JP3243412B2 - プリント基板のはんだ除去方法、はんだ除去装置およびキャリヤー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄処分されるプ
リント基板からはんだを除去する方法、装置、およびプ
リント基板を保持するキャリヤーに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にテレビ、ラジオ、テープレコーダ
ー、コンピューター、複写機のような電気製品は、配線
部分にプリント基板が使用されており、該プリント基板
と電子部品の接続には錫・鉛合金のはんだが使用されて
いる。これらの電気製品は、故障したり、古くなって使
い勝手が悪くなったりした場合は、廃棄処分されるが、
外枠やプリント基板がプラスチックのような合成樹脂で
あり、また導体部やフレームが金属であるため焼却でき
ず、ほとんどが破砕されてから地中に埋められている。

【０００３】ところで近年、ガソリン、重油等の石化燃
料の多用により、大気中に硫黄酸化物が大量に放出さ
れ、その結果、地上に降る雨は酸性雨となっている。酸
性雨は地中に埋められた電気製品のはんだを溶出させて
地下に染み込み、地下水を鉛で汚染するようになる。こ
のように鉛を含んだ地下水を長年飲用していると、人体
に鉛分が蓄積され、鉛毒を起こす恐れが懸念される。こ
のような気運から、環境保護団体や電気製品製造業界か
らは廃棄される電気製品からはんだを除去することが強
く要望されていた。

【０００４】プリント基板からはんだを除去する方法と
しては、化学的方法と物理的方法がある。化学的方法と
は、プリント基板をエッチング液に浸潰してプリント基
板からはんだだけを選択的に溶解させようとするもので
あり、この化学的方法は、はんだをプリント基板からほ
ぼ１００％除去できるという除去率の面では優れている
ものである。しかしながら、化学的方法は、エッチング
液が高価であるばかりでなく、はんだを溶解させた後の
エッチング液の処理に高価な設備と多大な手間がかか
り、さらにははんだをエッチング液に溶解させるのに時
間がかかるという経済性、生産性に問題のある方法であ
る。

【０００５】一方、物理的方法とは、プリント基板に付
着しているはんだを溶融させてから除去する方法であ
る。物理的方法は、プリント基板からのはんだの除去が
化学的方法のように完全にできないが、化学的方法より
も設備が簡易であり、高価な消耗品を使用することがな
いため、イニシャルコスト、ランニングコストが廉価で
あるという特長がある。プリント基板からのはんだの除
去は１００％完全に除去できることが最良であるが、電
気製品に使用されるはんだ量から鑑みて、そのうちの７
０％以上のはんだがプリント基板から除去できれば、は
んだ除去後のプリント基板をそのまま廃棄しても地下水
への汚染は現在の汚染に比べて極めて少なくなる。

【０００６】物理的方法としては特開昭５６−３７６９
９号、特開平７−３３６０４２号等に開示された発明が
提案されている。前者は加熱された筒状回転体の中でプ
リント基板を落下させることにより、そのショックでは
んだを振り落とそうとするものであり、後者は加熱され
たオイルの中にプリント基板を通過させるとともに、勢
いよく噴流するオイルをプリント基板に当てて、はんだ
を拭い取ろうとするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで加熱された筒
状回転体の中でプリント基板を落下させる方法は、プリ
ント基板から電子部品を外し、プリント基板と電子部品
間に付着していたはんだは除去できるが、プリント基板
の銅箔に付着したはんだを完全に除去することはできな
かった。この方法でのはんだの除去率は、せいぜい４０
％程度であり、電気製品業界や環境保護団体から望まれ
ている除去率を充分に満足させることができない数値で
ある。

【０００８】また加熱したオイル中ではんだを除去する
方法では、装置が簡単であるが、オイル中にプリント基
板を没入させると、コンデンサーのような電子部品が破
裂してオイルを飛散させることがあり、またはんだの除
去率は３０％程度という低い数値であった。

【０００９】本発明は、物理的方法において、はんだの
除去率が７０％以上という高率ではんだを除去できる方
法、装置、およびそれに使用するキャリヤーを提供し、
上述の如き従来技術の欠点を改善したことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、金属的に
付着したはんだを銅箔から除去するには、単なる振り落
としやオイルの吹き付けでは、除去しにくいことから、
さらに強制的にはんだを除去することについて鋭意研究
を重ねた結果、はんだ付け部を削り取ったり、溶融させ
てから跳ねとばしたりすると短時間でしかも効率よくは
んだの除去ができることを見いだし、本発明を完成させ
た。

