の電磁コイル５の給送管３’に導かれて、電磁誘導によりはんだ合金層（最下層）１１に噴流された後、比重差による自然分離で金属粒子だけが金属粒子層１０に戻り、回収されたはんだ合金ははんだ合金層１１に移行する。
【００３２】
以上の動作を継続することにより、最下層のはんだ合金の量が増加し、その増加分が仕切り板６をオーバーフローしてはんだ回収槽１３に排出される。回収されたはんだ合金は、再利用することが可能である。
【００３３】
上記の実施形態では、混合流体をノズルへ給送する手段として、電磁コイルによる電磁誘導を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、例えばプランジャーポンプ等の給送手段を採用してもよい。
【００３４】
また、上記実施形態では、プリント基板を垂直方向に移動させてはんだを回収する装置の例を示したが、プリント基板を水平方向に移動させてはんだを回収する装置としてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１または請求項３に記載の本発明により、プリント基板からはんだ合金および電子部品を効率良く分別し、回収することができる。
【００３６】
そして、比重差によりはんだ合金および電子部品を容易に分離回収できる。
【００３７】
請求項２に記載の本発明により、安定してはんだ回収を行うことができる。
【００３８】
請求項４に記載の本発明により、混合流体を効率的に循環させ、はんだ合金を回収することができる。
【００３９】
従って、はんだ合金が埋め立て処分されることがないため環境の汚染を防止し、さらに回収したはんだ合金は再利用することができるので資源の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のはんだ回収装置の断面図。
【符号の説明】
１ はんだ回収装置
２，２’ 整流板
３，３’ 給送管
４ 第１の電磁コイル
５ 第２の電磁コイル
６ 仕切板
７ ヒーター
８ プリント基板
９ 液状熱媒体層
１０ 金属粒子層
１１ はんだ合金層
１２ はんだ噴流ノズル
１３ はんだ回収槽
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品がはんだ付けされたプリント基板から、はんだ合金および電子部品を分離回収するはんだ回収方法およびはんだ回収装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオデッキやテレビ等の家電製品や、マイコンやファクシミリ等の電子情報機器には、電子部品が実装されたプリント基板が組み込まれている。これらの電子部品は、はんだ接合によりプリント基板へ実装されている。これらの家電製品や電子情報機器が故障若しくは老朽化により不要になると、廃棄処分される。
【０００３】
廃棄された家電製品や電子情報機器は不燃ゴミとして収集され、通常は焼却処分されず、そのままか、あるいは細断してシュレッダーダストとして埋め立て処分される。従って、家電製品や電子情報機器が埋め立て処分されると、それらに搭載されたプリント基板も同時に埋め立てられることになる。
【０００４】
電子部品の実装に使用されるはんだは、鉛と錫の合金である。鉛は、中性付近の水には溶解することはなく安定であるが、酸性の水には溶出する性質を有している。そのため、酸性雨に曝されるとプリント基板のはんだ合金中の鉛が溶出して、土壌および地下水を汚染することが考えられる。しかし、廃棄されたプリント基板のはんだに含まれる鉛成分が溶出することを防止する適切な手段はなされていないのが現状である。
【０００５】
さらに、埋め立てによる廃棄処分では、家電製品や電子機器に装備されたプリント基板のはんだ合金は再利用されることがないため、金属資源の浪費になっている。
【０００６】
なお、プリント基板からはんだを回収する方法として、高温に保持されたオイル等の液状熱媒体をプリント基板に吹き付けることにより、溶融したはんだを拭い去ってはんだを回収する方法(特開平7-336042号）等が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記方法は、オイル等の液体だけを吹き付けているため、流体の質量が比較的小さく、プリント基板からはんだ、電子部品等を分離させるには効率が悪い、また、流体の給送手段が機械的なものとなるため構造が複雑になる等の問題がある。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、電子部品が実装されたプリント基板から効率的にはんだを回収し、環境汚染の防止および資源の節約に資するはんだ回収方法およびはんだ回収装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、電子部品がはんだ合金を用いたはんだ接合により実装されたプリント基板に、そのはんだ合金の融点以上の温度に保持した液状熱媒体と金属粒子からなる混合流体を噴き付けて、プリント基板からはんだ合金と電子部品を分離し、金属粒子として、はんだ合金よりも比重が小さい金属を用い、液状熱媒体として、金属粒子よりも比重が小さく、かつ電子部品よりも比重が大きい液体を用いることを特徴とするはんだ回収方法に関するものである。
