JPH1126918A

JPH1126918A - 回路基板の処理方法および再生方法

Info

Publication number: JPH1126918A
Application number: JP9175432A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Onishi; 宏大西; Toru Shiino; 徹椎野; Takayoshi Ueno; 貴由上野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄電気製品の処理は、主に破砕処理が行わ
れているが、破砕処理では回路基板も粉々にされて発生
するシュレッダーダストに鉛などの金属類が含まれ、大
量に発生するこれらシュレッダーダストの処理が簡単に
行えず問題であった。【解決手段】回路基板の接続端子５が突出している側
から矢印方向に回転しているグラインダー１０を用いて
右方向の矢印に従って回路基板１ごと削る。このとき銅
箔２と半田３は、レジスト６や回路基板１の構成材とと
もに粉体１１として回収される。接続端子側を削ること
により、同時に半田３が除去された一部の電子部品４は
回路基板１から飛ぶようにして分離される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は使用済み電気製品の
固体廃棄物処理に関するもので、さらに詳しくはこれら
電気製品の回路基板から半田、銅箔、電子部品などの再
生を促す処理方法に関するものであり、また、回路基板
を再生する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気製品の廃棄処理は、まずシュ
レッダー処理により製品を破砕して金属片と樹脂片の混
合物とし、その混合物から金属類を分離して再生すると
ともに、残りの樹脂片（シュレッダーダスト）などは埋
め立て処理されている。但し、この樹脂片には主に回路
基板に付着している半田が含まれているために、近年強
くなっている酸性雨によりシュレッダーダストから半田
の成分である鉛が溶出し、この有害物質の鉛が地下水に
混入することが指摘されている。そこで、これらシュレ
ッダーダストは管理型廃棄処理場にしか捨てられない。

【０００３】このようなシュレッダーダストを少なくす
るために、製品をできるだけ解体してシュレッダーダス
トの発生を少なくすることが試みられている。その中で
鉛を含む半田を用いた回路基板の処理方法として、特開
平７−６０２２７号公報で述べられているように、回路
基板を完全に粉砕した後に比重分級により銅などの金属
成分と、樹脂や充填材など、他の成分とを分離回収する
方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この方法によると、回
路基板より発生する粉体は樹脂類が殆どであり、分級だ
けでは金属は十分に分離されない。また電子部品が実装
されている場合などは粉砕により実装されていた電子部
品も破砕され、粉体の分級だけでは銅などの金属類の回
収が更に困難となる。特に電子部品が半田で固定されて
いる場合は、粉砕により電子部品としての再生を不可能
にしてしまう。

【０００５】また、粉砕された回路基板を他の回路基板
の樹脂の一部とする再利用法もあるが、混入が避けられ
ない金属類により絶縁性が低下するので、回路基板とし
て事実上再利用できない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】これら課題を解決するた
めに、本発明の回路基板の処理方法は、接続端子が突出
している側から回路基板の厚み方向に削ることにより、
銅箔と接続端子とを結合していた半田を削除すること
で、電子部品の一部を回路基板から分離するとともに、
電子部品の接続端子の一部、銅箔、および半田を粉状の
混合体として回路基板から分離するものである。特に、
回路基板の厚み方向に接続端子が突出している側から削
る前に、加熱により半田を軟化させた状態で貫通突出し
ている接続端子を電子部品が配置されている側に戻すも
のである。さらに、電子部品の少なくとも一つが回路基
板の他方の面に表面実装されている場合は、加熱により
半田を軟化させた状態で、先に表面実装された電子部品
に外力を加えて分離した後に貫通突出している前記接続
端子を前記電子部品が配置されている側に戻すものであ
る。また、粉状の混合体を粒径の範囲により二区分以上
に分級するものである。

【０００７】一方、これら課題を解決するために、本発
明の回路基板の再生方法は、少なくとも銅箔と半田とが
除かれた回路基板の面に、少なくとも回路基板に含まれ
る同種類の樹脂を含んだ塗布液を塗布して他の回路基板
として再生するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１に本発明の対象とされる回路
基板の一例の概略図を示す。回路基板１と少なくとも表
面に配線の一部を形成した銅箔２と、その一部に半田３
を用いて複数の電子部品４を接合したものである。これ
らの電子部品４の一部は、その接続端子５が回路基板１
の厚み方向に貫通している。なお、銅箔２は複数の接続
端子５と半田３で接合される部位以外の殆どが樹脂を主
成分とする絶縁性のレジスト６で覆われている。

