CN1600458A

CN1600458A - 废弃电路板的电子元件、焊料的分拆与回收方法及装置

Info

Publication number: CN1600458A
Application number: CNA031575161A
Authority: CN
Inventors: 张�杰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2003-09-23
Publication date: 2005-03-30

Abstract

从焊有电子元件的印刷电路板分拆和回收电子元件和焊料的方法，其步骤包含电子元件的分拆和电子元件与焊料合金的分离两大部分，能合为一个流程。分拆流程包含废弃电路板被均匀加热，熔融其上的所有焊点，由类似工业吸尘器的收集装置把电子元件与熔融焊料合金吸入电子元件与焊料合金的分离流程中。为力增加电子元件的分拆率，在吸头上安装滚刷，利用机械动力学原理扫落电路板上的电子元件合焊料。在分离流程中，利用电子元件是固体，体积较大并不可变形，焊料合金是熔融液态，可以变形，体积较小。通过过虑网把电子元件和焊料合金分离出来。然后，通过热固程序把焊料合金固化完成。

Description

废弃电路板的电子元件、焊料的分拆与回收方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于分拆废弃印刷电路板上安装的电子元件并通过工艺流程的设计实现对电子元件和焊料合金进行回收的方法和装置实现。本方法适用于目前所有电子元件焊接的电路板的处理，既包括表面贴装元件，又包括穿孔元件。

背景技术

现代社会中，安装有电子元器件的印刷电路板广泛地应用于我们的社会生产和生活的各个方面，如家用电器的控制板、计算机主板等，并且有应用范围越来越广泛的趋势。随着各种设备的电路板的损坏、更新或修理等原因造成了大量的废弃印刷电路板进入城市环境系统成为电子垃圾，这些电子垃圾中含有大量的有毒/有害物质，通过露天堆放、简易添埋处理或简易冲天炉焚烧、简易酸浸等方式从电子废物中提取金属等处理方式会对环境产生严重的破坏，造成铅、汞、镉等重金属及“三废”污染环境。另一方面，这样的废弃电路板中也包含着大量可回收的资源，如果不对其进行回收再利用，也会造成资源的巨大浪费。

中国国家专利局公开的部分专利申请(如00128810.5申请)、欧美、日本公开专利申请(如No.Hei7-336042等)也着眼于对废弃电路板进行处理，进行合理的资源回收利用。但是这些方法普遍存在着一些问题，主要是针对部分电路板，特别是其中安装有大量穿孔元件的电路板的器件分拆和回收的效率很低。同时还有系统结构复杂、运行成本较高的问题。

发明内容

本发明的一个目的就是解决前述问题，发明一种使我们能够低成本、高效率地从印刷电路板上分离和回收焊料合金和电子元件的方法，该装置有电子元件分拆率高、毁损率低的特点，整个装置实现了有毒有害物质的零排放。

电路板的所有焊点在加热装置中被均匀加热到熔融状态后，通过紧贴着待处理电路板下表面的机械滚刷沿印刷电路板运动反方向的滚动，借助滚刷上的刷毛的机械力把电路板上的电子元件扫下并被滚刷旁边的强力吸头吸入松动和散落的电子和焊料合金。通过调节该吸气装置的功率，使得在电路板下表面产生足够大的负压，在机械滚刷的帮助下能够把电子元件和焊料从印刷电路板上拔下来。由装置上方的吹风口对电路板上表面吹高于焊料熔点的热空气，保持电路板上的焊料合金处于熔融状态。

本发明的又一个目的是实现电子元件和焊料合金的分离，分别回收的装置。携带电子元件和焊料合金混合物的高温、高压空气在通过过虑网时，留下固态的并且体积较大的电子元件。液态的焊料合金则透过过滤网后凝结并被分离。

通过下面结合附图对本装置的详细说明，相信本发明的目的、特征与优点，可以被尊敬的审查委员深入并具体的了解。

附图说明

图一：预热与加热装置

该装置主要组成部分：夹持装置1、加热器2、清洁装置3、流体热介质4、保温腔体5

图二：电子元件、焊料合金分拆装置

该装置主要组成部分：夹持装置1、上喷口2、下吸气口3、机械滚刷4、翻转装置5、加热器6、保温腔体7

图三：元件、焊料的过虑、分离装置

该装置主要组成部分：保温腔体1、加热器2、电子元件过虑网及回收装置3、焊料合金回收装置整套设备的外面是排放处理装置、热能回收装置，分别对设备的排放进行处理并对能量进行回收利用。

