JPH1041620A - 電子回路の分解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回路基板と部品とをより完全に分離することに
よって有価物の回収率を改善し、リサイクル率を大幅に
向上することを目的とする。 【解決手段】面実装型リードレス部品１８を溶融半田噴
流２３によって分離した後に、リード付き部品１６を有
する回路基板１５を氷で固め、リード付き部品１６のリ
ード１７の根元部分のところで切断することによって回
路基板１５とリード付き部品１６とを分離するようにし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子回路の分解方法
に係り、とくに回路基板上に少なくともリード付き部品
をマウントして成る電子回路の分解方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子回路は絶縁材料から成る回路基板上
に各種の電子部品をマウントし、これらの電子部品のリ
ードあるいは電極を回路基板上に設けられている銅箔か
ら成る配線パターンによって互いに接続し、これによっ
て所定の電子回路を形成するようにしている。電子回路
は所定の用途に用いられるとともに、最終的には廃棄物
になる。従来のこのような電子回路から成る廃棄物は焼
却したり埋立て処分が行なわれていた。しかし近年の廃
棄物処理場の地域的、あるいは容積的限界から、廃棄物
を削減する努力が企業の社会的責任として避けて通れな
い状況になりつつある。

【０００３】また有限な自然の保護の観点から、種々の
廃棄物の回収再資源化が要求されている。さらには人体
に有害な影響を与える鉛を含有する半田を大量に使用し
ている電子回路の廃棄処分を行なうと、環境破壊が進行
することになる。このようなことから、とくに先進国に
おいては、鉛および鉛を含有する製品を供給する場合に
は、供給者に対して課税を行なうことによって鉛の利用
を規制したり、あるいは回収して再利用することを義務
づけることが検討されるようになっている。

【０００４】このような状況の下で、電子回路を構成す
る回路基板と電子部品とを互いに分解して分離すること
が試みられている。図１５および図１６はその一例を示
しており、ここでは半田槽１が用いられる。半田槽１は
加熱溶融した半田噴流２を形成するようにしており、そ
の上にコンベア３を配し、このコンベア３によって回路
基板４を移動させるようにしている。

【０００５】回路基板４上にはその両面あるいは片面に
面実装型のリードレス部品５がマウントされており、こ
のような回路基板４を図１６に示すように半田槽１の半
田噴流２の上を通過させると、リードレス部品５の電極
を回路基板４の接続用ランドに半田付けしている半田が
半田噴流２の熱によって溶融し、これによってリードレ
ス部品５が回路基板４から分離される。なお回路基板４
の両面にリードレス部品５がマウントされている場合に
は、図１５に示す半田槽１の上を２回通すことによっ
て、回路基板４の両面のリードレス部品５を分解できる
ようになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】電子回路には図１６に
示すような面実装型のリードレス部品５のみならず、図
１７に示すアキシャルリード部品６や、図１８に示すラ
ジアルリード部品９が存在する。このような部品はテー
プ１１によってリード１０を介して互いに連結された状
態で供給される。そしてアキシャルリード部品６やラジ
アルリード部品９は回路基板４のリード挿通孔８にリー
ド７、１０が挿通された状態で、リード７、１０をそれ
ぞれ折曲げてクリンチするようにしており、このような
状態において、リード部品６、９のマウント面とは反対
側の面からリード７、１０を半田付けして回路基板４上
の接続用ランドと接続するようにしている。

【０００７】このようにリード７、１０がそれぞれクリ
ンチされて回路基板４上にマウントされたアキシャルリ
ード部品６やラジアルリード部品９を含む電子回路にお
いては、図１６に示す表面実装部品５のように加熱した
だけではリード部品６、９を回路基板４から取外すこと
ができず、このために従来はリード部品６、９が回路基
板４上にマウントされたままの状態で一括して粉砕処理
を行なうようにしていた。

【０００８】しかしながら上述のように回路基板４をリ
ード部品６、９と一緒に一括して粉砕処理を行なうと、
粉砕物中には様々な材料が混在しているので、有価物の
回収率が低いという問題があった。すなわち回路基板４
には銅やガラス繊維、あるいは合成樹脂が含有されてお
り、さらには端子の一部に金を使用した回路基板も存在
する。また回路基板４上にマウントされている部品６、
９には、金、鉄、ニッケル、シリカ、合成樹脂等が含有
されている。また回路基板４と部品６、９との間には半
田が介在している。従って回路基板はほとんどが埋立て
処理されており、効率的な再資源化は行なわれていなか
った。

