ES2378251T3

ES2378251T3 - Aparato de deposición y separación para el cobre sobrante en suelda sin plomo

Info

Publication number: ES2378251T3
Application number: ES06834703T
Authority: ES
Inventors: Tetsuro Nishimura
Original assignee: Nihon Superior Sha Co Ltd
Current assignee: Nihon Superior Sha Co Ltd
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2012-04-10
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: EP2096182B1; WO2008072330A1; EP2096182A4; JP5030304B2; CN101589162B; CN101589162A; JPWO2008072330A1; EP2096182A1; US20100007068A1; US8147746B2

Abstract

Aparato de deposición y separación (1) para depositar y separar, en forma de un compuesto intermetálico, el cobre sobrante disuelto en suelda sin plomo fundida (13) que tiene estaño como elemento principal de la misma, comprendiendo el aparato: un baño de deposición (2) para hacer que un compuesto intermetálico de estaño en la suelda sin plomo fundida, un metal añadido desde el exterior y cobre en la suelda sin plomo fundida se depositen con la suelda sin plomo mantenida en estado de fusión, un baño de granulación (4) que incluye un dispositivo de granulación (3) que comprende una pluralidad de placas (31, 32, 33), para permitir que la suelda sin plomo fundida pase a través de la placa para que los compuestos intermetálicos se fusionen entre sí formando así partículas que tengan un mayor diámetro, en donde una primera placa tiene un gran número de aberturas, teniendo cada abertura un diámetro menor, y una segunda placa tiene un gran número de aberturas, teniendo cada abertura un diámetro mayor, y endonde el baño de granulación hace que la suelda sin plomo fundida pase a través de la segunda placa tras haber hecho que la suelda sin plomo fundida pase a través de la primera placa, y un baño de separación (5) para hacer que los compuestos intermetálicos agrandados precipiten y se separen en la suelda sin plomo fundida, incluyendo el baño de separación un orificio de descarga (53) que está formado en el centro de un fondo del baño de separación (5), estando una placa receptáculo (52) hecha de tela metálica dispuesta encima del orificio de descarga (53) para recibir los compuestos intermetálicos precipitados.

Description

Aparato de deposición y separación para el cobre sobrante en suelda sin plomo

�?mbito Técnico

[0001] La presente invención se refiere a un aparato para depositar y separar el cobre sobrante disuelto en suelda sin plomo que contiene estaño como componente principal de la misma en un proceso de estañosoldeo de dispositivos en una placa de circuito impreso que tiene revestimiento de cobre o conductores de cobre.

Antecedentes de la Técnica

[0002] Además del estaño (Sn) como elemento principal de la misma, la suelda sin plomo contiene cobre, plata, cinc, níquel, cobalto, bismuto, indio, fósforo, germanio, etc. en adecuadas concentraciones de los mismos. La suelda sin plomo presenta efecto mojante en el punto de fusión de la misma o bien a una temperatura más alta, típicamente de 250ºC o más. En el proceso de estañosoldeo, un componente tal como una placa de circuito impreso es sumergido en un baño de soldadura sin plomo calentado a una temperatura situada dentro de esa gama de temperaturas, o bien se pone en contacto con una onda de soldadura fundida generada en un baño de soldadura.

[0003] El cobre que se ha usado sobre la placa de circuito impreso o en los conductores de los componentes es calentado hasta una temperatura situada dentro de la gama temperaturas anteriormente mencionada en el proceso deestañosoldeo, y se disuelve en la suelda fundida. Ésta es la así llamada “lixiviación de cobre”. Cuando tiene lugar lixiviación de cobre, la concentración de cobre en el baño de soldadura aumenta marcadamente, y ello conduce a un aumento del punto de fusión de la suelda. También se ven afectadas la tensión superficial y la fluidez de la suelda. Como resultado de ello, son ocasionados defectos de soldadura tales como rugosidad superficial del acabado de soldadura, puentes de soldadura, cavidades, juntas secas, salientes y goterones, y se ve degradada la calidad de la soldadura blanda.

[0004] Si la concentración de cobre aumenta en el baño de soldadura, se sustituye por entero parte de la suelda o toda la suelda del baño de soldadura. La suelda usada es desechada o procesada para separar el cobre sobrante para así reutilizar el estaño. El estaño reciclado es reutilizado como recurso de material de soldadura.

