JP4078900B2 - Method and apparatus for separating resin and metal from printed circuit board - Google Patents

Method and apparatus for separating resin and metal from printed circuit board Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃材であるプリント基板から樹脂材料と金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子製品に主として使用されるプリント基板は、その基板材料がガラス繊維と熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂とからなり、そのリサイクル方法としては、回路配線としての配線金属材料のみを回収し、再利用していた。このため、配線金属材料を分離回収した残りの絶縁材料等については、焼却して熱エネルギーとして利用するか、あるいは廃棄物として埋め立てる方法がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリサイクル方法では、配線金属材料は回収されるが、基板材料の熱硬化樹脂等の絶縁材料は、再利用可能な材料として回収されることがなく、廃棄物の増大の一因となっている。
【０００４】
このため、地球環境保全のための廃棄物およびＣＯ２の排出量の減量、あるいは資源の効率的利用への対応は、重要な問題となっている。このような現状から、プリント基板のリサイクル方法として、再利用可能な樹脂と金属とに分離回収する方法が、またその手段として、特に樹脂と金属とに分離回収できる装置が望まれている。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板を廃プリント基板としてリサイクルするものにおいて、樹脂を効率的に分離回収可能なプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離方法であって、廃プリント基板を加熱し、加圧する溶融加圧工程と、溶融加圧工程にて加熱しかつ加圧された廃プリント基板を濾過することで、樹脂材料のみを通過させる濾過工程を備え、溶融加圧工程は、廃プリント基板を加熱する加熱手段と、廃プリント基板を加圧する手段を備え、加圧手段は、略円筒体と、この略円筒体の内周に摺接可能な軸部材とからなり、略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されている。
【０００７】
これにより、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板を廃プリント基板としてリサイクルするものにおいて、廃プリント基板を加熱することで樹脂材料を、軟化した状態もしくは粘性の低い状態にするとともに、これら状態の樹脂材料を加圧しながら濾過するつまり強制濾過することで樹脂材料のみを通過させて、プリント基板を樹脂材料と配線金属材料等の金属材料に分離することが可能である。
【０００８】
なお、軟化した状態とは、その樹脂材料の弾性率が十分小さくなっている状態である。
【０００９】
更に本発明の請求項１に記載の如く、溶融加圧工程は、廃プリント基板を加熱する加熱手段と、廃プリント基板を加圧する手段を備え、加圧手段は、略円筒体と、この略円筒体の内周に摺接可能な軸部材とからなり、略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されている。
【００１０】
これにより、加圧方法として、略円筒体の内周、可動蓋部材および軸部材とで区画される空間を、軸部材の移動によって圧縮するという簡素な構造を用いるので、安定した加圧動作を行なうことが可能である。さらに、圧縮のための軸部材を移動させることによって、円筒体内のその空間に付着あるいは沈殿する固形物を、略円筒体の開放、閉塞可能な開口端つまり可動蓋部材側に捕集することが可能である。したがって、加熱しても固形物のままの配線金属材料等の金属材料と、少なくとも軟化して濾過可能な状態となる樹脂材料に、効率的に分離が可能である。
【００１１】
なお、例えば上記互いに摺接可能な略円筒体の内周と軸部材の間の隙間は、濾過工程における濾過通路の一つとして用いることが可能である。
【００１２】
本発明の請求項２によると、溶融加圧工程は、廃プリント基板が所定量投入されるまで廃プリント基板を加熱する工程を備えている。
【００１３】
すなわち、溶融加圧工程は、加熱し、かつ加圧する本工程と、その前工程としての廃プリント基板が所定量投入されるまで廃プリント基板を加熱する工程を有する。これにより、加圧動作中に、廃プリント基板が連続的に投入されることはなくなるので、溶融加圧工程における加圧手段、特にシール構造に係わる装置の簡素化が図れる。
【００１４】
本発明の請求項３によると、濾過工程は、配線金属材料程度の大きさを有する固形物を取り除く１次濾過工程と、固形物の大きさより小さいものを取り除く２次濾過工程を備えている。
【００１５】
すなわち、取り除く固形物の大きさが二段階となる濾過通路を有する濾過手段を備える。これにより、濾過手段を備えた装置の寿命向上が図れるとともに、効率的に樹脂材料と配線金属材料に分離することが可能である。しかも、２次濾過工程で微細な固形物を取り除ける程度の濾過通路に設定すれば、回収される樹脂材料に含まれる不純物の残存量の低減が図れる。
【００１６】
本発明の請求項４によると、１次濾過工程における濾過手段は、略円筒体と、略円筒体の内周に摺接可能な軸部材との隙間を濾過通路として用いる加圧手段である。
【００１７】
これにより、濾過工程を１次濾過工程と２次濾過工程に増やしたとしても、例えば溶融加圧工程の加圧手段として、略円筒体と、略円筒体の内周に摺接可能な軸部材を備える加圧手段を採用し、かつ１次濾過工程の濾過手段として、略円筒体と軸部材との隙間を濾過通路とすることで、溶融加圧工程の加圧手段と１次濾過工程の濾過手段の共用化が図れるので、装置数の増加を抑制でき、従ってプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる製造コストの低減が図れる。
【００１８】
本発明の請求項５によると、濾過工程にて通過し、回収した樹脂材料に、所定期間経過するまで背圧を印加する回収樹脂分離工程を備えている。
【００１９】
一般に、溶融加圧工程にて加熱かつ加圧された廃プリント基板を、濾過する際、軟化した状態もしくは粘性の低い状態の樹脂材料に加圧による気泡が混入する場合がある。このまま回収した状態の樹脂材料を、リサイクルするためペレット状に切削加工等により加工しようとすると、気泡混入の疎な部分と密な部分とによってペレットの大きさ、形状が不揃いになり、均一形状に形成することが難しくなるという問題がある。
【００２０】
これに対して、回収した樹脂材料を、大気圧で放置せず、背圧を加えるので、大きな気泡を生じさせず、均一な形状を有するペレットの形成が可能である。また、例えば冷却固化するまでの所定時間だけ回収した樹脂材料に背圧を加えるので、背圧を発生するために要するエネルギーの消費の節約が可能である。さらになお、例えば徐々に冷却される間に気泡分と樹脂材料に分離することも可能である。
【００２１】
本発明の請求項６によると、溶融加圧工程では、廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する。
【００２２】
これにより、溶融加圧工程で加熱する温度を、廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度、すなわち樹脂材料が軟化可能な温度に抑えるので、廃プリント基板を加熱するため、加熱する手段を備えた装置が消費するエネルギーの無駄消費を抑えることが可能である。
【００２３】
本発明の請求項７によると、廃プリント基板としてリサイクルするプリント基板としては、熱可塑性樹脂、もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる絶縁基材と、絶縁基材の表面に配設され、前記配線金属材料からなる導体パターンとを備え、絶縁基材に導体パターンを形成した導体形成絶縁基材を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着して積層成形がなされているプリント基板が好適である。
【００２４】
これにより、プリント基板の絶縁基材中の樹脂材料を、熱可塑性樹脂、もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物にすることにより、廃プリント基板から樹脂材料と配線金属材料とに分離回収した後に、加熱して所望の形状に形成でき、従って確実に再利用が図れる。
【００２５】
また、積層成形されたものであっても、分離回収する工程すなわち溶融加圧工程にて、積層成形がなされた積層条件の温度に近い温度に加熱すれば、塑性変形するに十分な軟化状態にすることが可能である。
【００２６】
本発明の請求項８によると、絶縁基材が樹脂フィルムからなり、絶縁基材に設けられたビアホール中の一体化した導電性組成物により、導体パターン間相互を電気的に接続するものであって、導電性組成物は、金属材料のみからなる材料、あるいは金属材料と、絶縁基材に用いた熱可塑性樹脂もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる材料から形成されている。
【００２７】
これにより、廃プリント基板から樹脂材料を分離回収する際に、分離回収した樹脂材料中に層間接続材としての導電性組成物から混入する成分は、絶縁基材に用いた樹脂材料と同一成分であるため、回収した樹脂材料の純度は低下せず、回収後の樹脂材料も回収前の樹脂材料と同等の特性が期待できる。
【００２８】
本発明の請求項９によると、廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離装置であって、廃プリント基板を加圧する加圧手段と、廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段と、加熱手段によって所定温度に維持される廃プリント基板から、樹脂材料を濾過する濾過手段を備え、加圧手段は、略円筒体と、略円筒体の内周に摺接可能な軸部材と、軸部材をその内周に沿って軸方向に往復移動自在にする駆動手段を備え、略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されている。
【００２９】
これにより、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板を廃プリント基板としてリサイクルするものにおいて、加熱手段によって加熱することで軟化させるとともに、加圧手段によって強制濾過することで樹脂材料のみを通過させて、濾過手段による分離回収を容易に行なうことが可能である。例えば、加熱手段によって、廃プリント基板、すなわち廃材となったプリント基板の初期の製造工程にて加熱成形された加熱温度に近い温度に維持されることで、溶融された樹脂材料を濾過手段を用いて容易に分離回収することが可能である。
【００３０】
更に本発明の請求項９に記載の如く、加圧手段は、略円筒体と、略円筒体の内周に摺接可能な軸部材と、軸部材をその内周に沿って軸方向に往復移動自在にする駆動手段を備え、略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されている。
【００３１】
これにより、加熱手段によって加熱され、少なくとも軟化可能な廃プリント基板つまり軟化可能な状態となった樹脂材料と固形物の状態である配線金属材料を、加圧装置として、略円筒体の内周、可動蓋部材および軸部材とで区画される空間を、軸部材の移動によって圧縮するという簡素な構造を用いるので、安定した加圧動作を行なうことが可能である。
【００３２】
さらに、圧縮のための駆動手段を用いて軸部材を往復移動させることによって、円筒体の内周に付着あるいは沈殿する固形物を、その内周から掻き出すことが可能である。その結果、加圧動作の安定化が図れる。また、圧縮の継続に従って、略円筒体の開放、閉塞可能な開口端つまり可動蓋部材側に、固形物である配線金属材料を捕集することが可能である。したがって、安定した加圧動作を維持するとともに、加熱しても固形物のままの配線金属材料等の金属材料と、少なくとも軟化して濾過可能な状態となる樹脂材料に、効率的に分離することが可能である。
【００３３】
なお、例えば、互いに摺接可能な略円筒体の内周と軸部材の間の隙間は、濾過手段における濾過通路の一つとして用いることが可能である。
【００３４】
本発明の請求項１０によると、略円筒体の外周には、廃プリント基板を投入する投入口が形成されており、投入口には、その内周への連通、遮断が可能で、廃プリント基板が所定量投入されるまで廃プリント基板を貯留する廃プリント基板投入手段が設けられている。
【００３５】
これにより、加圧手段による加圧動作中に、廃プリント基板が連続的に投入されることはなくなるので、加圧手段を構成する略円筒体の外周に設けられる廃プリント基板投入手段は、廃プリント基板を投入する際に加圧手段である略円筒体の投入口を必ずしも高圧気密に保つ必要はない。従って加圧手段に係わる装置のシール構造の複雑化を防止することができる。
【００３６】
本発明の請求項１１によると、加熱手段は、略円筒体と可動蓋部材に設けることができる。
【００３７】
本発明の請求項１２によると、軸部材は、可動蓋部材によって開口端を開放したとき、駆動手段によって開口端を越えて軸方向移動する。
【００３８】
これにより、駆動手段による軸部材を開口端から突き出す動作を行なうことができるので、例えば軸部材の圧縮動作の継続に従って可動蓋部材が配置されたその開口端側に固形物である配線金属材料が所定量に集められているとき、回収した配線金属材料を、容易に取り出すことが可能である。
【００３９】
本発明の請求項１３によると、濾過手段は、二段階の濾過通路を有しており、
これら二段階の濾過通路のうちの一方は、互いに摺接可能な略円筒体と軸部材との間に形成される隙間である。
【００４０】
これにより、濾過手段として、二段階の濾過通路によって１次濾過、２次濾過と二段階の濾過過程を採用したとしても、加圧手段を構成する略円筒体と軸部材との間に形成される隙間を利用して濾過手段としての濾過通路とすることが可能である。
【００４１】
したがって、二段階の濾過通路によって１次濾過、２次濾過と二段階の濾過過程を採用することで樹脂材料と配線金属材料に分離する精度の向上が図れる。さらに、装置数の増加を抑制でき、結果として、プリント基板の樹脂と金属の分離装置に係わる装置コストの低減が可能であるので、プリント基板の樹脂と金属の分離回収するコストの低減が図れる。
【００４２】
本発明の請求項１４によると、二段階の濾過通路のうちの他方は、廃プリント基板から樹脂材料のみを通過させるフィルタであって、フィルタは、焼結金属で形成されている。
【００４３】
これにより、被濾過対象物を濾過するフィルタのメッシュ穴が単に貫通しているものではなく、曲がりくねったメッシュ穴に形成することが可能である。したがって、樹脂材料を通過させるフィルタのメッシュ穴が曲がりくねったものとすることができるので、例えば針状の細くて長い固形物であっても確実に捕獲でき、従って、樹脂材料のみを確実に通過させることが可能である。
【００４４】
本発明の請求項１５によると、濾過手段を通過し、回収された樹脂材料に、背圧を加える背圧発生手段を備えている。
【００４５】
これにより、回収した樹脂材料を、大気圧状態で放置せず、背圧を加えた状態とするので、濾過される前の加圧された状態に近い状態にすることが可能である。したがって、濾過される前の加圧された状態において、樹脂材料に気泡が混入する場合があっても、背圧を加えるので、減圧による大きな気泡に成長する現象を防止可能である。したがって、リサイクルする回収樹脂として、均一な形状を有するペレットの形成が可能な樹脂材料を廃プリント基板から分離回収することが可能である。
【００４６】
なお、従来技術による大気圧状態では、気泡が減圧膨張により樹脂材料内に拡大してしまう。場合によっては、膨張する気泡がさらに分裂して樹脂材料内に多数の気泡が残留してしまう恐れある。これら気泡が残留している状態の樹脂材料からは、リサイクルするための望ましいペレットを形成することは難しい。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００４８】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置の構成を表す部分的断面図である。図２は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用したプリント基板のリサイクル方法を表すブロック図である。図３は、図２に示すリサイクルの各工程のうち、本実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、その分離方法を工程で示す模式図である。図４は、図２に示すリサイクルの各工程のうち、本実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、図１に示すプリント基板の樹脂と金属の分離装置に係わる加熱手段および加圧手段による処理に対応させて、その分離方法に係わる工程を説明する説明図である。図５は、図１の分離装置において、加熱し、加圧された廃プリント基板から樹脂材料のみを通過させる濾過を行なうことで、廃プリント基板を樹脂材料と配線金属材料に分離する過程を表す模式的部分断面図である。図６は、図１の分離装置において、廃プリント基板から分離回収した樹脂材料と配線金属材料を取出す過程を表す模式的部分断面図である。なお、図７は、図１の分離装置を適用して樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【００４９】
（本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用するプリント基板のリサイクル方法のシステム概略説明）
図２に示すように、プリント基板のリサイクル方法に係わるプロセスは、被処理物としての廃プリント基板１００と、被処理物１００を一次処理する実装部品の除去手段２００と、被処理物１００を二次処理するはんだ除去手段３００と、一次および二次処理後に実施する樹脂と金属の分離回収手段４００と、分離回収手段４００にて分離回収した一方の樹脂材料２ａを樹脂成形する樹脂成形手段５００と、分離回収手段４００にて分離回収した他方の配線金属材料２ｂを金属精錬する金属精錬分離手段６００より構成されている。なお、樹脂と金属の分離回収手段４００は後述する濾過方法によって樹脂材料２ａのみを通過させて、樹脂材料２ａと金属材料２ｂに分離する。
【００５０】
廃プリント基板１００は、廃棄された電子製品に使用されているプリント基板１０１、あるいは電子製品を製造工程で発生する廃材としてのいわゆる廃プリント基板であって、図７に示すように、少なくとも熱可塑性樹脂からなる絶縁基材２３と、この絶縁基材２３の表面に配設され、少なくとも配線金属材料からなる導電パターン２２とを備えている。なお、電子製品に使用されるプリント基板１０１では、絶縁基材２３と導体パターン２２とを備える回路基板２１と、その回路基板２１に実装される実装部品７０と、実装部品７０と回路基板２１とを電気的に接続するはんだ８０とを含んで構成されている（例えば第３の実施形態の図９参照）。さらになお、回路基板２１が積層成形されている場合には、導体パターン２２間すなわち層間を電気的に接続する層間接続材料からなる導電性組成物５１を備えていてもよい（例えば第４の実施形態の図１０参照）。
【００５１】
なお、本実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として使用するプリント基板１０１としては、絶縁基材２３において、絶縁材料として使用する樹脂材料が、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物で形成されるものであれば何れのものでもよく、樹脂フィルムであってもよい。
【００５２】
次に、実装部品７０（図９参照）の除去手段２００は、半導体素子等の部品７０を除去するものであって、周知の手段を用いればよい。例えば常温で機械的に部品７０を剥離する機械的除去手段、実装基板１０１をはんだが溶融する温度まで加熱して部品７０を除去する加熱除去手段等の何れの手段を用いてもよい。
【００５３】