【００１０】
また、請求項３に記載の本発明は、液状熱媒体と金属粒子からなる混合流体とはんだ合金をはんだ合金の融点以上に加熱する加熱手段と、該加熱手段によりはんだ合金の融点以上の温度に保持された混合流体を給送する給送手段と、該給送手段から給送された混合流体を電子部品がはんだ付けされたプリント基板に噴射する噴射手段を備え、金属粒子として、はんだ合金よりも比重が小さい金属を用い、液状熱媒体として、金属粒子よりも比重が小さく、かつ電子部品よりも比重が大きい液体を用いることを特徴とするはんだ回収装置に関するものである。
【００１２】
また、請求項４に記載の本発明は、金属粒子が磁性体粒子であり、給送手段が電磁コイルであることを特徴とするはんだ回収装置に関するものである。
【００１３】
請求項１および請求項３に記載の本発明において、ヒーター等の熱源から発生した熱を、液状熱媒体と金属粒子とで構成される混合流体を介してプリント基板へ伝えるため、高い熱伝導性、大きい蓄熱性により、はんだ合金を効率よく溶融させられる。また、混合流体には液状熱媒体に加えて金属粒子が含まれているため、基板に噴き付ける流体の質量が大きく、基板に付着した溶融はんだを効率良く掻き落とせる。
【００１４】
そして、プリント基板から掻き落とされたはんだ合金は、はんだ回収装置内の最下層に沈殿し、また、電子部品は最上層に浮遊するため、容易に分別回収できる。
【００１５】
請求項２に記載の本発明において、化学的に安定な液状熱媒体を用いるので、はんだ回収を安定して行うことができる。
【００１６】
請求項４に記載の本発明において、電磁誘導により混合流体を給送するので、液状熱媒体（液体）と金属粒子（固体）で構成される混合流体を、はんだ回収装置内で円滑かつ安定に噴流および流動させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明において混合流体を構成する金属粒子とは、例えば粒径０．３ｍｍ〜３ｍｍ程度、またはこの範囲内で異なった粒径の混合物であるが、給送手段として電磁コイルを用いる場合は、鉄等の磁性を有する金属の粒子が好ましい。
【００１８】
本発明において、混合流体を構成する液状熱媒体とは、はんだの融点（共晶組成であれば１８３℃）以上の温度において化学的に安定なものであれば特に限定されないが、例えばシリコーンオイル、鉱油等を挙げることができる。
【００１９】
本発明方法は、電子部品がはんだ付けされたプリント基板に、はんだの融点以上に保持した混合流体を吹き付けることにより、はんだを溶融して噴きとばして、はんだと電子部品を分離し、はんだを回収することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明方法において、金属粒子、液状熱媒体の比重を、
はんだ合金＞金属粒子＞液状熱媒体＞電子部品、
のように調整することにより、プリント基板から掻き落とされたはんだ合金は、もっとも比重が大きいので、はんだ回収装置内の最下層に沈殿し、また分離した電子部品は最も比重が小さいので、最上層の液状熱媒体の上に浮揚する。そのため、はんだ合金および電子部品ともに、分別回収を容易に行うことができる。
【００２１】
以下、図面により本発明のはんだ回収装置の一実施形態を説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態におけるはんだ回収装置の断面図である。
【００２３】
静止状態では、このはんだ回収装置のはんだ回収装置１内には、比重差により自然分離された３つの層が形成されており、下層が最も比重の大きいはんだ合金層１１で、中間層が２番目に比重の大きい金属粒子層１０（金属粒子と液状熱媒体との混合流体からなる層。以下同じ）、上層が最も比重の小さい液状熱媒体層９である。
【００２４】
はんだ回収装置１内には、加熱手段として内壁面に複数のヒーター７が取り付けられている。はんだ回収装置１の上部開口部には、混合流体をプリント基板に噴射するための噴射手段としてノズル１２が設けられている。ノズル１２は、パイプ状の給送管３により、はんだ回収装置の金属粒子層１０が接する側面と連結されている。また、はんだ回収装置１内の循環をよくするために、金属粒子層１０からはんだ合金層１１にかけて、パイプ状の給送管３’が設けられている。これらの給送管３、３’の外周部には、磁性を有する混合流体を駆動させるために第１の電磁コイル４および第２の電磁コイル５を配している。
【００２５】
さらにはんだ回収装置１内には、装置動作時の混合流体の流れを制御するための複数の整流板２、２’が配されている。
【００２６】
まず、各ヒーター７に通電し、はんだ回収装置１内の液状熱媒体、金属粒子、はんだ合金を加熱し、はんだ回収装置１内の液状熱媒体、金属粒子およびはんだ合金を、はんだ合金の融点以上に維持する。維持する温度の上限は、金属粒子の融点以下であって、かつ液状熱媒体を安定に維持できる温度であれば特に限定されない。そして、この加熱により、はんだ合金は溶融し、最下層にはんだ合金層１１が形成され、中間に金属粒子層１０が形成される。維持される温度は金属粒子の融点以下であるので、金属粒子は粒子形状を保ち、粒子間には液状熱媒体が存在している。