[0005] Los conocidos métodos de reciclaje del estaño incluyen un método en el que se hace uso de la diferencia de los puntos de fusión, un método de refinado electrolítico, etc. La EP 1 908 853 A1 se refiere a un método para separar el exceso de cobre lixiviado en un baño de soldadura sin plomo y para recuperar el estaño a partir de ahí en un proceso de estañosoldeo de un elemento tal como una placa de circuito impreso que tiene un folio de cobre y un componente montado en superficie que tiene un hilo conductor de cobre. Este documento describe en detalle el método de recuperación del estaño, un método para separar compuestos de (CuX)6Sn5, un método de granulación de compuestos de (CuX)6Sn5 y un método de separación de compuestos de (CuX)6Sn5.

[0006] El conocido método de reciclaje de estaño requiere una instalación a gran escala, y por consiguiente una gran superficie de instalación del equipo. Para mantener a un material a refinar a alta temperatura, las llamas deben ser manejadas adecuadamente, y se requieren calentadores que consumen gran cantidad de energía eléctrica, un baño de electrólisis, etc. La instalación de estos dispositivos conduce a problemas medioambientales, exponiendo a los obreros a las consecuencias de peligrosas e ineficaces tareas.

Exposición de la Invención

Problemas a Resolver Mediante la Invención

[0007] La presente invención ha sido desarrollada para superar los problemas conocidos, y es un objeto de la presente invención aportar un aparato que precipite y separe el cobre sobrante disuelto en suelda sin plomo para así reciclar el estaño con eficiencia y en condiciones de seguridad.

Los Medios para Resolver los Problemas

[0008] Para alcanzar el objetivo anteriormente indicado, el inventor de esta invención ha estudiado los problemas y ha obtenido los conocimientos que se indican a continuación.

[0009] (1) Si una cantidad apropiada de una aleación madre que se ha hecho diluyendo un elemento metálico tal como Ni, Co, Fe y elementos similares a alta concentración con estaño puro era añadida a una suelda sin plomo que tuviese cobre sobrante disuelto en la misma, una aleación fundida de cobre-estaño reaccionaba con un elemento añadido incluido en la aleación madre, depositando con ello compuestos intermetálicos, tal como un compuesto del sistema

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(CuX)6Sn5 (X es el elemento añadido, tal como Ni, Co, Fe, etc.). Si se separa el compuesto del sistema (CuX)6Sn5, puede recuperarse el estaño (Sn) que queda.

[0010] (2) El compuesto del sistema (CuX)6Sn5 forma partículas finas y flota en la suelda fundida. No es muy fácil la recuperación del compuesto del sistema (CuX)6Sn5. Si la suelda fundida se deja en reposo por espacio de un largo periodo de tiempo, el compuesto del sistema (CuX)6Sn5 precipita y resulta entonces fácil de recuperar. Sin embargo, el mantener a la suelda fundida a una temperatura situada dentro de la gama de temperaturas que va desde 230 hasta 250ºC por espacio de un largo periodo de tiempo conduce a un incremento de los costes energéticos. Cuando el compuesto del sistema (CuX)6Sn5 es separado y retirado de manera eficaz, resulta eficaz para incrementar la velocidad de precipitación agrandar el tamaño de las partículas por lo demás finas.

[0011] El inventor de esta invención ha estudiado adicionalmente la suelda sin plomo fundida sobre la base de los conocimientos anteriormente indicados, y ha descubierto que si la suelda fundida con el compuesto intermetálico depositado en la misma se pasa a través de una placa que tenga un gran número de finas aberturas, los compuestos en forma de partículas finas se fusionan mutuamente quedando así agrandados al pasar a través de las aberturas. Los compuestos intermetálicos agrandados en la suelda fundida presentan una velocidad de precipitación mayor que la de los compuestos intermetálicos finos tal como estaban antes de ser fusionados.

