KR19990005419A - Pcb 리사이클링 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 리사이클링 시스템(PCB Recyling System) 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 PCB 상의 전자부품과 솔더를 가열방식으로 먼저 분류한 후 분류된 PCB로부터 수지분말과 잔류 금속을 완전히 분류/회수하여 공해를 유발시키지 않으면서 폐기 PCB로부터 재활용 가능한 모든 부품과 재료를 고회수율로 회수할 수 있는 PCB 리사이클링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

상기 본 발명 시스템은 이송레일을 따라 설정된 간격을 두고 순차적으로 이송되는 폐PCB에 열을 가하여 폐PCB에 실장되어 있는 전자부품 고정용 솔더를 용융시켜 폐PCB로부터 솔더를 바로 하측으로 수집하여 분류하고 상하부의 전자부품은 물리적으로 분리시켜 전자부품과 솔더가 제거된 PCB를 배출하는 용융 분류장치와, 상기 용융 분류장치로부터 배출되어 투입된 PCB를 순차적으로 조분쇄시켜 분쇄한후 금속분말과 수지분말의 혼합체를 무게의 차이를 이용하여 분류시키기 위한 PCB 분쇄 분류장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

PCB 리사이클링 시스템 및 그 방법

본 발명은 인쇄회로기판 리사이클링 시스템(PCB Recyling System) 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 PCB 상의 전자부품과 솔더를 가열방식으로 먼저 분류한 후 분류된 PCB로부터 수지분말과 잔류 금속을 완전히 분류/회수하여 공해를 유발시키지 않으면서 폐기 PCB로부터 재활용 가능한 모든 부품과 재료를 고회수율로 회수할 수 있는 PCB 리사이클링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

PCB는 각종 전자회로의 신호처리를 위한 각종 부품을 실장하여 지지함과 동시에 실장된 부품과 부품간의 전기적인 연결을 제공하는 역할을 한다. 이를 위하여 PCB는 수지 등으로 이루어지는 절연기판과 절연기판의 하측에 구리(Cu)로 인쇄된 도전패턴으로 구성되며, 이러한 기판에 관통형성된 스루홀을 통하여 전자부품의 리드가 삽입된 후 솔더링 과정을 통하여 기판의 도전패턴과 부품의 리드가 상호 연결됨과 동시에 기판에 고정된다.

이와같이 PCB는 전자제품에 필수적인 것이지만, 전자제품의 폐기시에는 공해를 유발하는 기피물이 되고 있다. 예를들어, 미국에서는 년간 약 1억매의 PCB 기판이 폐기되고 있으며, 국내에서도 PCB 기판의 재활용 기술이 없어 매년 폐가전 제품과 함께 지역별로 폐기장소에 쌓아 두고만 있는 실정에 있다.

이경우 PCB 기판의 폐기시에 가장 문제가 되고 있는 것은 솔더링 공정에서 기판에 포함된 솔더(Solder)이다. 기판 1매당 10g의 솔더가 사용되었다고 가정하면, 보통 솔더의 약 40%가 납(Pb)이므로(가장 범용적인 63Sn-37Pb 솔더 사용시), 미국의 경우 연간 약 400톤의 납이 PCB 기판과 함께 폐기되고 있다. 국내의 경우 정확한 통계는 밝혀지고 있지 않으나 역시 상당량의 납이 폐기되고 있는 것으로 추정된다.

일반적으로 납(Pb)은 비, 특히 산성비에 쉽게 녹아서 지하수를 오염시키며, 허용기준(미국의 경우 15PPb) 이상 함유된 지하수를 통해 인체에 축적되면 신경혼란, 생식기능 장해, 빈혈, 고혈압, IO 저하 등의 원인이 되어 심각한 문제를 야기한다. 또한 방치된 PCB 기판과 이에 함유된 유리섬유(Glass Fiber)는 쉽게 부식되지 않고 유리섬유는 암을 유발하는 원인이 되므로 또다른 오염의 원인이 되고 있다.

이러한 점들 때문에 일본에서는 1998년부터 PCB 기판을 재활용(Recycling)하는 것을 입법화할 계획으로 있다. 그러나 국내에서는 PCB 기판의 재활용에 대한 묘안이 거의 없는 상태이다.