【０００９】回路基板は、少なくとも樹脂類と充填剤と
を含んでいる。この樹脂類は、例えば不飽和ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを使用でき
る。充填剤としては、補強剤、フィラー、難燃剤等を混
入して使用することが多い。

【００１０】補強材としては、主に紙やガラス繊維が使
用されるが、それ以外にもポリアクリロニトリル系ある
いはレーヨン系もしくはピッチ系の炭素繊維、炭化珪素
系繊維、セラミックファイバー、ビニロン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、アラミド繊維等の有機繊維なども
使用できる。

【００１１】フィラーとしては、例えば、炭酸カルシウ
ム、珪酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウ
ム、硫酸カルシウム、カオリン、水酸化アルミニウム、
タルク、マイカ、けいそう土、ガラス球等が挙げられ
る。なお、水酸化アルミニウムは、難燃効果を上げるた
めに充填剤として使用されることが有用である。

【００１２】次に、本発明の実施の形態を図２から図４
に示す。（実施の形態１）図２に、本発明の一実施の形態である
回路基板の処理方法を示す。接続端子５が突出している
側から矢印方向に回転しているグラインダー１０を用い
て右方向の矢印に従って回路基板１ごと削る。このとき
銅箔２と半田３は、レジスト６や回路基板１の構成材と
ともに粉体１１として回収される。接続端子側を削るこ
とにより、同時に半田３が除去された一部の電子部品４
は回路基板１から飛ぶようにして分離される。また図示
していないが粉体１１を効率よく回収するために、密閉
された空間内で「削る」処理が行われるとともに粉体１
１が発生する側に集塵機を用いることが推奨される。こ
のとき、図示するように削る面を下方向に設置して作業
することで、粉体１１の特に大きな粒径のものが自然と
沈降して集塵も容易である。

【００１３】図２では、グラインダー１０で一気に削る
場合を示しているが、接続端子５の突出が大きい場合
は、まず接続端子５だけを削ったり、何度も薄く削るこ
とで銅箔２、半田３を除去できるまで削る操作を複数回
繰り返すことももちろん可能であり、むしろ切削工具へ
の負担が軽くなるので望ましい方法である。またグライ
ンダー１０の移動速度は、削り時の抵抗に応じて可変さ
せることが好ましい。また回路基板１の厚み方向に全て
削るのでなく、表面の銅箔２と半田３が除去できるまで
で良いので、樹脂類などとの混合である粉体１１、つま
りシュレッダーダストの発生が必要最低限に抑えられ
る。つまり、もしこのまま粉体１１が廃棄される場合で
も、回路基板をそのまま粉砕した場合よりも十分処理量
を低下させることができるという利点がある。この削る
行為は、図２で示すようなグラインダー以外にも、かん
な、ヤスリなどを用いて実現できる。

【００１４】本発明の特徴であるこの「削る」という行
為は、回路基板と平行な方向にできるだけ応力を発生さ
せることを主目的としている。このことにより銅箔が切
断され難く、銅の延性を利用して銅箔を細かな粉体とせ
ずに回収できる。但し回路基板１及びレジスト６を構成
する樹脂類は延性に欠けるので細かな粉体となる。また
半田３、特に鉛を含んだ半田は、金属として延性も優れ
るが切れ易いので、削る方法によって回収される粉体形
状が異なる。図２の様なディスク状のグラインダー１０
を用いた場合は切れ易さが勝るので樹脂よりも細かく粉
砕されて回収され、かんなを用いた場合は殆どが銅箔に
付着した状態で大きな粉体として回収される。このよう
に金属類と樹脂類の各粒径が異なるので、さらにこの粉
体１１を適当な分級機を用いることで銅や半田などの金
属類と、樹脂をそれぞれ主体とした粉体として回収する
ことができ、各素材の回収と再利用を容易にできる。