[0012] La presente invención es un aparato de deposición y separación para depositar y separar, en forma de un compuesto intermetálico, el cobre sobrante disuelto en suelda sin plomo fundida que tiene estaño como elemento principal de la misma. El aparato incluye un baño de deposición para hacer que un compuesto intermetálico de estaño en la suelda sin plomo fundida, un metal añadido desde el exterior y cobre en la suelda sin plomo fundida se depositen con la suelda sin plomo mantenida en estado de fusión, un baño de granulación que incluye un dispositivo de granulación que comprende una pluralidad de placas, para permitir que la suelda sin plomo fundida pase a través de la placa para que los compuestos intermetálicos se fusionen entre sí formando así partículas que tengan un mayor diámetro, en donde una primera placa tiene un gran número de aberturas, teniendo cada abertura un diámetro menor, y una segunda placa tiene un gran número de aberturas, teniendo cada abertura un diámetro mayor, y en donde el baño de granulación hace que la suelda sin plomo fundida pase a través de la segunda placa tras haber hecho que la suelda sin plomo fundida pase a través de la primera placa, y un baño de separación para hacer que los compuestos intermetálicos agrandados precipiten y se separen en la suelda sin plomo fundida, incluyendo el baño de separación un orificio de descarga que está formado en el centro de un fondo del baño de separación, estando una placa receptáculo hecha de tela metálica dispuesta encima del orificio de descarga para recibir los compuestos intermetálicos precipitados.

[0013] Preferiblemente, el baño de granulación incluye una primera placa que tiene un gran número de aberturas, teniendo cada abertura un diámetro menor, y una segunda placa que tiene un gran número de aberturas, teniendo cada abertura un diámetro mayor, y el baño de granulación hace que la suelda sin plomo fundida pase a través de la segunda placa tras haber hecho que la suelda sin plomo fundida pase a través de la primera placa. Con esta disposición, los compuestos intermetálicos que se han fusionado al pasar a través de las aberturas menores se fusionan adicionalmente al pasar a través de las aberturas mayores. Puesto que los compuestos intermetálicos se fusionan gradualmente al aumentar gradualmente el diámetro, en el baño de separación se lleva a cabo más eficientemente un proceso de precipitación y separación.

[0014] El baño de granulación preferiblemente incluye un cilindro en calidad de la placa. El cilindro tiene las partes superior e inferior del mismo cerradas, y una tubería de suministro está conectada al interior del cilindro para suministrar al interior del cilindro la suelda sin plomo fundida que tiene los compuestos intermetálicos depositados en la misma. Cuando la suelda sin plomo fundida fluye hacia el exterior a través del cilindro, los compuestos intermetálicos se fusionan entre sí para así formar partículas que tienen un mayor diámetro.

[0015] Preferiblemente, en el baño de granulación la primera placa está conformada como un primer cilindro y la segunda placa está conformada como un segundo cilindro. El segundo cilindro está dispuesto fuera del primer cilindro con las partes superior e inferior de los cilindros primero y segundo cerradas. Una tubería de suministro está conectada al interior del primer cilindro para suministrar al interior del primer cilindro la suelda sin plomo fundida que tiene los compuestos intermetálicos depositados dentro de la misma. La suelda fundida pasa a través de la primera placa y de la segunda placa por este orden. Los compuestos intermetálicos que se han fusionado al pasar a través de las aberturas menores se fusionan adicionalmente al pasar a través de las aberturas de mayor diámetro. El diámetro de partículas aumenta gradualmente. Los diámetros de partículas de los compuestos intermetálicos que fluyen hacia el exterior a través de la segunda placa devienen aun mayores. El proceso de precipitación y separación es llevado a cabo aun más eficientemente en el baño de separación.

[0016] Es aceptable cualquier número de placas en el baño de granulación. En el paso de la suelda sin plomo fundida está dispuesta al menos una placa. Si está dispuesta una pluralidad de placas, los compuestos intermetálicos son fusionados al pasar a través de las placas a fin de incrementar gradualmente el diámetro de las partículas de los compuestos intermetálicos. En esta disposición, el diámetro de las aberturas practicadas en la placa dispuesta aguas

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arriba del paso de la suelda sin plomo fundida es preferiblemente menor que el diámetro de las aberturas practicadas en la placa dispuesta aguas abajo del paso de la suelda sin plomo fundida.

[0017] Preferiblemente, el baño de separación incluye unos medios generadores de una corriente vortiginosa para producir una corriente vortiginosa en la suelda fundida a fin de precipitar los compuestos intermetálicos en la parte central del fondo del baño. La corriente vortiginosa conduce así a los compuestos intermetálicos agrandados a la parte central del baño. Los medios generadores de la corriente vortiginosa pueden ser unos medios de agitación dispuestos en el baño de separación. En tal caso, deben disponerse en el baño de separación los medios agitadores y un mecanismo de accionamiento de los mismos. Preferiblemente, la tobera que suministra la suelda sin plomo fundida que contiene los compuestos intermetálicos agrandados al baño de separación está dispuesta con una inclinación con respecto a un eje vertical. Con esta disposición, la propia tobera hace de medios generadores de la corriente vortiginosa.