なお、電子製品に装着済みのプリント基板１０１をリサイクルする場合であれば、装着された状態のプリント基板を脱着する必要があるが、脱着については、実装基板１０１を固定しているコネクタを外して脱着しても、破壊して脱着しても、どのような手段を用いて脱着してもよい。なお、本実施形態では、電子製品に実装基板１０１を装着しているコネクタを外す手段を用いて、電子製品から廃プリント基板１００を回収した。
【００５４】
はんだ除去手段３００は、部品除去手段としての機械的除去手段等によって部品７０を剥離させた廃プリント基板１００に残ったはんだ８０、あるいは加熱除去手段等によって溶融したはんだ８０、もしくは冷却固化したはんだ８０を除去するものであって、周知の手段を用いればよい。例えばグラインダ等を用いて機械的に除去する機械的はんだ除去手段、あるいは塩酸と硫酸の混酸等のはんだが溶解する薬品を用いて除去するはんだ薬品除去手段等の何れの手段を用いてもよい。
【００５５】
樹脂と金属の分離回収手段４００は、上記部品除去手段２００およびはんだ除去手段３００によって、半導体素子等の実装部品７０およびはんだ８０が除去された廃プリント基板１００を、加熱して強制濾過する手段である。これにより、廃プリント基板１００を構成する樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂのうち、樹脂材料２ａのみを通過させて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとに分離回収が可能である。
【００５６】
なお、被処理物である廃プリント基板１００を加熱して強制濾過することで樹脂材料２ａのみを通過させる手段・方法、つまり本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置の詳細については、後述する。
【００５７】
なお、廃プリント基板１００から分離回収した樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂを、それぞれリサイクル使用するための材料製品に形成する樹脂成形手段５００、金属精錬分離手段６００は、それぞれ、周知の樹脂成形技術による成形手段、周知の金属精錬技術による金属種類ごとに分離精練する精練手段であればよい。
【００５８】
次に、プリント基板をリサイクル方法に係わる工程を図２に従って説明する。そのリサイクル方法は、廃プリント基板１００を材料毎に層別して分離回収し、分離回収した材料を再利用する流れを工程で表わすと、図２に示すように、部品除去工程Ｐ２００と、はんだ除去工程Ｐ３００と、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００と、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００にて分離回収された樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとを、それぞれ、製品利用するための製造工程としての樹脂成形工程Ｐ５００と、金属精錬分離工程Ｐ６００と含んで構成されている。なお、廃棄された電子製品に装着済みの廃プリント基板１００をリサイクルする場合には、部品除去工程Ｐ２００の前工程として、製品に装着された実装基板１００を脱着する脱着工程を設ければよい。部品除去工程Ｐ２００では、上述の部品除去手段２００を用いて、常温状態で半導体素子等の部品７０を機械的に剥離、あるいははんだ８０が溶融する温度まで加熱して部品７０を除去する等のいずれの方法であってもよい。なお、本実施形態では、廃プリント基板１００をはんだが溶融する２００℃に加熱し、金属のへらを基板１００の表面に接触させ、基板１００と平行に金属へらを移動させることで、実装部品７０をかき取り、部品７０を除去した。次に、はんだ除去工程Ｐ３００では、上述のはんだ除去手段３を用いて、はんだ８０を機械的に除去、あるいははんだ８０を溶解して除去する等のいずれの方法であってもよい。なお、本実施形態では、上記廃プリント基板１００の表面を＃３２０の研磨砥石を装着した回転式グラインダで研磨することで、はんだを除去した。樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００は、被処理物として、部品除去工程Ｐ２００およびはんだ除去工程Ｐ３００にて実装部品７０およびはんだ８０が除去された廃プリント基板１００（図７参照）を用いる。この樹脂と金属の分離除去工程Ｐ４００の詳細については、後述する。
【００５９】
なお、廃プリント基板１００から分離回収した樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂを、それぞれ再使用するために材料製品に再形成する樹脂成形工程Ｐ５００、金属精錬分離工程Ｐ６００は、それぞれ、周知の製造技術による樹脂成形する工程、周知の金属精錬技術によって金属種類ごとに精練する精練工程であればよい。
【００６０】
（本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置の詳細説明）以下、上述のプリント基板のリサイクル方法における樹脂と金属の分離回収手段４００および樹脂と金属の分離除去工程Ｐ４００を、図１および図３から図６に従って説明する。
【００６１】
本実施形態では、図１に示すように、プリント基板の樹脂と金属の分離装置１は、主要な機能を手段として表すと、被処理物としての廃プリント基板１００を加圧する加圧手段Ｍ１と、廃プリント基板１００を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段Ｍ２と、この加熱手段Ｍ２によって所定温度に維持される被処理物１００から、樹脂材料２ａを濾過する濾過手段Ｍ３とを含んで構成されている。これにより、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板１０１を廃プリント基板１００としてリサイクルものにおいて、加熱手段Ｍ２によって加熱することで軟化させるとともに、加圧手段Ｍ１によって強制濾過させることで樹脂材料２ａのみを通過させて、濾過手段Ｍ３による分離回収を容易に行なうことが可能である。
【００６２】
例えば、加熱手段Ｍ２によって、廃プリント基板１００すなわち廃材となったプリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱成形された加熱温度に近い温度に維持されることで、溶融された樹脂を濾過手段Ｍ３を用いて容易に分離回収することが可能である。
【００６３】
なお、廃プリント基板１００として使用するプリント基板１０１（詳しくは、絶縁基材２３）に使用する樹脂材料は、熱可塑性からなるものであればよく、これにより、加熱することで軟化させることができるとともに、樹脂と金属の分離装置１によって分離回収した樹脂材料を加熱して所望の材料の形状にすることが可能である。なお、絶縁基材として熱硬化樹脂からなるものが使用されるプリント基板は、高温にしても弾性率が下がることはなく、後述する簡便な構造を有する装置１での分離回収は、不可能である。
【００６４】
加圧手段Ｍ１は、図１に示すように、略円筒状の略円筒体１１と、その略円筒体１１の内周に摺接可能な軸部材１２と、軸部材１２をその内周に沿って軸方向に往復移動自在にする駆動手段１３とを含んで構成されている。さらに、この略円筒体（以下、シリンダと呼ぶ）１１の両開口端のうち、一方開口端１１ａには、図１に示すように、その開口端１１ａを開放、閉塞可能な可動蓋部材（以下、シリンダヘッドと呼ぶ）１４が設けられている。これにより、加圧手段Ｍ１として、シリンダ１１の内周、シリンダヘッド１４、および軸部材（以下、ピストンと呼ぶ）１２とで区画された空間（以下、加圧室と呼ぶ）Ｒを、ピストン１２の移動によって圧縮するという簡素な構造を用いることができる。その結果、本実施形態の加圧手段Ｍ１は安定した加圧動作を行なうことが可能である。
【００６５】
なお、本実施形態では、加熱手段Ｍ２は、シリンダ１１とシリンダヘッド１４に備えられている。さらに後述する濾過手段Ｍ３が加圧手段Ｍ１（詳しくは、シリンダ１１）に設けられている。これにより、リサイクルする廃プリント基板１００から樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂを分離回収する際、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離回収前の廃プリント基板１００を加熱する工程から、濾過手段Ｍ３によって樹脂材料２ａのみ通過させて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂにそれぞれ分離回収する工程まで、その加熱手段Ｍ２によって容易に対応可能である。なお、加熱手段Ｍ２は、伝熱媒体としてのシリンダ１１とシリンダヘッド１４を加熱するものであればよく、加熱ヒータ（図１参照）、あるいはその伝熱媒体の内部に循環通路（図示せず）を形成し、循環通路に加熱媒体を流す過熱装置であってもよい。なお、本実施形態で説明する加熱手段Ｍ２としては、加熱ヒータ２１として説明する。
【００６６】
さらになお、加熱手段Ｍ２は、例えば廃プリント基板１００を加熱して、廃プリント基板１００を構成する樹脂材料２ａを、軟化した状態もしくは粘性の低い状態にする所定加熱温度に設定することが可能である。なお、この加熱手段Ｍ２は、廃プリント基板１００を軟化可能な所定温度に加熱することが望ましい。これにより、濾過手段Ｍ３にて濾過する前の廃プリント基板１００の状態を、少なくとも軟化可能な所定温度、すなわち樹脂材料２ａが軟化可能な温度に抑えることが可能である。したがって、加熱手段Ｍ２が、廃プリント基板１００を加熱するために消費するエネルギーの無駄消費を抑えることが可能である。
【００６７】
さらになお、本実施形態では、上述の加熱手段Ｍ２と加圧手段Ｍ１を用いることで、濾過手段Ｍ３で濾過する被濾過対象としての廃プリント基板１００を、配線金属材料２ｂは固形物の状態のまま、樹脂材料２ａを溶融加圧することが可能である。詳しくは、加圧手段Ｍ１によって、樹脂材料２ａからなる絶縁材料２３と配線金属材料２ｂからなる導体パターン２２を加圧成形した製造工程での加圧圧力に近い圧力で加圧する状態を維持することで、配線金属材料２ｂは固形物の状態のまま、樹脂材料２ａを、軟化した状態つまり固形物状態の配線金属材料２ｂと比して溶融可能な状態とすることができる。なお、この溶融可能な状態とは、軟化した状態となった樹脂材料２ａが、加圧手段Ｍ１により塑性変形させることで、後述の濾過手段Ｍ３の濾過通路を通過可能となる状態のことである。
【００６８】
さらに、本実施形態では、加圧手段Ｍ１は、駆動手段（以下、プレスシリンダと呼ぶ）を用いてピストン１２を往復移動させることによって、シリンダ１１の内周に付着あるいは沈殿する固形物、つまり配線金属材料２ｂを、その内周に沿って掻きだすことが可能である。その結果、ピストン１２の駆動によって圧縮されるシリンダ１１内、特に内周だけに、付着あるいは沈殿する固形物が堆積してしまう現象の防止が可能である。したがって、加圧手段Ｍ１の加圧動作の安定化が図れる。
【００６９】
さらに、加圧動作つまり圧縮動作の継続に従って、圧縮動作の終端側に配置されているシリンダヘッド１４側に、固形物である配線金属材料２ｂを寄せ集める、つまり捕集することを可能とする波及効果が得られる（図５参照）。
【００７０】
したがって、加圧手段Ｍ１は、安定した加圧動作の維持が図れるとともに、加熱手段Ｍ２によって加熱しても固形物のままの配線金属材料２ｂと、軟化して濾過可能な状態となる樹脂材料２ａに、効率的に分離することが可能である。
【００７１】
なお、加圧手段Ｍ１とともに、加熱手段Ｍ２を備えるシリンダ１１には、図１に示すように、リサイクルする廃プリント基板１００を加圧室Ｒに投入するための投入口１５が設けられている。この投入口１５はシリンダ１１の内周と外周を貫通する孔を形成している。この孔の形状は、図１に示すように、外周側から内周側に向かって略縮径する形状を備えている。これにより、投入口１５内に廃プリント基板１００を留めながら、所定量の廃プリント基板１００を投入することが可能である。さらに、本実施形態では、この投入口１５は、図１に示すように、投入口に沿ってシリンダ１１の外周側に突出る貯留部１５ａを備えている。これにより、加圧室Ｒに投入するまで所定量の廃プリント基板１００を貯めておく貯留空間Ｒ１００の確保が容易となる。さらになお、本実施形態では、貯留部１５ａの上端面に、投入口１５と加圧室Ｒを連通、遮断可能な閉塞部としての投入口キャップ１６が設けられている。これにより、加圧手段Ｍ１の加圧室Ｒのシール構造を複雑化することなく、所定量の廃プリント基板１００が投入されるまで一時的に貯めておく投入口１５つまり貯留空間Ｒ１００を確保することが可能である。
【００７２】
さらになお、本実施形態では、シリンダヘッド１４によって開口端１１ａが開放されたとき、駆動手段を用いてピストン１２を、開口端１１ａを越えて軸方向移動させる。これにより、ピストン１２による突き出し動作を行なうことが可能である。したがって、例えば加圧手段Ｍ１（詳しくは、ピストン１２）の加圧動作が継続し、シリンダヘッド側に配線金属材料２ｂが所定量集められたとき、このピストン１２の突き出し動作によって、回収した固形物としての配線金属材料２ｂを、容易に取出すことが可能となる（図６参照）。
【００７３】
濾過手段Ｍ３は、加熱手段Ｍ２によって少なくとも軟化可能な所定温度に維持されている廃プリント基板１００から、樹脂材料２ａのみを通過させる手段であって、樹脂材料２ａを通過させる濾過通路を有する。本実施形態では、濾過手段Ｍ３として、この複数の濾過通路１７ａを有するフィルタ１７が、加圧手段Ｍ１であるシリンダ１１の内周に沿って配置されている。詳しくは、フィルタ１７は、シリンダ１１内部に配置されており、その内周に沿って形成された回収溝１８の下流側（詳しくは、フィルタ１７の被濾過対象の樹脂材料２ａの流れの下流側）に配置されている。
【００７４】
さらに、本実施形態では、このフィルタ１７を、焼結金属から形成する。これにより、被濾過対象物を濾過するフィルタ１７の複数の濾過通路、すなわちメッシュ穴１７ａが単に貫通しているものではなく、曲がりくねったメッシュ穴に形成することが可能である。したがって、樹脂材料２ａを通過させる濾過手段Ｍ３として、例えば針状の細くて長い金属材料２ｂであっても、曲がりくねったメッシュ穴１７ａに起因して、確実に捕獲することが可能である。その結果、配線金属材料２ｂ等の固形物のうち、針状の微細な大きさになったものがフィルタ１７を通過するのを阻止可能である。したがって、濾過手段Ｍ３つまりフィルタ１７を通過した樹脂材料２ａの純度を高めることが可能である。結果、リサイクルする樹脂材料２ａとして、望ましい残存不純物量に抑えた樹脂材料２ａを、廃プリント基板１００から分離回収が可能である。
【００７５】
なお、このフィルタ１７は、配線金属材料２ｂが通過できず、かつ樹脂材料２ａが通過可能なメッシュ穴の大きさを有するものであれば、ステンレス製フィルタ等を積層したディスクフィルタ、セラミック、あるいは発泡体の何れのフィルタでもよい。なお、焼結金属から形成されるフィルタ１７は、組付構造が複雑なディスクフィルタに比べて、安価に製造できる。
【００７６】
なお、本実施形態におけるフィルタ１７としては、金属材料としてステンレスを用いた焼結金属で形成し、メッシュ穴１７ａのサイズを５０μｍとした。なお、メッシュ穴１７ａサイズは、２０μｍ〜２００μｍの範囲であれば、樹脂材料２ａを金属材料２ｂから分離可能である。メッシュ穴１７ａを小さくする場合には、フィルタ１７の寿命に制約され、メッシュ穴１７ａを焼結金属で形成する場合には、焼結する金属材料を代えることで、例えばステンレスに代えて銅（Ｃｕ）を用いて焼成すれば、２００μｍ程度の大きさにすることができる。
【００７７】
さらにまた、フィルタ１７を焼結金属で成形するので、フィルタ１７の上流側端面１７ｂに比較的高い圧力が加わっても、焼結金属の構造に起因して機械的強度が保証できる。したがって、比較的高い加圧下で、広い上流側端面１７ｂの面積すなわち濾過面積を確保することが可能である。例えば所定量の被処理物（詳しくは、廃プリント基板１００）を、その所定量を分割することなく、一括して処理可能であるので、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとに分離する作業の生産性向上が図れる。
【００７８】
さらにまた、フィルタ１７を焼結金属で成形するので、上述如く使用する金属材料に起因して金属メッシュ穴のサイズが決まるので、メッシュ穴１７ａのサイズを高精度に形成できる。
【００７９】
なお、上記実施形態で説明したフィルタ１７として、いわゆるプレコートフィルタを用いてもよい。すなわち、予めメッシュ穴１７ａを大きめに形成しておく。樹脂と金属の分離装置１の稼動とともに、フィルタ１７の上流側端面１７ｂに金属材料２ｂが堆積し、メッシュ穴１７ａが小さくなっていく。そして結果として、所望のメッシュ穴１７ａになるようにするものであってもよい。これによって、フィルタ１７の寿命延長が図れる。
【００８０】
（変形例）
変形例では、濾過手段Ｍ３として、上記第１の実施形態で説明したフィルタ１７の濾過通路１７ａに加えて、図１に示すように、加圧手段Ｍ１を構成し、互いに摺接可能なシリンダ１１とピストン１２の間に形成される隙間δＭ１を、もう一方の濾過通路とし、二段階の濾過通路を有する。すなわち、１次濾過および２次濾過処理を行なう。なお、この二段階の濾過通路１７ａ、δＭ１は、その濾過通路のサイズとして、１次濾過処理用濾過通路としての加圧手段Ｍ１の隙間δＭ１は、配線金属材料２ｂ程度の大きさを有する固形物を取り除くことが可能なサイズとし、２次濾過処理用濾過通路としてのフィルタ１７のメッシュ穴１７ａは、その固形物の大きさより小さいものを取り除くことが可能なサイズであれば、サイズは何れであってもよい。
【００８１】
なお、本実施形態では、隙間δＭ１のサイズを１００μｍとし、メッシュ穴１７ａのサイズを２０μｍとした。
【００８２】
これにより、濾過手段Ｍ３、特に濾過通路１７ａのサイズが微細なフィルタ１７の寿命向上が図れるとともに、１次濾過および２次濾過処理を行なうことで、効率的に樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離することが可能である。しかも、２次濾過処理によって微細な固形物を取り除くことが可能なメッシュ穴１７ａのサイズに設定しているので、回収される樹脂材料２ａに含まれる不純物の残存量の低減が図れる。したがって、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離する精度、とくに、樹脂材料２ａの分離回収する精度の向上が図れる。
【００８３】
さらに、１次濾過および２次濾過処理の二段階の濾過処理を採用したとしても、加圧手段Ｍ１の隙間δＭ１を利用するので、装置数の増加の抑制が図れ、結果として、プリント基板の樹脂と金属の分離装置１の装置コストの低減が可能である。その結果、プリント基板の樹脂と金属の分離回収するコスト低減が図れる波及効果もある。
【００８４】
なお、上記説明したプリント基板の樹脂と金属の分離装置１において、加圧手段Ｍ１のシリンダ１１に形成された投入口１５、および貯留部１５ａ、および投入口キャップ１６は、廃プリント基板１００を所定量投入されるまで貯留する廃プリント基板投入手段を構成している。これにより、加圧手段Ｍ１が加圧動作中に、廃プリント基板１００が連続的に投入されることはなくなるので、加圧手段Ｍ１であるシリンダ１１の投入口１５を必ずしも高圧気密に保つ必要はない。従って、加圧手段Ｍ１に係わる装置のシール構造の複雑化を防止することができる。
【００８５】
さらになお、シリンダ１１において、ピストン１２と摺接し、加圧室Ｒが形成する側開口端１１ａとは、反対の開口端側にある内周は、隙間δＭ１からの樹脂材料２ａ等の漏れ防止のため、シール部材３９を設けることが望ましい。
【００８６】
さらになお、シリンダヘッド１４を駆動して、開口端１１ａを開放、閉塞する駆動手段としては、電気モータで駆動する駆動装置、あるいは工場エア等の気体媒体を利用したエア駆動装置であってもよい。
【００８７】
以上説明したプリント基板の樹脂と金属の分離装置１に係わる分離方法について、以下図３と図４の工程図、および図１と図５と図６の装置１の状態図に従って説明する。図１は廃プリント基板１００を溶融加圧する直前の装置１の状態を示し、図５は廃プリント基板１００を溶融加圧しながら、樹脂材料２ａのみを濾過手段（詳しくは、濾過通路としての１次濾過処理を行なう隙間δＭ１、２次濾過処理を行なうフィルタ１７（そのメッシュ穴１７ａ））により通過させて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離する作業が継続している装置１の状態を示し、図６は樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂがそれぞれ所定量回収され、それら回収した樹脂材料２ａおよび配線金属材料２ｂを取出した直後の装置１の状態を示すものである。