【０００９】このような問題点に鑑みて、有価物の遍在
性を最大限に利用し、リサイクル率を大幅に向上させ、
しかも付加価値の高い再利用を達成でき、とくに回路基
板の再資源化が可能な方法が確立されなければならな
い。

【００１０】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、とくにリードがクリンチされた状態で
半田付けされているリード付き部品を含む電子回路をよ
り確実にかつ完全に回路基板と部品とに分離して分解す
るようにした電子回路の分解方法を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、リード付き部
品が回路基板のリード挿通孔を挿通して反対側の面で半
田付けされて成る電子回路の分解方法において、前記回
路基板上のリード付き部品を破損防止剤で埋設固定した
状態で前記リード付き部品をそのリードの根元部分で切
断して回路基板と分離することを特徴とする電子回路の
分解方法に関するものである。

【００１２】前記破損防止剤が水であって、水を冷却さ
せて凍らせた状態で前記回路基板上のリード付き部品を
埋設固定させてよい。

【００１３】また別の発明は、リード付き部品が回路基
板のリード挿通孔を挿通して反対側の面で半田付けされ
るとともに、面実装型のリードレス部品が回路基板上に
マウントされかつその電極がマウント面において半田付
けされて成る電子回路の分解方法において、面実装部品
の電極を接続している半田を溶融して回路基板上から面
実装部品を取除き、次いでリード付き部品を回路基板と
ともに氷で固め、前記リード付き部品のリードの根元部
分を切断して回路基板から前記リード付き部品を分離す
るようにしたことを特徴とする電子回路の分解方法に関
するものである。

【００１４】根元部分が切断されたときに回路基板上に
残っている前記リード付き部品のリードの先端側の部分
を加熱して半田を溶融することにより除去するようにし
てよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】電子回路は絶縁材料から成る回路
基板上に各種の電子部品をマウントするとともに、これ
らの電子部品を回路基板上に予め設けられている銅箔か
ら成る配線パターンによって互いに接続し、これによっ
て所定の電子回路を形成するようにしている。

【００１６】回路基板上にマウントされる電子部品は図
１に示すように、各種の形態のものが存在する。すなわ
ちアキシャルリード部品、ラジアルリード部品、異形リ
ード部品、ＳＩＰ、ＤＩＰ、ＰＧＡ等のリード付き部品
と、角型チップ部品、円筒チップ部品、異形チップ部
品、ミニモールド、ＳＯＰ、ＱＦＰ、リードレスチップ
キャリア等の表面実装型のリードレス部品が存在する。

【００１７】リード付き部品は複数本のリードを備え、
このようなリードを回路基板に予め形成されているリー
ド挿通孔を挿通させるとともに、この部品がマウントさ
れているマウント面とは反対側においてリードの先端側
の部分が接続用ランドに半田付けされて接続されるよう
になっている。これに対してリードレス部品は一般に電
極から成る端子を備え、このような電極をこの部品がマ
ウントされているマウント面上に設けられている接続用
ランドに半田付けすることによって接続が行なわれるよ
うになっている。

【００１８】図２に示すように、このように各種の部品
をマウントした回路基板から成る部品実装基板はまず部
品の解体除去が行なわれる。すなわち回路基板から熱あ
るいは衝撃、切断力等によって部品を除去し、このよう
な部品を金属資源として再利用を図る。部品が除去され
た回路基板は半田分離を行なった後に粉砕し、さらには
比重と静電気とによって分離し、銅を主に含む粉末と補
強用のガラス繊維と合成樹脂の粉末とに分離する。銅を
含む粉末は金属資源として再利用する。またガラス繊維
や樹脂の粉末については建材や塗装材への利用を図る。

【００１９】図３はこのような処理プロセスをより具体
化して示しており、ここではとくに廃棄されたプリント
基板から成る回路基板上に表面実装部品があるかないか
によって分類し、表面実装部品、すなわちリードレス部
品が存在するものについてはまず表面実装部品の除去解
体を行なう。そしてこの後に挿入部品、すなわちリード
付き部品が存在する場合には、このようなリード付き部
品を氷で固めるとともに、この後に部品と回路基板との
間をカッタによってカットし、氷を溶融することによっ
て回路基板とリード付き部品とに分離する。そして部品
類については、これを半田と分離することによって金属
資源としての再生を図る。また回路基板については、半
田と分離した後に銅を含む金属粉末とガラス繊維および
樹脂の粉末とに分離するようにしている。

【００２０】分解に供される回路基板１５を分解作業の
観点から分類すると図４に示すように４種類に分けられ
る。図４Ａは回路基板１５上にリード付き部品１６のみ
がマウントされた電子回路であって、このようなリード
付き部品１６のリード１７は回路基板１５のリード挿通
孔を挿通するとともに、反対側の面においてクリンチさ
れ、しかもリード１７の先端側の部分は回路基板１５の
部品のマウント面とは反対側の下面において接続用ラン
ドに半田付けされている。

