JP2000156562A - 処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理装置の環境への影響を低減するととも
に、資源の再利用効率を向上させる。 【解決手段】 支持軸３が上下または回転運動を高速に
行うように制御され、これにともなって基板ホルダ２に
保持されている使用済み基板１０が完全フッ素化炭素化
合物９内で激しく振動する。使用済み基板１０のはんだ
は溶融し、完全フッ素化炭素化合物９内を沈降する。回
収ネット４を介して加熱溶液容器１の底部に沈殿したは
んだは、はんだたまり１１を形成する。加熱溶液容器１
内の底部に沈降したはんだは、回収バルブ５を開くこと
により液状で回収される。はんだが溶融したため使用済
み基板１０から分離された電子部品は、液面に浮上す
る。液面に浮上した電子部品は、部品回収ネット６によ
り回収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、樹脂と金属とを
含む物体を処理する処理装置及び方法に関し、特に、使
用済みのプリント基板とこのプリント基板に取り付けら
れた電子部品とを分離して回収する処理装置及び方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、膨大な数の電子機器の生産と供給
に伴い、使用済みの電子機器も増加している。これらの
電子機器には、各種制御部としてプリント基板を用いた
電子回路が組み込まれ、これら使用済みのプリント基板
の適切な処理が要求されている。通常、プリント基板に
は各種電子部品がはんだによって取り付けられており、
これらの電子部品を取り除いて適切に処理することは困
難である。特に、電子回路の処理には、環境への影響を
低減することと、資源を有効に再利用することが要求さ
れる。

【０００３】従来の使用済みプリント基板の処理におい
て、プリント基板から電子部品が取り除かれた後の処理
技術について、または取り除かれた後の資源の再利用を
考慮した技術については各種開発されている。

【０００４】特開平５−１１０２１７号では、特別な合
成樹脂をプリント基板に用いることにより、はんだ耐熱
性を有し、かつリサイクルが可能なプリント基板が開示
されている。特開平７−３０７５３６号では、特別な環
境におくとプリント基板母材が崩壊する自己崩壊機能を
有したプリント基板が開示されている。特開平９−１８
７７５１号及び特開平９−２７１７４８号では、プリン
ト基板をアルカリ性水溶液に浸漬し、さらに水に浸漬す
ることによりプリント基板から銅箔や電子部品を容易に
分離できる状態にする技術が開示されている。特開平１
０−１８３２６４号では、プリント基板に取り付けられ
た電子部品が取り外された後のプリント基板の処理方法
が開示されている。

【０００５】一方、具体的に使用済みのプリント基板か
ら電子部品を分離する処理にそのものについては、特開
平１０−１０７４２６号に、使用済みのプリント基板を
加熱するとともに機械的な衝撃を加えることにより、電
子部品及びはんだを回収する技術が開示されている。ま
た、特開平１０−９９８１５号では、使用済みプリント
基板から電子部品を分離することなく熱分解する技術が
開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、プリ
ント基板から電子部品が取り除かれた後の処理技術につ
いて、または取り除かれた後の資源の再利用を考慮した
技術については各種開発されている。しかし、プリント
基板から電子部品を分離する処理において、環境への影
響を低減し、かつ、資源を有効に再利用できる技術は開
発されていない。

【０００７】例えば、使用済みのプリント基板を加熱す
るとともに機械的な衝撃を加えるという処理を行った場
合、溶融したはんだが飛散、粉末化する。飛散、粉末化
したはんだは、分離された電子部品に付着する可能性が
あり、この付着したはんだと電子部品とを分離する処理
が必要となる。さらに、飛散、粉末化したはんだは酸化
する。一般に、酸化粉末状態のはんだには再利用が非常
に困難になる。

【０００８】また、使用済みプリント基板から電子部品
を分離することなく熱分解する場合、金、銀などの有価
金属を回収することは可能である。しかし、これ以外の
物質は総て燃焼されてしまし再利用効率が低下する。さ
らに、大量の二酸化炭素を排出する虞があり、環境への
影響を低減できない可能性がある。そこでこの発明の課
題は、環境への影響を低減するとともに、資源を有効に
再利用できる処理装置及び方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る第１処理
装置は、加温された完全フッ素化化合物を内蔵する容器
と、前記完全フッ素化化合物内で基板を振動させ、この
基板から電子部品とはんだとを分離する分離手段とを備
えることを特徴とする。