【００８８】
図３に示すように、本発明の要部であるプリント基板の樹脂と金属の分離方法の流れを工程で表すと、その分離方法は、廃プリント基板１００を装置１に投入する投入工程Ｐ４１０と、廃プリント基板１００を加熱し、加圧する溶融加圧工程Ｐ４２０と、溶融加圧工程Ｐ４２０にて加熱しかつ加圧された廃プリント基板１００を濾過することで、樹脂材料２ａのみを通過させる濾過工程Ｐ４３０と、分離回収した樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂを装置１から取出す取出工程Ｐ４５０とを含んで構成されている。なお、これら投入工程Ｐ４１０、溶融加圧工程Ｐ４２０、濾過工程Ｐ４３０、および取出工程Ｐ４５０は、プリント基板をリサイクル方法に係わる樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００を構成している。
【００８９】
投入工程Ｐ４１０では、廃プリント基板投入手段１５、１５ａ、１６によって、廃プリント基板１００が所定量投入されるまで廃プリント基板１００を貯留する。このとき、少なくとも投入口１５および貯留部１５ａは、シリンダ１１に形成されているので、シリンダ１１に内蔵される加熱ヒータ２１によって加熱されている。これにより、廃プリント基板１００は、加圧室Ｒに投入される前に、廃プリント基板投入手段１５、１５ａ、１６によって、少なくとも軟化可能な温度に近い温度で加熱されることが可能である。したがって、投入口１５が投入キャップ１６によって加圧室Ｒに連通されると、廃プリント基板１００は、直ちに加圧手段Ｍ１によって加圧されながら、濾過を開始することが可能である。その結果、溶融加圧工程Ｐ４２０のサイクルタイムの短縮が可能である。
【００９０】
溶融加圧工程Ｐ４２０では、加熱手段Ｍ２としての熱ヒータ２１によって樹脂材料２ａが軟化可能な所定温度に維持されている。加圧手段Ｍ１によって加圧室Ｒ内が所定圧力で加圧されている。なお、本実施形態では、工程条件として、廃プリント基板１００を３４０°Ｃの加熱温度に維持し、加圧室Ｒ内を加圧手段Ｍ１によって８ＭＰａの比較的高い圧力で加圧した。これにより、廃プリント基板１００を構成する樹脂材料２ａを、少なくとも軟化した状態にするとともに、その軟化した状態の樹脂材料２ａに比較的高い圧力を加えることで、樹脂材料２ａの塑性変形を可能にする。したがって、濾過手段Ｍ３の濾過通路δＭ１、１７ａを、樹脂材料２ａが通過できる溶融状態にすることが可能である。
【００９１】
さらになお、溶融加熱工程では、廃プリント基板１００を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する。これにより、加熱手段Ｍ２が、廃プリント基板１００を加熱させるために消費するエネルギーの無駄消費を抑えることが可能である。
【００９２】
なお、投入工程Ｐ４１０では、廃プリント基板１００が所定量投入されるまで廃プリント基板１００を貯留するので、加圧手段Ｍ１が加圧動作中に、廃プリント基板１００が連続的に加圧室Ｒに投入されるような投入状態をなくすことが可能である。これにより、溶融加圧工程Ｐ４２０における加圧手段Ｍ１、特にシール構造に係わる装置部分の簡素化が図れる。
【００９３】
濾過工程４３０は、溶融加圧工程Ｐ４２０にて加熱しかつ加圧された廃プリント基板１００を濾過することで、樹脂材料２ａのみを通過させる工程であって、濾過処理を行なうため、１次濾過処理および２次濾過処理等複数の濾過処理を経て最終的に樹脂材料２ａを通過させるものであってもよい。
【００９４】
本実施形態では、溶融加圧工程Ｐ４３０は１次濾過工程４３１と２次濾過工程４３２を備えている。１次濾過工程４３１は、廃プリント基板１００のうち、配線金属材料２ｂ程度の大きさを有する固形物を取り除く。２次濾過工程４３２では、さらにその固形物より小さいものを取り除く。１次濾過工程４３１および２次濾過工程４３２による二段階の濾過処理によって、樹脂材料２ａのみを確実に通過させて分離することが可能である。これにより、濾過手段Ｍ３を備えた装置１の寿命向上が図れるとともに、効率的に樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離することが可能である。しかも、２次濾過工程４３２にて微細な固形物を取り除くことが可能である。したがって、分離回収される樹脂材料２ａに含まれる不純物の残存量の低減が図れる。
【００９５】
さらに本実施形態では、２次濾過工程４３２で焼結フィルタ１７を用いるので、曲がりくねったメッシュ穴１７ａに起因して、微細で、かつ針状の固形物であっても通過を阻止し、取り除くことが可能である。したがって、分離回収される樹脂材料２ａに含まれる不純物の残存量の低減が確実に図れる。
【００９６】
さらに本実施形態では、１次濾過工程４２１で濾過処理する手段として、加圧手段Ｍ１を構成するシリンダ１１とピストン１２の隙間δＭ１を濾過通路として利用する。これにより、濾過工程Ｐ４３０を１次濾過工程Ｐ４３１と２次濾過工程Ｐ４３２に増やしたとしても、１次濾過工程の濾過手段として溶融加熱工程Ｐ４２０で使用する加熱手段Ｍ１の隙間δＭ１を濾過通路とすることで、１次濾過工程Ｐ４３１の濾過手段Ｍ３が溶融加圧工程Ｐ４２０の加圧手段Ｍ１と共用化が図れる（図１および図４参照）。したがって、装置数の増加の抑制が図れるので、プリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる製造コストの低減が図れる。
【００９７】
さらになお、濾過工程Ｐ４３０が進んで、加圧手段Ｍ１による加圧動作が継続する（図４参照）と、加圧手段Ｍ１を構成するピストン１２がシリンダ１１の内周を掻き出すことによって、図５に示すように、加圧動作つまり圧縮動作の終端側に配置されるシリンダヘッド１４側に、固形物である配線金属材料２ｂを捕集することが可能となる。
【００９８】
取出工程Ｐ４５０は、濾過工程Ｐ４３０にて樹脂材料２ａのみを通過させることで、分離回収した樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂをそれぞれリサイクルするために望ましい状態、形状で取出す。図４に示すように、取出工程Ｐ４５０を開始する直前まで、樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂは、それぞれ加熱手段Ｍ２によって加熱されながら蓄積される。例えば配線金属材料２ｂに含有する樹脂材料の比率が所定比率以下となったとき、加熱手段Ｍ２による加熱を中止し、加圧室Ｒから取出す。なお、本実施形態では、シリンダヘッド１４によって開口端１１ａが開放されたとき、駆動手段を用いてピストン１２を、開口端１１ａを越えて軸方向移動させる。これにより、ピストン１２による突き出し動作を行なうので、回収した固形物としての配線金属材料２ｂを、容易に取出すことが可能となる（図６参照）。
【００９９】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【０１００】
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した濾過工程Ｐ４３０と取出工程Ｐ４５０との間に、図８に示すように、分離回収した樹脂材料２ａに背圧を加える回収樹脂分離工程Ｐ４４０を設ける。図８は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法のうち、回収樹脂分離工程を表すブロック図である。なお、分離回収した樹脂材料２ａに背圧を加える背圧発生手段としては、図１に示すように、溶融している状態の樹脂材料２ａのいわゆる液面を押圧する背圧シリンダ（図１参照）等のエア駆動する背圧発生装置に限らず、電気モータで駆動する背圧発生装置であってもよい。なお、本実施形態で説明する背圧発生手段としては、背圧シリンダ１９として説明する。
【０１０１】
これにより、分離回収した樹脂材料２ａを、大気圧状態で放置せず、背圧を加えた状態とするので、濾過される前の加圧された状態に近い状態にすることが可能である。したがって、濾過される前の加圧された状態において、樹脂材料２ａに気泡が混入する場合があっても、背圧を加えるので、減圧による大きな気泡に成長する現象を阻止可能である。さらに、本実施形態では、この背圧を加えた状態を所定期間継続させる。これにより、冷却固化するまでの所定時間だけ回収した樹脂材料２ａに背圧を加えることが可能である。これにより、気泡が高圧圧縮された小さい粒の状態で冷却固化されるので、リサイクルする回収樹脂として、ペレットに加工する際、略均一な形状を有するペレットの形成が可能である。
【０１０２】
なお、従来技術による大気圧状態の放置では、気泡が減圧膨張により樹脂材料２ａ内に拡大してしまう。場合によっては、膨張する気泡がさらに分裂してしまって、樹脂材料２ａ内に多数の気泡が残留してしまう恐れがある。これら気泡が残留している状態の樹脂材料から、切削加工等によって、リサイクルするための望ましいペレット、例えば均一な形状を有するペレットを形成することは難しい。
【０１０３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として適用するプリント基板１０１を、第１の実施形態で説明した絶縁基材２３の表面に導体パターン２２が配設されるものに代えて、図９に示すように、例えば樹脂フィルムからなる絶縁機材２３に導体パターン２２が積層されるものとしてもよい。図９は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【０１０４】
図９に示すように、プリント基板１０１は、熱可塑性樹脂からなる樹脂材料２ａ、もしくはその樹脂材料２ａと無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる絶縁基材２３と、その絶縁基材の表面に配設され、配線金属材料２ｂからなる導体パターン２２とを備え、絶縁基材２３に導体パターン２２を形成した導体形成絶縁基材２１を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着して積層成形がなされている。
【０１０５】
これにより、加熱手段Ｍ２によって、廃プリント基板１００すなわち廃材となったプリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱成形された加熱温度に近い温度に維持されることで、溶融された樹脂を濾過手段Ｍ３を用いて容易に分離回収することが可能である。さらに、加圧手段１と加熱手段Ｍ２によって、プリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱しつつ加圧することで成形された加熱温度に近い温度、および加圧圧力に近い圧力に維持されることで、溶融された樹脂材料２ａを濾過手段Ｍ３を用いて分離回収することがさらに容易になる。
【０１０６】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として適用するプリント基板１０１を、第３施形態で説明した絶縁基材２３が、熱可塑性樹脂のみ、もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物で形成されるものに加えて、図１０に示すように、下記特徴を有する構成もしくは製造方法によって形成されるものとしてもよい。図１０は、実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の構成、特にビアホール内の状態を示す部分拡大図であって、図１０（ａ）は導体ペースト充填後の状態、図１０（ｂ）は層間接続後の状態を示す模式図である。
【０１０７】
まず、まず、絶縁基材２３は、絶縁材料として、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物で形成されるものであれば何れのものでもよく、樹脂フィルムであってもよく、本実施形態で説明する絶縁基材２３は樹脂フィルムとして説明する。次に、プリント基板１０１に半導体素子等の部品７０を実装する際にはんだを使用する場合、絶縁基材２３に使用する樹脂材料２ａは、熱可性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちで、２５０℃以上の加熱が可能な材料に限られる。例えば、ポリエーテルエーテルケトン（略語としてのＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂またはそれらの混合物、熱可塑性ポリイミド樹脂（熱可塑性ＰＩ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、あるいは液晶ポリマ（ＬＣＰ）等を用いることができる。また、無機充填材料は、形成したプリント基板１０１の物性値を調整するために添加するものであって、例えば、熱膨張率を低下させる目的で添加するシリカ（ＳｉＯ２）粉末、熱伝導率を向上させる目的で添加する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末、あるいは機械的強度を向上させる目的で添加するガラスファイバー等を、添加目的に応じて添加する。
【０１０８】
以下、本実施形態で説明する絶縁基材２３としては、ＰＥＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂の混合物（３８／６２重量部）１００重量部に対して、無機充填材料としてマイカ（ＫＭｇ３（ＳｉＡｌ３Ｏ１０）Ｆ４等）を１５．５重量部加えて配合された樹脂フィルムを、用いるものとする。
【０１０９】
配線金属材料は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、および銅合金、銀合金等の金属材料であれば何れのものであってもよい。なお、本実施形態で説明する配線金属材料としては、以下、銅箔とし、例えば銅箔を上記樹脂フィルム２３に圧着して貼り付け後、エッチング等にて不要な部分を除去して導体パターン２２が形成されている。そして、図１０に示すように、樹脂フィルム２３の表面に導体パターン２２を有する回路基板２１を成形した後（図９参照）、層間接続のためのビアホールとしての穴２４を樹脂フィルム２３にレーザ光の照射等によって形成する。そのビアホールには、図１０に示すように、層間接続材料としての導体ペースト５０が充填され、導体パターン２２間を電気的に接続する導電性組成物５１が形成されている。なお、この電気的接続は、いわゆる接触導通によるものに限らず、後述の第４の実施形態の金属間の固相拡散による電気的接続等の何れの電気的接続であってもよい。
【０１１０】
なお、本実施形態では、金属間の固相拡散による電気的接続として以下説明する。
【０１１１】
プリント基板１０１の構成上の特徴としては、図１０に示すように、絶縁基材としての樹脂フィルム２３に設けられたビアホール２４中の一体化した導電性組成物５１により、導体パターン２２間相互を電気的に接続するものであって、導電性組成物５１は、金属材料のみからなる材料か、あるいは金属材料と樹脂フィルム２３に用いた熱可塑性樹脂との混合物、もしくは金属材料と熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうち、いずれか一方とからなる材料から形成されている。
【０１１２】
これにより、廃プリント基板１００から樹脂材料２ａを分離回収する際に、分離回収した樹脂材料２ａ中に層間接続材料として、導電性組成物５１から混入する成分は、樹脂フィルム２３に使用した樹脂材料２ａと同一成分であるため、回収した樹脂材料２ａの純度の低下を防止できる。なお、回収した樹脂材料２ａの純度は低下しないため、回収後、リサイクルする樹脂材料２ａも、回収前の樹脂材料２ａと同等の特性が期待できる。
【０１１３】
さらにまた、図１０（ａ）および１０（ｂ）に示すように、導電性組成物５１を形成する導電ペーストすなわち層間接続材料としては、導体パターン２２を形成する金属材料２ｂと合金を形成し得る第１の金属粒子６１と、第１の金属粒子６１を形成する金属と合金を形成し得る第２の金属粒子６２とからなり、例えば層間接続工程において、加熱しつつ加圧することで第１の金属粒子６１と第２の金属粒子６２とを焼結し、一体化した導電性組成物５１を形成するものを使用する。
【０１１４】
詳しくは、層間接続材料すなわち導電ペースト５０として、第１の金属粒子である錫（Ｓｎ）粒子６１と、第２の金属粒子である銀（Ａｇ）粒子６２とからなる。なお、図１０（ａ）は、ビアホール２４内に充填され乾燥された導電ペースト５０が、真空加熱プレス機（図示せず）により加熱される前の状態を示し、図１０（ｂ）は、真空加熱プレス機により焼結された状態を示す。
【０１１５】
まず、図１０（ａ）に示すように、導電ペースト５０は、錫粒子６１と銀粒子６２とが混合された状態にある。そして、このペースト５０が２４０〜３５０℃に加熱されると、錫粒子６１の融点は２３２℃であり、銀粒子６２の融点は９６１℃であるため、錫粒子６１は融解し、銀粒子６２の外周を覆うように付着する。この状態で加熱が継続すると、融解した錫は、銀粒子６２の表面から拡散を始め、錫と銀との合金（融点４８０℃）を形成する。このとき、導電ペースト５０には２〜１０ＭＰａの圧力が加えられているため、錫と銀との合金形成に伴い、図１０（ｂ）に示すように、ビアホール２４には、焼結により一体化した合金からなる導電性組成物５１が形成される。
【０１１６】
また、ビアホール２４内で導電性組成物５１が形成されているときには、この導電性組成物５１は加圧されているため、導体パターン２２のビアホール２４の底部を構成している面に圧接される。これにより、導電性組成物５１中の錫成分と、導体パターン２２を構成する銅箔の銅成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物５１と導体パターン２２との界面に固相拡散層５２を形成する。
【０１１７】
図１０には図示していないが、ビアホール２４の下方側の導体パターン２２と導電性組成物５１との界面にも、導電性組成物５１中の錫成分と、導体パターン２２を構成する銅箔の銅成分との固相拡散層５２が形成される。したがって、ビアホール２４の上下の導体パターン２２間には、接触接続ではなく、一体化した導電性組成物５１と固相拡散層５２とによって確実に電気的に接続される。これにより層間接続の信頼性向上が図れる。
【０１１８】
したがって、上記の構成を有する導電性組成物５１により層間接続の信頼性向上が図れるとともに、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００（詳しくは、溶融加圧工程４２０）にて、３４０℃に加熱されたとしても、導電性組成物５１は錫と銀との合金（融点４８０℃）に形成されているため、確実に固相状態を維持することができる。よって、溶融加圧工程４２０にて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂ（層間接続材料も含む）とに確実に分離回収ができる。
【０１１９】
なお、この層間接続がなされる工程において、絶縁基材としての樹脂フィルム２３に導体パターン２２を形成した導体形成絶縁基材（以下、片面導体パターンフィルム）２１を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着した成層形成がなされる（多層プリント基板ができる）。
【０１２０】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として適用するプリント基板１０１を、第４施形態で説明した導電性組成物５１を成形する際において、図１１に示すように、絶縁基材である樹脂フィルム２３に静水圧が掛かった状態でビアホール２４にアーチ状に押出す構成を有するものとしてもよい。図１１は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板であって、層間接続後の導電性組成物の形状の一実施例を模式的に示す部分拡大図である。
【０１２１】