일반적으로 PCB 기판을 재활용하거나 적절히 폐기하고자 할때 몇가지 어려움이 있었는데, 첫째는 PCB 기판은 유리섬유와 각종 금속을 포함하여 분쇄가 어렵고, 둘째 난연제(難燃劑)를 포함하여 어려우며, 셋째 열경화성 수지를 포함하여 가열시 용융이 어렵다는 것이다.

이러한 어려움에도 불구하고 지금까지 연구된 종래의 재활용 기술은 다음과 같다.

첫째, 금(Au), 동(Cu) 등 고가의 금속은 용융 정련을 통해 회수하고, 나머지 금속과 유리섬유 등은 슬래그(Slag)화 하여 로반재(路盤材)로 사용하는 방법.

둘째, 부품이 실장된 기판을 일괄 분쇄한 후 각종 분리 공정을 통해 고가의 금속을 회수하는 방법.

그러나 상기의 방법들은 기판중의 고가 금속의 함유율이 낮고, 회수율도 낮으며 이에 비해 정련비용이 높은 단점이 있다. 따라서 실용화 되지 못하고 대부분의 기판이 매립 처분되고 있다.

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 PCB 상의 전자부품과 솔더를 가열방식으로 먼저 분류한 후 분류된 PCB로부터 수지분말과 잔류 금속을 완전히 분류/회수하여 공해를 유발시키지 않으면서 폐기 PCB로부터 재활용 가능한 모든 부품과 재료를 각각 별도로 고회수율로 회수할 수 있는 인쇄회로기판(PCB) 리사이클링 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 용융 분류장치의 구조를 보여주는 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 PCB 분쇄 분류장치를 보여주는 개략 측면도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

1 ; 폐PCB 1A ; 1차 처리된 PCB

2 ; 전자부품 10 ; 용융 분류장치

11 ; 이송레일 12 ; 분류 플레이트

13,14 ; 상부/하부 히터 15,16 ; 분류 브러시

18 ; 충격장치 19 ; 진공 흡착기

20 ; 히터커버 21 ; 부품회수박스

22 ; 메시벨트 콘베이어 23 ; 솔더회수박스

24 ; 솔더회수용 벨트 콘베이어 30 ; 분쇄 분류장치

32,34,36,38 ; 제1 내지 제4 롤러 분쇄기

31,33,35,37,39,41,44 ; 제1 내지 제7 벨트 콘베이어

32A,34A,36A ; 기어 롤러 38A ; 롤러

40 ; 스크류 타입 분쇄기 42,45 ; 송풍식 제1 및 제2 분류기

42A,45A ; 블로워 팬 43 ; 포장기

46 ; 원심 분류기 47 ; 솔더 분류로

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이송레일을 따라 설정된 간격을 두고 순차적으로 이송되는 폐PCB에 열을 가하여 폐PCB에 실장되어 있는 전자부품 고정용 솔더를 용융시켜 폐PCB로부터 솔더를 바로 하측으로 수집하여 분류하고 상하부의 전자부품은 물리적으로 분리시켜 전자부품과 솔더가 제거된 PCB를 배출하는 용융 분류장치와, 상기 용융 분류장치로부터 배출되어 투입된 PCB를 순차적으로 조분쇄시켜 분쇄한후 금속분말과 수지분말의 혼합체를 무게의 차이를 이용하여 분류시키기 위한 PCB 분쇄 분류장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB 리사이클링 시스템을 제공한다.

