KR20010089804A

KR20010089804A - 부품실장 회로 형성체 및 이것을 포함하는 전기제품의리사이클 방법

Info

Publication number: KR20010089804A
Application number: KR1020017008711A
Authority: KR
Inventors: 스에쓰구겐이치로; 히비노슌지; 히라노마사토; 야마구치아쓰시; 나카타미키야
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 2000-01-07
Publication date: 2001-10-08
Also published as: EP1156706B1; WO2000042829A1; EP1151646B1; EP1151646A1; KR100560235B1; JP4960331B2; CN1363427A; DE60002048T2; CN1337144A; JP2009044180A; DE60005801D1; DE60005801T2; TW443954B; US20080210604A1; CN1187138C; US7540078B1; DE60002048D1; CN1197440C; EP1156706A1

Abstract

본 발명은 무연 땜납(2)으로 실장된 전자 부품(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품(3)이 실장된 회로(1) 및 납을 포함하지 않는다는 것을 나타내는 식별 표시를 갖는 회로 형성체(6) 및 이를 포함하는 전기 제품을 제공한다. 본 발명은 또한, 이의 리사이클 방법을 제공한다. 본 발명은 부품이 실장된 회로를 갖는 회로 형성체 및 전기 제품을 제공하고, 이들 모두는 인체에 유독한 납이 포함되어 있는지 여부의 식별을 용이하게 하기 위한 것이다.

Description

부품실장 회로 형성체 및 이것을 포함하는 전기제품의 리사이클 방법 {ARTICLE HAVING A CIRCUIT SOLDERED WITH PARTS AND METHOD FOR RECYCLING WASTES OF THE SAME}

일반적으로 회로를 실장하는 인쇄 기판과 같은 형성 체, 박막 기판 및 하우징 또는 집합체(enclosure)상에 광학부품(또는 디바이스) 및 전자 부품과 같은 부품을 실장하는 중에 사용된 땜납은 대량의 납을 함유한다.

그러므로, 땜납을 사용함으로써 부품실장 회로 형성체 또는 이 형성체를 포함하는 전기제품이 사용 후 폐기물로서 가정 밖으로 배출되거나 배출되어 방치될 때 또는 폐기물로서 버려지거나 매립될 때, 이 폐품으로부터 분리되지 않은 땜납내에 포함된 납에 의해 지하수 오염의 위험성이 높아진다.

이러한 납 오염된 지하수의 식수로서의 사용은 인체에 유해하기 때문에, 전기제품 폐기물을 어떻게 처리할 것인가가 상당한 사회문제로 되고 있다.

종래에는 납에 의한 오염을 방지하기 위해, 전기제품은 제품내에 포함된 회로 형성체를 일차적으로 수집하여 해체했고, 전기제품을 폐기 또는 리사이클할 때,땜납을 포함하는 납은 분리되었다. 그 다음 나머지 부품은 재료를 분리하기 위해 작은 조각으로 파쇄하여, 오염수의 누출 또는 배출을 최대로 방지하도록 설계된 지정 폐기장(controlled dumping ground)에 매립되었다.

이러한 해로운 납에 의한 환경 오염을 방지하기 위해, 납의 완전 리사이클 또는 납의 사용 중지가 요구된다.

순환 경제 사회를 실현하기 위해, 2001년에 모든 제조업자에게 사용된 전자제품의 수거 및 이의 리사이클이 의무로서 부가될 예정이다.

그러나, 현 상황하에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 한편으로는 납땜을 포함하는 납을 사용하는 회로 형성체 및 이러한 회로 형성체를 포함하는 전기제품{이하, 단지 "납 함유 회로형성체(lead containing article)"라 칭한다} 및 다른 한편으로는, 무연(free lead)을 사용하는 회로 형성체 및 이러한 회로 형성체를 포함하는 전기제품{이하, 단지 "무연 회로 형성체(lead free article)"라 칭한다}이 동시에 제조되어 시장에 판매되고 있다. 결과적으로, 2 가지 형태의 회로 형성체가 시장에 공존하게 되고, 그 상태로 수거된다. 수거된 회로 형성체는 가까운 지정 폐기장(controlled dumping ground) 또는 안정화 폐기장(stabilizing dumping ground)으로 직접 운반되거나, 리사이클 처리된다. 인쇄 기판 및 박막 기판은 전기제품의 안쪽에 실장된다는 것을 인식하여야 한다.

지정 폐기장에서는, 수거된 회로 형성체는 어떠한 처리를 행하지 않고 그대로 매립된다. 그러나, 안정화 폐기장에서, 수거된 회로 형성체는 매립되기 전에 분산(scattering), 분재(flying), 또는 유입(migrating)하는 것을 방지하도록 처리된다.

한편, 리사이클시, 수거된 회로 형성체는 해체되고, 납을 포함하는 경우, 납은 해롭지 않게 제거된다. 그 다음, 재사용 가능한 재료는 리사이클을 위해 선택된다.

지정 폐기장에서 납 함유 회로 형성체와 무연 회로 형성체의 혼합된 폐기물의 단순한 매립 방법은 작업상 매우 용이하고, 간단하지만, 높은 건설비를 요하고, 높은 처리비용의 문제점을 발생한다.