上記の第４の実施形態にて説明した真空加熱プレス機により加熱しつつ加圧する製造工程において、樹脂フィルム２３も真空加熱プレス機により加熱しつつ加圧されるので、樹脂フィルム２３はフィルムの延在方向に変形し、ビアホール２４の周囲の樹脂フィルム２３はビアホール２４内に押出されるように変形しようとする。このとき、樹脂フィルム２３の弾性率は約５〜４０ＭＰａに低下している。このように弾性率が低下した樹脂フィルム２３を加圧すると、絶縁基材である樹脂フィルム２３中にはほぼ均一な圧力（いわゆる静水圧）が発生する。そして、樹脂フィルム２３中にほぼ均一な圧力が掛かった状態で加圧を続け、ビアホール２４の周囲の樹脂フィルム２３をビアホール２４内に押出すように塑性変形させると、樹脂フィルム２３のビアホール２４内への押出し量は、ビアホール２４の導体パターン２２と接続する端部（ビアホール２４の中心軸方向端部）よりも中央部（ビアホール２４の中心軸方向中央部）の方が大きくなる。すなわち、図１１に示すように、加熱プレス前には略円筒状であったビアホール２４の内壁は、上述のように樹脂フィルム２３がビアホール２４内に押出されることにより、ビアホール２４の中心軸を通る断面の内壁面形状を、アーチ状に形成することができる。なお、加熱プレス時の樹脂フィルム２３の弾性率は、１〜１０００ＭＰａの範囲にある。このとき、導電性組成物５１は焼結の進行に伴い容積（見かけの体積）が減少している。この結果、導電性組成物５１のビアホール２４の中心軸を通る断面の側方側を、アーチ状に形成することができる。
【０１２２】
これにより、プリント基板１０１に曲げ等の変形応力が加わった場合に、導電性組成物５１のビアホール２４の中心軸を通る断面の側方側を、アーチ状に形成されているので、従来の円筒状のビアホールに比べて、導電性組成物５１の接続部５１ｂ以外の部位にも応力が集中し難い。よって、層間接続の信頼性向上が図れる。したがって、プリント基板１０１の製造工程において、上記加熱しつつ加圧する工程を備え、加熱しつつ加圧するときの加熱温度において、絶縁基材２３（詳しくは、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材）の弾性率は、１〜１０００ＭＰａであるように構成することで、導電性組成物５１のビアホール２４の中心軸を通る断面の側方側を、アーチ状に形成することができ、従って層間接続の信頼性向上が図れる。
【０１２３】
さらに、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００（詳しくは、溶融加圧工程４２０）にて、製造工程にて加熱しつつ加圧された条件（もしくは、多層基板の場合には、成層形成がなされた積層条件）の温度に近い温度に加熱すれば、弾性率が十分低下させることが可能である。したがって、樹脂と金属の分離装置１の濾過手段Ｍ３のフィルタ１７等によって樹脂材料２ａのみを通過させる濾過作業が容易に行なうことができる。
【０１２４】
なお、以上説明した実施形態において、廃プリント基板１００が多層プリント基板である場合、層間接続材料（詳しくは、導電ペースト５０）の大きさが１００〜２００μｍ程度であるため、１次濾過工程Ｐ４３１の濾過通路すなわち加圧手段Ｍ１の隙間δＭ１は、１００μｍ以下が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置の構成を表す部分的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用したプリント基板のリサイクル方法を表すブロック図である。
【図３】図２に示すリサイクルの各工程のうち、第１の実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、廃プリント基板が樹脂材料と配線金属材料に分離される過程を説明するため、その分離方法を工程で示す模式図である。
【図４】図２に示すリサイクルの各工程のうち、第１の実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、図１に示すプリント基板の樹脂と金属の分離装置に係わる加熱手段および加圧手段による処理に対応して、その分離方法に係わる工程を説明する説明図である。
【図５】図１の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置において、加熱し、加圧された廃プリント基板から樹脂材料のみを通過させる濾過を行なうことで、廃プリント基板を樹脂材料と配線金属材料に分離する過程を表す模式的部分断面図である。
【図６】図１の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置において、廃プリント基板から分離回収した樹脂材料と配線金属材料を取出す過程を表す模式的部分断面図である。
【図７】図１の分離装置を適用して樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【図８】第２の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法のうち、回収樹脂分離工程を表すブロック図である。
【図９】第３の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【図１０】第４の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の構成、特にビアホール内の状態を示す部分拡大図であって、図１０（ａ）は導体ペースト充填後の状態、図１０（ｂ）は層間接続後の状態を示す模式図である。
【図１１】第５の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板であって、層間接続後の導電性組成物の形状の一実施例を模式的に示す部分拡大図である。
【符号の説明】
１ 樹脂と金属の分離装置
２ａ 樹脂材料
２ｂ 配線金属材料
１１ シリンダ（略円筒体）
１２ ピストン（軸部材）
１３ プレスシリンダ（駆動手段）
１４ シリンダヘッド（可動蓋部材）
１５ 投入口（廃プリント基板投入手段の一部）
１５ａ 貯留部（廃プリント基板投入手段の一部）
１６ 投入キャップ（廃プリント基板投入手段の一部）
１７ フィルタ
１７ａ （濾過通路としての）メッシュ穴
１９ 背圧シリンダ（背圧発生手段）
２１ 加熱ヒータ（加熱手段）
Ｍ１ 加圧手段
Ｍ２ 加熱手段
Ｍ３ 濾過手段
Ｒ 加圧室（加圧空間）
δＭ１ （濾過通路としての）隙間
Ｐ４００ 樹脂と金属の分離回収工程
Ｐ４１０ 投入工程
Ｐ４２０ 溶融加圧工程
Ｐ４３０ 濾過工程
Ｐ４３１、Ｐ４３２ １次濾過工程、２次濾過工程
Ｐ４４０ 回収樹脂分離工程
Ｐ４５０ 取出工程[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for separating a resin and a metal of a printed circuit board that separates a printed circuit board that is a waste material into a resin material and a metal material.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, printed circuit boards mainly used in electronic products consist of glass fiber and epoxy resin, which is a thermosetting resin. The recycling method is to collect only the wiring metal material as circuit wiring, and recycle it. I was using it. For this reason, the remaining insulating material obtained by separating and recovering the wiring metal material is incinerated and used as thermal energy, or is buried as waste.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional recycling method, the wiring metal material is recovered, but the insulating material such as the thermosetting resin of the substrate material is not recovered as a reusable material, which contributes to an increase in waste. Yes.
[0004]
For this reason, waste and CO for global environmental conservation 2 Responding to the reduction of emissions or the efficient use of resources is an important issue. Under such circumstances, there is a demand for a method for separating and collecting a reusable resin and metal as a method for recycling a printed circuit board, and an apparatus capable of separating and collecting a resin and a metal as its means.
[0005]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to efficiently separate and recover the resin in the case where the resin used is recycled as a waste printed circuit board. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for separating a resin and a metal on a printed circuit board.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to claim 1 of the present invention, a method for separating a resin and a metal on a printed circuit board that separates a discarded electronic product or a waste printed circuit board as a waste material generated in the manufacturing process of the electronic product into a resin material and a wiring metal material And waste print substrate A heating and pressurizing process, and a filtering process that passes only the resin material by filtering the waste printed circuit board heated and pressurized in the melting and pressing process. The melt pressurizing step comprises a heating means for heating the waste printed circuit board and a means for pressing the waste printed circuit board, and the pressurizing means comprises a substantially cylindrical body and a shaft that can slide in contact with the inner periphery of the substantially cylindrical body. A movable lid member that can be opened and closed is disposed on one of both open ends of the substantially cylindrical body. .
[0007]
As a result, when the printed circuit board made of thermoplastic resin is recycled as a waste printed board, the resin material is softened or has a low viscosity state by heating the waste printed board. It is possible to separate the printed circuit board into a metal material such as a resin material and a wiring metal material by passing only the resin material by filtering while pressing the resin material, that is, forced filtration.
[0008]
The softened state is a state where the elastic modulus of the resin material is sufficiently small.
[0009]
More Of the present invention As claimed in claim 1 The melt pressurizing step comprises a heating means for heating the waste printed circuit board and a means for pressing the waste printed circuit board, and the pressurizing means comprises a substantially cylindrical body and a shaft that can slide in contact with the inner periphery of the substantially cylindrical body. A movable lid member that can be opened and closed is disposed on one of both open ends of the substantially cylindrical body.
[0010]
Thereby, as a pressurizing method, a simple structure of compressing the space defined by the inner periphery of the substantially cylindrical body, the movable lid member and the shaft member by moving the shaft member is used. It is possible to do. Further, by moving the shaft member for compression, the solid matter adhering or precipitating in the space in the cylindrical body can be collected at the open end of the substantially cylindrical body that can be closed, that is, on the movable lid member side. Is possible. Therefore, it can be efficiently separated into a metal material such as a wiring metal material that remains solid even when heated and a resin material that is at least softened and filterable.
[0011]
Note that, for example, the gap between the inner periphery of the substantially cylindrical bodies that can be brought into sliding contact with each other and the shaft member can be used as one of the filtration passages in the filtration step.
[0012]
Of the present invention Claim 2 According to this, the melt pressurizing step includes a step of heating the waste printed circuit board until a predetermined amount of the waste printed circuit board is charged.
[0013]
That is, the melt pressurizing step includes a main step of heating and pressurizing, and a step of heating the waste printed circuit board until a predetermined amount of the waste printed circuit board as a previous process is charged. As a result, the waste printed circuit board is not continuously charged during the pressurizing operation, so that the pressurizing means in the melt pressurizing step, particularly the apparatus related to the seal structure can be simplified.
[0014]
Of the present invention Claim 3 According to the above, the filtration step includes a primary filtration step for removing solids having a size as large as a wiring metal material, and a secondary filtration step for removing matters smaller than the size of the solids.
[0015]
That is, a filtration means having a filtration passage in which the size of the solid matter to be removed is two stages is provided. Thereby, the lifetime of the apparatus provided with the filtering means can be improved, and the resin material and the wiring metal material can be efficiently separated. And if it sets to the filtration channel | path which can remove a fine solid substance by a secondary filtration process, reduction of the residual amount of the impurity contained in the resin material collect | recovered can be aimed at.