具体实施方式

该套设备的主要工艺流程说明：

废弃的电路板通过一系列的前置处理机构(未示出)进行了必要的甄别、整理，把一些杂物进行剔除，对电路板进行必要的清洁和干燥后进入图一所示的预热与加温装置。设置该装置的目的是熔融粘接电子元件的焊料合金，以便进行随后的元件分拆和元件、焊料的回收工作。本装置的加热方式没有特别的限制，只要能够在装置的末端把电路板均匀加热到焊料熔点(当焊料包含共晶成分时温度为183℃)以上温度并保持，使得焊料均匀熔化并保持熔融状态即可。该预热与加热装置的温度设置应该是可调控的，可以随焊料合金成分，元件焊接工艺的不同和电路板的大小、厚度、材质等因素进行调整，以保证电路板焊点的完全融化。

电路板由进入电子元件、焊料合金分拆装置后，在这里位于装置下部紧贴着待处理电路板的机械滚刷按图示的逆时针方向滚动，其上的刷毛把电路板上的电子元件刷下并被位于滚刷旁边的吸气口吸入元件与焊料的过虑/分离装置。与此同时，电路板上的焊料也被一起吸入。该吸气装置要在电路板附近产生足够大的负压，就像强力吸尘器一样在机械滚刷的帮助下能够把电子元件和焊料从印刷电路板上吸下来。为了保持电路板上的焊料合金处于熔融状态，由装置上方对电路板上表面吹高于焊料熔点的热空气。随后，电路板通过翻转装置进行翻转后重复该过程。最后，把分离了电子元件和焊料的电路板送入电路板收集装置(未示出)，其中电路板上遗留的微量的电子元件和焊料合金作为废料不再予与回收。

从以上装置分拆下的电子元件和焊料合金在高温、高压空气的带动下沿固定方向由图三中的管道1进入过虑、分离装置，通过调节过虑网2的网间空隙，把电子元件过虑出来。高温、高压其他带着熔融焊料合金则透过过虑网2进入焊料合金回收装置3进行焊料的回收。

通过以上工艺处理后，实现了安装有电子元件的废弃印刷电路板的电子元件和焊料的分拆与回收，剩下的废弃印刷电路板被单独收集进入其他工艺处理。

结合附图详细说明本发明的每一装置设备的原理与工艺：

1、预热与加热装置

该装置是一个内部充满流体热介质的腔状结构，流体热介质既可以是气体也可以是液体物质，例如空气、硅油或矿物油。在腔体内埋入大量加热器2，该加热器对流体热介质进行加热并使其温度达到焊料合金熔点以上的温度。通过流体热介质完成对电路板的加热工作。电路板由夹持装置(未示出)1固定水平通过预热与加热装置的流体热介质，均匀熔融了电路板上的所有焊点后电路板由夹持装置1送入图二所示的电子元件、焊料合金分拆装置。在预热与加热装置中，由于焊点的完全熔化，可能使部分安装在电路板面向地面一侧元件由于失去了焊料的粘结，而在重力的作用下掉落在加热器下半部的流体热介质中，其中还可能由若干的熔融状态的焊料合金。由于电子元件和焊料合金比重大于流体热介质而沉在装置的下部墙体的表面，此时通过清洁装置(未示出)3对加热器下表面进行清洁并把这些物体送入图四所示的过虑、分离装置。