상기 용융 분류장치는 설정속도로 로딩된 PCB를 이송하기 위한 한쌍의 이송레일과, 상기 이송레일을 따라 상하부에 거리를 두고 배치되어 폐PCB의 솔더를 용융시키기 위한 상부/하부 가열수단과, 상기 이송되는 PCB의 상하부에 직교방향으로 회전 가능하게 배치되어 전자부품을 분리시킴과 동시에 분리된 전자부품의 이송을 저지시킴에 따라 하부로 하강시키기 위한 다수쌍의 브러시와, 상기 이송되는 PCB의 상하부에 직교방향으로 선단부가 표면과 접촉되게 배치되어 미분리 전자부품과 솔더를 분리시킴과 동시에 분리된 전자부품과 솔더의 이송을 저지시킴에 따라 하부로 하강시키기 위한 다수쌍의 분류 플레이트와, 상기 하부 가열수단의 하측에 길이방향으로 배치되며 상기 PCB로부터 분리되어 하강하는 전자부품을 부품회수박스로 수집하기 위한 메시벨트 콘베이어와, 상기 메시벨트 콘베이어의 하부에 설치되며 상기 PCB로부터 용융되어 낙하하는 솔더를 솔더회수박스로 수집하기 위한 솔더회수용 벨트 콘베이어로 구성된다.

또한 본 발명 시스템에는 상기 PCB의 스루홀에 잔류한 솔더를 물리적인 충격에 의해 하측으로 낙하시키기 위한 적어도 1이상의 충격수단과, 상기 이송레일의 종단부 하측에 설치되어 상기 PCB에 잔류한 솔더를 진공방식으로 흡착하기 위한 진공 흡착기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 PCB 분쇄 분류장치는 상기 용융 분류장치로부터 배출되어 투입된 PCB를 순차적으로 조분쇄시켜 입자가 설정된 크기 이하로 될때까지 분쇄시키기 위한 다수의 분쇄기와, 상기 분쇄기로부터 얻어지는 금속분말과 수지분말의 혼합체를 비중의 차이를 이용하여 분류시키기 위한 적어도 1이상의 송풍식 분류기로 구성되어 있다. 이 경우 상기 다수의 분쇄기는 절단/전단형 분쇄기와 압축/전단형 분쇄기의 조합으로 구성될 수 있다.

또한 상기 PCB 분쇄 분류장치로부터 얻어진 미분류 금속분말과 수지분말을 원심분류에 의해 분류시키기 위한 원심 분류기와, 상기 분류된 금속분말을 가열/가압하여 금속분말로부터 잔류솔더를 제거하기 위한 솔더 분류로를 더 포함할 수 있다.

한편 본 발명의 다른 특징에 따르면, 전자부품이 솔더에 의해 실장된 폐PCB를 이송레일에 소정의 간격을 두고 로딩시키는 단계와, 이송되고 있는 폐PCB에 열을 가하여 폐PCB에 실장되어 있는 전자부품 고정용 솔더를 용융시켜 폐PCB로부터 솔더를 하강시켜 수집/분류함과 동시에 상하부의 전자부품은 물리적으로 분리시킨후 이송을 저지시켜 전자부품과 솔더가 제거된 PCB를 배출하는 단계와, 상기 배출된 PCB를 순차적으로 조분쇄시켜 금속분말과 수지분말의 혼합체로 가공하는 단계와, 상기 조분쇄된 금속분말과 수지분말의 혼합체를 입자의 비중차이를 이용하여 금속분말과 수지분말을 분류하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB 리사이클링 방법을 제공한다.

이 경우 상기 최종단계로부터 얻어진 미분류 금속분말과 수지분말을 원심분류에 의해 완전 분류시키는 단계와, 상기 분류된 금속분말을 가열/가압하여 금속분말로부터 잔류솔더를 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기한 바와같이 본 발명에서는 PCB 기판 상의 전자부품과 솔더를 가열/전단력 인가방식으로 먼저 분류한 후 분류된 PCB를 분쇄/분류시킴에 의해 수지분말과 잔류 금속을 완전히 분류/회수하여 공해를 유발시키지 않으면서 폐기 PCB로부터 재활용 가능한 모든 부품과 재료를 고회수율로 회수할 수 있게 되었다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 용융 분류장치의 구조를 보여주는 측면도, 도 2는 본 발명에 따른 PCB 분쇄 분류장치를 보여주는 개략 측면도이다.

먼저 본 발명에서는 폐PCB로부터 실장되어 있는 각종 전자부품과 솔더를 분류/회수하기 위하여 도 1에 도시된 바와같은 용융 분류장치(10)로 투입된다.