폐기장에 재사용가능한 재료를 리사이클하지 않고, 폐기물을 매립하는 방법은 자원의 효과적인 측면에서 문제점을 갖고 있다. 이 방법은 폐기장이 극대화된 폐기물로 포화상태가 된다는 다른 문제점을 갖는다.

더욱이, 납 함유 회로 형성체와 무연 회로 형성체의 혼합된 폐기물로부터 납 함유 회로 형성체의 폐기물만을 해체함으로써, 땜납의 분리 및 수거는 실현가능하지 않고, 특정 도구 및 투자뿐만 아니라, 처리비용을 증가시키는 특정한 부가 작업 단계를 필요로 한다.

무연 회로 형성체가 단지 혼합된 폐기물로부터 분리 수거될 수만 있다면, 이 회로 형성체를 간단히 파쇄하여 저비용으로 안정화된 폐기장에 그것을 매립할 수 있게 된다. 그러므로, 여러 가지 수거된 폐기물 중에서 무연 회로 형성체와 납 함유 회로 형성체 사이의 식별 및 분리는 폐기 비용을 감소시킬 수 있다.

그러나, 이러한 환경 하에서, 이러한 식별은 많은 시간과 노동력을 요하고, 효율이 떨어진다. 그러므로, 납 함유 회로 형성체로부터 무연 회로 형성체를 식별하기 위한 간단한 수단이 요구된다.

상술한 문제점들을 감안하여, 본 발명의 첫째 목적은 전기제품에 납이 함유되어 있는지 여부를 용이하게 식별하는 인쇄 기판 회로 형성체 및 이를 포함하는 전기제품을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 납 함유 회로 형성체의 리사이클 방법을 제공하기 위한 것이다.

[발명의 개시]

본 발명에 따른 무연 땜납에 의해 실장된 부품실장 회로 형성체는 회로 형성체내에 납을 존재 유무를 나타내는 식별 정보를 갖는다.

본 발명의 바람직한 형태에 있어서, 부품의 전극은 무연 땜납의 코팅을 갖는 무연 전극이다.

본 발명의 다른 바람직한 형태에 있어서, 부품 자체는 납을 함유하지 않은 무연 부품이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 형태에 있어서, 회로 형성체는 인쇄 기판, 박막 기판 또는 회로가 형성된 하우징이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 형태에 있어서, 회로 형성체는 식별 표시, 바코드 실행 식별 정보 또는 IC 실행 식별 정보를 갖는다.

본 발명의 또 다른 바람직한 형태에 있어서, 식별 표시는 납땜의 종류에 의해 변화된다.

또한, 바코드 또는 IC가 납땜의 형태 및 조성, 실장된 부품의 종류, 회로 형성체의 재료 등에 대한 정보를 포함한다.

본 발명에 따른 전기제품은 무연 땜납으로 실장된 부품실장 회로 형성체 및 이 회로 형성체를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 회로 형성체 또는 하우징은 납의 존재 유무를 나타내는 식별 정보를 갖는다.

부품실장 회로 형성체 및 납의 상기 회로 형성체내에 무연 땜납으로 실장된 부품의 존재 또는 납의 부재와 같은 납의 존재 여부를 표시하는 식별 정보 또는 무연 땜납으로 실장된 부품실장 상기 회로 형성체 및 상기 회로 형성체를 수용하는 하우징을 포함하는 전기 제품을 포함하고, 상기 회로 형성체 또는 상기 하우징이 납의 존재 유무를 나타내는 식별 정보를 갖는 폐기물의 리사이클 방법에 관한 것으로,

상기 식별 정보에 기초하여 여러 가지 부품실장 회로 형성체 또는 여러 가지 전기제품으로부터 무연 회로 형성체 또는 무연 전기제품의 폐기물을 식별하는 단계를 포함한다.

리사이클 방법은 부품실장 회로 형성체의 폐기물을 처리하기 위해 부품실장 납 함유 회로 형성체와 부품실장 무연 회로 형성체로 각각 분리하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명은 무연 땜납으로 실장된 부품실장 회로 형성체 및 상기 회로 형성체를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 회로 형성체 또는 상기 하우징이 납의 존재 유무를 나타내는 식별 정보를 갖는 전기제품 폐기물의 리사이클 방법에 관한 것으로,

무연 부품실장 회로 형성체를, 상기 회로 형성체에 제공된 식별 표시에 의해 납 함유 부품으로 실장된 부품실장 회로 형성체로부터 판별하는 단계,

회로 형성체를 구성하는 재료를 분리하기 위해 각각의 판별된 회로 형성체를 수거, 파쇄 및 용융하는 단계,

상기 재료내에 함유된 재사용가능한 재료를 리사이클하는 단계, 및

잔여 회로 형성체를 파쇄하여 폐기하기 위해 안정화 처리장 또는 지정 폐기장에서 동시에 매립 또는 동시에 처리하는 단계를 더 포함한다.

이 방법은 상기 판별 전에, 여러 가지 전기제품의 폐기물을 전기제품의 형태에 따라 분류하는 단계,

무연 전기제품을 납 함유 회로 형성체로와 구별하기 위해 상기 식별 표시에 의해 납의 존재 유무를 식별하는 단계, 및

이들로부터 부품실장 회로 형성체를 제거하기 위해 각 전기제품을 해체하는 단계를 포함한다.

본 발명은 효과적으로 리사이클할 수 있는 부품실장 회로 형성체 및 이것을 포함하는 전기제품, 및 이의 폐기물의 리사이클 방법에 관한 것이다.