【００１１】本発明の第１発明は、プリント基板のはん
だ付け面をはんだ除去手段、例えば、高速で回転するロ
ール状のワイヤーブラシ又はカップブラシで擦って、プ
リント基板のはんだ付け部に付着しているはんだを除去
することを特徴とするプリント基板のはんだ除去方法で
ある。

【００１２】本発明の第２発明は、プリント基板を加熱
装置で加熱し、はんだ付け部のはんだを溶融させた状態
で、プリント基板のはんだ付け面を高速で回転するロー
ル状のワイヤーブラシ又はカップブラシで擦って、プリ
ント基板のはんだ付け部に付着しているはんだを除去す
ることを特徴とするプリント基板のはんだ除去方法であ
る。

【００１３】本発明の第３発明は、プリント基板を保持
する保持手段であるキャリヤー、キャリヤーを走行させ
る搬送装置、搬送装置の下方に設置されたロール状のワ
イヤーブラシ又はカップブラシから構成されていること
を特徴とするはんだ除去装置である。

【００１４】本発明の第４発明は、プリント基板を保持
するキャリヤー、キャリヤーを走行させる搬送装置、プ
リント基板を加熱するヒーター、搬送装置の下方に設置
されたロール状のワイヤーブラシ又はカップブラシから
構成されていることを特徴とするはんだ除去装置であ
る。

【００１５】本発明の第５発明は、本体下部には走行方
向と平行に複数の保持体が架設されており、また本体の
内側には摺動棒が架設されていて、該摺動棒には押さえ
片が回転自在で、かつ摺動自在に設置されているととも
に、押さえ片の下方にはバネ付勢された複数の押さえピ
ンが設置されていることを特徴とするキャリヤーであ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明のはんだの除去方法では、
ロール状のワイヤーブラシを高速回転させてプリント基
板のはんだ付け面を擦るか又はカップブラシで擦るもの
であるが、この高速回転とはロール状のワイヤーブラシ
の径、針金の硬さ、プリント基板の種類等によって適宜
変化させるが、回転数は少なくとも１，０００ｒｐｍ以
上でないと、はんだ付け部のはんだを削り取ったり、溶
融状態となったはんだを跳ねとばしたりすることはでき
ない。

【００１７】本発明のはんだの除去方法でのプリント基
板の加熱は、はんだの溶融温度以上まで急激に上昇させ
てもよいが、急激に加熱するとプリント基板を均一加熱
することができず、部分的にはんだが溶融しないことも
あり、また高温状態が持続できず、すぐにはんだの溶融
温度以下に下がってしまう。そこでプリント基板をはん
だの溶融温度以上に加熱する前に全体を１００〜１５０
℃に予備加熱してから、その後にはんだの溶融温度以上
に加熱すると、はんだの未溶融部分がなくなり、また本
加熱後の高温状態を持続できるようになる。

【００１８】本発明における加熱手段としては、赤外線
加熱、熱風加熱、バーナー加熱、はんだ槽への浸漬によ
る溶融はんだ加熱、油槽への浸漬による高温油加熱等、
如何なる加熱装置でも使用可能である。

【００１９】本発明のはんだ除去装置では、予備加熱ヒ
ーターとしては、均一加熱に優れた効果のある赤外線ヒ
ーターが適しており、またプリント基板をはんだの溶融
温度以上に加熱する本加熱ヒーターとしては、赤外線ヒ
ーターのような輻射式のヒーターでもよいが、熱風吹き
出し型ヒーターを用いると、熱風は急速加熱が可能であ
るため生産性の点では良好となる。

【００２０】また本発明におけるはんだの除去装置で
は、搬送装置、加熱装置、ロール状のワイヤーブラシ又
はカップブラシ等をトンネル状のマッフル内に設置する
と、加熱時に温度を逃がさず熱効率が良好となり、また
ロール状のワイヤーブラシで擦りとった粉末状はんだを
四方に飛散させることなく回収できるため環境的にも好
ましいものとなる。