【００１５】削る深さは、表面の銅箔２と半田３が回収
されれば良く、粉体１１の発生量を抑えるためにもでき
るだけ浅い方が好ましい。実際には２ｍｍ以下で、特に
１００μｍ〜１ｍｍの範囲で削ることにより、接合端子
５ａが貫通している穴に若干侵入している半田３も殆ど
除去できるので好ましい。但し、例えばトランスなどの
大きな電子部品４は、接続端子も太く、半田３も多く使
用されており、薄く削っただけでは半田３の除去が不十
分な場合がある。この場合は、一度、回路基板１に残っ
ている半田３を確認し、その部分だけを更にグラインダ
ーなどで半田３が削り取れるまで回路基板１を深く削る
ことが好ましい。この確認は、例えば目視でも、斜めか
ら光を当て、半田で反射した金属反射光をＣＣＤなどの
受光素子を用いて自動的に検知することでも実現でき
る。

【００１６】具体的に廃棄されたテレビの回路基板１
（フェノール樹脂製）について、ディスク状のグライン
ダー１０（粗さ：１５０番）を用いて切削して得られた
粉体１１を、ふるいにより分離したところ、１００メッ
シュを通過しない粉体は銅を多く含んでおり、分級した
粉体の重量比で４０ｗｔ％以上を示した。また、１００
〜２００メッシュではフェノール樹脂が殆どであり、２
００メッシュを通過した粉体は半田が多く含まれ、その
粉体の重量比で３５ｗｔ％を示した。このようにして、
得られた粉体１１もふるいだけで素材選別が簡単にでき
た。特に１００メッシュを通過しなかった粉体物を更に
比重分離すると、沈降物として銅と接続端子５の金属だ
けを得ることができた。

【００１７】また、グラインダー１０で削る間に、図２
に示すように半田３が除去されるとともに電子部品４が
回路基板１から飛ぶようにして分離された。これらの電
子部品４は素子部が非加熱であるので、再検査により十
分再使用できる。さらに、電解コンデンサ、トランスな
どは含まれる金属類、アルミ、銅などが多く、たとえ部
品として再利用できなくても、従来のように粉砕処理さ
れていないので混じり合っておらず、各々を部品毎に処
理できる。したがって、各金属を回収することも容易と
なる。

【００１８】（実施の形態２）図３に他の本発明の一実
施の形態である回路基板の処理方法の手順を示す。図３
(ａ)では、接続端子側を削る前に、加圧ヒータ２０を用
いて半田３を軟化する温度まで加熱しながら押すことに
より接続端子５を電子部品４側に戻す。この後で、図３
(ｂ)に示すように、削り刃２１を用いて接続端子５が突
出していた側を削って、若干の接続端子５、半田３と樹
脂からなる粉体１１を回収する。本実施の形態では、接
続端子５が電子部品４側に押し戻されているので、（実
施の形態１）よりも更にシュレッダーダストが低減で
き、半田３の除去とともに回収された電子部品４には接
続端子５が多く残されているので再利用し易く、また接
続端子５による削り刃２１の刃こぼれなどによる劣化も
少なくなるという利点がある。もちろん、本実施の形態
において（実施の形態１）で使用したグラインダー１０
を用いても同様の効果がある。

【００１９】加圧ヒータ２０は、何度か繰り返して接続
端子５側を押す間に表面に半田３が付着するので、回路
基板から離して冷却した後で付着した半田を剥離するこ
とが好ましい。この時には半田のみが回収されるので、
半田の回収方法としても有効である。なおこの回収を容
易にするためにも、加圧ヒータ２０の回路基板と接触す
る表面は、できるだけ平滑にすることが望ましい。

【００２０】また、加熱により半田３を軟化させた状態
で貫通突出している接続端子５を電子部品４の配置して
いる側に戻しながら、回路基板１を振動させることもで
きる。このとき、半田３が軟化しており、電子部品４も
図示しているように回路基板１から離れているために回
路基板１から一部の電子部品４を振動により分離させる
ことができる。更にまた、本実施の形態では、半田が軟
化している間に接続端子５を電子部品４側に押し戻す構
成としたが、半田が軟化している間に電子部品４を引く
抜くような方向に引っ張る構成とすることももちろんで
きる。

【００２１】加圧ヒータ２０は、例えば内部に通電によ
り発熱する電気抵抗体を金属などで内包したもの、また
は表面に硬質ガラスを用いて内部に赤外ヒータを内包し
たものなどにより構成することができる。