상기 용융 분류장치(10)는 폐PCB(1)를 1M/min의 이송속도로 이송하는 한쌍의 이송레일(11)을 구비하고 있고, 이송레일(11)의 각도는 0-7°범위로 이루어지는 것이 바람직하다. 이경우 이송레일(11)의 양측에는 폐PCB(1)의 양측변을 클램프하여 이송하기 위한 다수쌍의 PCB 핑거가 설치되어 있다. 이경우 이송레일(11)에 로딩되는 PCB(1) 사이의 간격은 통상적으로 1 PCB 간격을 두고 연속적으로 로딩되는 것이 바람직하다.

상기 이송레일(11)의 상측과 하측에는 250-350℃ 범위로 폐PCB(1)를 가열하여 솔더를 용융시키기 위해 각각 2개의 상부히터(13)와 하부히터(14)가 거리를 두고 설치되어 있고, 또한 이송레일(11)과 히터(13,14) 사이에는 실장된 전자부품(2)을 PCB(1)로부터 분리시키기 위해 각각 상하 6개의 분류 브러시(15,16)가 배치되어 있다.

상기 각 브러시는 이송레일(11)과 직교방향으로 설치되며, 시계방향으로 회전구동되어 이송되어 오는 PCB(1)에 실장된 전자부품(2)의 선단부를 들어 올려서 PCB(1)로부터 분리시킨다. 상기 분리된 전자부품(2)은 PCB(1)의 이송에 따라 브러시(15,16)에 밀려서 PCB(1)와 PCB(1) 사이의 공간을 통하여 밑으로 낙하한다.

또한 상기 분류 브러시(15,16)의 후단부에는 이송되는 PCB(1)의 표면과 접촉하는 상태로 이송방향에 직교방향으로 배치되어, PCB(1)의 표면에 묻어 있는 솔더 또는 미분리 전자부품(2)을 밀어내듯이 제거하기 위하여 고무 또는 SUS 재질의 분류 플레이트(12)가 간격을 두고 다수개 설치되어 있다.

상기한 하부히터(14)의 하측에는 PCB(1)에서 브러시에 의해 이탈된 전자부품(2)을 일측 하부에 있는 부품회수박스(21)로 수집하기 위해 역회전 또는 정회전 구동되는 메시벨트 콘베이어(22)가 배치되어 있다. 상기 메시벨트 콘베이어(22)의 메시벨트는 약 1mm이하를 사용하는 것이 적합하다.

또한 메시벨트 콘베이어(22)의 하부에는 상기 폐PCB(1)로부터 용융되어 밑으로 흘러내리는 솔더를 회수하여 솔더회수박스(23)로 수집하기 위한 SUS 재질의 솔더회수용 벨트 콘베이어(24)가 배치되어 있다.

더욱이 상기 폐PCB(1)의 스루홀에 잔류하고 있는 솔더를 충격에 의해 분리시키기 위하여 이송되고 있는 PCB(1)에 구동모터와 모터의 축에 축지지된 편심캠 구조를 갖고 충격을 인가하는 충격장치(18)가 복수개 설치되며, 이 경우 구동모터의 회전속도는 10-1750 RPM으로 한다.

또한 분류로의 종단부 PCB 하측면에는 진공흡착방법으로 폐PCB(1)에 잔류하는 솔더를 흡착 분류하기 위한 진공흡착기(19)가 배치되어 있다.

한편 용융 분류장치(10)의 입구에는 폐PCB(1)를 투입하기 위한 로딩부가 설치되고, 출구에는 폐PCB(1)로부터 부품(2)과 솔더가 분리된 PCB를 언로딩하기 위한 언로딩부가 설치되어 있다. 도 1에서 용융 분류장치(10)의 상부에는 히터(13,14)의 열이 외부로 발산되는 것을 차단하기 위한 히터커버(20)가 설치되어 있다.

이하에 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 용융 분류장치(10)의 작용을 상세하게 설명한다.