【００１０】この第１処理装置によれば、完全フッ素化
化合物内で基板から電子部品とはんだとが分離される。
その際、有毒ガスや二酸化炭素などが発生せず、環境へ
の影響を低減することができる。また、液の特性により
樹脂系の部品が溶解することがない。

【００１１】前記第１処理装置は、前記基板から分離さ
れたはんだと、電子部品とを回収する回収手段をさらに
備えるように構成してもよい。これによれば、はんだと
電子部品が効率よく回収され、資源を有効に再利用する
ことができる。

【００１２】この発明に係る第２処理装置は、加温され
た完全フッ素化化合物を内蔵する容器と、前記完全フッ
素化化合物内で基板を振動させ、この基板から電子部品
とはんだとを分離する分離手段と、前記完全フッ素化化
合物の液面近傍から前記完全フッ素化化合物を取り込
み、前記基板から分離された電子部品を回収するととも
に、取り込まれた完全フッ素化化合物をろ過して前記容
器に戻す還流手段とを備えることを特徴とする。

【００１３】この第２処理装置によれば、有毒ガスや二
酸化炭素などが発生せず、環境への影響を低減すること
ができるとともに、電子部品が液面に浮上するのでこの
電子部品を効率よく回収することができる。前記第２処
理装置は、前記容器内に沈降した前記分離されたはんだ
を回収する回収手段をさらに備えるように構成してもよ
い。これによれば、はんだは空気にさらされないので無
酸化の状態で回収することができる。

【００１４】この発明に係る第３処理装置は、電子部品
の比重より大きくはんだの比重より小さい溶液であっ
て、前記はんだの融点以上に加温された化合物を内蔵す
る容器と、前記化合物内に基板を浸漬し、この基板から
電子部品とはんだとを分離する分離手段とを備えること
を特徴とする。

【００１５】この第３処理装置によれば、電子部品、は
んだ、溶液の比重により、化合物内で基板から電子部品
とはんだとが自動的に分離、分類される。その際、有毒
ガスや二酸化炭素などが発生せず、環境への影響を低減
することができる。

【００１６】前記第３処理装置は、前記溶液に浮上する
前記電子部品と、前記容器内に沈降するはんだとを回収
する回収手段をさらに備えるように構成してもよい。前
記第３処理装置によれば、分離された電子部品は化合物
内を浮上し、はんだは沈降する。これらを回収する回収
手段を備えることにより効率のよい資源の再利用が可能
となる。

【００１７】前記第１〜第３処理装置の前記分離手段
は、前記基板から金属部品を分離し、処理装置が、前記
分離された金属部品を回収する金属部品回収手段をさら
に備えるように構成してもよい。

【００１８】この発明に係る第１処理方法は、完全フッ
素化化合物を加温するステップと、前記完全フッ素化化
合物内で基板を振動させ、この基板から電子部品とはん
だとを分離するステップとを有することを特徴とする。

【００１９】この発明に係る第２処理方法は、電子部品
の比重より大きくはんだの比重より小さい溶液を、前記
はんだの融点以上に加温するステップと、前記化合物内
に基板を浸漬し、この基板から電子部品とはんだとを分
離するステップとを有することを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】まず、この発明の原理について説
明する。完全フッ素化合物は、比重が１．９前後の液体
であり、水や他の有機溶剤とも混合せず、樹脂への浸透
や溶解がないことが知られている。また、一般にはんだ
の融点は１８３℃で、比重が約８．３である。さらに、
プリント基板に取り付けられる電子部品の比重は通常１
〜１．２程度である。この発明の原理は、このような比
重や融点などの特徴を利用している。

【００２１】まず、沸点が２１０℃以上のフッ素化合
物、またはその混合液を２００℃前後まで加温する。こ
の液中に使用済み基板を入れ、この基板を回転させた
り、振動させる。上述したようにはんだの融点は１８３
℃である。このため、はんだは液中で溶融し、プリント
基板や電子部品から離脱する。さらに、完全フッ素化合
物の比重が１．９で、はんだの比重が約８．３であるた
め、離脱したはんだは液底の方に沈降する。このとき、
はんだは空気にふれないため酸化することなく粒子状態
になる。

【００２２】一方、電子部品ははんだが離脱したのでプ
リント基板から遊離する。電子部品の比重は１〜１．２
程度で、完全フッ素化合物の比重が１．９であるため、
電子部品は液面に浮上する。このとき、プリント基板や
電子部品の樹脂成分は溶解しない。

【００２３】この発明は、上述した原理を用いている。
なお、前記完全フッ素化合物には住友スリーエム社の製
品で商標登録されているフロリナートなどを適用するこ
とができる。