[0016]
Of the present invention Claim 4 According to this, the filtering means in the primary filtration step is a pressurizing means that uses a gap between the substantially cylindrical body and the shaft member that can be slidably contacted with the inner periphery of the substantially cylindrical body as a filtration passage.
[0017]
As a result, even if the filtration step is increased to the primary filtration step and the secondary filtration step, for example, as a pressurizing means in the melt pressurization step, a substantially cylindrical body and a shaft member that can slide on the inner periphery of the substantially cylindrical body As a filtering means in the primary filtration step, the gap between the substantially cylindrical body and the shaft member is used as a filtration passage, so that the pressure means in the melt pressure step and the primary filtration step Since the filtering means can be shared, the increase in the number of apparatuses can be suppressed, and therefore the manufacturing cost relating to the method for separating the resin and metal of the printed circuit board can be reduced.
[0018]
Of the present invention Claim 5 According to the present invention, there is provided a recovered resin separation step in which back pressure is applied to the recovered resin material that has passed and recovered in the filtration step until a predetermined period of time elapses.
[0019]
Generally, when filtering the waste printed circuit board heated and pressurized in the melt-pressing process, bubbles due to the pressurization may be mixed into the softened or low-viscosity resin material. If the resin material collected in this way is processed into a pellet shape by recycling to be recycled, the size and shape of the pellets will be uneven due to the sparse and dense portions where bubbles are mixed, resulting in a uniform shape. There is a problem that it is difficult to form.
[0020]
On the other hand, since the recovered resin material is not left at atmospheric pressure and back pressure is applied, large bubbles are not generated, and a pellet having a uniform shape can be formed. Further, for example, since the back pressure is applied to the resin material collected for a predetermined time until cooling and solidification, it is possible to save energy consumption required to generate the back pressure. Furthermore, for example, it is possible to separate into a bubble component and a resin material while being gradually cooled.
[0021]
Of the present invention Claim 6 According to the above, in the melt-pressing step, the waste printed circuit board is heated to a predetermined temperature that can be at least softened.
[0022]
Accordingly, the heating temperature in the melt-pressing step is suppressed to at least a predetermined temperature at which the waste printed board can be softened, that is, a temperature at which the resin material can be softened. It is possible to suppress wasteful consumption of energy consumed by the apparatus.
[0023]
Of the present invention Claim 7 According to the above, the printed circuit board to be recycled as the waste printed circuit board is disposed on the surface of the insulating base material made of either a thermoplastic resin or a mixture of a thermoplastic resin and an inorganic filler, and the surface of the insulating base material. And a conductor pattern made of the wiring metal material, and after laminating the conductor-formed insulating base material in which the conductor pattern is formed on the insulating base material, by applying pressure while heating, the layers are laminated and molded. A printed circuit board is preferred.
[0024]
As a result, the resin material in the insulating base material of the printed circuit board is separated and recovered from the waste printed circuit board into the resin material and the wiring metal material by using a thermoplastic resin or a mixture of the thermoplastic resin and the inorganic filling material. Later, it can be heated to form the desired shape, thus ensuring reuse.
[0025]
In addition, even if it is laminated and molded, if it is heated to a temperature close to the temperature of the lamination conditions in which lamination molding is performed in the separation and recovery process, that is, the melt-pressing process, it is sufficiently softened to undergo plastic deformation. Is possible.
[0026]
Of the present invention Claim 8 According to the invention, the insulating base material is made of a resin film, and the conductive patterns are electrically connected to each other by an integrated conductive composition in a via hole provided in the insulating base material. Is formed of a material made of only a metal material, or a material made of one of a metal material and a thermoplastic resin used for the insulating base material or a mixture of a thermoplastic resin and an inorganic filler material.
[0027]
As a result, when the resin material is separated and recovered from the waste printed circuit board, the components mixed from the conductive composition as the interlayer connection material in the separated and recovered resin material are the same components as the resin material used for the insulating base material. Therefore, the purity of the recovered resin material does not decrease, and the recovered resin material can be expected to have the same characteristics as the resin material before recovery.
[0028]
Of the present invention Claim 9 According to the present invention, there is a printed circuit board resin and metal separation device that separates a discarded electronic product or a waste printed board as a waste material generated in the manufacturing process of the electronic product into a resin material and a wiring metal material. A pressurizing unit that pressurizes the substrate, a heating unit that heats the waste printed circuit board to a predetermined temperature that can be at least softened, and a filtering unit that filters the resin material from the waste printed circuit board that is maintained at the predetermined temperature by the heating unit. The pressurizing means includes a substantially cylindrical body, a shaft member slidably contactable with the inner periphery of the substantially cylindrical body, and a drive means for allowing the shaft member to reciprocate in the axial direction along the inner periphery. One of the open ends of the body is provided with a movable lid member that can be opened and closed. .
[0029]
As a result, when the printed circuit board made of thermoplastic resin is recycled as a waste printed circuit board, it is softened by heating with heating means, and only the resin material is allowed to pass through by forced filtration with pressure means. Thus, separation and collection by the filtering means can be easily performed. For example, by using a heating means to filter the molten resin material by maintaining it at a temperature close to the heating temperature that is heat-molded in the initial manufacturing process of the waste printed board, that is, the printed board that has become waste. And can be easily separated and recovered.
[0030]
More Of the present invention As described in claim 9 The pressurizing means includes a substantially cylindrical body, a shaft member slidably contactable with the inner periphery of the substantially cylindrical body, and a drive means for allowing the shaft member to reciprocate in the axial direction along the inner periphery. A movable lid member that can be opened and closed is disposed on one of the open ends of the body.
[0031]
Accordingly, the waste printed circuit board that is heated by the heating means, at least the softened resin material, that is, the softened resin material and the wiring metal material that is in a solid state, the pressurizing device as a substantially cylindrical inner periphery, Since a simple structure in which the space defined by the movable lid member and the shaft member is compressed by the movement of the shaft member is used, a stable pressurizing operation can be performed.
[0032]
Furthermore, by reciprocating the shaft member using a driving means for compression, it is possible to scrape solid matter that adheres to or precipitates on the inner periphery of the cylindrical body from the inner periphery. As a result, the pressurization operation can be stabilized. Further, as the compression continues, it is possible to collect the wiring metal material which is a solid substance at the open end where the substantially cylindrical body can be opened and closed, that is, on the movable lid member side. Therefore, while maintaining stable pressurizing operation, it is efficiently separated into a metal material such as a wiring metal material that remains solid even when heated and a resin material that is at least softened and filterable. Is possible.
[0033]
In addition, for example, the gap between the inner periphery of the substantially cylindrical bodies that can be brought into sliding contact with each other and the shaft member can be used as one of the filtration passages in the filtration means.
[0034]
Of the present invention Claim 10 According to the above, an insertion port for introducing a waste printed circuit board is formed on the outer periphery of the substantially cylindrical body. The input port can be connected to and disconnected from the inner periphery, and a predetermined amount of the waste printed circuit board is input. Waste printed circuit board loading means for storing the waste printed circuit boards until a predetermined time is provided.
[0035]
As a result, the waste printed board is not continuously thrown in during the pressurizing operation by the pressurizing means, so the waste printed board throwing means provided on the outer periphery of the substantially cylindrical body constituting the pressurizing means is not used. When the printed circuit board is loaded, it is not always necessary to keep the loading port of the substantially cylindrical body, which is a pressurizing means, at high pressure and airtightness. Accordingly, it is possible to prevent complication of the seal structure of the apparatus relating to the pressurizing means.
[0036]
Of the present invention Claim 11 According to this, the heating means can be provided on the substantially cylindrical body and the movable lid member.
[0037]
Of the present invention Claim 12 According to this, when the opening end is opened by the movable lid member, the shaft member moves in the axial direction beyond the opening end by the driving means.
[0038]
Thereby, since the operation | movement which protrudes the shaft member from an opening end by a drive means can be performed, the wiring metal material which is a solid substance on the opening end side where the movable cover member was arrange | positioned according to the continuation of the compression operation of a shaft member, for example When collected in a predetermined amount, the recovered wiring metal material can be easily taken out.
[0039]
Of the present invention Claim 13 According to the filtration means has a two-stage filtration passage,
One of the two-stage filtration passages is a gap formed between the substantially cylindrical body and the shaft member that can slide on each other.
[0040]
As a result, even if primary filtration, secondary filtration, and a two-stage filtration process are adopted as the filtration means using a two-stage filtration passage, the filtration means is formed between the substantially cylindrical body constituting the pressurizing means and the shaft member. It is possible to make a filtration passage as a filtration means using the gap.
[0041]
Therefore, the accuracy of separation into the resin material and the wiring metal material can be improved by adopting the primary filtration, the secondary filtration and the two-stage filtration process by the two-stage filtration passage. Further, the increase in the number of apparatuses can be suppressed, and as a result, the apparatus cost relating to the resin and metal separation apparatus for the printed circuit board can be reduced, so that the cost for separating and recovering the resin and metal for the printed circuit board can be reduced.
[0042]
Of the present invention Claim 14 According to the above, the other of the two-stage filtration passages is a filter that allows only the resin material to pass from the waste printed circuit board, and the filter is formed of sintered metal.
[0043]
Thereby, the mesh hole of the filter which filters the to-be-filtered object does not simply penetrate, but can be formed in a mesh hole which is tortuous. Therefore, since the mesh hole of the filter through which the resin material passes can be made to be twisted, for example, even a needle-like thin and long solid can be reliably captured, and thus only the resin material can be surely passed. It is possible.
[0044]
Of the present invention Claim 15 According to the present invention, there is provided a back pressure generating means for applying a back pressure to the recovered resin material that has passed through the filtering means.
[0045]
As a result, the recovered resin material is not left in an atmospheric pressure state and is in a state where a back pressure is applied, so that it can be in a state close to a pressurized state before being filtered. Therefore, even if bubbles are mixed into the resin material in a pressurized state before being filtered, a back pressure is applied, so that a phenomenon of growing into large bubbles due to the reduced pressure can be prevented. Therefore, it is possible to separate and recover from the waste printed circuit board a resin material capable of forming pellets having a uniform shape as the recovered resin to be recycled.
[0046]
Note that, in the atmospheric pressure state according to the prior art, the bubbles expand into the resin material due to the decompression expansion. In some cases, the expanding bubbles may be further divided to leave a large number of bubbles in the resin material. It is difficult to form desirable pellets for recycling from the resin material in which these bubbles remain.
[0047]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a method and apparatus for separating a resin and metal of a printed board according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0048]
(First embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a resin and metal separation apparatus for a printed circuit board according to the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a printed circuit board recycling method to which the printed circuit board resin and metal separation method according to this embodiment is applied. FIG. 3 is a block diagram showing steps related to the method for separating the resin and metal of the printed circuit board of the present embodiment among the steps of recycling shown in FIG. 2, and is a schematic diagram showing the separation method in steps. . FIG. 4 is a block diagram showing the steps related to the method for separating the resin and metal of the printed circuit board of the present embodiment among the steps of recycling shown in FIG. It is explanatory drawing explaining the process concerning the separation method corresponding to the process by the heating means and pressurization means concerning a separation apparatus. FIG. 5 shows a process of separating the waste printed circuit board into the resin material and the wiring metal material by performing filtration in which only the resin material is passed from the heated and pressurized waste printed circuit board in the separation apparatus of FIG. It is a typical fragmentary sectional view. FIG. 6 is a schematic partial sectional view showing a process of taking out the resin material and the wiring metal material separated and recovered from the waste printed board in the separation apparatus of FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a printed circuit board as an object to be processed that is separated into a resin material and a wiring metal material by applying the separation device of FIG.
[0049]
(System outline description of a printed circuit board recycling method to which the resin and metal separation method of the printed circuit board of the present invention is applied)
As shown in FIG. 2, the process related to the method of recycling a printed circuit board includes a waste printed circuit board 100 as an object to be processed, a mounting component removing unit 200 that primarily processes the object to be processed 100, and an object 100 to be processed. Solder removing means 300 for subsequent processing, resin and metal separation / recovery means 400 implemented after the primary and secondary treatments, and resin molding means 500 for resin-molding one resin material 2a separated and recovered by the separation / recovery means 400, The other metal wiring material 2b separated and recovered by the separation and recovery means 400 is composed of a metal refining and separating means 600 for refining the metal. The resin / metal separation / recovery means 400 separates the resin material 2a and the metal material 2b by allowing only the resin material 2a to pass by a filtration method described later.
[0050]
The waste printed circuit board 100 is a printed circuit board 101 used for a discarded electronic product, or a so-called waste printed circuit board as a waste material generated in the manufacturing process of the electronic product, and is at least thermoplastic as shown in FIG. An insulating base material 23 made of resin and a conductive pattern 22 arranged on the surface of the insulating base material 23 and made of at least a wiring metal material are provided. In addition, in the printed circuit board 101 used for an electronic product, the circuit board 21 provided with the insulation base material 23 and the conductor pattern 22, the mounting component 70 mounted on the circuit board 21, the mounting component 70, and the circuit board 21 And a solder 80 that electrically connects the two (see, for example, FIG. 9 of the third embodiment). Furthermore, when the circuit board 21 is laminated, the conductive composition 51 made of an interlayer connection material for electrically connecting the conductor patterns 22, that is, between the layers, may be provided (for example, in the fourth embodiment). FIG. 10 of the form).
[0051]
In the present embodiment, as the printed circuit board 101 used as the waste printed circuit board 100 to be recycled, the resin material used as the insulating material in the insulating base material 23 is only a thermoplastic resin, or a thermoplastic resin and an inorganic filling material. As long as it is formed of a mixture with the above, it may be any resin film.
[0052]
Next, the removal means 200 for the mounted component 70 (see FIG. 9) is for removing the component 70 such as a semiconductor element, and a known means may be used. For example, any means such as a mechanical removal means for mechanically peeling the component 70 at normal temperature, or a heating removal means for removing the component 70 by heating the mounting substrate 101 to a temperature at which the solder melts may be used.
[0053]
If the printed circuit board 101 mounted on the electronic product is to be recycled, it is necessary to remove the mounted printed circuit board. For removal, remove the connector that fixes the mounting board 101. Desorption, destructive desorption, or any means may be used for desorption. In the present embodiment, the waste printed circuit board 100 is collected from the electronic product by using means for removing the connector on which the mounting board 101 is mounted on the electronic product.
[0054]
The solder removing means 300 is composed of the solder 80 remaining on the waste printed circuit board 100 from which the component 70 has been peeled off by a mechanical removing means or the like as the component removing means, the solder 80 melted by the heat removing means or the like, or the cooled and solidified solder 80. Any known means may be used. For example, any means such as mechanical solder removing means for mechanical removal using a grinder or the like, or solder chemical removing means for removing using a chemical that dissolves solder such as a mixed acid of hydrochloric acid and sulfuric acid may be used.
[0055]
The resin and metal separation / recovery means 400 is a means for heating and forcibly filtering the waste printed circuit board 100 from which the mounting components 70 such as semiconductor elements and the solder 80 have been removed by the component removal means 200 and the solder removal means 300. is there. Thereby, it is possible to separate and collect the resin material 2a and the wiring metal material 2b by passing only the resin material 2a out of the resin material 2a and the wiring metal material 2b constituting the waste printed circuit board 100.
[0056]
The details of the means and method for allowing only the resin material 2a to pass by heating and forcibly filtering the waste printed circuit board 100 as the object to be processed, that is, the method for separating the resin and metal of the printed circuit board of the present invention and the apparatus thereof. Will be described later.
[0057]
The resin molding means 500 and the metal refining separation means 600 for forming the resin material 2a and the wiring metal material 2b separated and recovered from the waste printed circuit board 100 into material products for recycling are respectively known resin molding technologies. As long as it is a forming means by the above, a refining means for separating and refining each metal type by a known metal refining technique may be used.