【００２２】また本実施の形態では、加熱と押圧を同時
にこなす構成を示したが、接続端子５側を赤外ヒータに
より全面加熱して半田３を十分に軟化させた後で、木、
ガラス材、ＦＲＰ、金属類、金属表面にガラス質を焼き
付け処理したホーロー、レンガなどで押圧して接続端子
５を押し戻すこともできる。このとき、押圧時に冷えに
くい様に、断熱性の高い木、ガラス材、ＦＲＰ、ホーロ
ー、レンガなどの使用が好ましい。

【００２３】削ることで銅や半田などの金属類が殆ど除
去された回路基板１は、樹脂類などの絶縁体だけでほぼ
構成されるので粉砕した後で、回路基板の回路基板１や
他の電気製品の箱体などに用いる構造材の充填材として
再利用できる。

【００２４】また、（実施の形態２）では、接続端子５
が曲がっていない場合を説明したが、接続端子５が回路
基板１に平行な方向に曲がっている場合は、加熱しなが
ら押すことにより、接続端子５が回路基板１に沿うよう
に押しつけられる場合もある。このような場合も、接続
端子５を電子部品４が配置されている側に戻すことに含
まれる。こうすることで半田３も回路基板１側に押しつ
けられ、厚みが薄くなるので、この削る行程を繰り返す
回数を少なくできる。

【００２５】なお、図２および図３で説明した例では、
回路基板として電子部品が実装された例を示したが、銅
箔や半田はあるが、電子部品は実装されていない回路基
板でも、同様の方法で削ることにより銅や半田の回収が
できる。

【００２６】また、実施の形態では接続端子が貫通した
回路基板について説明しているが、複数の電子部品が表
面実装された場合でも、回路基板を加熱するとともに部
品表面をなでて外力を加えて殆どの電子部品を除去した
後に、回路基板表面に付着している半田を除去する方法
として本実施の形態として前述した「削る」方法を採用
することで回路基板から完全に半田を除去分離できる。

【００２７】さらに、表面実装された電子部品と、接続
端子により実装された電子部品とが混在する場合でも、
回路基板を加熱して半田を軟化させ、先に表面実装され
た電子部品を、回路基板を振動させるなどして除去すれ
ば、（実施の形態２）に示したような方法で回路基板を
処理できる。

【００２８】（実施の形態３）図４にさらに他の本発明
の一実施の形態である回路基板の再生方法の手順を示
す。本実施の形態では、元の回路基板が紙フェノール回
路基板であった場合について、図４(ａ)に示すように、
前述までの削る処理により表面が凹凸となった被削回路
基板１’を他の回路基板として再生する方法を示す。

【００２９】図４(ｂ)に示すように、まず、表面が削ら
れて金属類が分離された被削回路基板１’は、塗布台３
１に置かれ、フェノール樹脂と炭酸カルシウムを含んだ
混合体である塗布液３２をワイヤーバー３３を用いて、
削られた表面の凹凸が平滑になるように均一に塗布され
る。このとき、電子部品４の接続端子５が抜けて生じた
貫通孔３０もこの塗布液３２で殆ど塞がれる。

【００３０】この塗布液３２が完全硬化する以前に、更
に元の回路基板と同一基材となるようにフェノール樹脂
含浸紙３４を配置した後に、加熱プレスなどで押圧しな
がら加熱することでフェノール樹脂を完全に硬化させ、
更に銅箔２を全面に張り付けることで、図４(ｃ)に示す
ように、回路基板用として再生された再生回路基板１ｒ
を得る。このとき、塗布液３２だけを硬化させることで
十分な平滑性が得られる場合、例えば被削回路基板１’
よりも大きな型に入れた状態で加熱しながらプレスする
と、必ずしもフェノール樹脂含浸紙３４を配置せずと
も、塗布液３２に含まれるフェノール樹脂を硬化させた
だけで、更に直接銅箔２を配置して回路基板１ｒとして
再生することもできる。

【００３１】また、塗布液３２は、フェノール樹脂と炭
酸カルシウムを混合したもの以外に、フェノール樹脂の
みでも、またフェノール樹脂にパルプ、紙片、布などを
含んだもの、また炭酸カルシウム以外の前述の無機系の
粒子らなど含ませたもの、またこれらの混合を使用する
ことももちろんできる。