도 1은 리플로우 납땜 공정에 의해 휴대용 미니디스크(MD) 플레이어에 사용하기 위한 인쇄 기판상에 여러 가지 부품의 납땜 방법의 단계를 도시한 도면,

도 2는 플로우 납땜 공정에 의해 전기 라이스 쿠커에 사용하기 위한 인쇄 기판상에 여러 가지 부품의 납땜 방법의 단계를 도시한 도면,

도 3은 리플로우 및 플로우 납땜 공정의 조합을 사용함으로써 자동 전기 부품 장착 머신을 제어하기 위해 인쇄 기판상에 여러 가지 부품의 납땜 방법의 단계를 도시한 도면,

도 4는 회로 형성체를 제조, 판매, 수거 및 폐기하는 종래의 일련의 공정을 도시한 플로우차트,

도 5는 본 발명에 따른 회로 형성체를 제조, 판매, 수거 및 폐기하는 일련의 공정을 도시한 플로우차트,

도 6은 식별 라벨이 부착된 기판의 상면도,

도 7은 인쇄된 식별 표시를 갖는 기판의 상면도,

도 8은 인쇄된 식별 표시를 갖는 다른 기판의 상면도,

도 9는 식별 표시로서 펀치된 문자를 갖는 동박이 부착된 기판의 상면도,

도 10은 식별 표시로서 바코드를 갖는 하우징을 포함하는 전기제품을 개략적으로 도시한 개략 횡단면도,

도 11은 식별 표시로서 바코드를 갖는 기판의 상면도,

도 12는 식별 표시로서 식별 IC를 갖는 하우징을 포함하는 전기제품을 개략적으로 도시한 횡단면도,

도 13은 식별 표시로서 식별 IC를 갖는 기판의 상면도,

도 14는 본 발명에 따른 전기제품의 리사이클 방법을 도시한 플로우차트,

도 15는 본 발명에 따른 리사이클 방법에 응용할 수 있는 리사이클 장치의 한 예의 구조를 도시한 도면,

상술한 바와 같이, 본 발명은 무연 땜납을 사용하는 부품을 실장하는 회로기판 등의 인쇄 기판 및 박막 기판과 같은 회로 형성체, 회로 형성체에 형성된 회로를 갖는 하우징, 또는 회로 형성체를 포함하는 전기제품의 하우징에 납의 사용 유무를 나타내는 식별에 대한 정보를 부착하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 부품실장 회로 형성체(즉, 부품이 납땜된 회로를 갖는 회로 형성체)는 인쇄 기판과 박막 기판과 같은 회로 형성체, 및 광학 부품 및/또는 전기 부품이 실장된 회로를 갖는 하우징을 개념적으로 포함한다.

이하, 본 발명은 대표적인 예로서 식별 표시(identification marking)를 갖는 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 식별 표시는 시장으로부터 혼재된 상태인 채로 수거된 여러 가지 폐기물 중에서 무연 회로 형성체와 납 함유 회로 형성체사이의 식별을 간단하고, 용이하게 할 수 있다.

무연 회로 형성체는 인체에 유독한 납이 극히 낮은 퍼센테이지로 포함된다. 그러므로, 회로 형성체의 폐기물이 그대로 매립되는 경우에도, 무연 회로 형성체는 인체에 단지 미세한 영향을 미칠 수 있고, 그러므로, 납땜의 필연적인 분리 및 수거없이 재사용가능한 재료를 분리하기 위해 이를 단순히 파쇄하여 리사이클할 수 있다. 나머지 재사용하지 않는 재료는 낮은 비용으로 안정화 폐기장에 매립될 수 있다.

식별 표시는 납 함유 회로 형성체에서 납만을 분리하고 제거하기 위해 이를 해체함으로써 무해한 회로 형성체로 하기 위한 처리에 제한될 수 있다. 이것은 비용적으로 지정 폐기장에 매립될 수 있도록 폐기물의 양을 줄일 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 폐기물의 리사이클 및 폐기 비용 모두를 감소시킬 수 있다.

인쇄 기판과 같은 회로 형성체상에 납땜되는 부품이, 무연 땜납의 코팅을 갖는 무연 전극을 갖는 것이 양호하고, 이는 최종 회로 형성체에 납의 함유를 최소화할 수 있고, 전극-무연 땜납 접합의 강도를 향상시킴으로써 회로 형성체의 수명을 연장할 수 있기 때문이다.

인쇄 기판상에 납땜될 부품이 기판상에 IC 칩 또는 캐패시터를 납땜함으로써 형성되는 하이브리드 IC(hybrid IC)와 같은 부품일 때, IC 칩 또는 캐패시터를 납땜하기 위해 무연 땜납을 사용하면, 최종 회로 형성체로부터 완전하게 납을 제거할 수 있다. 상술한 이러한 무연 회로 형성체는 또한 식별 정보로서 작용하는 유사한 식별 표시를 가질 수 있다.

인쇄 기판상에 납땜될 부품은 예를 들어 반도체, 저항기, 캐패시터, 코일, 스위치, LED, 발진기, 커넥터, 액정, 트랜스듀서 등일 수 있다.