[0058]
Next, steps related to the method of recycling the printed circuit board will be described with reference to FIG. In the recycling method, the waste printed circuit board 100 is separated and collected for each material, and the flow of reusing the separated and collected material is represented by processes. As shown in FIG. 2, the component removal process P200 and the solder removal process are performed. Resin as a manufacturing process for using P300, resin and metal separation and recovery step P400, and resin material 2a and wiring metal material 2b separated and recovered in resin and metal separation and recovery step P400, respectively. It includes a forming step P500 and a metal refining separation step P600. In the case of recycling the waste printed circuit board 100 that has been mounted on the discarded electronic product, a detaching process for detaching the mounting board 100 mounted on the product may be provided as a pre-process of the component removing process P200. In the component removal process P200, the component removal means 200 described above is used to mechanically peel off the component 70 such as a semiconductor element at room temperature or to remove the component 70 by heating to a temperature at which the solder 80 is melted. This method may be used. In this embodiment, the waste printed board 100 is heated to 200 ° C. at which the solder melts, the metal spatula is brought into contact with the surface of the board 100, and the metal spatula is moved in parallel with the board 100, thereby mounting component 70. And the part 70 was removed. Next, in the solder removal process P300, any method such as mechanically removing the solder 80 or dissolving and removing the solder 80 using the above-described solder removing means 3 may be used. In this embodiment, the solder is removed by polishing the surface of the waste printed circuit board 100 with a rotary grinder equipped with a # 320 polishing grindstone. In the resin / metal separation / recovery process P400, the waste printed circuit board 100 (see FIG. 7) from which the mounting components 70 and the solder 80 have been removed in the component removal process P200 and the solder removal process P300 is used. Details of the resin / metal separation and removal step P400 will be described later.
[0059]
In addition, the resin molding process P500 and the metal refining separation process P600 in which the resin material 2a and the wiring metal material 2b separated and recovered from the waste printed circuit board 100 are re-formed into a material product for reuse are respectively known manufacturing techniques. It is sufficient that the resin molding process is performed by the above-described method, and the refining process is performed for each metal type by a known metal refining technique.
[0060]
(Detailed Description of Resin and Metal Separation Method and Device for Printed Circuit Board of the Present Invention) Hereinafter, the resin and metal separation and recovery means 400 and the resin and metal separation and removal step P400 in the above-described printed circuit board recycling method will be described. 1 and FIGS. 3 to 6 will be described.
[0061]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the resin and metal separation device 1 of the printed circuit board represents a main function as a means, and a pressurizing unit M <b> 1 that pressurizes the waste printed circuit board 100 as an object to be processed. The heating means M2 for heating the waste printed circuit board 100 to a predetermined temperature at least softening, and the filtering means M3 for filtering the resin material 2a from the workpiece 100 maintained at the predetermined temperature by the heating means M2. It is configured. As a result, when the printed board 101 made of thermoplastic resin is recycled as the waste printed board 100, the resin material 2a is softened by being heated by the heating means M2 and forcedly filtered by the pressing means M1. It is possible to easily perform separation and recovery by the filtering means M3 by passing only the filter.
[0062]
For example, the molten resin is filtered by the heating unit M2 by maintaining the temperature close to the heating temperature formed by heating in the initial manufacturing process of the waste printed circuit board 100, that is, the printed circuit board 101 that has become the waste material. It is possible to easily separate and collect using
[0063]
In addition, the resin material used for the printed circuit board 101 (specifically, insulating base material 23) used as the waste printed circuit board 100 should just be what consists of thermoplasticity, and can be softened by heating by this. At the same time, it is possible to heat the resin material separated and collected by the resin / metal separation device 1 to obtain a desired material shape. A printed circuit board using a thermosetting resin as an insulating base does not decrease in elasticity even at high temperatures, and cannot be separated and recovered by the apparatus 1 having a simple structure described later. is there.
[0064]
As shown in FIG. 1, the pressurizing means M <b> 1 includes a substantially cylindrical body 11, a shaft member 12 that can slide in contact with the inner periphery of the substantially cylindrical body 11, and the shaft member 12 along the inner periphery. And drive means 13 that can reciprocate in the axial direction. Further, of the open ends of the substantially cylindrical body (hereinafter referred to as a cylinder) 11, as shown in FIG. 1, a movable lid member (hereinafter referred to as the open end 11a) can be opened and closed as one open end 11a. , Called a cylinder head) 14. As a result, a space R (hereinafter referred to as a pressurizing chamber) R partitioned by the inner periphery of the cylinder 11, the cylinder head 14, and the shaft member (hereinafter referred to as a piston) 12 is used as the pressurizing means M1. It is possible to use a simple structure in which compression is performed by the movement of. As a result, the pressurizing means M1 of the present embodiment can perform a stable pressurizing operation.
[0065]
In the present embodiment, the heating means M2 is provided in the cylinder 11 and the cylinder head 14. Further, a filtering means M3 described later is provided in the pressurizing means M1 (specifically, the cylinder 11). Thus, when the resin material 2a and the wiring metal material 2b are separated and recovered from the recycled printed circuit board 100 to be recycled, the filtering means M3 starts from the step of heating the waste printed circuit board 100 before the separation and recovery to the resin material 2a and the wiring metal material 2b. Thus, only the resin material 2a is allowed to pass through and the process of separating and collecting the resin material 2a and the wiring metal material 2b can be easily handled by the heating means M2. The heating means M2 only needs to heat the cylinder 11 and the cylinder head 14 as heat transfer media, and a heater (see FIG. 1) or a circulation path (not shown) in the heat transfer media. It is also possible to use a superheater that forms a heating medium and flows a heating medium through the circulation passage. The heating means M2 described in the present embodiment will be described as the heater 21.
[0066]
Furthermore, the heating means M2 can set the resin material 2a constituting the waste printed circuit board 100 to a predetermined heating temperature that softens or has a low viscosity, for example, by heating the waste printed circuit board 100. is there. The heating means M2 is preferably heated to a predetermined temperature at which the waste printed board 100 can be softened. Thereby, the state of the waste printed circuit board 100 before being filtered by the filtering means M3 can be suppressed to at least a predetermined temperature at which the resin material 2a can be softened, that is, a temperature at which the resin material 2a can be softened. Accordingly, it is possible to suppress wasteful consumption of energy consumed by the heating unit M2 for heating the waste printed circuit board 100.
[0067]
Furthermore, in the present embodiment, by using the heating means M2 and the pressurizing means M1 described above, the waste printed circuit board 100 to be filtered that is filtered by the filtering means M3, the wiring metal material 2b is in a solid state. It is possible to melt and press the resin material 2a as it is. Specifically, the state where the insulating member 23 made of the resin material 2a and the conductor pattern 22 made of the wiring metal material 2b are pressed by the pressurizing unit M1 at a pressure close to the pressurizing pressure in the manufacturing process is maintained. Thus, while the wiring metal material 2b remains in a solid state, the resin material 2a can be melted compared to the softened state, that is, the solid wiring metal material 2b. The meltable state is a state in which the softened resin material 2a is allowed to pass through a filtering passage of the filtering unit M3 described later by being plastically deformed by the pressurizing unit M1. .
[0068]
Further, in the present embodiment, the pressurizing means M1 is a solid substance that adheres to or precipitates on the inner periphery of the cylinder 11 by moving the piston 12 back and forth using a driving means (hereinafter referred to as a press cylinder), that is, a wiring. It is possible to scrape the metal material 2b along its inner periphery. As a result, it is possible to prevent a phenomenon in which solid matter that adheres or precipitates accumulates in the cylinder 11 compressed by the drive of the piston 12, particularly only in the inner periphery. Therefore, the pressurizing operation of the pressurizing means M1 can be stabilized.
[0069]
Further, as the pressurization operation, that is, the compression operation is continued, the spillover that enables the wiring metal material 2b, which is a solid substance, to be gathered, that is, collected, on the cylinder head 14 side arranged on the terminal side of the compression operation. An effect is acquired (refer FIG. 5).
[0070]
Accordingly, the pressurizing unit M1 can maintain a stable pressurizing operation, and the wiring metal material 2b remains solid even when heated by the heating unit M2, and the resin material 2a that is softened and can be filtered. In addition, it is possible to separate efficiently.
[0071]
In addition to the pressurizing means M1, the cylinder 11 provided with the heating means M2 is provided with an inlet 15 for introducing the waste printed circuit board 100 to be recycled into the pressurizing chamber R as shown in FIG. This inlet 15 forms a hole penetrating the inner periphery and outer periphery of the cylinder 11. As shown in FIG. 1, the hole has a shape that is substantially reduced in diameter from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. As a result, it is possible to feed a predetermined amount of the waste printed circuit board 100 while keeping the waste printed circuit board 100 in the loading port 15. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the charging port 15 includes a storage portion 15 a that protrudes toward the outer peripheral side of the cylinder 11 along the charging port. This facilitates securing the storage space R100 in which a predetermined amount of the waste printed circuit board 100 is stored until the pressurization chamber R is charged. Furthermore, in the present embodiment, an inlet cap 16 is provided on the upper end surface of the storage portion 15a as a closing portion that allows the inlet 15 and the pressurizing chamber R to communicate with each other and shut off. This secures the inlet 15 for storing temporarily, that is, the storage space R100, until a predetermined amount of the waste printed circuit board 100 is supplied without complicating the sealing structure of the pressurizing chamber R of the pressurizing means M1. It is possible.
[0072]
Furthermore, in this embodiment, when the opening end 11a is opened by the cylinder head 14, the piston 12 is moved in the axial direction beyond the opening end 11a by using the driving means. Thereby, it is possible to perform the protrusion operation by the piston 12. Therefore, for example, when the pressurizing operation of the pressurizing means M1 (specifically, the piston 12) continues and a predetermined amount of the wiring metal material 2b is collected on the cylinder head side, the solid matter recovered by the projecting operation of the piston 12 is collected. The wiring metal material 2b can be easily taken out (see FIG. 6).
[0073]
The filtering unit M3 is a unit that allows only the resin material 2a to pass from the waste printed circuit board 100 that is maintained at least at a predetermined temperature that can be softened by the heating unit M2, and includes a filtering passage that allows the resin material 2a to pass therethrough. In the present embodiment, as the filtering means M3, the filter 17 having the plurality of filtering passages 17a is arranged along the inner periphery of the cylinder 11 that is the pressurizing means M1. Specifically, the filter 17 is disposed inside the cylinder 11, and is downstream of the collection groove 18 formed along the inner periphery thereof (specifically, downstream of the flow of the resin material 2a to be filtered of the filter 17). ).
[0074]
Furthermore, in this embodiment, this filter 17 is formed from a sintered metal. Thus, the plurality of filtration passages of the filter 17 for filtering the object to be filtered, that is, the mesh hole 17a is not simply penetrated, but can be formed in a twisted mesh hole. Therefore, even if the filtering means M3 for passing the resin material 2a is, for example, a needle-like thin and long metal material 2b, it can be reliably captured due to the twisted mesh hole 17a. As a result, it is possible to prevent a solid material such as the wiring metal material 2b from passing through the filter 17 having a fine needle shape. Therefore, the purity of the resin material 2a that has passed through the filtering means M3, that is, the filter 17, can be increased. As a result, as the resin material 2a to be recycled, the resin material 2a suppressed to a desired residual impurity amount can be separated and collected from the waste printed circuit board 100.
[0075]
As long as the filter 17 has a mesh hole size through which the wiring metal material 2b cannot pass and the resin material 2a can pass through, the filter 17 is a disk filter laminated with a stainless steel filter, ceramic, or foam. Any body filter may be used. Note that the filter 17 formed of sintered metal can be manufactured at a lower cost than a disk filter having a complicated assembly structure.
[0076]
In addition, as the filter 17 in this embodiment, it formed with the sintered metal which used stainless steel as a metal material, and the size of the mesh hole 17a was 50 micrometers. In addition, if the mesh hole 17a size is in a range of 20 μm to 200 μm, the resin material 2a can be separated from the metal material 2b. When the mesh hole 17a is reduced, the life of the filter 17 is limited. When the mesh hole 17a is formed of a sintered metal, the metal material to be sintered is replaced with, for example, copper (Cu ) Can be used to make the size of about 200 μm.
[0077]
Furthermore, since the filter 17 is formed of sintered metal, even if a relatively high pressure is applied to the upstream end face 17b of the filter 17, the mechanical strength can be guaranteed due to the structure of the sintered metal. Therefore, it is possible to ensure a large area of the upstream end face 17b, that is, a filtration area under a relatively high pressure. For example, since a predetermined amount of an object to be processed (specifically, the waste printed circuit board 100) can be processed in a lump without dividing the predetermined amount, the work of separating the resin material 2a and the wiring metal material 2b is performed. Productivity can be improved.
[0078]
Furthermore, since the filter 17 is formed of sintered metal, the size of the metal mesh hole is determined due to the metal material used as described above, so the size of the mesh hole 17a can be formed with high accuracy.
[0079]
Note that a so-called precoat filter may be used as the filter 17 described in the above embodiment. That is, the mesh hole 17a is formed in advance to be large. With the operation of the resin / metal separator 1, the metal material 2b is deposited on the upstream end face 17b of the filter 17, and the mesh hole 17a becomes smaller. As a result, the desired mesh hole 17a may be obtained. Thereby, the lifetime of the filter 17 can be extended.
[0080]
(Modification)
In the modification, as the filtering means M3, in addition to the filtering passage 17a of the filter 17 described in the first embodiment, as shown in FIG. A gap δM1 formed between the piston 12 and the piston 12 serves as another filtration passage, and has a two-stage filtration passage. That is, primary filtration and secondary filtration are performed. The two-stage filtration passages 17a and δM1 are the size of the filtration passage, and the gap δM1 of the pressurizing means M1 as the filtration passage for the primary filtration treatment is a solid material having a size of about the wiring metal material 2b. The size of the mesh hole 17a of the filter 17 serving as the filtration passage for the secondary filtration process is any size as long as it can remove a size smaller than the size of the solid matter. May be.
[0081]
In the present embodiment, the size of the gap δM1 is 100 μm, and the size of the mesh hole 17a is 20 μm.
[0082]
As a result, the life of the filtering means M3, particularly the filter 17 having a fine size of the filtration passage 17a, can be improved, and the primary filtration and the secondary filtration treatment can be performed to efficiently apply the resin material 2a and the wiring metal material 2b. It is possible to separate. In addition, since the size of the mesh hole 17a that can remove fine solids by the secondary filtration treatment is set, the residual amount of impurities contained in the recovered resin material 2a can be reduced. Therefore, it is possible to improve the accuracy of separating the resin material 2a and the wiring metal material 2b, particularly the accuracy of separating and collecting the resin material 2a.
[0083]
Furthermore, even if a two-stage filtration process of primary filtration and secondary filtration process is adopted, since the gap δM1 of the pressurizing means M1 is used, an increase in the number of devices can be suppressed, and as a result, the resin of the printed circuit board can be reduced. The cost of the metal separation device 1 can be reduced. As a result, there is a ripple effect that can reduce the cost of separating and collecting the resin and metal of the printed circuit board.
[0084]
In the printed circuit board resin and metal separation apparatus 1 described above, the input port 15, the storage portion 15a, and the input port cap 16 formed in the cylinder 11 of the pressurizing means M1 provide the waste printed circuit board 100. It constitutes a waste printed circuit board loading means for storing until a fixed quantity is loaded. As a result, the waste printed circuit board 100 is not continuously thrown in during the pressurizing operation of the pressurizing means M1, and therefore it is not necessary to keep the inlet 15 of the cylinder 11 as the pressurizing means M1 high-pressure and airtight. Absent. Therefore, it is possible to prevent the sealing structure of the apparatus related to the pressurizing means M1 from becoming complicated.
[0085]
Furthermore, in the cylinder 11, the inner periphery on the side of the opening end that is in sliding contact with the piston 12 and formed opposite to the side opening end 11a formed by the pressurizing chamber R prevents leakage of the resin material 2a and the like from the gap δM1. Therefore, it is desirable to provide the seal member 39.
[0086]
Furthermore, the driving means for driving the cylinder head 14 to open and close the opening end 11a may be a driving device driven by an electric motor or an air driving device using a gaseous medium such as factory air. .
[0087]
The separation method related to the printed circuit board resin and metal separation apparatus 1 described above will be described below with reference to the process diagrams of FIGS. 3 and 4 and the state diagrams of the apparatus 1 of FIGS. FIG. 1 shows a state of the apparatus 1 immediately before melting and pressurizing the waste printed circuit board 100, and FIG. 5 shows a filtering means (specifically, a primary as a filtering passage while the waste printed circuit board 100 is melted and pressurized. The state of the apparatus 1 in which the work of separating the resin material 2a and the wiring metal material 2b through the gap δM for performing the filtration process and the filter 17 (the mesh hole 17a) for performing the secondary filtration process is continued is shown. FIG. 6 shows the state of the apparatus 1 immediately after a predetermined amount of the resin material 2a and the wiring metal material 2b are recovered and the recovered resin material 2a and wiring metal material 2b are taken out.