2、电子元件、焊料合金分拆装置

该装置是整个系统的核心装置，主要利用空气动力学原理把电子元件和焊料合金从印刷电路板上分拆出来。为了增加电子元件的分拆率，该装置油设计了机械滚刷，利用机械力学的原理，辅助去除电路板上的电子元件。当电路板由夹持装置1送入本装置时，电路板会依次通过下吸气口3的前半部分、滚刷4和下吸气口3的后半部分。通过调节吸气口的吸气量，在电路板下表面产生了很大的负压区，在通过下吸气口3的前半部分时，大部分部分表面贴装元件、部分插孔元作和部分焊料合金被吸入元件、焊料的过虑分离装置中。电路板带着部分安装牢固的电子元件继续前进并与机械滚刷4作用，由于机械滚刷4与电路板运动方向逆向运动，通过其机械力量，把前面工序没有分拆下的电子元件扫下来并被下吸气口3吸入，完成了电路板单面的处理。电路板继续前进，由翻转装置5对电路板进行上、下表面的翻转后，重复前一分拆步骤，并最终完成电子元件和焊料合金的分拆工作，进入到下一工序。为了保持电路板焊点的熔融状态，在本装置的腔体上安装由加热器6对腔体7内部加热并保持在焊料合金的熔点温度以上。同时通过上喷口2对电路板上表面喷温度高于焊料合金熔点的高温气体。

3、元件、焊料的过虑、分离装置

该装置是最后的电子元件和焊料合金的分离装置，由于进入该装置的电子元件和焊料合金处于不同的体积和物质形态，所以很方面的通过过虑网对其进行分离。当混合有电子元件、焊料合金的高温、高压气体通过电子元件过虑网和分离装置(未示出)3时，体积较大的固体电子元件被分离出来，高温气体带着熔融状态的焊料合金进入焊料合金回收装置(末示出)4对焊料合金进行回收并送入热固处理程序，完成本装置的分离、回收工作。加热器2用于调节腔体1内的温度。

以上三个装置的排放物进入排放处理装置(未示出)对其中的有毒、有害物质进行环保处理，由热交换器这样的节能装置(未示出)回收部分排放物中的部分能量。

如上面所详细介绍的，根据本发明，在机械滚刷的助力下，通过强力吸头对电路板表面的作用，可以将焊料合金和电子元件从焊有电子元件的印刷电路板上有效地分离出来。由于焊料合金和电子元件在进入过虑分离装置时，它们的体积不同、物质形态不同，所以可以通过过虑网有效地把二者分开。

因此，根据本发明，因为焊料合金没有被进行简单的掩埋处理，因此可以防治污染环境。而且，可以使回收的焊料合金和电子元件再次使用，以便有效利用资源。

Claims

1、一种用于焊有电子元件的印刷电路板的电子元件的分拆方法和电子元件、焊料合金的回收方法，包括以下步骤：

根据空气动力学原理和机械力学原理，在回收装置主体中把电路板表面的电子元件和焊料合金分拆出来，形成混合有电子元件和焊料合金的高温、高压气体混合物。根据电子元件、焊料合金和高温高压气体的体积不同、物质形态不同，通过过虑分离装置分离出电子元件和焊料合金。

a、将焊有电子元件的印刷电路板送入回收装置中，对电路板均匀加热，熔融所有的焊点；

b、通过装置下部的吸气系统在电路板下表面产生的负压把电子元件和焊料合金分拆下来；

c、通过装置下部紧贴电路板下表面的机械滚刷系统的助力，把电子元件拆除。电子元件和焊料合金被下部吸气系统吸走；

d、根据电子元件、焊料合金和高温高压气体的体积不同、物质形态不同，在装置主体设置不同的过虑网，分别分离出电子元件和焊料合金。

2、如权利要求1所述的电子元件和焊料合金的回收方法，其特征在于：在电路板上熔融状态的焊料合金将失去其对电子元件的粘结、固定作用。在机械滚刷系统的辅助作用下，装置的吸气系统可以有效地把电子元件、焊料合金从电路板上分拆下来。

3、如权利要求1所述的电子元件和焊料合金的回收方法，其特征在于在电子元件、焊料合金的熔点温度相差极大。通过温度控制，很容易形成固态的电子元件和液态的焊料合金混合物。

4、如权利要求1所述的电子元件和焊料合金的回收方法，其特征在于：液态物质和气态物质无固定的体积形状，极易分割和变形，可以通过简单的方法分别分离出固态、液态和气态的物质。

5、一种用于焊有电子元件的印刷电路板的焊料回收装置，包括：

装置主体，在该装置主体中，机械滚刷在电路板下表面扫落电路板上的电子元件；以及

回收装置，不同的过虑网的设置，分离出电子元件和焊料合金。