용융 분류장치(10)의 PCB 이송레일(11)에 폐PCB(1)를 로딩하여 양측변을 PCB 핑거로 클램프시킨후 1M/min의 이송속도로 이송시키면, 상/하부 히터(13,14)에 의해 납(Pb)의 융점 이상인 250-350℃로 가열되어 납땜부의 솔더가 용융되므로 폐PCB(1)에 실장되어 있는 전자부품(2) 등이 PCB(1)의 스루홀로부터 이탈 가능한 상태로 변한다.

이상태에서 계속하여 폐PCB(1)가 이송되면 각각 회전구동되는 상하 6개의 분류 브러시(15,16) 또는 플레이트(12)에 의해 전자부품(2)들이 순차적으로 PCB(1)로부터 이탈되어 분류 브러시(15,16)에 밀리면서 PCB(1)와 PCB(1) 사이의 공간을 통하여 하측의 메시벨트 콘베이어(22)로 떨어져서 콘베이어(22)의 구동에 따라 부품회수박스(21)에 모아진다.

이경우 용융된 솔더는 하부의 메시벨트 콘베이어(22)를 거쳐 최하부에 있는 솔더회수용 벨트 콘베이어(24)에 떨어져서 콘베이어(24)의 구동에 따라 솔더회수박스(23)로 모아진다.

또한 상기 분류 플레이트(12)는 전자부품(2) 뿐아니라 PCB(1)에 묻어 있는 솔더도 털어내듯이 PCB(1)로부터 제거하여 하부에 있는 솔더회수용 벨트 콘베이어(24)로 회수하며, 이 경우 PCB(1)의 스루홀 속에 남아 있는 솔더는 편심캠 방식으로 충격을 인가하는 충격장치(18)에 의해 밑으로 털어낸다.

이러한 충격장치(18)는 간격을 두고 2개소에 설치되며, 더욱이 PCB 이송레일(11)의 후단부에 설치된 진공흡착기(19)에 의해 PCB(1)의 하부로부터 진공흡착방식으로 잔류 솔더를 제거한다.

이러한 PCB로부터 전자부품과 솔더를 제거하는 공정을 필요에 따라 2회정도 반복실행함에 의해 완전하게 전자부품과 솔더를 제거할 수 있다.

그후 전자부품(2)과 솔더가 제거된 PCB(1)는 언로딩부에서 이송레일(11)로부터 배출된다.

그후 용융 분류장치(10)에서 1차 처리하여 전자부품(2)과 솔더가 제거되어 배출된 PCB(1A)는 다시 도 2에 도시된 PCB 분쇄 분류장치(30)로 투입된다.

상기 분쇄 분류장치(30)는 1차 처리된 PCB(1A)가 로딩되는 제1벨트 콘베이어(31)가 초단에 구비되고, 상기 벨트 콘베이어(31)에 이어서 투입되는 1차 처리된 PCB(1A)를 조 분쇄시키기 위해 기어타입 제1롤러 분쇄기(32)가 연결되어 있다. 이 경우 한쌍의 기어 롤러(32A) 각각은 직경 300ø, 골은 20× 20mm 규격을 갖는다.

그후 제1롤러 분쇄기(32)의 하단부 출구에는 제2벨트 콘베이어(33)가 설치되어 1차 거칠게 분쇄된 PCB(1A)를 다음단으로 이송한다.

제2벨트 콘베이어(33)의 후단부에는 상기 제1롤러 분쇄기(32) 보다 골의 깊이가 얕은 제2롤러 분쇄기(34)가 연결되어 있고, 기어 롤러(34A) 각각은 직경 300ø, 골은 10× 10mm 규격을 갖는다.

또한 제2롤러 분쇄기(34)의 하단부 출구에는 제3벨트 콘베이어(35)가 설치되어 2차 분쇄된 PCB(1A)를 다음단으로 이송한다.

제3벨트 콘베이어(35)의 후단부에는 상기 제1 및 제2롤러 분쇄기(32,34) 보다 골의 깊이가 얕은 제3롤러 분쇄기(36)가 연결되어 있고, 기어 롤러(36A) 각각은 직경 300ø, 골은 5× 5mm 규격을 갖는다.