식별 표시를 부착하는 방법은 인쇄 기판, 하우징 등에 부착되어 배출시 인식가능한 식별 표시를 제공한다면, 특별히 제한되지 않는다. 예시적으로 효과적인 방법은 인쇄(printing), 식각(inscribing) 및 라벨링(labelling)일 수 있다. 특히, 적절한 방법은 식별 표시가 부착되는 부품의 재료에 따라 선택될 수 있다.

인쇄 기판은 페놀수지, 에폭시수지, 폴리이미드수지, 폴리에스테르수지와 같은 수지, 철, 동, 알루미늄 합금과 같은 금속, 알루미나, 유리와 같은 세라믹, 또는 종이를 포함하는 재료로 이루어질 수 있다. 인쇄 기판은 선택적으로 유리포(glass cloth)를 포함할 수 있다. 인쇄 기판은 예시된 재료중 하나 이상을 포함할 수 있다.

하우징은 철, 알루미늄, 마그네시움 합금과 같은 금속, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, ABS수지, 폴리카보네이트와 같은 수지, 세라믹 또는 목재로 이루어진다. 하우징은 예시된 재료중 하나 이상을 포함할 수 있다.

예시적으로 응용가능한 인쇄 방법은 인쇄(painting), 스탬핑(stamping), 잉크젯(ink jet) 등을 포함한다. 이러한 방법은 제조번호의 인쇄, 시각적 디자인 인쇄 등과 같은 종래의 표시 프로세스와 일체화될 수 있기 때문에 바람직하다. 이들 중에 하우징상에 가시적 디자인과 일체화된 인쇄 방법은 잘 지워지지 않기 때문에 특히 바람직하다.

잉크로서 형광 페인트의 이용은 광학 센서를 이용하여 대량의 폐기물을 간단하고 신속하게 식별할 수 있어 바람직하다.

식각은 회로 형성체의 하우징을 성형하는 시점 또는 최종 단계에서 회로 형성체 디자인 인쇄와 동시에 수행될 수 있다. 식각은 복잡한 단계를 필요로 하지 않고, 잘 지워지지 않기 때문에 바람직하다.

라벨링은 다양한 전기제품 및 잡화 제조사간에 식별 표시가 통일되어 있고, 그러므로, 리사이클 동작에서 식별을 용이하게 할 수 있기 때문에 바람직하다.

전기제품에 식별 표시를 부착하는 것은 인쇄 회로 기판을 갖는 회로 형성체 또는 하우징의 어느 한쪽 또는 모두에 부착될 수 있다. 그러나, 후속 해체 단계를 줄이는 측면에서, 최소한 하우징상에 식별 표시를 부착하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 회로를 갖는 회로 형성체의 폐기물의 리사이클 방법 및 전기제품의 폐기물의 리사이클 방법을 제공하는데, 이 리사이클 방법은 회로 형성체를 리사이클하도록 분리하기 위해, 식별 표시에 의해 회로를 갖는 회로 형성체의 여러 가지 수거된 폐기물로부터 무연 회로 형성체를 식별하거나 전기제품의 여러 가지 수거된 폐기물로부터 무연 전기제품을 식별하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명은 예시적인 식별에 대한 정보를 갖는 식별 표시의 사용에 대해 상세히 설명한다.

식별 표시가 부착된 회로를 갖는 회로 형성체 및 이를 포함하는 전기제품의 폐기물을 리사이클함에 있어서, 식별 표시는 무연 회로 형성체와 납 함유 회로 형성체의 혼합된 폐기물 중에서 무연 회로 형성체만을 식별하고, 선택하는데 도움이 된다.

식별 표시에 의한 폐기물의 선택은 리사이클 동작을 신속히 할 수 있기 때문에 바람직하다. 전기제품의 하우징에 부착된 식별 표시에 의한 폐기물의 선택은 후속하는 부속의 해체 단계를 생략할 수 있다.

폐기물의 선택은 식별 표시를 사용하는 판정에 기초한 수동 선택, 컨베이어 벨트 등에 폐기물을 운반하면서, 검사 카메라와 같은 식별 표시를 인식할 수 있는 센서를 사용하여 폐기물을 선택하는 등의 여러 가지 방법에 의해 수행될 수 있다.

이하, 식별 표시는 아래에 나타낸 바와 같은 여러 가지 방법으로 수행될 수 있다.

（１）식별 라벨을 기판에 부착하는 방법

도 6은 식별 라벨을 기판상에 부착함으로써, 식별 라벨(10)을 갖는 기판(10)의 상면도이다, 식별 라벨은 기판에 또는 기판사이의 큰 부품사이의 큰 공간상에 부착된다. 라벨용 인쇄잉크로서 형광 잉크를 사용하면, 리사이클 공정 중에 암실(dark room) 및 검사 카메라의 조합에 의해 라벨의 존재 유무를 자동 판별할 수 있다.

예를 들어, Sn－Ag, Sn－Ag－Bi, Sn－Cu, 또는 Sn-Zn과 같이 사용된 땜납의 종류가 어떤 종류인가에 대한 기록 정보는 납 함유 땜납을 포함하는 기판인지 여부뿐만 아니라 땜납의 종류에 의해 기판의 식별 및 분리할 수 있다. 땜납의 수거 중에 땜납의 종류에 의해 기판의 처리는 수거될 때 땜납의 순도를 증가시킬 수 있고, 고 부가 가치를 갖는 유가물(valuables)의 수거가 가능하다. 납땜의 형태에 따라 식별 라벨의 색을 변화시키는 것도 효과적이다.