[0088]
As shown in FIG. 3, when the flow of the method for separating the resin and metal of the printed circuit board, which is the main part of the present invention, is represented by a process, the separation method includes a loading process P410 for loading the waste printed circuit board 100 into the apparatus 1. A melt pressurizing process P420 for heating and pressurizing the waste printed circuit board 100, and a filtration for allowing only the resin material 2a to pass by filtering the waste printed circuit board 100 heated and pressurized in the melt pressurizing process P420. The process P430 is configured to include a resin material 2a and a wiring metal material 2b separated and recovered, and an extraction process P450 for extracting the wiring metal material 2b from the apparatus 1. The charging process P410, the melt pressurizing process P420, the filtering process P430, and the extracting process P450 constitute a resin and metal separation and recovery process P400 related to a method for recycling the printed circuit board.
[0089]
In the loading process P410, the waste printed circuit board 100 is stored by the waste printed circuit board loading means 15, 15a, 16 until a predetermined amount of the waste printed circuit board 100 is loaded. At this time, at least the charging port 15 and the storage portion 15 a are formed in the cylinder 11, and thus are heated by the heater 21 built in the cylinder 11. As a result, the waste printed circuit board 100 can be heated by the waste printed circuit board loading means 15, 15 a, 16 at least at a temperature close to the softening temperature before being loaded into the pressurizing chamber R. Therefore, when the input port 15 is communicated with the pressurizing chamber R by the input cap 16, the waste printed circuit board 100 can immediately start filtration while being pressurized by the pressurizing means M1. As a result, the cycle time of the melt pressurization process P420 can be shortened.
[0090]
In the melt pressing step P420, the resin material 2a is maintained at a predetermined temperature at which the resin material 2a can be softened by the heat heater 21 as the heating means M2. The inside of the pressurizing chamber R is pressurized with a predetermined pressure by the pressurizing means M1. In the present embodiment, as the process conditions, the waste printed circuit board 100 is maintained at a heating temperature of 340 ° C., and the inside of the pressurizing chamber R is pressurized with a relatively high pressure of 8 MPa by the pressurizing unit M1. Thereby, while making the resin material 2a which comprises the waste printed circuit board 100 into the softened state at least, by applying a comparatively high pressure to the softened resin material 2a, the plastic deformation of the resin material 2a is enabled. To do. Therefore, the filtration passages δM1 and 17a of the filtration means M3 can be in a molten state through which the resin material 2a can pass.
[0091]
Furthermore, in the melting and heating step, the waste printed circuit board 100 is heated to a predetermined temperature that can be at least softened. Thereby, it is possible to suppress wasteful consumption of energy consumed by the heating unit M2 for heating the waste printed circuit board 100.
[0092]
In addition, in the charging process P410, the waste printed circuit board 100 is stored until the predetermined amount of the waste printed circuit board 100 is charged. Therefore, the waste printed circuit board 100 is continuously pressed in the pressurizing chamber R while the pressurizing unit M1 is performing the pressurizing operation. It is possible to eliminate the input state such as being input to. Thereby, simplification of the pressurization means M1 in the melt pressurization process P420, especially the apparatus part regarding a seal structure can be achieved.
[0093]
The filtration step 430 is a step of allowing only the resin material 2a to pass by filtering the waste printed circuit board 100 heated and pressurized in the melt pressure step P420. The resin material 2a may be finally passed through a plurality of filtration treatments such as treatment and secondary filtration treatment.
[0094]
In the present embodiment, the melt pressurization step P430 includes a primary filtration step 431 and a secondary filtration step 432. The primary filtration step 431 removes solid matter having a size of the wiring metal material 2b from the waste printed circuit board 100. In the secondary filtration step 432, further, those smaller than the solid matter are removed. By the two-stage filtration process by the primary filtration process 431 and the secondary filtration process 432, it is possible to reliably pass only the resin material 2a through. Thereby, the lifetime of the apparatus 1 provided with the filtering means M3 can be improved, and the resin material 2a and the wiring metal material 2b can be efficiently separated. Moreover, it is possible to remove fine solids in the secondary filtration step 432. Therefore, the remaining amount of impurities contained in the resin material 2a to be separated and recovered can be reduced.
[0095]
Furthermore, in the present embodiment, since the sintered filter 17 is used in the secondary filtration step 432, the passage of fine and needle-like solids is prevented and removed due to the twisted mesh holes 17a. Is possible. Therefore, it is possible to reliably reduce the remaining amount of impurities contained in the resin material 2a to be separated and recovered.
[0096]
Furthermore, in this embodiment, as a means for performing the filtration process in the primary filtration step 421, a gap δM1 between the cylinder 11 and the piston 12 constituting the pressurizing means M1 is used as a filtration passage. Thereby, even if the filtration process P430 is increased to the primary filtration process P431 and the secondary filtration process P432, the gap δM1 of the heating means M1 used in the melting heating process P420 as the filtration means of the primary filtration process is used as the filtration passage. Thus, the filtration means M3 in the primary filtration step P431 can be shared with the pressure means M1 in the melt pressure step P420 (see FIGS. 1 and 4). Therefore, since the increase in the number of devices can be suppressed, the manufacturing cost related to the method for separating the resin and metal of the printed circuit board can be reduced.
[0097]
Furthermore, when the filtration step P430 proceeds and the pressurizing operation by the pressurizing means M1 is continued (see FIG. 4), the piston 12 constituting the pressurizing means M1 scrapes the inner periphery of the cylinder 11, thereby causing FIG. As shown in FIG. 5, it is possible to collect the wiring metal material 2b which is a solid material on the cylinder head 14 side which is disposed on the terminal side of the pressurization operation, that is, the compression operation.
[0098]
In the extraction process P450, by passing only the resin material 2a in the filtration process P430, the resin material 2a and the wiring metal material 2b separated and recovered are extracted in a desirable state and shape. As shown in FIG. 4, until just before the extraction step P450 is started, the resin material 2a and the wiring metal material 2b are accumulated while being heated by the heating means M2. For example, when the ratio of the resin material contained in the wiring metal material 2b becomes equal to or less than a predetermined ratio, the heating by the heating means M2 is stopped and taken out from the pressurizing chamber R. In this embodiment, when the opening end 11a is opened by the cylinder head 14, the piston 12 is moved in the axial direction beyond the opening end 11a by using the driving means. Thereby, since the protrusion operation | movement by the piston 12 is performed, it becomes possible to take out the wiring metal material 2b as a collect | recovered solid substance easily (refer FIG. 6).
[0099]
(Second Embodiment)
Hereinafter, other embodiments to which the present invention is applied will be described. In the following embodiments, the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[0100]
In the second embodiment, as shown in FIG. 8, a recovered resin separation step P440 that applies back pressure to the separated and recovered resin material 2a between the filtration step P430 and the extraction step P450 described in the first embodiment. Is provided. FIG. 8 is a block diagram showing the recovered resin separation step in the method for separating resin and metal of a printed circuit board according to this embodiment. As a back pressure generating means for applying a back pressure to the separated and recovered resin material 2a, as shown in FIG. 1, a back pressure cylinder that presses the so-called liquid level of the molten resin material 2a (see FIG. 1). The back pressure generating device driven by an electric motor is not limited to the back pressure generating device driven by air. The back pressure generating means described in the present embodiment will be described as a back pressure cylinder 19.
[0101]
Thereby, since the separated and recovered resin material 2a is not left in an atmospheric pressure state and is in a state in which a back pressure is applied, it can be brought into a state close to a pressurized state before being filtered. Therefore, even if bubbles may be mixed into the resin material 2a in a pressurized state before being filtered, the back pressure is applied, so that the phenomenon of growing into large bubbles due to the reduced pressure can be prevented. Furthermore, in this embodiment, the state where this back pressure is applied is continued for a predetermined period. Thereby, it is possible to apply a back pressure to the resin material 2a collected for a predetermined time until it is cooled and solidified. As a result, since the bubbles are cooled and solidified in the state of small particles compressed at high pressure, pellets having a substantially uniform shape can be formed as the recovered resin to be recycled when processed into pellets.
[0102]
Note that when the atmospheric pressure state is left according to the prior art, bubbles expand into the resin material 2a due to decompression expansion. In some cases, the expanding bubbles may be further split, and a large number of bubbles may remain in the resin material 2a. It is difficult to form a desired pellet for recycling, for example, a pellet having a uniform shape, by cutting or the like from the resin material in a state where the bubbles remain.
[0103]
(Third embodiment)
In the third embodiment, a printed circuit board 101 to be applied as a waste printed circuit board 100 to be recycled is replaced with the one in which the conductor pattern 22 is disposed on the surface of the insulating base 23 described in the first embodiment. As shown in FIG. 9, the conductor pattern 22 may be laminated on an insulating material 23 made of, for example, a resin film. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a printed circuit board as an object to be processed that is separated into a resin material and a wiring metal material by applying the method for separating resin and metal of the printed circuit board according to the present embodiment. is there.
[0104]
As shown in FIG. 9, a printed circuit board 101 includes an insulating base material 23 made of either a resin material 2a made of a thermoplastic resin or a mixture of the resin material 2a and an inorganic filler, and the insulating base material. The conductor-formed insulating base material 21 having the conductor pattern 22 formed on the surface of the wiring metal material 2b and having the conductor pattern 22 formed on the insulating base material 23 is laminated, and then heated and pressurized, It is laminated and bonded together.
[0105]
As a result, the heating means M2 maintains the temperature close to the heating temperature that is heat-molded in the initial manufacturing process of the waste printed circuit board 100, that is, the printed circuit board 101 that has become the waste material, thereby filtering the molten resin. It is possible to easily separate and collect using M3. Furthermore, the pressurizing unit 1 and the heating unit M2 maintain the temperature close to the heating temperature formed by pressurizing while heating in the initial manufacturing process of the printed circuit board 101, and the pressure close to the pressurizing pressure. Thus, it becomes easier to separate and recover the molten resin material 2a using the filtering means M3.
[0106]
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, the insulating substrate 23 described in the third embodiment is a thermoplastic resin alone, or a mixture of a thermoplastic resin and an inorganic filling material. 10 may be formed by a configuration or manufacturing method having the following characteristics as shown in FIG. FIG. 10 shows a configuration of a printed circuit board as a workpiece to be separated into a resin material and a wiring metal material by applying the method for separating a resin and a metal of the printed circuit board according to the embodiment, particularly a portion showing a state in a via hole FIG. 10A is an enlarged view, FIG. 10A is a schematic view showing a state after filling with a conductor paste, and FIG. 10B is a schematic view showing a state after interlayer connection.
[0107]
First, the insulating base material 23 may be any material as long as it is formed of only a thermoplastic resin or a mixture of a thermoplastic resin and an inorganic filler as an insulating material, and may be a resin film. Well, the insulating base material 23 described in this embodiment will be described as a resin film. Next, when solder is used when mounting a component 70 such as a semiconductor element on the printed circuit board 101, the resin material 2a used for the insulating base material 23 is only a thermosetting resin, or a thermoplastic resin and an inorganic filling material. Of these, it is limited to materials that can be heated at 250 ° C. or higher. For example, polyetheretherketone (PEEK as an abbreviation) resin, polyetherimide (PEI) resin or a mixture thereof, thermoplastic polyimide resin (thermoplastic PI) resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, or liquid crystal polymer (LCP) Etc. can be used. The inorganic filler is added to adjust the physical property value of the formed printed circuit board 101. For example, silica (SiO2) added for the purpose of reducing the thermal expansion coefficient. 2 ) Powder, aluminum nitride (AlN) powder added for the purpose of improving thermal conductivity, glass fiber added for the purpose of improving mechanical strength, or the like is added according to the purpose of addition.
[0108]
Hereinafter, as the insulating base material 23 described in the present embodiment, 100 parts by weight of a mixture of PEEK resin and PEI resin (38/62 parts by weight) is mica (KMg) as an inorganic filling material. 3 (SiAl 3 O 10 ) F 4 Etc.) is used and a resin film formulated by adding 15.5 parts by weight is used.
[0109]
The wiring metal material may be any metal material such as copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), silver (Ag), copper alloy, and silver alloy. In addition, as a wiring metal material demonstrated by this embodiment, it is set as copper foil below, for example, after copper foil is pressure-bonded and stuck on the said resin film 23, an unnecessary part is removed by etching etc., and the conductor pattern 22 is used. Is formed. Then, as shown in FIG. 10, after forming the circuit board 21 having the conductor pattern 22 on the surface of the resin film 23 (see FIG. 9), a hole 24 as a via hole for interlayer connection is formed in the resin film 23 with laser light. It is formed by irradiation. As shown in FIG. 10, the via hole is filled with a conductive paste 50 as an interlayer connection material, and a conductive composition 51 that electrically connects the conductive patterns 22 is formed. Note that this electrical connection is not limited to so-called contact conduction, and may be any electrical connection such as electrical connection by solid phase diffusion between metals in a fourth embodiment described later.
[0110]
In the present embodiment, description will be given below as electrical connection by solid phase diffusion between metals.
[0111]
As shown in FIG. 10, the printed circuit board 101 is characterized in that the conductive patterns 51 are integrated with each other by an integrated conductive composition 51 in a via hole 24 provided in a resin film 23 as an insulating substrate. The conductive composition 51 is electrically connected, and the conductive composition 51 is a material made of only a metal material, or a mixture of a metal material and a thermoplastic resin used for the resin film 23, or a metal material and a thermoplastic resin. It is formed from the material which consists of either one among the mixtures with an inorganic filler material.
[0112]
Thereby, when separating and collecting the resin material 2a from the waste printed circuit board 100, the component mixed from the conductive composition 51 as the interlayer connection material in the separated and collected resin material 2a is the resin material used for the resin film 23. Since it is the same component as 2a, a decrease in the purity of the recovered resin material 2a can be prevented. Since the purity of the recovered resin material 2a does not decrease, the resin material 2a to be recycled after recovery can be expected to have the same characteristics as the resin material 2a before recovery.
[0113]
Furthermore, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), as the conductive paste for forming the conductive composition 51, that is, the interlayer connection material, an alloy can be formed with the metal material 2b for forming the conductor pattern 22. The first metal particles 61 and the second metal particles 62 that can form an alloy with the metal that forms the first metal particles 61. For example, in the interlayer connection process, the first metal particles 61 are heated and pressed to increase the first metal particles 61. What sinters the metal particle 61 and the 2nd metal particle 62, and forms the integrated electroconductive composition 51 is used.
[0114]
Specifically, the interlayer connection material, that is, the conductive paste 50 is composed of tin (Sn) particles 61 that are first metal particles and silver (Ag) particles 62 that are second metal particles. 10A shows a state before the conductive paste 50 filled in the via hole 24 and dried is heated by a vacuum heating press (not shown), and FIG. 10B shows a vacuum. The state sintered by the hot press machine is shown.
[0115]
First, as shown to Fig.10 (a), the electrically conductive paste 50 exists in the state with which the tin particle 61 and the silver particle 62 were mixed. When the paste 50 is heated to 240 to 350 ° C., the melting point of the tin particles 61 is 232 ° C., and the melting point of the silver particles 62 is 961 ° C. It adheres so as to cover the outer periphery. When heating is continued in this state, the molten tin starts to diffuse from the surface of the silver particles 62 and forms an alloy of tin and silver (melting point: 480 ° C.). At this time, since a pressure of 2 to 10 MPa is applied to the conductive paste 50, as shown in FIG. 10B, as shown in FIG. A conductive composition 51 made of the alloy is formed.
[0116]
Further, when the conductive composition 51 is formed in the via hole 24, the conductive composition 51 is pressurized, so that it is pressed against the surface of the conductor pattern 22 that forms the bottom of the via hole 24. . As a result, the tin component in the conductive composition 51 and the copper component of the copper foil constituting the conductor pattern 22 are mutually solid-phase diffused, and solid-phase diffusion is performed at the interface between the conductive composition 51 and the conductor pattern 22. Layer 52 is formed.