【００２１】

【実施例】以下図面に基づいて本発明を説明する。図１
は本発明の第３発明であるはんだ除去装置の平面図、図
２は第１図Ｘ−Ｘ線断面図、図３は本発明の第４発明で
あるはんだ除去装置の平面図、図４は第３図Ｙ−Ｙ線断
面図、図５は本発明の第５発明であるキャリヤーの斜視
図、図６は同正面断面図である。

【００２２】先ず図１、２に基づいて本発明の第３発明
であるはんだ除去装置について説明する。

【００２３】プリント基板１を保持する保持手段である
キャリヤー２は、搬送装置である一対のチェーン３、３
の係合棒４に係合されて矢印Ａ方向に走行する。キャリ
ヤー２の走行は、キャリヤーの両側面に設置された４個
の車輪５、５、５、５がレール６、６上を走行するよう
になっている。

【００２４】レール６、６の下部にははんだ除去手段で
ある、例えば、ロール状の第１のワイヤーブラシ７と第
２のワイヤーブラシ８が順次設置されており、該ワイヤ
ーブラシはモーター９、９で高速で回転するようになっ
ている。ワイヤーブラシ７、８の設置位置はワイヤーブ
ラシの上部がキャリヤーの下部を擦ることができる位置
である。

【００２５】ワイヤーブラシ７、８は上部が開口した回
収容器１０、１０内に設置されており、回収容器１０、
１０の下部には引き出し１１、１１が出し入れ可能に設
置されている。またワイヤーブラシ７、８が設置された
レール６、６上方にはキャリヤー２の車輪５が容易に走
行できる間隔で押さえレール１２、１２が設置されてい
る。

【００２６】次に上記はんだ除去装置を用いて本発明の
第１発明であるはんだの除去方法について説明する。

【００２７】たとえば完全に故障して廃棄されたテレビ
のプリント基板からはんだを除去するには、まずテレビ
のケースからプリント基板を取り出す。このときプリン
ト基板の下部に取り付けられていた保護カバーやプリン
ト基板固定用ブラケットのように大きくて、しかもはん
だ付けされていない部品類はビスを緩めたり、切断しし
たりして予め外しておくという予備処理を施しておく。

【００２８】予備処理を施したプリント基板１を下方か
らの押圧力で浮き上がらないようにキャリヤー２にしっ
かりと保持する。キャリヤー２に保持されたプリント基
板１は、はんだ付け面、即ち下面が露出された状態とな
っている。

【００２９】プリント基板１を保持したキャリヤー２は
チェーン３の係合棒４に係合され、レール６、６上を矢
印Ａ方向に走行して回転する第１のワイヤーブラシ７上
に到達する。

【００３０】回転するワイヤーブラシ７は上を通過する
プリント基板の下面を高速で擦るようになる。このとき
ワイヤーブラシの硬い針金が比較的軟らかいはんだに当
たると、回転の勢いで多数の針金がはんだを削り取る。
このようにしてワイヤーブラシの多数の針金が絶え間な
くプリント基板のはんだに当たるため、はんだ付け部に
付着していたはんだは削り取られる。第１のワイヤーブ
ラシで取り切れなかったはんだは、次の第２のワイヤー
ブラシで除去される。ワイヤーブラシの針金で削り取ら
れたはんだは、粉状となって容器１０、１０内に落下
し、引き出し１１、１１に溜る。引き出しに溜った粉状
のはんだは、鉄鍋で加熱溶融し、鋳型に流し込んで塊状
はんだとして回収する。

【００３１】本発明のはんだ除去装置およびはんだ除去
方法では、はんだだけでなく、プリント基板の樹脂も削
り取られる。しかしながら、粉状はんだや粉状樹脂を一
緒に鉄鍋で加熱すると、はんだだけが溶融し粉状樹脂は
その上に浮くため、粉状樹脂だけを掻き取り、樹脂は別
途リサイクルに回すことができる。

【００３２】本発明の第３の発明の除去装置を用いてテ
レビのプリント基板のはんだ除去を行ったところ、はん
だの除去率は約７０％であった。

【００３３】次に本発明の第４発明のはんだ除去装置を
図３、４に基づいて説明する。前述図１、２と同一部分
は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００３４】ロール状の第１のワイヤーブラシ７の前方
でチェーン３、３間の下方には予備加熱ヒーター１３が
設置されている。実施例に示す予備加熱ヒーターは、電
熱線を被覆した赤外線ヒーターであり、底面が反射板と
なったケース内に蛇行して設置されている。