【００２７】
第１の電磁コイル４に通電すると、電磁誘導により金属粒子（磁性体）と液状熱媒体の混合流体が、給送管３を経て、はんだ回収装置１の側面からノズル１２へ給送され、最上部のノズル１２から噴流する。同時に第２の電磁コイル５に通電すると電磁誘導により、金属粒子がはんだ合金層１１中に押し出される。なお、第２の電磁コイル５の電磁誘導により、はんだ合金層１１に押し出された金属粒子は、比重差により自然分離し、金属粒子層１０に還流する。
【００２８】
処理対象となる電子部品がはんだ付けされたプリント基板８を不図示の保持手段で保持し、はんだ回収装置上部の２箇所のノズル１２間に浸漬させる。浸漬されたプリント基板８は液状熱媒体により加熱され、付着しているはんだが溶融状態になる。
【００２９】
プリント基板８表面にノズル１２から噴射された混合流体が当たることにより、混合流体を構成する金属粒子が衝突し、溶融したはんだ合金は電子部品とともに掻き落とされる。
【００３０】
掻き落とされた電子部品およびはんだ合金は、２枚の整流板２の間を通過した後、比重差により、電子部品は液状熱媒体層９（上層）表面に浮上し、また、はんだ合金は、金属粒子とともに金属粒子層１０（中層）に沈澱する。
【００３１】
金属粒子層（中層）１０に沈殿したはんだ合金は、金属粒子とともに、両側から張り出した整流板２’により第２の電磁コイル５の給送管３’に導かれて、電磁誘導によりはんだ合金層（最下層）１１に噴流された後、比重差による自然分離で金属粒子だけが金属粒子層１０に戻り、回収されたはんだ合金ははんだ合金層１１に移行する。
【００３２】
以上の動作を継続することにより、最下層のはんだ合金の量が増加し、その増加分が仕切り板６をオーバーフローしてはんだ回収槽１３に排出される。回収されたはんだ合金は、再利用することが可能である。
【００３３】
上記の実施形態では、混合流体をノズルへ給送する手段として、電磁コイルによる電磁誘導を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、例えばプランジャーポンプ等の給送手段を採用してもよい。
【００３４】
また、上記実施形態では、プリント基板を垂直方向に移動させてはんだを回収する装置の例を示したが、プリント基板を水平方向に移動させてはんだを回収する装置としてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１または請求項３に記載の本発明により、プリント基板からはんだ合金および電子部品を効率良く分別し、回収することができる。
【００３６】
そして、比重差によりはんだ合金および電子部品を容易に分離回収できる。
【００３７】
請求項２に記載の本発明により、安定してはんだ回収を行うことができる。
【００３８】
請求項４に記載の本発明により、混合流体を効率的に循環させ、はんだ合金を回収することができる。
【００３９】
従って、はんだ合金が埋め立て処分されることがないため環境の汚染を防止し、さらに回収したはんだ合金は再利用することができるので資源の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のはんだ回収装置の断面図。
【符号の説明】
１ はんだ回収装置
２，２’ 整流板
３，３’ 給送管
４ 第１の電磁コイル
５ 第２の電磁コイル
６ 仕切板
７ ヒーター
８ プリント基板
９ 液状熱媒体層
１０ 金属粒子層
１１ はんだ合金層
１２ はんだ噴流ノズル
１３ はんだ回収槽
Claims (4)
- 電子部品がはんだ合金を用いたはんだ接合により実装されたプリント基板に、そのはんだ合金の融点以上の温度に保持した液状熱媒体と金属粒子からなる混合流体を噴き付けて、プリント基板からはんだ合金と電子部品を分離し、
前記金属粒子が前記はんだ合金よりも比重が小さい金属であり、前記液状熱媒体が前記金属粒子よりも比重が小さく、かつ前記電子部品よりも比重が大きい液体であることを特徴とするはんだ回収方法。 - 前記液状熱媒体が、前記はんだ合金の融点以上において化学的に安定な液状化合物であることを特徴とする請求項１に記載のはんだ回収方法。
- 液状熱媒体と金属粒子からなる混合流体とはんだ合金を該はんだ合金の融点以上に加熱する加熱手段と、該加熱手段により前記はんだ合金の融点以上の温度に保持された前記混合流体を給送する給送手段と、該給送手段から給送された前記混合流体を電子部品がはんだ接合により実装されたプリント基板に噴射する噴射手段を備え、
前記金属粒子が前記はんだ合金よりも比重が小さい金属であり、前記液状熱媒体が前記金属粒子よりも比重が小さく、かつ前記電子部品よりも比重が大きい液体であることを特徴とするはんだ回収装置。 - 前記金属粒子が磁性体粒子であり、前記給送手段が電磁コイルであることを特徴とする請求項３に記載のはんだ回収装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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