【００２４】次に、図面を参照してこの発明に係る処理
装置の実施形態について説明する。図１は処理装置の構
成を示す図である。この処理装置は、加熱溶液容器１、
基板ホルダ２、支持軸３、回収ネット４、回収バルブ
５、部品回収ネット６、フィルタ７、及びポンプ８によ
り構成される。

【００２５】加熱溶液容器１には、完全フッ素化炭素化
合物９が入れられる。この完全フッ素化炭素化合物９
は、図示しない加温部により約２００℃まで加温され
る。基板ホルダ２は、使用済み基板１０を完全フッ素化
炭素化合物９内で保持する。支持軸３は、一端が基板ホ
ルダ２に接続されており、もう一端が図示されていない
が、加熱溶液容器１の外部に設けられている駆動機構に
接続されている。支持軸３は、この駆動機構による制御
にしたがって垂直方向への上下移動、及び支持軸３を中
心として回転移動が可能である。この支持軸３の移動に
伴って基板ホルダ２が完全フッ素化炭素化合物９内で各
種方向に移動され、保持されている使用済み基板１０が
振動する。

【００２６】回収ネット４は、加熱溶液容器１内の底部
側に設けられており使用済み基板９から脱落した金属部
品を回収する。なお、この回収ネット４は、金属部品は
回収可能であるが、液中で使用済み基板９から離脱した
粒子状のはんだは通過するものが適用される。回収バル
ブ５は、加熱溶液容器１の底部に設けられている。使用
済み基板１０から離脱した粒子状のはんだが沈降し、加
熱溶液容器１の低部にはんだたまり１１が形成される
と、この回収バルブ５を開くことにより加熱溶液容器１
外部にはんだを液状で取り出すことができる。

【００２７】この実施形態の処理装置にはリフロー（還
流）システムが適用されている。これは、加熱溶液容器
１の完全フッ素化炭素化合物９の液面近傍部分が加熱溶
液容器１外部に流れ出し、この外部に流れ出された完全
フッ素化炭素化合物９がろ過された後に再度加熱溶液容
器１内に流れ込むというシステムである。

【００２８】部品回収ネット６は、外部に流出する完全
フッ素化炭素化合物９にともなって加熱溶液容器１から
流出する、使用済み基板１０から分離された電子部品を
回収する。フィルタ７は、部品回収ネット６により電子
部品が回収された後の完全フッ素化炭素化合物９をろ過
し、ごみなどの異物を取り除く。ポンプ８は、フィルタ
７によりろ過された後の完全フッ素化炭素化合物９を加
熱溶液容器１内に送り出す。

【００２９】次に、この実施形態の動作を説明する。ま
ず、上述したように加熱溶液容器１内の完全フッ素化炭
素化合物９が約２００℃まで加熱される。この後、駆動
機構により支持軸３が上下または回転運動を高速に行う
ように制御され、これにともなって基板ホルダ２に保持
されている使用済み基板１０が完全フッ素化炭素化合物
９内で激しく振動する。

【００３０】上述したようにはんだの融点は、加熱され
た完全フッ素化炭素化合物９よりも低く、かつ、使用済
み基板１０は完全フッ素化炭素化合物９内で激しく振動
している。さらに、はんだの比重は、完全フッ素化炭素
化合物９の比重より大きい。このため、使用済み基板１
０のはんだは溶融し、完全フッ素化炭素化合物９内を沈
降する。回収ネット４を介して加熱溶液容器１の底部に
沈殿したはんだは、はんだたまり１１を形成する。

【００３１】加熱溶液容器１内の底部に沈降したはんだ
は、回収バルブ５を開くことにより液状で回収される。
特に、低部に沈降したはんだは、空気にふれていないた
め酸化していない。

【００３２】はんだが溶融したため使用済み基板１０か
ら分離された金属部品は、比重が４〜５であるため、は
んだと同様に加熱溶液容器１の底部に向かって沈降す
る。しかし、これらの金属部品は、回収ネット４により
加熱溶液容器１の低部に到達する前に回収される。

【００３３】一方、はんだが溶融したため使用済み基板
１０から分離された電子部品は、比重が完全フッ素化炭
素化合物９の比重よりも小さいため、液面に浮上する。
液面に浮上した電子部品は、リフローシステムによる完
全フッ素化炭素化合物９の流出に伴なって加熱溶液容器
１外部に流出する。流出した電子部品は、部品回収ネッ
ト６により回収される。