【００３５】また第１のワイヤーブラシ７の直前には第
１の本加熱ヒーター１４と二本のワイヤーブラシ７、８
間に第２の本加熱ヒーター１５が設置されている。実施
例の本加熱ヒーターは噴出口が横方に広がった熱風式ヒ
ーターである。

【００３６】次に上記構成のはんだ除去装置を使用した
発明の第２発明であるはんだ除去方法について説明す
る。

【００３７】キャリヤー２内に保持されたプリント基板
１は搬送装置である一対のチェーン３、３により矢印Ａ
方向に搬送される。プリント基板１は先ず予備加熱ヒー
ター１３で約１００〜１５０℃により全体が均一に予備
加熱される。その後、プリント基板１は第１の本加熱ヒ
ーター１４に達し、熱風ではんだの溶融温度以上、つま
り２００℃以上に加熱されて、はんだ付け部のはんだが
溶かされる。プリント基板１は、はんだ付け部のはんだ
が溶融した状態で第１のワイヤーブラシ７に達し、ここ
で下面が擦られる。するとはんだ付け部の溶融したはん
だはロール状のワイヤーブラシの針金で跳ねとばされ
る。このときはんだ付け部のはんだはほとんど除去され
るが、少し残ったはんだはロール状のワイヤーブラシで
擦られたときに冷やされて固化する。そこでプリント基
板は、第２の本加熱ヒーター１５で加熱されて再度溶融
状態となり、第２のワイヤーブラシ８で擦られ、第１の
ロール状のワイヤーブラシ７で取り切れなかったはんだ
をほぼ完全に除去する。

【００３８】このようにして本発明の第４発明のはんだ
除去装置で行ったプリント基板のはんだ除去率は９０％
以上であった。

【００３９】次に本発明のはんだ除去装置に使用する第
５発明のキャリヤーについて説明する。

【００４０】キャリヤー２の本体２０は矩形の枠状であ
り、前部両側に係合部２１、２１が形成され、両側面に
４個の車輪５・・・が設置されている。本体２０内の一
端には摺動棒２２が架設されており、該摺動棒には２本
の押さえ片２３、２３が矢印Ｂのように回動自在で、し
かも矢印Ｃ方向に摺動自在に設置されている。

【００４１】押さえ片２３には複数の穴２４が穿設され
（図６）、該穴には押さえピン２５が摺動自在に挿通さ
れている。押さえピン２５の上部はナット２６で抜け防
止され、下端に円盤２７が固定され、さらに押さえ片２
３の下面と円盤２７間には圧縮バネ２８が設置されてい
る。

【００４２】摺動棒２２の反対側となる本体の上部には
止め板２９が矢印Ｄ方向に摺動自在に設置されている。
止め板２９は前述押さえ片２３をＢ方向に下方に降ろし
たときに矢印Ｄ方向に移動させて押さえ片の一端上部を
押さえるものである。

【００４３】本体２０の下部にはキャリヤーの進行方向
（矢印Ａ）に平行に複数の保持体３０・・・が架設され
ている。はんだ除去装置に使用するキャリヤーでは、保
持体の上にプリント基板を載置した後、プリント基板の
下面を回転するワイヤーブラシで擦るため、保持体はワ
イヤーブラシでの擦りに邪魔とならないようなものでな
くてはならない。そのため保持体はキャリヤーの進行方
向に平行に架設する。またキャリヤーに保持されたプリ
ント基板は押さえピンで上方からバネ力で強く押圧され
るため、プリント基板を保持する保持体は下方にたわん
だり、切断したりしないものでなければならない。保持
体としては金属線や金属棒のようなものでもよいが、細
い金属板を幅広部分が縦方となるようにすると、ワイヤ
ーブラシの回転の邪魔とならず、また上方からの押圧に
対してもたわんだり切断したりすることがない。

【００４４】次に上記構造を有する本発明のキャリヤー
でのプリント基板の保持について説明する。

【００４５】先ず押さえ片２３、２３の一端を矢印Ｂと
は反対方向に持ち上げてから図示しないプリント基板を
はんだ付け部が下面となるようにして保持体３０の上に
載置する。その後、押さえ片２３、２３の一端を降ろ
し、この一端を止め板２９で止める。このとき押さえピ
ン２６の円盤２７がプリント基板の適宜な箇所に当たる
が、円盤２７が電子部品の上に乗っても押さえピン２５
はバネ付勢された状態で上方に持ち上がる。しかるに押
さえピン２５が上方に移動しても押さえきれない大きな
電子部品に当たる場合は、押さえ片２３を矢印Ｃ方向に
移動させて大きな電子部品をさけたところでプリント基
板を押圧するようにする。