【００２１】図４Ｂに示す回路基板１５は、そのリード
付き部品１６がマウントされている面にさらに面実装型
リードレス部品１８がマウントされるようになってい
る。リードレス部品１８の電極１９は回路基板１５のマ
ウント面、すなわち上面において接続用ランドに半田付
けされている。

【００２２】図４Ｃに示す回路基板１５は、その上面に
リード付き部品１６がマウントされるとともに、回路基
板１５の両面にそれぞれリードレス部品１８がマウント
されるようになっている。

【００２３】図４Ｄに示す回路基板１５は、その上面に
リード付き部品１６がマウントされるとともに、この回
路基板１５の下面には面実装型のリードレス部品１８が
マウントされるようになっている。

【００２４】本実施の形態においては、少なくとも一方
の面にリード付き部品１６がマウントされている回路基
板１５から成る電子回路装置を部品１６、１８と回路基
板１５とに分離し、再資源化を図るものである。

【００２５】図４に示すような各種の回路基板１５の
内、図４Ａに示すように面実装型リードレス部品１８が
マウントされていない回路基板１５を除いて、まず面実
装型リードレス部品１８の分離を行なう。このような動
作は図５に示すようにして行なわれる。

【００２６】すなわちリード付き部品１６とともにリー
ドレス部品１８をマウントした回路基板１５は図５Ａに
示すような半田槽の溶融半田噴流２３上に供給される。
なおここで溶融半田噴流２３の内部には受けかご２４を
配しておく。このような状態において図外のコンベアに
よって回路基板１５を静かに移動させると、この回路基
板１５の下面にマウントされている面実装型リードレス
部品１８はその電極と回路基板１５とを接続している半
田が半田噴流２３の熱によって溶融するために、回路基
板１５から脱落し、受けかご２４に受けられるようにな
る。

【００２７】図５Ａはリード付き部品１６と面実装型リ
ードレス部品１８とがマウントされている回路基板１５
において、リード付き部品１６のマウント面とは反対側
の面マウントされているリードレス部品１８の分離を示
している。これに対して図５Ｂはリード付き部品１６と
同一の面に実装されているリードレス部品１８の分離を
示している。

【００２８】このようにして回路基板１５上から面実装
型リードレス部品１８を分離除去したならば、このよう
な回路基板１５を図６に示す容器２８内に配列する。容
器２８はラックを兼ねるようになっており、回路基板１
５を所定の間隔で配列するようにしている。そしてこの
ような容器２８内に注水管２９を通して水を注入し、冷
却することによって水を冷却させて氷３０によって図７
に示すように回路基板１５を封入する。すなわちリード
付き部品１６がマウントされたままの状態で回路基板１
５が氷中に封入されるようになる。

【００２９】この後に氷によって封入された回路基板１
５を図８に示すように容器２８から氷３０とともに取出
す。そしてこの後に図９に示すように、ベース３１上に
配し、カッタ３２に対して相対的に氷３０を移動させる
ことによって、図１０に示すように回路基板１５上のリ
ード付き部品１６をそのリード１７の根元部分で切断す
る。このような切断動作を各回路基板１５についてそれ
ぞれ行なうことにより、図１１に示すようになる。すな
わちそれぞれの回路基板１５は氷３０に封入されたまま
の状態でリード付き部品１６が分離されることになる。
なおこのときにリード１７の先端側の部分は回路基板１
５のリード挿通孔を挿通したままの状態で残存するよう
になる。

【００３０】この後に回路基板１５とリード付き部品１
６とを封入している氷を溶解することによって、図１２
に示すようにリード付き部品１６と回路基板１５とが互
いに分離される。

【００３１】次に回路基板１５上に残存するリード１７
を図１３に示すようにして除去する。すなわち半田槽の
半田噴流２３の上を回路基板１７を移動させ、これによ
ってリード１７と接続用ランドとの接続を行なっている
半田を溶融する。これによって回路基板１５に対するリ
ード１７の接続が解除されるために、リード１７が回路
基板１５から分離されることになる。