[0018] En la disposición anteriormente descrita, el metal que se añade al baño de deposición puede ser cualquiera que pueda reaccionar con estaño igual como con cobre y que pueda hacer que el compuesto intermetálico sea depositado en la suelda fundida. El elemento X es preferiblemente al menos un elemento seleccionado de entre los metales de transición tales como Ni, Co y Fe.

Ventajas

[0019] Según la presente invención, el metal añadido en el baño de deposición y el cobre sobrante en la suelda fundida reaccionan con el estaño de la suelda fundida, y entonces es depositado en el baño de deposición el compuesto intermetálico, hecho del metal añadido en el baño de deposición, del cobre sobrante en la suelda fundida y del estaño de la suelda fundida. Los compuestos intermetálicos que tienen un pequeño diámetro de partículas son agrandados en el baño de granulación. La velocidad de precipitación de los compuestos intermetálicos es incrementada en el baño de separación. La disposición elimina la necesidad de una instalación a gran escala, y el estaño es recuperado eficientemente y en condiciones de seguridad.

Breve Descripción de los Dibujos

[0020]

La Fig. 1 ilustra el concepto de un aparato de deposición y separación para el cobre sobrante en suelda sin plomo. La Fig. 2 es un diagrama de flujo de un proceso de reciclaje de estaño que es llevado a cabo por el aparato de deposición y separación para el cobre sobrante en suelda sin plomo. La Fig. 3 ilustra un baño de deposición. La Fig. 4 ilustra el concepto de un baño de granulación. La Fig. 5 ilustra la estructura de unos medios de granulación dispuestos en el baño de granulación con parte de los mismos eliminada. La Fig. 6 ilustra el concepto de un baño de separación. La Fig. 7 ilustra un proceso de precipitación y separación en el baño de separación; la Fig. 7(a) ilustra un proceso de agitación por medio de una corriente vortiginosa durante la agitación; y la Fig. 7(b) ilustra un estado posterior a la detención de la corriente vortiginosa.

Números de referencia

[0021]

1 Aparato de deposición y separación 2 Baño de deposición 3 Dispositivo de granulación 4 Baño de granulación 5 Baño de separación 10 Tobera 31, 32, 33 Placas 50 Medios de generación de la corriente vortiginosa

El Mejor Modo de Realizar la Invención

[0022] Se describen a continuación las realizaciones de la presente invención haciendo referencia a los dibujos. La Fig. 1 ilustra el concepto de un aparato de deposición y separación 1 para depositar y separar el cobre sobrante en la suelda sin plomo según la presente invención. El aparato de deposición y separación 1 incluye un baño de deposición 2 para depositar el cobre sobrante disuelto en suelda fundida en forma de un compuesto intermetálico, un baño de granulación 4 que incluye un dispositivo de granulación 3, y un baño de separación 5 para precipitar y separar el compuesto intermetálico del cobre sobrante. El baño de deposición 2 está conectado al baño de granulación 4 por medio de una tubería de suministro 7 con una válvula 6. La tubería de suministro 7 suministra la suelda fundida del baño de

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deposición 2 al baño de granulación 4. El baño de granulación 4 está conectado al baño de separación 5 por medio de una tubería de suministro 9 con una válvula 8. La tubería de suministro 9 suministra la suelda fundida del baño de granulación 4 al baño de separación 5. La tubería de suministro 9 que suministra la suelda fundida al baño de separación 5 está provista de una tobera 10 en el extremo de la misma. La suelda fundida fluye al interior del baño de separación 5 a través de un orificio de la tobera 10. El baño de separación 5 está también provisto de una válvula 11 y de una tubería 12 para recuperar la suelda sin plomo (siendo el principal elemento de la misma estaño) con el cobre sobrante retirado de la misma.