【００３４】以上の動作により、使用済み基板１０に用
いられているはんだ、電子部品、および金属部品が比重
により自動的に分類され、効率よく回収される。この
際、完全フッ素化炭素化合物の特性により樹脂系の部品
は溶解することなく回収することができる。

【００３５】回収された、はんだ、電子部品、および金
属部品は、再利用システムに用いることができる。はん
だは、回収バルブ８を介して回収した後に冷却すること
により、無酸化インゴット（鋳塊）の状態で回収するこ
とができ再生はんだの良質な原料となる。各種部品は、
金属部品と電子部品とに分類された上で、破壊されるこ
となく回収され、結果として再利用効率が向上される。

【００３６】はんだ、電子部品、および金属部品が使用
済み基板１０から分離されるとき、有毒ガスや二酸化炭
素などが発生せず、環境に与える悪影響を与えることが
ない。また、基板を傷つけたり、破壊することなく各種
部品が分離され、銅と有機樹脂との分離工程が簡易にな
る。

【００３７】なお、電子部品を回収する際、使用済み基
板１０に付着しているゴミなども同時に液面に浮上し、
電子部品とともに回収される虞がある。しかし、このよ
うなゴミは、電子部品を水洗することにより容易に除去
することができる。

【００３８】また、使用済み基板１０にクリンチ、キン
ク、またはビス止めなどで機械的に固定されている部品
は、上述した処理では分離、回収することはできず、基
板に取り付けられた状態のままになる。しかし、すでに
はんだが除去されているため、容易に部品を取り外すこ
とが可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、はん
だ、電子部品、および金属部品が効率よく回収され、資
源を有効に再利用することができる。また、はんだ、電
子部品、および金属部品が回収されるとき、有毒ガスや
二酸化炭素などが発生せず、環境への影響を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態である処理装置の構成を示
す図。

【符号の説明】

１ 加熱溶液容器、２ 基板ホルダ、３ 支持軸、４
回収ネット、５ 回収バルブ、６ 部品回収ネット、７
フィルタ、８ ポンプ、９ 完全フッ素化炭素化合
物、１０ 使用済み基板、１１ はんだたまり

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加温された完全フッ素化化合物を内蔵す
   る容器と、 前記完全フッ素化化合物内で基板を振動させ、この基板
   から電子部品とはんだとを分離する分離手段とを備える
   ことを特徴とする処理装置。
2. 【請求項２】 前記基板から分離されたはんだと、電子
   部品とを回収する回収手段をさらに備えることを特徴と
   する請求項１記載の処理装置。
3. 【請求項３】 加温された完全フッ素化化合物を内蔵す
   る容器と、 前記完全フッ素化化合物内で基板を振動させ、この基板
   から電子部品とはんだとを分離する分離手段と、 前記完全フッ素化化合物の液面近傍から前記完全フッ素
   化化合物を取り込み、前記基板から分離された電子部品
   を回収するとともに、取り込まれた完全フッ素化化合物
   をろ過して前記容器に戻す還流手段とを備えることを特
   徴とする処理装置。
4. 【請求項４】 前記容器内に沈降した前記分離されたは
   んだを回収する回収手段をさらに備えることを特徴とす
   る請求項３記載の処理装置。
5. 【請求項５】 電子部品の比重より大きくはんだの比重
   より小さい溶液であって、前記はんだの融点以上に加温
   された化合物を内蔵する容器と、 前記化合物内に基板を浸漬し、この基板から電子部品と
   はんだとを分離する分離手段とを備えることを特徴とす
   る処理装置。
6. 【請求項６】 前記溶液に浮上する前記電子部品と、前
   記容器内に沈降するはんだとを回収する回収手段をさら
   に備えることを特徴とする請求項５記載の処理装置。
7. 【請求項７】 前記分離手段は、前記基板から金属部品
   を分離し、 前記処理装置は、前記分離された金属部品を回収する金
   属部品回収手段をさらに備えることを特徴とする請求項
   １、３または５記載の処理装置。
8. 【請求項８】 完全フッ素化化合物を加温するステップ
   と、 前記完全フッ素化化合物内で基板を振動させ、この基板
   から電子部品とはんだとを分離するステップとを有する
   ことを特徴とする処理方法。
9. 【請求項９】 電子部品の比重より大きくはんだの比重
   より小さい溶液を、前記はんだの融点以上に加温するス
   テップと、 前記化合物内に基板を浸漬し、この基板から電子部品と
   はんだとを分離するステップとを有することを特徴とす
   る処理方法。