【００３２】図１４はこのようにしてリード付き部品１
６と面実装型リードレス部品１８とが分離された回路基
板１５の破砕処理の工程を示しており、ここでは回路基
板１５がまず粗粉砕機４１に供給され、ここで粗粉砕、
すなわち切断と剪断とが行なわれる。そしてこの後に微
粉砕機４２に供給されて微粉砕が行なわれる。微粉砕は
回路基板を圧縮しながら剪断を行なうものである。そし
てこの後に遠心分離機４３によって微粉砕された回路基
板の気流による遠心分離を行なうようにしており、これ
によってガラス繊維や樹脂分等の比較的比重の軽い粉末
を分離する。そして残った金属を主とする粉末は静電分
離機４４に供給され、ここで静電分離されて銅を主とし
て含有する金属粉末を分離するようにしている。

【００３３】このように本実施の形態においては、まず
図５に示すように、回路基板１５から面実装型リードレ
ス部品１８を分離する。すなわち回路基板１５を半田の
融点以上に加熱した半田槽を用いてリードレス部品１８
の分離解体を行なう。分離されたリードレス部品１８は
受けかご２４を持上げることによって回収される。図５
Ａに示すように、両面に表面実装部品１８がマウントさ
れている場合には表裏の２回の分離を行なう。また図５
Ｂに示すように片面のみに表面実装部品が実装されてい
る場合には１回の分離でよい。

【００３４】次にこのようにしてリードレス部品１８を
除去した回路基板を図６に示すようにラックを兼用する
容器２８内に配列し、回路基板１５が水に完全に浸かる
まで浸漬する。このような状態において水が凍るような
雰囲気に移動させて完全に凍らせる。

【００３５】回路基板１５が完全に氷に閉込められた状
態になった後に容器２８から取出し（図８参照）、氷が
溶け出さないような雰囲気に設定されたカッタ３２によ
って図９および図１０に示すように、氷に封入された回
路基板１５上の挿入型リード付き部品１６と回路基板１
５との切断を行なう。このような動作を総ての回路基板
１５について実施する。

【００３６】切断が終了したあとに氷を溶かすことによ
って、リード付部品１６と回路基板１５とを分離できる
ようになる。なお封入するための氷として用いた水は次
の部品分離用に再利用する。水に溶け出した鉛は沈殿回
収によって除去することができるので、金属資源として
回収される。また回路基板１５上に残されたリード付き
部品１６のリード１７は図１３に示すように再度加熱す
ることによって分離できる。

【００３７】なお半田の融点以上に回路基板を加熱する
方法として、図５に示すような半田槽を用いる代りに、
熱風、赤外線、紫外線等を利用するようにしてもよい。
また表面実装部品を取外す際にバキュームを利用しても
よい。また氷に閉込められた回路基板１５からリード付
き部品１６をカットして分離する手段として、カッタ３
２に代えてウオータジェットを使用することも可能であ
る。

【００３８】このように本実施の形態においては、回路
基板１５からリード付き部品１６を分離するために、廃
棄された回路基板１５をリード付き部品１６とともに氷
で埋設固定し、この状態においてリード付き部品１６の
リード１７の根元部分と回路基板１５とを分離切断する
ようにしている。

【００３９】従って回路基板１５を氷で固めることによ
ってリード付き部品１６の取出しを行なう際に、カッタ
３２の歯のバタツキを抑えることが可能になるために、
リード付き部品１６および回路基板１５の破損を防止す
ることが可能になる。このことから有価物の回収率が改
善され、リサイクル率が大幅に向上する。また電子部品
１６および回路基板１５の破損防止剤として氷を使用し
ていることから、これ自身をリサイクルすることができ
るばかりでなく、コスト的にも安く分離を行なうことが
可能になる。

【００４０】このようにして回路基板１５とリード付部
品１６およびリードレス部品１８を分離解体することに
よって、廃品の大部分の成分を高品位または高付加価値
の有価物として回収し、再利用を図ることが可能にな
る。具体的には電子部品類は金等の高品位な金属資源と
して再利用できる。また回路基板１５は半田を表面研磨
と熱衝撃とによって分離し、残った回路基板１５を粉砕
および分解して銅含有物（銅リッチ粉）と、ガラス繊維
と樹脂との混合粉（ガラス繊維＋樹脂粉）とに分離でき
るようになる。また鉛をほぼ回収できるために、自然界
への流出がなくなって地球環境保全に役立つ。また水を
破損防止剤として使用するために、リサイクル可能であ
ってしかも低コストで分解を行なうことが可能になる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明は、回路基板上のリ
ード付き部品を破損防止剤で埋設固定した状態でリード
付き部品をそのリードの根元部分で切断して回路基板と
分離するようにしたものである。

【００４２】従ってリード付き部品を回路基板から分離
することが可能になり、リード付き部品と回路基板とを
互いに別々にして回収再利用を図ることが可能になる。

【００４３】破損防止剤が水であって、水を冷却させて
凍らせた状態で回路基板上のリード付き部品を埋設固定
するようにした方法によれば、リサイクル可能な水を利
用して低コストで電子回路の分解を行なうことが可能に
なる。