[0023] La Fig. 2 es un diagrama de flujo que ilustra un proceso de reciclaje de estaño del aparato de deposición y separación 1. El aparato de deposición y separación 1 le suministra al baño de deposición 2 la suelda fundida que contiene cobre sobrante que está disuelto en la misma debido a la lixiviación del cobre de una placa de circuito impreso

o de un elemento similar (proceso P1). El baño de deposición 2 puede ser usado como baño de soldadura para llevar a cabo un proceso de soldadura. Se añade un metal al baño de deposición 2, y el cobre sobrante es depositado en forma de un predeterminado compuesto intermetálico (proceso 2). Más específicamente, si se añade un elemento X, el elemento X es depositado junto con cobre y estaño en forma de un compuesto del sistema (CuX)6Sn5. La suelda fundida que contiene el compuesto intermetálico es aportada al baño de granulación 4 y es entonces granulada ahí (proceso P3). Puesto que las partículas de compuesto intermetálico tienen un pequeño diámetro, el dispositivo de granulación 3 granula el compuesto intermetálico dándole así la forma de una partícula de gran diámetro. La suelda fundida que contiene el compuesto intermetálico agrandado es entonces aportada al baño de separación 5, donde es separado el compuesto intermetálico (proceso P4). Del baño de separación 5 se recupera estaño (Sn) y se recupera el compuesto intermetálico separado (procesos P5 y P6). El estaño recuperado es reutilizado como adicional material de suelda. El compuesto intermetálico del cobre sobrante puede ser desechado o refinado en forma de cobre, estaño y otros materiales para reutilizar.

[0024] La Fig. 3 ilustra el concepto del baño de deposición 2. Es aportada al baño de deposición 2 suelda sin plomo 13 que contiene cobre sobrante disuelto en la misma. Un calentador 21 calienta la suelda sin plomo 13 hasta una temperatura situada dentro de una predeterminada gama de temperaturas para así mantener a la suelda sin plomo 13 en estado de fusión. En este estado se añade al baño de deposición 2 una apropiada cantidad de un elemento X predeterminado como un metal añadiendo una aleación madre que incluye al elemento X predeterminado diluido a alta concentración con estaño puro. Al añadir el elemento metálico X, es depositado en el baño de deposición 2 un compuesto 14 del sistema (CuX)6Sn5. La temperatura de calentamiento que produce el calentador 21 puede ajustarse para que sea igual o superior a una temperatura de fusión de la suelda e igual o inferior a una temperatura a la cual se funde el compuesto del sistema (CuX)6Sn5 depositado. Más específicamente, la temperatura de calentamiento puede estar situada dentro de una gama de temperaturas que va desde 230 hasta 250ºC.

[0025] El elemento X puede ser el que no forme un compuesto intermetálico con cobre (Cu), pero forme un compuesto intermetálico con estaño (Sn), y puede ser Ni, Co, Fe, Pt o un elemento similar. Más preferiblemente, el elemento X es un metal de transición tal como Ni, Co o Fe. Añadiendo una correcta cantidad de estos elementos, se forma en la suelda fundida el compuesto del sistema (CuX)6Sn5 en forma del compuesto intermetálico que tiene una estructura cristalina que tiene un punto de fusión superior al de la suelda. El elemento X que se añade no es necesariamente de un solo tipo. Pueden añadirse dos tipos o más tipos de elementos X seleccionados de entre los miembros del grupo que consta de Ni, Co, Fe, etc. Tras haber sido depositado el compuesto intermetálico, la suelda sin plomo 13 es dirigida al baño de granulación 4 por medio de la tubería de suministro 7 conectada a un orificio de descarga 22 dispuesto en el fondo del baño de deposición 2.

[0026] La Fig. 4 ilustra el concepto del baño de granulación 4. La Fig. 5 ilustra el dispositivo de granulación 3 instalado en el baño de granulación 4 con una parte del mismo eliminada. Como se muestra en la Fig. 4, el baño de granulación 4 incluye al dispositivo de granulación 3 en el mismo y a un calentador 41 para calentar el baño de granulación 4. El calentador 41 hace que la temperatura interior del baño de granulación 4 aumente hasta llegar a quedar situada dentro de una gama de temperaturas que va desde 230 hasta 250ºC, para así mantener la suelda sin plomo en estado de fusión. Haciendo que la suelda fundida pase a través del dispositivo de granulación 3 en el baño de granulación 4, los compuestos intermetálicos que están en forma de partículas finas y están contenidos en la suelda fundida son granulados en forma de partículas de mayor tamaño, y los resultantes compuestos intermetálicos en forma de las partículas de gran tamaño son fáciles de separar de la suelda fundida. El dispositivo de granulación 3 incluye una pluralidad de placas 31, 32 y 33, y cada una de las placas 31, 32 y 33 tiene un gran número de aberturas que la atraviesan. Las placas 31, 32 y 33 están dispuestas en ese orden desde la parte de aguas arriba del paso de la suelda fundida hacia abajo, y las aberturas de las placas son preferiblemente de diámetro creciente del lado de aguas arriba al lado de aguas abajo. El diámetro de las aberturas formadas en la placa 31 es el menor de entre los de las aberturas formadas en las placas 32 y 33. El diámetro de las aberturas formadas en la placa 32 es mayor que el diámetro de las aberturas formadas en la placa 31 pero menor que el diámetro de las aberturas formadas en la placa 33. El diámetro de las aberturas formadas en la placa 33 es el mayor de los diámetros de las aberturas formadas en las placas 31 y 32. La suelda fundida que es aportada a través de la tubería de suministro 7 es introducida en el dispositivo de granulación 3 y a continuación pasa sucesivamente a través de las placas 31, 32 y 33 y luego fluye al exterior del dispositivo de granulación 3.