그후 제3롤러 분쇄기(36)의 하단부 출구에는 제4벨트 콘베이어(37)가 설치되어 3차 분쇄된 PCB(1A)를 다음단으로 이송한다.

제4벨트 콘베이어(37)의 후단부에는 골이 없는 제4롤러 분쇄기(38)가 연결되어 있고, 롤러(38A) 각각의 직경은 300ø 크기를 갖는다.

한편 제4롤러 분쇄기(38)를 거쳐서 분쇄된 PCB(1)의 입자가 0.5mm 이내로 얻어지지 않을 경우에는 필요에 따라 제5벨트 콘베이어(39)를 이용하여 스크류 타입 분쇄기(40)에 공급하여 추가적인 분쇄공정을 거치는 것이 바람직하다.

상기와 같은 다수의 분쇄기(32,34,36,38,40)를 거쳐서 0.5mm 이하의 사이즈를 갖는 분말이 얻어진 경우 제6벨트 콘베이어(41)에 의해 송풍식 제1분류기(42)로 공급된다. 송풍식 분류기(42)는 투입된 분말을 위에서 밑으로 낙하시키면서 내부에 설치된 블로워 팬(42A)으로 바람을 불어주어 비중의 차이에 따라 금속과 수지를 분류한다.

상기 분류기(42)에 의해 분류된 수지분말은 포장기(43)에서 예를들어 20kg 단위의 푸대로 포장처리한다.

또한 상기 분류기(42)에서 분류되지 않은 수지분말과 금속분말은 제7벨트 콘베이어(44)에 의해 송풍식 제2분류기(45)로 공급되며, 제2분류기(45)는 제1분류기(42)와 동일한 구조로 이루어져서 투입되는 혼합상태의 수집분말과 금속분말을 금속분말과 수지분말로 분류한다.

그후 제2분류기(45)에 의해서도 완전하게 분류되지 않은 혼합상태의 수집분말과 금속분말은 원심 분리기(46)에 공급되어 완전하게 수집분말과 금속분말로 분류를 실행한다.

상기한 제1및제2분류기(42,45)와 원심분류기(46)에 의해 분류된 금속분말은 솔더 분류로(47)로 투입된다. 상기 솔더 분류로(47)는 250-350℃ 사이의 로내온도를 제어 가능하며, 밑면에는 3ø 홀 판위에 0.5ø의 메시망이 덮여있는 구조로서 대략 200×250×500의 크기로 이루어졌다.

이경우 솔더 분류로(47)는 로에 금속분말을 투입한후 로내의 온도가 300℃ 이상이 되면, 상판이 금속분말의 상부로부터 1-5ton의 압력을 가하면서 내려 누른다. 이에따라 금속분말에 포함된 솔더, 즉 납(Pb)이 녹아서 밑판으로 흘러 내려 가게 되고, 그 결과 남아 있는 금속분말에는 납(Pb)이 제거된 상태로 얻어진다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 PCB 분쇄 분류장치의 작용을 이하에 상세하게 설명한다.

먼저 용융 분류장치(10)에서 1차 처리하여 전자부품(2)과 어느정도의 솔더가 제거되어 배출된 PCB(1A)는 PCB 분쇄 분류장치(30)의 초단에 구비된 제1벨트 콘베이어(31)에 로딩된다.

상기 제1벨트 콘베이어(31)에 로딩된 PCB(1A)는 순차적으로 롤러의 골이 얕아지는 제1 내지 제4 롤러 분쇄기(32,34,36,38)를 거치면서 각 분쇄기의 롤러쌍 사이로 통과하면서 분쇄되어 입자의 크기가 0.5mm 이하의 크기를 갖도록 처리한다.

이경우 분쇄된 PCB(1)의 입자가 0.5mm 이내로 얻어지지 않을 경우에는 제5벨트 콘베이어(39)를 이용하여 스크류 타입 분쇄기(40)에 공급하여 추가적인 분쇄공정을 거친다.