[0117]
Although not shown in FIG. 10, the tin component in the conductive composition 51 and the copper foil constituting the conductive pattern 22 are also present at the interface between the conductive pattern 22 below the via hole 24 and the conductive composition 51. A solid phase diffusion layer 52 with the copper component is formed. Therefore, electrical connection between the upper and lower conductor patterns 22 of the via hole 24 is ensured not by contact connection but by the integrated conductive composition 51 and solid phase diffusion layer 52. Thereby, the reliability of interlayer connection can be improved.
[0118]
Therefore, the reliability of interlayer connection can be improved by the conductive composition 51 having the above-described structure, and the resin and metal separation and recovery process P400 (specifically, melt pressurization process 420) was heated to 340 ° C. However, since the conductive composition 51 is formed of an alloy of tin and silver (melting point: 480 ° C.), the solid state can be reliably maintained. Therefore, in the melt-pressing step 420, the resin material 2a and the wiring metal material 2b (including the interlayer connection material) can be reliably separated and recovered.
[0119]
In this step of interlayer connection, a conductor-formed insulating base material (hereinafter referred to as single-sided conductor pattern film) 21 having a conductor pattern 22 formed thereon is laminated on a resin film 23 as an insulating base material, and then heated and pressurized. As a result, stratified layers bonded to each other are formed (a multilayer printed circuit board can be formed).
[0120]
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, when forming the conductive composition 51 described in the fourth embodiment on the printed circuit board 101 applied as the waste printed circuit board 100 to be recycled, as shown in FIG. The resin film 23 may be configured to be extruded in an arch shape in the via hole 24 in a state where a hydrostatic pressure is applied. FIG. 11 shows a printed circuit board as an object to be processed that is separated into a resin material and a wiring metal material by applying the method for separating resin and metal of the printed circuit board according to this embodiment. It is the elements on larger scale which show typically one Example of the shape of a composition.
[0121]
In the manufacturing process of heating and pressurizing with the vacuum heating press described in the fourth embodiment, since the resin film 23 is also pressed with heating with the vacuum heating press, the resin film 23 is not stretched. The resin film 23 around the via hole 24 tends to be deformed so as to be pushed into the via hole 24. At this time, the elastic modulus of the resin film 23 is reduced to about 5 to 40 MPa. When the resin film 23 having a reduced elastic modulus is pressurized as described above, a substantially uniform pressure (so-called hydrostatic pressure) is generated in the resin film 23 that is an insulating substrate. Then, pressurization is continued in a state where a substantially uniform pressure is applied to the resin film 23, and when the resin film 23 around the via hole 24 is plastically deformed so as to be extruded into the via hole 24, the inside of the via hole 24 of the resin film 23 is obtained. The amount of extrusion to the center portion (center portion in the central axis direction of the via hole 24) is larger than the end portion (end portion in the central axis direction of the via hole 24) connected to the conductor pattern 22 of the via hole 24. That is, as shown in FIG. 11, the inner wall of the via hole 24, which was substantially cylindrical before the heating press, has the center axis of the via hole 24 as a result of the resin film 23 being extruded into the via hole 24 as described above. The inner wall surface shape of the cross section passing through can be formed in an arch shape. In addition, the elasticity modulus of the resin film 23 at the time of a hot press exists in the range of 1-1000 MPa. At this time, the volume (apparent volume) of the conductive composition 51 decreases with the progress of sintering. As a result, the side of the cross section passing through the central axis of the via hole 24 of the conductive composition 51 can be formed in an arch shape.
[0122]
As a result, when a deformation stress such as bending is applied to the printed circuit board 101, the side of the cross section passing through the central axis of the via hole 24 of the conductive composition 51 is formed in an arch shape. Compared to the shape of the via hole, the stress is less likely to concentrate on the portion other than the connection portion 51b of the conductive composition 51. Therefore, the reliability of interlayer connection can be improved. Therefore, the manufacturing process of the printed circuit board 101 includes the step of applying pressure while heating, and the elasticity of the insulating base material 23 (specifically, the insulating base material made of a thermoplastic resin) at the heating temperature when applying pressure while heating. By configuring the rate to be 1 to 1000 MPa, the side of the cross section passing through the central axis of the via hole 24 of the conductive composition 51 can be formed in an arch shape, and therefore reliability of interlayer connection Improvement can be achieved.
[0123]
Further, in the resin / metal separation and recovery step P400 (specifically, the melt-pressing step 420), the layer was formed under the condition of being heated and heated in the manufacturing process (or in the case of a multilayer substrate). If it is heated to a temperature close to the temperature of the lamination condition), the elastic modulus can be sufficiently lowered. Therefore, the filtering operation of allowing only the resin material 2a to pass through the filter 17 of the filtering means M3 of the resin / metal separator 1 can be easily performed.
[0124]
In the embodiment described above, when the waste printed circuit board 100 is a multilayer printed circuit board, the size of the interlayer connection material (specifically, the conductive paste 50) is about 100 to 200 μm. The filtration path, that is, the gap δM1 of the pressurizing means M1, is preferably 100 μm or less.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of a resin / metal separator for a printed circuit board according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a printed circuit board recycling method to which the printed circuit board resin and metal separation method according to the first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is a block diagram showing a process related to a method for separating a resin and a metal of a printed circuit board according to the first embodiment among the recycling processes shown in FIG. 2, wherein the waste printed circuit board is a resin material and a wiring metal; In order to explain the process of separating into materials, it is a schematic view showing the separation method in steps.
4 is a block diagram showing steps related to a method of separating a resin and a metal of a printed circuit board according to the first embodiment among the steps of recycling shown in FIG. 2; It is explanatory drawing explaining the process concerning the separation method corresponding to the process by the heating means and pressurization means concerning a metal separation apparatus.
FIG. 5 shows a waste printed circuit board by filtering the resin material only from the heated and pressurized waste printed circuit board in the printed circuit board resin and metal separating apparatus according to the first embodiment of FIG. It is a typical fragmentary sectional view showing the process in which a board | substrate is isolate | separated into a resin material and a wiring metal material.
6 is a schematic partial cross-sectional view showing a process of taking out a resin material and a wiring metal material separated and recovered from a waste printed board in the printed circuit board resin and metal separating apparatus according to the first embodiment of FIG. 1; .
7 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a printed circuit board as a workpiece to be separated into a resin material and a wiring metal material by applying the separation device of FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a recovered resin separation step in a method for separating resin and metal of a printed circuit board according to the second embodiment.
FIG. 9 is a schematic cross section showing a schematic configuration of a printed circuit board as an object to be processed that is separated into a resin material and a wiring metal material by applying the printed circuit board resin and metal separation method according to the third embodiment. FIG.
FIG. 10 shows a configuration of a printed circuit board as a workpiece to be separated into a resin material and a wiring metal material by applying the printed circuit board resin and metal separation method according to the fourth embodiment, particularly a state in a via hole; FIG. 10A is a schematic diagram illustrating a state after filling with a conductive paste, and FIG. 10B is a schematic diagram illustrating a state after interlayer connection.
FIG. 11 is a printed circuit board as a workpiece to be separated into a resin material and a wiring metal material by applying the method for separating a resin and a metal of a printed circuit board according to a fifth embodiment, It is the elements on larger scale which show typically one example of the shape of a conductive composition.
[Explanation of symbols]
1 Separation device for resin and metal
2a Resin material
2b Wiring metal material
11 cylinder (substantially cylindrical body)
12 Piston (shaft member)
13 Press cylinder (drive means)
14 Cylinder head (movable lid member)
15 slot (a part of the waste printed board loading means)
15a Reservoir (part of waste printed circuit board input means)
16 Input cap (part of waste printed circuit board input means)
17 Filter
17a Mesh hole (as filtration passage)
19 Back pressure cylinder (Back pressure generating means)
21 Heater (heating means)
M1 Pressurizing means
M2 heating means
M3 filtration means
R Pressurizing chamber (pressurizing space)
δM1 clearance (as filtration passage)
P400 Separation and recovery process of resin and metal
P410 charging process
P420 melt pressurization process
P430 Filtration process
P431, P432 Primary filtration step, Secondary filtration step
P440 Recovery resin separation process
P450 extraction process

Claims (15)

廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離方法であって、
前記廃プリント基板を加熱し、加圧する溶融加圧工程と、
前記溶融加圧工程にて加熱しかつ加圧された前記廃プリント基板を濾過することで、前記樹脂材料のみを通過させる濾過工程を備え、
前記溶融加圧工程は、前記廃プリント基板を加熱する加熱手段と、前記廃プリント基板を加圧する手段を備え、
前記加圧手段は、略円筒体と、前記略円筒体の内周に摺接可能な軸部材とからなり、前記略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されていることを特徴とするプリント基板の樹脂と金属の分離方法。A method for separating a resin and a metal on a printed circuit board that separates a discarded electronic product or a waste printed circuit board as a waste material generated in the manufacturing process of the electronic product into a resin material and a wiring metal material,
A melt pressurizing step for heating and pressurizing the waste printed circuit board ;
By filtering the waste printed circuit board heated and pressurized in the melt-pressing step, the filtration step of allowing only the resin material to pass through ,
The melting and pressing step includes a heating unit that heats the waste printed circuit board, and a unit that pressurizes the waste printed circuit board,
The pressurizing means includes a substantially cylindrical body and a shaft member that can be slidably contacted with the inner periphery of the substantially cylindrical body, and one of the open ends of the substantially cylindrical body is movable to be openable and closed. A method for separating a resin and a metal from a printed circuit board, wherein a lid member is disposed . 前記溶融加圧工程は、前記廃プリント基板が所定量投入されるまで前記廃プリント基板を加熱する工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。 2. The method for separating a printed board from resin and metal according to claim 1, wherein the melting and pressing step includes a step of heating the waste printed board until a predetermined amount of the waste printed board is charged. . 前記濾過工程は、前記配線金属材料程度の大きさを有する固形物を取り除く１次濾過工程と、前記固形物の大きさより小さいものを取り除く２次濾過工程を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。 The said filtration process is equipped with the primary filtration process which removes the solid substance which has the magnitude | size about the said wiring metal material, and the secondary filtration process which removes the thing smaller than the magnitude | size of the said solid substance. A method for separating a resin and a metal of a printed circuit board according to claim 1 or 2. 前記１次濾過工程における濾過手段は、略円筒体と、前記略円筒体の内周に摺接可能な軸部材との隙間を濾過通路として用いる加圧手段であることを特徴とする請求項３に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。 The filtering means in the primary filtration step is a pressurizing means that uses a gap between a substantially cylindrical body and a shaft member that can be in sliding contact with the inner periphery of the substantially cylindrical body as a filtration passage. The method for separating the resin and metal of the printed circuit board described in 1. 前記濾過工程にて通過し、回収した前記樹脂材料に、所定期間経過するまで背圧を印加する回収樹脂分離工程を備えていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。 5. A recovery resin separation step of applying a back pressure to the resin material that has passed and recovered in the filtration step until a predetermined period of time elapses is provided. The method for separating the resin and metal of the printed circuit board described in 1. 前記溶融加圧工程では、前記廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。 The method for separating a resin and a metal from a printed circuit board according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the melt-pressing step, the waste printed circuit board is heated to a predetermined temperature that can be at least softened. . 前記廃プリント基板としてのプリント基板は、熱可塑性樹脂、もしくは前記熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる絶縁基材と、前記絶縁基材の表面に配設され、前記配線金属材料からなる導体パターンとを備え、
前記絶縁基材に前記導体パターンを形成した導体形成絶縁基材を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着して積層成形がなされていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。 The printed circuit board as the waste printed circuit board is disposed on the surface of the insulating base material made of either a thermoplastic resin or a mixture of the thermoplastic resin and an inorganic filler, and the insulating base material, A conductor pattern made of a wiring metal material,
The laminated body is formed by adhering each other by laminating a conductor-formed insulating base material on which the conductor pattern is formed on the insulating base material, and then applying pressure while heating. Item 6. The method for separating the resin and metal of the printed circuit board according to any one of Items 5 to 6. 前記絶縁基材が樹脂フィルムからなり、前記絶縁基材に設けられたビアホール中の一体化した導電性組成物により、前記導体パターン間相互を電気的に接続するものであって、
前記導電性組成物は、金属材料のみからなる材料、あるいは前記金属材料と、前記絶縁基材に用いた前記熱可塑性樹脂もしくは前記熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる材料から形成されていることを特徴とする請求項７に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。 The insulating substrate is made of a resin film, and the conductive patterns are integrated with each other in a via hole provided in the insulating substrate, and the conductor patterns are electrically connected to each other.
The conductive composition is made of only a metal material, or the metal material and the thermoplastic resin used for the insulating base material or a mixture of the thermoplastic resin and an inorganic filler material. The method for separating a resin and a metal of a printed circuit board according to claim 7 , wherein the method is made of a material. 廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離装置であって、
前記廃プリント基板を加圧する加圧手段と、前記廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段と、前記加熱手段によって所定温度に維持される前記廃プリント基板から、前記樹脂材料を濾過する濾過手段を備え、
前記加圧手段は、略円筒体と、前記略円筒体の内周に摺接可能な軸部材と、前記軸部材を前記内周に沿って軸方向に往復移動自在にする駆動手段を備え、
前記略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されて いることを特徴とするプリント基板の樹脂と金属の分離装置。 A printed circuit board resin and metal separation device that separates a discarded electronic product or a waste printed board as a waste material generated in the manufacturing process of the electronic product into a resin material and a wiring metal material,
From the pressurizing unit that pressurizes the waste printed board, the heating unit that heats the waste printed board to a predetermined temperature that can be at least softened, and the resin material from the waste printed board that is maintained at the predetermined temperature by the heating unit. Comprising a filtering means for filtering ;
The pressurizing means includes a substantially cylindrical body, a shaft member that can be slidably contacted with the inner periphery of the substantially cylindrical body, and a drive means that allows the shaft member to reciprocate in the axial direction along the inner periphery.
One of the open ends of the substantially cylindrical body is provided with a movable lid member that can be opened and closed . 前記略円筒体の外周には、前記廃プリント基板を投入する投入口が形成されており、
前記投入口には、前記内周への連通、遮断が可能で、前記廃プリント基板が所定量投入されるまで前記廃プリント基板を貯留する廃プリント基板投入手段が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。 On the outer periphery of the substantially cylindrical body, a charging port for charging the waste printed circuit board is formed,
The insertion port is provided with waste printed board loading means that can be connected to and cut off from the inner periphery and stores the waste printed board until a predetermined amount of the waste printed board is loaded. The apparatus for separating resin and metal of a printed circuit board according to claim 9 . 加熱手段は、前記略円筒体と前記可動蓋部材に設けられていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。 The apparatus for separating resin and metal of a printed circuit board according to claim 9 or 10 , wherein the heating means is provided on the substantially cylindrical body and the movable lid member . 前記軸部材は、前記可動蓋部材によって前記開口端を開放したとき、前記駆動手段によって前記開口端を越えて軸方向移動することを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。 The shaft member moves in the axial direction beyond the opening end by the driving means when the opening end is opened by the movable lid member. The resin and metal separation apparatus of the printed circuit board of description. 前記濾過手段は、二段階の濾過通路を有しており、
前記二段階の濾過通路のうちの一方は、互いに摺接可能な前記略円筒体と前記軸部材との間に形成される隙間であることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。 The filtration means has a two-stage filtration passage,
The one of the two-stage filtration passages is a gap formed between the substantially cylindrical body and the shaft member that are slidable with each other. The apparatus for separating resin and metal of a printed circuit board according to one item . 前記二段階の濾過通路のうちの他方は、前記廃プリント基板から前記樹脂材料のみを通過させるフィルタであって、
前記フィルタは、焼結金属で形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。 The other of the two-stage filtration passages is a filter that passes only the resin material from the waste printed circuit board,
The apparatus for separating resin and metal of a printed circuit board according to claim 13 , wherein the filter is made of sintered metal . 前記濾過手段を通過し、回収された前記樹脂材料に、背圧を加える背圧発生手段を備えていることを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。The printed circuit board according to any one of claims 9 to 14, further comprising back pressure generating means for applying a back pressure to the collected resin material that has passed through the filtering means. Resin and metal separator.
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