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[0027] Las placas 31, 32 y 33 no quedan limitadas a forma particular alguna, y pueden ser una combinación de placas planas dispuestas sucesivamente, o bien pueden ser una combinación de cilindros. Según la presente realización, las placas 31, 32 y 33 son cilindros que están dispuestos coaxialmente como se muestra en la Fig. 5. Las placas 31, 32 y 33 están dispuestas del interior al exterior en ese orden. La parte superior y la parte inferior de cada una de las placas cilíndricas 31, 32 y 33 están cerradas con una placa superior 3a y una placa inferior 3b, respectivamente. La tubería de suministro 7 está en comunicación con el interior de la placa 31, y la suelda fundida que contiene el compuesto intermetálico fluye al interior de la placa 31. La suelda fundida en la placa 31 pasa entonces a través de las aberturas 31a de la placa 31 y pasa al espacio situado entre la placa 31 y la placa 32. La suelda fundida pasa entonces a través de las aberturas 32a de la placa 32, pasando con ello al interior del espacio situado entre la placa 32 y la placa 33. Además, la suelda fundida pasa a través de las aberturas 33a de la placa 33, pasando con ello al exterior del dispositivo de granulación 3.

[0028] Las de un gran número de aberturas 31a, 32a y 33a de las placas 31, 32 y 33 presentan unos diámetros escalonadamente crecientes según se va del interior al exterior en el dispositivo de granulación 3. El diámetro de las aberturas 31a de la primera placa 31 dispuesta en el sitio más interior en el dispositivo de granulación 3 (en un sitio situado aguas arriba del paso de la suelda fundida) es menor que el diámetro de las aberturas 32a de la segunda placa 32, y el diámetro de las aberturas 32a de la segunda placa 32 es menor que el diámetro de las aberturas 33a de la tercera placa 33. Más específicamente, el diámetro de las aberturas 31a de la primera placa 31 puede ser de 2 mm, el diámetro de las aberturas 32a de la segunda placa 32 puede ser de 3 mm, y el diámetro de las aberturas 33a de la tercera placa 33 puede ser de 4 mm, por ejemplo. La placa puede estar hecha de tela metálica. Como se muestra en la Fig. 5, en cuanto a la resistencia mecánica y a la precisión dimensional del diámetro interior es preferible el uso de un metal perforado que se forma perforando una pluralidad de aberturas en una chapa metálica.

[0029] Haciendo que el compuesto intermetálico, o sea concretamente el compuesto del sistema (CuX)6Sn5, junto con la suelda fundida, pase a través de la pluralidad de placas 31, 32 y 33 consecutivamente, los compuestos 14 del sistema (CuX)6Sn5 se fusionan entre sí cada vez que los compuestos 14 del sistema (CuX)6Sn5 pasan por las aberturas 31a, 32a y 33a de las placas 31, 32 y 33, y los diámetros de partículas de los compuestos 14 del sistema (CuX)6Sn5 aumentan gradualmente. La suelda fundida que contiene los compuestos intermetálicos granulados por el baño de granulación 4 y luego agrandados es entonces aportada al baño de separación 5 por medio de la tubería de suministro 9 conectada al orificio de descarga 42 dispuesto en el fondo del baño de granulación 4.

[0030] Según la presente realización, el dispositivo de granulación incluye tres placas, pero puede usarse cualquier número de placas. Incluso con una placa, el diámetro de partículas es incrementado cuando los compuestos intermetálicos pasan a través de las aberturas practicadas en la placa. El número de placas puede ser dos. Como alternativa pueden emplearse cuatro o más placas.