상기와 같은 다수의 분쇄기(32,34,36,38,40)를 거쳐서 0.5mm 이하의 사이즈를 갖는 분말이 얻어진 경우 제6벨트 콘베이어(41)에 의해 송풍식 제1분류기(42)로 공급한다. 송풍식 분류기(42)는 투입된 분말을 위에서 밑으로 낙하시키면서 내부에 설치된 블로워 팬(42A)으로 바람을 불어주어 비중의 차이에 따라 금속과 수지를 분류한다.

상기 분류기(42)에 의해 분류된 수지분말은 포장기(43)에서 적정단위의 푸대로 포장처리한다.

또한 상기 분류기(42)에서 분류되지 않은 수지분말과 금속분말은 제7벨트 콘베이어(44)에 의해 송풍식 제2분류기(45)로 공급하여, 투입되는 혼합상태의 수집분말과 금속분말을 다시 한번 금속분말과 수지분말로 분류한다.

그후 제2분류기(45)에 의해서도 완전하게 분류되지 않은 혼합상태의 수집분말과 금속분말은 원심 분리기(46)에 공급하여 완전하게 수집분말과 금속분말로 분류한다.

이어서 상기한 제1및제2분류기(42,45)와 원심분류기(46)에 의해 분류된 금속분말은 솔더 분류로(47)로 투입되며, 로내의 온도를 상승시켜 300℃ 이상으로 될때 상판을 금속분말의 상부로부터 1-50ton의 압력으로 내려 누른다.

그 결과 금속분말에 포함된 납(Pb)은 녹아서 밑판으로 흘러 내려 가게 되고, 남아 있는 금속분말에는 납(Pb)이 제거된 상태로 얻어진다.

상기한 바와같은 분류과정을 거쳐서 얻어진 전자부품은 테스트를 통하여 성능이 양호한 것과 성능 미달인 것으로 분류하여 성능이 양호한 것은 재활용하고 성능미달 부품은 용융시켜 금, 구리와 같은 고가의 금속을 회수한다.

이경우 회수되는 납은 용융 분리공정에 의해 전체의 70% 이상을 회수할 수 있고, 기판 표면의 연마와 물리적인 충격을 인가하면 전체의 95% 이상을 기판으로 부터 회수 가능하며, 이는 납원료(주로 Sn 자원)로서 이용 가능하다.

또한 상기에서 PCB(1)를 평균입경 100-3001μm로 분쇄하여 비중분리공정을 거치면, 구리와 수지및 유리섬유로 분리했을때 금속회수율은 최고 95%가 되며, 납(Pb)이 제거된 금속분말은 구리를 주성분(60%)(이경우 정전분리공정을 추가로 실시하면 80% 이상으로 향상 가능)으로 하는 고가의 금속이므로 전량 회수하여 고품위의 구리자원으로 이용한다.

한편 분류된 수지분말은 구리 함유량이 3% 이하, 납은 0.1% 이하로서 성형에 의해 건축용 벽돌, 열경화성 구조재료 또는 로반재료로 사용하는 것이 가능하다. 특히 같은 에폭시 수지계 제품으로 이용하면 기계적 강도나 치수 안정성(열팽창성)을 향상시킬 수 있다.

상기한 바와같이 본 발명에서는 PCB 기판 상의 전자부품과 솔더를 가열방식으로 먼저 분류한 후 분류된 PCB를 절단+전단형 분쇄기에 의한 거친 분쇄공정과 압축+전단형 분쇄기에 의한 미세 분쇄공정을 거쳐 분쇄한후, 비중분류시킴에 의해 수지분말과 잔류 금속을 완전히 분류/회수하여 공해를 유발시키지 않으면서 폐기 PCB로부터 재활용 가능한 모든 부품과 재료를 고회수율로 회수할 수 있게 되었다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

예를들어, 상기한 분쇄기는 초단에 롤러방식이 아닌 회전 커터방식의 분쇄기를 채용하는 것도 가능하다.