【００３２】ガラスエポキシ回路基板の場合は、塗布液
としてエポキシ樹脂にガラス繊維を混合したものを使用
する。特にガラスエポキシ回路基板の場合は、ガラスマ
ットを張り付けることが困難なので、被削回路基板より
も大きな型に入れて塗布液とともに加熱プレスなどで押
圧しながら加熱することでエポキシ樹脂を硬化させ、更
に銅箔を全面に張り付けることで回路用の再生回路基板
として再利用することが推奨される。

【００３３】なお、図４の実施の形態では被削回路基板
の片側が削られた場合について示したが、両方が削られ
た場合も両側に塗布液を塗布し、それを硬化することで
回路基板として再生できる。また、１枚の被削回路基板
が再生される場合を示したが、複数の回路基板を型に入
れて、前述の塗布液で表面を均一に覆った状態で加熱成
形することで、より大きな回路基板用の回路基板として
再生することももちろんできる。さらに、回路基板は銅
と半田とが除かれていればよいので、（実施の形態１）
や、（実施の形態２）以外の方法、例えば行程の途中に
化学処理の工程などを有する方法で処理したものを用い
ても、本発明の再生方法で他の回路基板として再生でき
る。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明は、回路基板の一方
の面上に複数の電子部品を配置し、電子部品の少なくと
も一部の接続端子が前記回路基板の他方の面に貫通し、
この他方の面に配置した銅箔と前記電子部品の接続端子
を半田で接合した回路基板において、接続端子が突出し
ている側から回路基板の厚み方向に削ることにより、電
子部品の一部を回路基板から分離して電子部品の再利用
を促進できるとともに、もし部品として再利用できない
場合でも電子部品の種類別に選別することで、その電子
部品からの素材としての再生が容易になる。

【００３５】また、この電子部品の接続端子の一部、銅
箔、および半田を粉状の混合体として回路基板から分離
することにより、粉体に含まれる金属類の組成比が大き
く、分級により回収される金属が多くなるとともに、シ
ュレッダーダストの発生を最小限に抑える。更にこの粉
体の分級により金属素材としての再利用も容易に行え
る。

【００３６】さらに、回路基板が粉砕化されないので、
容易に絶縁性を保ったまま回路基板として再生できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回路基板の構成例を示す図

【図２】本発明の実施の形態である回路基板の処理を示
す概念図

【図３】本発明の他の実施の形態である回路基板の処理
の手順を示す概念図

【図４】他の本発明の実施の形態である回路基板の再生
の手順を示す概念図

【符号の説明】

１回路基板１’ 被削回路基板１ｒ再生回路基板２銅箔３半田４電子部品５接続端子６レジスト１０グラインダー１１粉体２０加圧ヒータ２１削り刃３０貫通孔３１塗布台３２塗布液３３ワイヤーバー３４フェノール樹脂含浸紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路基板の一方の面上に複数の電子部品
を配置し、前記電子部品の少なくとも一部の接続端子が
前記回路基板の他方の面に貫通し、前記他方の面に配置
した銅箔と前記電子部品の接続端子とを半田で接合した
回路基板において、前記接続端子が突出している側から
前記回路基板の厚み方向に削ることにより、前記銅箔と
前記接続端子とを結合した前記半田を削除することで、
前記電子部品の一部を前記回路基板から分離するととも
に、前記電子部品の前記接続端子の一部、前記銅箔、お
よび前記半田を粉状の混合体として前記回路基板から分
離する回路基板の処理方法。
【請求項２】前記回路基板の厚み方向に前記接続端子
が突出している側から削る前に、加熱により前記半田を
軟化させた状態で、貫通突出している前記接続端子を前
記電子部品が配置されている側に戻す請求項１記載の回
路基板の処理方法。
【請求項３】さらに少なくとも一つの表面実装された
電子部品を有した請求項１記載の回路基板において、加
熱により前記半田を軟化させた状態で、前記接続端子を
配置されている側に戻す前に、前記表面実装された電子
部品に外力を加えて分離する行程を有する請求項２記載
の回路基板の処理方法。
【請求項４】前記粉状の混合体を粒径の範囲により二
区分以上に分級する請求項１、２または３記載の回路基
板の処理方法。
【請求項５】少なくとも銅箔と半田とが除かれた回路
基板の面に、少なくとも前記回路基板に含まれる同種類
の樹脂を含んだ塗布液を塗布して他の回路基板として再
生する回路基板の再生方法。