[0031] La Fig. 6 ilustra el concepto del baño de separación 5. El baño de separación 6 hace que los compuestos intermetálicos agrandados en la suelda fundida 13 precipiten y se separen dentro de la misma. El baño de separación 5 incluye calentadores 51 para incrementar la temperatura del baño hasta una temperatura situada dentro de una gama de temperaturas que va desde 230 hasta 250ºC para así mantener el estado de fusión de la suelda. El baño de separación 5 incluye un orificio de descarga 53. El orificio de descarga 53 está formado en el centro de un fondo del baño de separación 5 para recuperar estaño (suelda fundida) y conectado a la tubería 12. Una placa receptáculo 52 hecha de tal metálica, etc., está dispuesta encima del orificio de descarga 53 para recibir los compuestos intermetálicos precipitados. Durante la precipitación, el compuesto intermetálico preferiblemente cae hacia la placa receptáculo 52 dispuesta en el centro del fondo del baño de separación 5. El baño de separación 5 crea una corriente vortiginosa 55 en la suelda fundida 13 dentro del mismo, con lo cual la corriente vortiginosa 55 sitúa al compuesto intermetálico en el centro del baño. Según la presente realización, la tobera 10 está dispuesta, en calidad de los medios 50 de generación de la corriente vortiginosa, con una inclinación con respecto a un eje vertical en el extremo de la tubería de suministro 9 que aporta la suelda sin plomo fundida que contiene los compuestos intermetálicos 14 agrandados al baño de separación 5 como se muestra en la Fig. 6. Aportando la suelda fundida por junto a la pared interior del baño de separación 5 desde la tobera 10, es producida la corriente vortiginosa 55 en la suelda fundida 13 dentro del baño. La presente invención no queda limitada a este mecanismo. Como alternativa, la corriente vortiginosa 55 puede crearse disponiendo unos medios de agitación dentro del baño de separación 5.

[0032] La Fig. 7 ilustra un proceso de precipitación y separación que tiene lugar en el baño de separación 5. La Fig. 7(a) ilustra la suelda fundida agitada por la corriente vortiginosa y la Fig. 7(b) ilustra la suelda fundida tras haber sido detenida la corriente vortiginosa. Cuando se genera la corriente vortiginosa 55 en el baño de separación 5 como se muestra en la Fig. 7(a), el compuesto intermetálico 14, o sea concretamente los compuestos del sistema (CuX)6Sn5, es (son) atraído(s) por la corriente vortiginosa 55 y se agregan gradualmente en el centro del fondo del baño de separación

5. Al haber sido parada la corriente vortiginosa parando la aportación de la suelda fundida al baño de separación 5, los compuestos intermetálicos 14 precipitan sobre la placa receptáculo 52 del centro del fondo en el baño de separación 5 como se muestra en la Fig. 7(b). Si la válvula 11 (véase la Fig. 1) de la tubería 12 conectada al orificio de descarga 53 del baño de separación 5 está abierta en este estado, puede recuperarse la suelda fundida 13 que contiene estaño de

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alta pureza. Puede disponerse en la parte superior de la pared del baño de separación 5 un orificio de descarga para recuperar el estaño de alta pureza restante en calidad de la suelda fundida 13, y puede descargarse para su recuperación tan sólo la capa superior de estaño fundido.

[0033] Como se muestra, la placa receptáculo 52 está dispuesta encima del orificio de descarga 53, y los compuestos intermetálicos son recuperados usando la placa receptáculo 52. La presente invención no queda limitada a esta disposición. El compuesto intermetálico puede ser descargado a través del orificio de descarga 53, con lo cual puede dejarse en el baño de separación 5 la suelda fundida que contiene estaño de alta pureza. Al precipitar los compuestos intermetálicos en la parte inferior central del baño de separación 5, los compuestos intermetálicos pueden ser aspirados con medios de aspiración dispuestos en el baño de separación 5.