【００４６】このようにしてプリント基板をキャリヤー
で堅固に保持したならば、はんだ除去装置のチェーンに
係合部２１を係合させて、加熱装置やワイヤーブラシの
設置された方向におくる。

【００４７】キャリヤーが回転するワイヤーブラシの上
に到達すると、プリント基板がワイヤーブラシで強く擦
られて上方に押される。しかしながらキャリヤーに保持
されたプリント基板は上面を複数のバネ付勢された押さ
えピンで下方に押さえ付けられているため、浮き上がる
ことなく下面が回転するワイヤーブラシで擦られて、は
んだの除去が効率よく行われる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、プリント基板のはんだ
付け部からはんだを効率よく短時間でで除去できため、
除去に要する費用が安価となるばかりでなく、はんだ除
去後のプリント基板をそのまま地中に埋めても酸性雨に
よるはんだの溶解量が少なくなり、地下水の汚染も従来
より極めて少ないという環境問題に大いに貢献するもの
である。また本発明のキャリヤーは、プリント基板から
のはんだの除去時にプリント基板を堅固に保持し、しか
も下面を常に一定レベルに維持しておくことができるた
め、高速回転するワイヤーブラシで下面を強く擦っても
プリント基板が浮き上がることがなく、はんだ除去装置
の機能を充分に発揮させることができ、またプリント基
板の取り付け取り外しが容易に行えるという優れた効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第３発明であるはんだ除去装置の平面
図。

【図２】第１図Ｘ一Ｘ線断面図。

【図３】本発明の第４発明であるはんだ除去装置の平面
図。

【図４】第３図Ｙ−Ｙ線断面図。

【図５】本発明の第５発明であるキャリヤーの斜視図

【図６】キャリヤー正面断面図。

【符号の説明】

１ プリント基板 ２ キャリヤー ３ チェーン ７ 、８ ワイヤーブラシ １０ 回収容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 芳幸 東京都足立区千住橋戸町23番地 千住金 属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−309328（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22B 1/00 - 61/00 B09B 5/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板を加熱し、はんだ付け部の
   はんだを溶解させた状態で、プリント基板のはんだ付け
   面を擦ってプリント基板のはんだ付け部に付着している
   はんだを除去する、プリント基板のはんだ除去方法にお
   いて、 前記加熱は、キャリヤー内に保持されたプリント基板を
   搬送装置により搬送し、先ず、はんだの溶融温度以下で
   全体を均一加熱した後、はんだ付け面を擦る直前に、は
   んだの溶融温度以上に本加熱する二段階加熱であること
   を特徴とするプリント基板のはんだ除去方法。
2. 【請求項２】 高速で回転するロール状のワイヤーブラ
   シ又はカップブラシで前記はんだ付け面を擦ることを特
   徴とする請求項１に記載のはんだ除去方法。
3. 【請求項３】 前記本加熱は熱風加熱であることを特徴
   とする請求項１または２に記載のはんだ除去方法。
4. 【請求項４】 キャリヤー内に保持され且つ搬送装置に
   より搬送されるプリント基板のはんだ付け面を擦っては
   んだを除去するはんだ除去手段と、該はんだ除去手段に
   よってはんだを除去する前にプリント基板を加熱する加
   熱ヒーターとを具備し、該加熱ヒーターは、プリント基
   板を均一加熱する予備加熱ヒーターと、プリント基板を
   高温加熱する本加熱ヒーターとからなることを特徴とす
   る、はんだ除去装置。
5. 【請求項５】 前記本加熱ヒーターは熱風吹き出し型ヒ
   ーターであることを特徴とする、請求項４に記載のはん
   だ除去装置。
6. 【請求項６】 搬送装置によってプリント基板が移動さ
   れつつ前記はんだ除去手段によってプリント基板のはん
   だ付け面が擦られるようになされており、前記搬送装置
   および前記はんだ除去手段がトンネル状のマッフル内に
   設置されていることを特徴とする、請求項４または５に
   記載のはんだ除去装置。