식별표시의 색을 변화시키면, 종류에 따라 사용된 땜납을 분리할 수 있게 된다. 수거된 폐기물에 포함된 금속이 리사이클하기 위해 정제된다면, 사용된 금속이 재료의 형태별로 분리되기 때문에, 보다 정제된 금속을 리사이클할 수 있다. 다양한 종류의 땜납을 갖는 상이한 기판이 동시에 정제된다면, 최종 정제된 산물은 여러 가지 성분을 포함하여, 생산물의 리사이클이 어렵게 된다. 식별 라벨의 색을 달리할지라도, O 와 X 와 같은 기호를 부착할 수 있다.

이와 같이, 식별 표시내에 문자, 색 또는 기호를 붙이는 것은 고 정밀도로 짧은 시간에 폐기물을 리사이클할 수 있게 되므로, 리사이클 효율을 높일 수 있다.

（２）기판상에 인쇄하는 방법

도 7은 기판상에 잉크 젯팅(ink jetting) 또는 스탬핑에 의해 기판상에 식별 표시를 인쇄함으로써, 식별 표시(13)를 갖는 기판의 상면도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 잉크 젯팅의 사용은 기판상의 부품(12)상에 식별 표시를 인쇄할 수 있다.

잉크 젯팅이 기판의 형상 및 부품의 배열에 크게 제한되지 않고, 문자의 형태의 선택을 자유롭게 하기 때문에, 상술한 (1)의 방법에서 설명한 부착 방법으로 사용된 땜납의 사용을 식별할 수 있는 식별 표시를 인쇄할 수 있게 된다.

스탬핑의 사용은 잉크 젯팅 방법보다 저렴한 비용의 인쇄를 할 수 있다.

상기 (1)의 방법에서와 같이, 인쇄 잉크로서 형광 잉크의 사용은 리사이클 처리 중에 암실과 검사 카메라의 조합에 의해 실행할 수 있는 식별 표시의 존재 유무를 자동 판정할 수 있게 된다.

(３) 기판의 제조 단계 중에 기판상에 식별 표시를 인쇄하는 방법

이 방법은 특정한 식별 표시 장치를 사용하여 식별 표시를 표시하기 위한 부가적인 단계 없이 기판 제조 공정 중에 부품의 식별을 표시하기 위한 일반적인 공정에 응용할 수 있다. 이것은 낮은 제조 비용의 장점을 나타낸다.

도 8은 기판상에 직접적으로 식별 표시를 인쇄함으로써, 식별 표시(13)를 갖는 다른 기판의 상면도이다. 기판 상의 직접 인쇄는 부품의 위치에 관계없이 전체 기판 위에 큰 식별 표시를 인쇄할 수 있다.

(4) 기판 색을 변경하는 방법

기판은 땜납의 레지스트 색인 녹색이다. 본 발명에 있어서, 녹색 이외의 다른 색 예를 들어, 청색, 적색, 흑색, 등이 리사이클 처리 중에 식별을 용이하게 하기 위해 레지스트에 사용된다.

기판 및 레지스트는 일반적으로 환경 부하 물질(environmental loading substance)일 수 있는 할로겐 원소를 포함하므로, 소각시 유해한 다이옥신의 근원이 될 수 있다. 이것은 할로겐 원소를 포함하지 않는 기판 즉, 무 할로겐 기판 (halogen free board)의 상용화를 촉진시켰다. 땜납의 일반적인 레지스트에 사용되는 녹색 색소는 할로겐 원소를 포함하기 때문에, 할로겐 함유 기판이 무할로겐 기판으로 대체될 때 레지스트로서 청색과 같은 다른 색을 사용하는 것이 검토되어 왔다.

이와 같이, 무연 땜납 재료가 무할로겐 기판에 조합되는 경우, 한눈에 환경에 부하를 주지 않고, 기판의 분리 처리 역시 용이하다는 것을 알 수 있다.

（５）식각된 동박을 부착하는 방법

이 방법은 상술한 식별 라벨을 부착하는 상기 방법과 유사하지만, 기판 제조 공정 중에 식별표시로서 식각된 동박(inscribed copper foil)을 사용한다. 이 방법은 식별 표시를 부착하는 부가적인 표시 설비없이 통상의 기판 제조 공정 중에 식별 표시를 부착할 수 있기 때문에, 비용이 저렴하다.

도 9는 식각된 동박(14)을 갖는 기판(11)의 상면도이다.

(6) 식별용 바코드를 설치하는 방법

이 방법은 기판 또는 하우징상에 식별 표시로서 바코드 라벨을 부착하거나 기판 또는 하우징상에 직접 바코드를 인쇄한다. 이 방법은 기판이 바코드 판독기(bar code reader)를 사용함으로써, 기판에 납을 포함하는지 여부를 자동 판별하는데 유용하다. 이 방법은 또한, 정보량이 문자 또는 색에 의한 식별 방법에 비해 많아질 수 있다는 장점이 있다.

특히, 회로를 갖는 회로 형성체 및 전기제품의 식별 작업을 제어하기 위한 제어 시스템이 사용되는 경우, 제어 시스템내에 데이터 베이스를 저장하여 바코드 번호를 체크할 수 있다. 2 차원 바코드의 사용은 바코드상에 포함된 정보의 량을 증가시킬 수 있어 보다 많은 량의 정보를 제어할 수 있다.