[0034] Como se ha descrito anteriormente, el aparato de deposición y separación 1 para el cobre sobrante en la suelda sin plomo procesa sucesivamente la suelda fundida que contiene cobre sobrante disuelto dentro de la misma usando el baño de deposición 2, el baño de granulación 4 y el baño de separación 5. El cobre sobrante es así separado, y el estaño de alta pureza es recuperado eficientemente. En particular, el baño de granulación 4 granula los compuestos intermetálicos que están hechos de cobre sobrante y en forma de partículas finas poniéndolos así en forma de compuestos intermetálicos con forma de grandes partículas usando el dispositivo de granulación 3. Aumenta la velocidad de precipitación del compuesto intermetálico en el baño de separación 5. El cobre sobrante es así separado eficientemente. Así se reprime el aumento de los costes de la energía que se requiere para separar el compuesto intermetálico. El aparato es una instalación de tamaño menor que el de la instalación que se usa en el método de recuperación de estaño conocido. El método de la presente invención, al no emplear una instalación peligrosa, asegura un funcionamiento en condiciones de seguridad.

[0035] La suelda usada puede ser recuperada de un baño de estañosoldeo por inmersión o de un baño de soldadura por onda, y el estaño es recuperado usando el aparato de deposición y separación 1 en una planta de reciclaje. Sin transferir la suelda recuperada a un sitio distinto, el aparato de deposición y separación 1 puede instalarse junto al baño de estañosoldeo por inmersión o junto al baño de soldadura por onda, con lo cual el estaño es recuperado en paralelo con una operación de soldadura. Puesto que el cobre sobrante disuelto puede ser separado como parte de toda la operación en el último caso, se lleva a cabo con utilidad el ajuste de la concentración de cobre en el baño de soldadura.

Aplicabilidad Industrial

[0036] Según la presente invención, el cobre sobrante disuelto en el baño de soldadura sin plomo es separado y el estaño es recuperado eficientemente a partir de la suelda fundida. El estaño recuperado es reutilizado como material a utilizar para hacer una suelda.

EP 2096182

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aparato de deposición y separación (1) para depositar y separar, en forma de un compuesto intermetálico, el cobre sobrante disuelto en suelda sin plomo fundida (13) que tiene estaño como elemento principal de la misma,

5 comprendiendo el aparato: un baño de deposición (2) para hacer que un compuesto intermetálico de estaño en la suelda sin plomo fundida, un metal añadido desde el exterior y cobre en la suelda sin plomo fundida se depositen con la suelda sin plomo mantenida en estado de fusión, un baño de granulación (4) que incluye un dispositivo de granulación (3) que comprende una pluralidad de

10 placas (31, 32, 33), para permitir que la suelda sin plomo fundida pase a través de la placa para que los compuestos intermetálicos se fusionen entre sí formando así partículas que tengan un mayor diámetro, en donde una primera placa tiene un gran número de aberturas, teniendo cada abertura un diámetro menor,y una segunda placa tiene un gran número de aberturas, teniendo cada abertura un diámetro mayor, y endonde el baño de granulación hace que la suelda sin plomo fundida pase a través de la segunda placa

15 tras haber hecho que la suelda sin plomo fundida pase a través de la primera placa, y un baño de separación (5) para hacer que los compuestos intermetálicos agrandados precipiten y se separen en la suelda sin plomo fundida, incluyendo el baño de separación un orificio de descarga (53) que está formado en el centro de un fondo del baño de separación (5), estando una placa receptáculo (52) hecha de tela metálica dispuesta encima del orificio de descarga (53) para recibir los compuestos intermetálicos

20 precipitados.
2. Aparato de deposición y separación según la reivindicación 1, en donde la primera placa está conformada como un primer cilindro y la segunda placa está conformada como un segundo cilindro, en donde el segundo cilindro está dispuesto fuera del primer cilindro con las partes superior e inferior (3a, 3b) de los cilindros primero y

25 segundo cerradas, y en donde una tubería de suministro (7) está conectada al interior del primer cilindro para suministrar al interior del primer cilindro la suelda sin plomo fundida que tiene los compuestos intermetálicos depositados dentro de la misma.
3. Aparato de deposición y separación según la reivindicación 1, en donde el baño de separación comprende unos

30 medios generadores de una corriente vortiginosa para producir una corriente vortiginosa (55) ahí dentro, y en donde los compuestos intermetálicos agrandados son dirigidos a la parte central de la corriente vortiginosa.
4. Aparato de deposición y separación según la reivindicación 3, en donde los medios generadores de la corriente vortiginosa comprenden una tobera (10) dispuesta con una inclinación con respecto a un eje vertical, aportando

35 la tobera la suelda sin plomo fundida que contiene los compuestos intermetálicos agrandados al baño de separación.

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