Claims (8)

1. 이송레일을 따라 설정된 간격을 두고 순차적으로 이송되는 폐PCB에 열을 가하여 폐PCB에 실장되어 있는 전자부품 고정용 솔더를 용융시켜 폐PCB로부터 솔더를 바로 하측으로 수집하여 분류하고 상하부의 전자부품은 물리적으로 분리시켜 전자부품과 솔더가 제거된 PCB를 배출하는 용융 분류장치와, 상기 용융 분류장치로부터 배출되어 투입된 PCB를 순차적으로 조분쇄시켜 분쇄한후 금속분말과 수지분말의 혼합체를 무게의 차이를 이용하여 분류시키기 위한 PCB 분쇄 분류장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB 리사이클링 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 용융 분류장치는 설정속도로 로딩된 PCB를 이송하기 위한 한쌍의 이송레일과, 상기 이송레일을 따라 상하부에 거리를 두고 배치되어 폐PCB의 솔더를 용융시키기 위한 상부/하부 가열수단과, 상기 이송되는 PCB의 상하부에 직교방향으로 회전 가능하게 배치되어 전자부품을 분리시킴과 동시에 분리된 전자부품의 이송을 저지시킴에 따라 하부로 하강시키기 위한 다수쌍의 브러시와, 상기 이송되는 PCB의 상하부에 직교방향으로 선단부가 표면과 접촉되게 배치되어 미분리 전자부품과 솔더를 분리시킴과 동시에 분리된 전자부품과 솔더의 이송을 저지시킴에 따라 하부로 하강시키기 위한 다수쌍의 분류 플레이트와, 상기 하부 가열수단의 하측에 길이방향으로 배치되며 상기 PCB로부터 분리되어 하강하는 전자부품을 부품회수박스로 수집하기 위한 메시벨트 콘베이어와, 상기 메시벨트 콘베이어의 하부에 설치되며 상기 PCB로부터 용융되어 낙하하는 솔더를 솔더회수박스로 수집하기 위한 솔더회수용 벨트 콘베이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB 리사이클링 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 PCB의 스루홀에 잔류한 솔더를 물리적인 충격에 의해 하측으로 낙하시키기 위한 적어도 1이상의 충격수단과, 상기 이송레일의 종단부 하측에 설치되어 상기 PCB에 잔류한 솔더를 진공방식으로 흡착하기 위한 진공 흡착기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 리사이클링 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 PCB 분쇄 분류장치는 상기 용융 분류장치로부터 배출되어 투입된 PCB를 순차적으로 조분쇄시켜 입자가 설정된 크기 이하로 될때까지 분쇄시키기 위한 다수의 분쇄기와, 상기 분쇄기로부터 얻어지는 금속분말과 수지분말의 혼합체를 비중의 차이를 이용하여 분류시키기 위한 적어도 1이상의 송풍식 분류기로 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB 리사이클링 시스템.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 PCB 분쇄 분류장치로부터 얻어진 미분류 금속분말과 수지분말을 원심분류에 의해 분류시키기 위한 원심 분류기와, 상기 분류된 금속분말을 가열/가압하여 금속분말로부터 잔류솔더를 제거하기 위한 솔더 분류로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 리사이클링 시스템.
6. 제4항에 있어서, 상기 다수의 분쇄기는 절단/전단형 분쇄기와 압축/전단형 분쇄기의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB 리사이클링 시스템.
7. 전자부품이 솔더에 의해 실장된 폐PCB를 이송레일에 소정의 간격을 두고 로딩시키는 단계와, 이송되고 있는 폐PCB에 열을 가하여 폐PCB에 실장되어 있는 전자부품 고정용 솔더를 용융시켜 폐PCB로부터 솔더를 하강시켜 수집/분류함과 동시에 상하부의 전자부품은 물리적으로 분리시킨후 이송을 저지시켜 전자부품과 솔더가 제거된 PCB를 배출하는 단계와, 상기 배출된 PCB를 순차적으로 조분쇄시켜 금속분말과 수지분말의 혼합체로 가공하는 단계와, 상기 조분쇄된 금속분말과 수지분말의 혼합체를 입자의 비중차이를 이용하여 금속분말과 수지분말을 분류하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB 리사이클링 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 최종단계로부터 얻어진 미분류 금속분말과 수지분말을 원심분류에 의해 완전 분류시키는 단계와, 상기 분류된 금속분말을 가열/가압하여 금속분말로부터 잔류솔더를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 리사이클링 방법.