정보의 량이 증가될 수 있다면, 예를 들어, 하우징의 재료, 기판의 재료, 부품에 납땜된 재료 등 이외에 땜납의 성분 및 성분비와 같은 상세한 정보를 처리할 수 있게 된다. 상세 정보의 제어성은 부품내에 포함된 독성 물질의 형태 뿐만 아니라, 리사이클 작업 중에 폐기물에 납의 존재 유무의 식별에 따른 처리 방법을 순서에 따라 선택할 수 있다. 결과적으로 유해 물질의 존재의 불인식으로 인한 환경 오염은 방지될 수 있다.

더욱이, 이 방법은 리사이클 물질의 가치를 증가시킬 뿐만 아니라, 폐기물에 포함되어 있는 귀금속과 같은 모든 유용물을 놓치지 않고 수거할 수 있고, 하우징 내에 사용된 플라스틱의 종류에 따라 분리함으로써, 리사이클 효율을 개선할 수 있다.

도 10은 바코드(15)가 부착된 여러 가지 부품에 부착된 기판(11)을 갖는 회로 형성체의 하우징(16)을 도시한 도면이다. 도 11은 바코드(15)가 직접 부착된 기판(11)을 도시한 도면이다.

(7) 식별 IC를 사용하는 방법

이 방법은 비접촉 판독형 IC(non-contact reading type IC)를 식별 표시로서 회로를 갖는 회로 형성체에 부착한다. 이 방법은 데이터 판독기를 회로 형성체 부근으로 통과시킴으로써, 무연 회로 형성체와 납 함유 회로 형성체를 식별할 수 있다. 이 방법은 IC의 부착 위치에 제한되지 않고 기판 또는 하우징 중 임의의 위치에 식별 IC를 부착할 수 있다.

이것은 이 방법이 회로를 갖는 회로 형성체 및 전기제품의 리사이클 제어를 용이하게 실현할 수 있어, 짧은 시간에 리사이클 효율을 높일 수 있다는 것을 의미한다. 이 방법은 또한, 바코드를 사용하는 광학 판독 방법보다 먼지 또는 녹(stain)의 영향을 덜 받기 때문에, 식별 에 대한 신뢰성이 우수하다.

식별 IC는 기판에 다른 부품을 납땜 중에 부가적으로 납땜될 수 있기 때문에, 바코드에 의해 필요로 하는 후속 부착 단계를 삭제하는 다른 장점을 갖는다. 식별 IC가 RAM 이면, 이는 재사용할 수 있다.

IC는 보다 많은 량의 정보를 저장할 수 있다. 정보량이 증가하는 경우, 예를 들어, 하우징의 재료, 기판의 재료, 납땜된 부품의 재료 등 이외의 땜납의 성분 및 그 성분의 비율에 대한 상세한 정보를 처리할 수 있다. 상세한 정보의 제어성은 부품내에 포함된 유해성 물질의 종류뿐만 아니라, 리사이클 조작 중에 폐기물내의 납의 존재 유무의 식별에 따른 처리 방법을 선택할 수 있게 된다. 결과적으로 유해성 물질의 존재의 불인식으로 인한 환경 오염은 방지될 수 있다.

더욱이, 이 방법은 리사이클 물질의 가치를 증가시킬 뿐만 아니라, 폐기물에포함되어 있는 귀금속과 같은 모든 유용물을 놓치지 않고 수거할 수 있고, 하우징 내에 사용된 플라스틱의 종류에 따라 분리함으로써, 리사이클 효율을 개선할 수 있다.

도 12는 식별 IC(17)이 부착된 직접 부착된 여러 가지 부품이 실장된 기판(11)을 갖는 회로 형성체의 하우징(16)의 개략도이다. 도 13은 식별 IC(17)이 직접 부착된 여러 가지 부품이 실장된 기판(11)의 상면도이다.

본 발명에 따른 회로를 갖는 회로 형성체를 포함하는 전기제품의 폐기물을 리사이클하는 방법은 아래와 같은 장점을 갖는다.

회로를 갖는 회로 형성체의 리사이클 동작은 일련의 시스템에 의해 처리의 최종 단계까지 수행될 수 있다. 바코드 및 IC상에 저장된 식별에 대한 정보는 하우징, 기판, 및 회로를 갖는 회로 형성체를 적절하게 처리할 수 있다. 예를 들어, 값비싼 IC를 리사이클하고, 용융된 땜납 물질로부터 다양한 부품의 전극의 코팅에 포함된 파라듐과 같은 물질을 추출할 수 있다.

전기제품으로서는, AV 기기, 냉장고, 에어컨, 세탁기, 조명 기기 등과 같은 가전제품, 컴퓨터, 전화, 복사기 및 팩시밀리와 같은 정보 관련 OA 기기, 자동차 전기 부품, 산업 기계전기 부품, 플랜트 설비 전기 부품, 건축용 전기 부품을 들 수 있다.

도 14는 본 발명에 따른 회로를 갖는 회로 형성체 및 또는 전기제품의 리사이클 방법의 일 예의 플로우차트이다. 본 발명의 리사이클 방법에 대해 플로우차트에 따라 설명한다.

전기제품의 폐기물은 수거되어(s-1), 종류에 따라 분류된다(s-2). 후속 단계가 모든 관련 전기제품들 사이에 동일하기 때문에, TV에 대해서만 설명한다.