【００４４】別の発明によれば、面実装部品の電極を接
続している半田を溶融して回路基板上から面実装部品を
取除き、次いでリード付き部品を回路基板とともに氷で
固め、リード付き部品のリードの根元部分を切断して回
路基板からリード付き部品を分離するようにした方法に
よれば、リード付き部品と面実装型のリードレス部品と
をそれぞれ回路基板から分離することができ、これによ
ってより高い回収率でのリサイクルを行なうことが可能
になる。

【００４５】根元部分が切断されたときに回路基板上に
残っているリード付き部品のリードの先端側の部分を加
熱して半田を溶融することにより除去するようにした構
成によれば、リード付き部品を除去した後に残存するリ
ードをも回路基板から確実に除去することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子回路を構成する部品を分類して示すブロッ
ク図である。

【図２】電子回路の分解方法の全体の流れを示すブロッ
ク図である。

【図３】回路基板と部品との分離の工程を示すフローチ
ャートである。

【図４】部品がマウントされた回路基板の構造を示す断
面図である。

【図５】面実装型リードレス部品の分離を示す工程図で
ある。

【図６】回路基板を配列した容器の断面図である。

【図７】容器内において氷で回路基板を封入した状態の
断面図である。

【図８】氷によって封入固定された回路基板を示す縦断
面図である。

【図９】部品と回路基板とを分離するカッタを示す正面
図である。

【図１０】カッタによる切断の動作を示す縦断面図であ
る。

【図１１】切断された回路基板とリード付き部品とを示
す縦断面図である。

【図１２】氷を溶解した状態の回路基板とリード付き部
品との関係を示す正面図である。

【図１３】溶融半田によるリードの除去を示す工程図で
ある。

【図１４】分離された回路基板の粉砕処理を示す工程図
である。

【図１５】従来の回路基板とリードレス部品との分離を
示す半田槽の縦断面図である。

【図１６】半田槽による回路基板とリードレス部品との
分離の動作を示す工程図である。

【図１７】アキシャルリード部品の回路基板に対する仮
固定の動作を示す工程図である。

【図１８】ラジアルリード部品の回路基板に対する仮固
定の動作を示す工程図である。

【符号の説明】

１‥‥半田槽、２‥‥半田噴流、３‥‥コンベア、４‥
‥回路基板、５‥‥面実装型リードレス部品、６‥‥ア
キシャルリード部品、７‥‥リード、８‥‥リード挿通
孔、９‥‥ラジアルリード部品、１０‥‥リード、１１
‥‥テープ、１５‥‥回路基板、１６‥‥リード付き部
品、１７‥‥リード、１８‥‥面実装型リードレス部
品、１９‥‥電極、２３‥‥溶融半田噴流、２４‥‥受
けかご、２８‥‥容器、２９‥‥注水管、３０‥‥氷、
３１‥‥ベース、３２‥‥カッタ、４１‥‥組粉砕機、
４２‥‥微粉砕機、４３‥‥遠心分離機、４４‥‥静電
分離機

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リード付き部品が回路基板のリード挿通孔
   を挿通して反対側の面で半田付けされて成る電子回路の
   分解方法において、 前記回路基板上のリード付き部品を破損防止剤で埋設固
   定した状態で前記リード付き部品をそのリードの根元部
   分で切断して回路基板と分離することを特徴とする電子
   回路の分解方法。
2. 【請求項２】前記破損防止剤が水であって、水を冷却さ
   せて凍らせた状態で前記回路基板上のリード付き部品を
   埋設固定することを特徴とする請求項１に記載の電子回
   路の分解方法。
3. 【請求項３】リード付き部品が回路基板のリード挿通孔
   を挿通して反対側の面で半田付けされるとともに、面実
   装型のリードレス部品が回路基板上にマウントされかつ
   その電極がマウント面において半田付けされて成る電子
   回路の分解方法において、 面実装部品の電極を接続している半田を溶融して回路基
   板上から面実装部品を取除き、 次いでリード付き部品を回路基板とともに氷で固め、 前記リード付き部品のリードの根元部分を切断して回路
   基板から前記リード付き部品を分離するようにしたこと
   を特徴とする電子回路の分解方法。
4. 【請求項４】根元部分が切断されたときに回路基板上に
   残っている前記リード付き部品のリードの先端側の部分
   を加熱して半田を溶融することにより除去するようにし
   たことを特徴とする請求項３に記載の電子回路の分解方
   法。