TV 세트에 부착된 식별 표시는 납 함유 회로 형성체와 무연 회로 형성체를 분리하기 위해 납이 함유되어 있는지 여부를 식별하기 위해 사용된다(s-3).

그 다음, 모든 분리된 TV는 인쇄 기판을 제거하기 위해 해체된다(s-4). 이 해체 단계에 있어서, TV를 구성하는 금속, 유리, 플라스틱 등을 동시에 분리 제거하는 것이 바람직하다.

그 다음, 납 함유 회로 형성체가 무연 땜납을 사용하는 기판을 종종 포함할 수 있기 때문에, 무연 기판은 인쇄 기판에 부착된 식별 표시에 의해 납 함유 기판으로부터 분리된다(s-5).

그 다음, 납 함유 기판 및 무연 기판이 별도로 수거되고(s-6), 금속을 분리하기 위해(s-8) 파쇄 및 용융한다(s-7).

금과 같은 재사용가능한 유가물은 리사이클되고(s-9), 처리된 후, 무연 기판 또는 납 함유 기판 각각은 파쇄되어(s-10), 안정화 폐기장 또는 지정 폐기장에 적절하게 매립 또는 처리된다(s-11).

본 발명의 리사이클 방법에 응용할 수 있는 리사이클 시스템으로서는 도 15에 도시한 것이 예시적으로 사용될 수 있다. 리사이클 시스템은 기판 또는 전기제품에 부착된 식별 표시와 바코드와 같은 식별에 대한 정보를 인식하고 식별하기 위한 식별 수단(20)을 구비한다.

제어장치(21)는 땜납의 수거 방법 또는 땜납의 용융 조건과 같은 식별 수단(20)에 의해 주어지는 정보에 기초하여 땜납 처리에 대한 정보(22), 실장된 부품의 처리 방법 및 조건과 같은 부품의 처리에 대한 정보(23), 회로 형성체 해체 장치 (25), 땜납 수거 및/또는 재료 분리 장치(26) 및 기판 해체 장치(27)를 제어하기 위해 기판의 처리에 대한 정보(24)를 판독하여, 땜납, 부품 및 기판과 같은 처리 형태에 따라 수거 및 해체가 선택적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 실장된 부품인 IC가 재사용을 위해 분리되고, 파라듐과 같은 부품의 전극에 포함된 재료는 용융된 땜납으로부터 추출된다.

이하, 본 발명은 구현된 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

[실시예 1]

도 1 은 리플로우 납땜 공정에 의해 휴대용 MD 플레이어에 사용하기 위한 인쇄 기판상에 여러 가지 부품을 납땜하는 방법의 단계를 도시한 도면이다.

우선, 무연 땜납 페이스트(2)가 인쇄 기판(1)의 전극상에 도포된다. 그 다음, 부품의 전극(4)이 인쇄 기판(1)에 대향되도록 다양한 부품(3)이 도포된 페이스상에 배열된다. 그 다음, 땜납 페이스트는 부품을 납땜하기 위해 열원으로서, 온풍(hot wind) 또는 원적외선(far infrared ray)을 사용하여 용융된다(이 방법은 "리플로우 납땜(reflow soldering)"이라 칭한다). 그 다음, 납을 포함하지 않았다는 것을 나타내는 식별 표시로서 라벨이 인쇄 기판(1)에 부착된다. 동일한 라벨은 또한, 인쇄 기판(1)을 포함하는 회로 형성체의 하우징(6)에 부착되어 제조된다.

최종 MD 플레이어는 사용 후, 수거될 때 식별 표시에 의해 납이 사용되지 않았다는 것을 미리 식별할 수 있고, 이는 후속의 리사이클 공정을 간단히 한다.

[실시예 2]

도 2는 플로우 납땜 공정에 의해 전기 라이스 쿠커(electric rice boiler)에 사용하기 위해 인쇄 기판상에 여러 가지 부품의 납땜 방법의 단계를 도시한 도면이다.

우선, 전극 부품이 무연 땜납의 코팅을 갖는 부품(12)이 인쇄 기판(11)의 소정의 위치에 삽입된다. 그 다음, 인쇄 기판(11)은 부품을 납땜하기 위해 무연 땜납 제트(13)를 통과시킨다(이 방법은 "플로우 납땜(flow soldering)"이라 칭한다). 그 다음, 회로 형성체 설계에 일체로 된 표시가 납이 포함되지 않았다는 것을 나타내는 식별 표시로서 인쇄 기판(11)상에 인쇄된다. 동일한 표시는 또한 인쇄 기판(11)을 포함하는 회로 형성체의 하우징(14)에 부착되어 생산된다.

최종 전기 라이스 쿠커는 사용 후, 수거될 때 식별 표시에 의해 납이 사용되지 않았다는 것을 미리 식별할 수 있고, 이는 후속의 리사이클 공정을 간단히 한다.

[실시예 3]

도 3은 리플로우 및 플로우 납땜 공정의 조합을 사용함으로써 자동 전기 부품 장착 머신을 제어하기 위해 인쇄 기판상에 여러 가지 부품의 납땜 방법의 단계를 도시한 도면이다.

무연 부품(22)은 플로우 및 리플로우 납땜 공정의 조합에 의해 인쇄 기판 (21)에 납땜되고, 식별 표시는 최종 인쇄 기판(21)상에 식각된다.

인쇄 기판은 사용 후, 수거될 때 식별 표시에 의해 납이 사용되지 않았다는것을 미리 식별할 수 있고, 이는 후속의 리사이클 공정을 간단히 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 부품이 인체에 유해한 납의 포함 유무를 용이하게 동시에 식별하는 식별 표시를 포함하는 납땜 회로를 갖는 회로 형성체 및 전기제품을 제공한다.

다양한 인쇄 기판에 설치된 가전 제품 중에서, TV 세트, 세탁기, 냉장고 및 진공 청소기를 포함하는 소위 4가지 주요 가전 제품에 대해서만도 매년 2000 만대가 생산되고 있다. 이러한 측면에서 볼 때, 2001 년부터 폐기된 가전 제품을 리사이클 함에 있어서, 수백 만대의 무연 회로 형성체가 납 함유 제품과 혼재하여 무작위적으로 수거된다는 가정하에서, 무연 회로 형성체에 부착된 식별 표시 및 이를 포함하는 전기제품은 납 함유 제품으로부터 무연 제품을 식별하는데 도움이 되므로, 땜납의 분리 수거의 대상으로부터 제외될 수 있다. 이것에 의해 연간 약 50억엔의 비용 절감 효과가 예상된다.

무연 제품과 납 함유 제품의 혼재는 매년 증가할 것으로 예상되기 때문에, 본 발명에 의해 달성된 비용 감소는 대폭 증가할 것으로 추정된다.

Claims

무연 땜납에 의해 부품이 실장된 회로 형성체, 및 상기 회로 형성체에 납의 존재 유무를 표시하는 식별 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 회로 형성체.
제 1 항에 있어서, 상기 부품의 전극이 무연 땜납의 코팅을 갖는 무연 전극인 것을 특징으로 하는 회로 형성체.
제 1 항에 있어서, 상기 부품이 납을 함유하지 않은 무연 부품인 것을 특징으로 하는 회로 형성체.
제 1 항에 있어서, 상기 회로 형성체가 인쇄 기판， 박막 기판， 또는 회로가 형성된 하우징인 것을 특징으로 하는 회로 형성체.
제 1 항에 있어서, 상기 회로 형성체가 식별 표시, 식별 정보를 갖는 바코드 또는 IC를 갖는 것을 특징으로 하는 회로 형성체.
제 5 항에 있어서, 상기 식별 표시가 땜납의 종류에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 회로 형성체.
제 5 항에 있어서, 상기 바코드 또는 IC가 땜납의 종류 및 조성, 실장된 부품의 종류, 상기 회로 형성체의 재료에 대한 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 회로 형성체.
무연 땜납으로 실장된 부품실장 회로 형성체, 및 상기 회로 형성체를 수용하는 하우징을 포함하는 전기제품에 있어서,

상기 회로 형성체 또는 상기 하우징이 납의 존재 유무를 나타내는 식별 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 전기제품.
부품실장 회로 형성체, 및 상기 회로 형성체에 납의 존재 여부를 표시하는 식별 정보를 포함하는 폐기물의 리사이클 방법에 있어서,

상기 식별 정보에 기초하여 부품이 실장된 여러 가지 부품실장 회로 형성체로부터 무연 회로 형성체의 폐기물을 식별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 리사이클 방법.
제 9 항에 있어서, 부품실장 회로 형성체의 폐기물을 폐기하기 위해, 부품이 실장된 납 함유 회로 형성체와 부품실장 무연 회로 형성체로 각각 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 리사이클 방법.
무연 땜납으로 실장된 부품실장 회로 형성체 및 상기 회로 형성체를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 회로 형성체 또는 상기 하우징이 납의 존재 유무를 나타내는 식별 정보를 갖는 전기제품으로 이루어지는 폐기물의 리사이클 방법에 있어서,

상기 식별 정보에 기초하여 여러 가지 전기제품으로부터 무연 땜납으로 부품이 실장된 전기제품의 폐기물을 식별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 리사이클 방법.
무연 땜납으로 실장된 부품실장 회로 형성체 및 상기 회로 형성체를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 회로 형성체 또는 상기 하우징이 납의 존재 유무를 나타내는 식별 정보를 갖는 전기제품 폐기물의 리사이클 방법에 있어서,

무연 부품으로 실장된 부품실장 회로 형성체를, 상기 회로 형성체에 제공된 식별 표시에 의해 납 함유 부품으로 실장된 부품실장 회로 형성체로부터 판별하는 단계,

회로 형성체를 구성하는 재료를 분리하기 위해 각각의 판별된 회로 형성체를 수거, 파쇄 및 용융하는 단계,

상기 재료내에 함유된 재사용가능한 유가물을 리사이클하는 단계, 및

잔여 회로 형성체를 파쇄하고, 폐기하기 위해 안정화 처리장 또는 지정 폐기장에 동시에 매립 또는 동시에 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 리사이클 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 판별 전에

여러 가지 전기제품의 폐기물을 전기제품의 형태에 따라 분류하는 단계,

무연 전기제품을 납 함유 회로 형성체로와 구별하기 위해 상기 식별 표시에 의해 납의 존재 유무를 식별하는 단계, 및

이들로부터 부품실장 회로 형성체를 제거하기 위해 각 전기제품을 해체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 리사이클 방법.