TWI740696B - 元件分離設備及廢棄電路板元件分離方法 - Google Patents

Abstract

本創作係一種元件分離設備及廢棄電路板元件分離方法，元件分離設備主要係於外殼內設有呈傾斜且可轉動之滾筒裝置、能加熱滾筒裝置之加熱系統及能抽取外殼內部廢氣的抽氣裝置，廢棄電路板元件分離方法係依序執行加熱步驟、投料步驟及分離篩選步驟，使加熱系統加熱轉動中的滾筒裝置至預定溫度後，投入廢棄電路板，使廢棄電路板上焊錫熔化，同時使廢棄電路板之電子元件及電路板本體在滾筒中翻滾過程中自動分離及篩選，能使元件分離設備適用於多種不同類型的廢棄電路板，並能大量及連續地自動化進行元件分離作業，進而降低作業成本，並同時提高作業效率。

Description

元件分離設備及廢棄電路板元件分離方法

本創作係一種元件分離設備及廢棄電路板元件分離方法，尤指能自動分離廢棄電路板之電子元件及電路板本體，以利於後續貴金屬回收製程之元件分離設備及廢棄電路板元件分離方法。

隨著科技發展，電子產品已經成為人們生活中的一部分，而在人們的思維及需求不斷演進下，人們對於電子產品的需求日漸增加，各大電子產品的廠商不斷地推出新的產品，導致電子產品的產品週期縮短、汰換的速度越來越快，人們製造出的大量電子廢棄物已逐漸成為國際間的環保議題。

其中，電子廢棄物內部的電路板上含有大量的貴金屬，若無法妥善回收利用，將可能會造成環境污染以及資源的浪費，然而所述電路板設置有多種電子元件，每一種電子元件以及電路板本體於回收處理方式皆不相同，若直接採用火法焚化所述電路板，不但花費的成本較高，且所述電路板本體及電子元件皆會融化並混合形成廢料，導致在後續的貴金屬回收及純化作業更加困難，且焚化過程中所產生的廢氣亦會成為另一環保議題。

因此，為了提高電路板上的貴金屬回收效率，在進行電路板回收作業時，必須先進行將電子元件與電路板本體分離之預處理作業，以利於進行後續貴金屬回收作業，其中，現今所採用的預處理方式大約可分為下列幾種： 1. 濕式分離法：濕式分離法主要係透過將電路板浸泡於藥劑中，並藉由所述藥劑剝離用以焊固電子元件之焊錫，藉此讓電子元件能從電路板本體上脫落，然而透過濕式分離法分離電子元件及電路板本體後，容易產生額外的廢水，且部分如BGA(球柵陣列封裝)等面積較大的電子元件係透過表面貼焊的方式焊接於電路板本體上，而焊錫係呈片狀分布於電子元件與電路板本體之間，故當所述電路板浸泡於藥劑時，會有藥劑難以滲透而造成剝除效果較差之情形。 2. 機械式刮除法：機械式刮除法主要係利用機械裝置刮除電路板表面的電子元件，藉此使電子元件與電路板本體分離，然而由於機械裝置係透過物理的方式進行刮除作業，故在刮除作業的過程中電路板本體的表面或是電子元件容易產生磨損或破損，進而產生大量粉塵，且需花費較多的作業時間。 3. 人工分離法：人工分離法主要係透過人力的方式拔除電路板上的電子元件，然而透過人工的方式分離電路板本體與電子元件雖能減少污染物質的產生，但所需人力成本及時間成本較高，且作業效率亦較差，難以處理大量廢棄電路板之電路板本體與電子元件的分離作業。

現今在電路板上的電子元件的分離拆解方式皆存在著不易突破的問題；因此，要如何適用於多種類型電路板及電子元件並減少環境污染，同時達到降低成本及提高分離效率，實屬回收廠商急需克服之重要課題。

本創作之主要目的在於提供一元件分離設備及廢棄電路板元件分離方法，希藉此改善現今的電路板之預處理方式難以適用於多種不同類型的電路板及電子元件，且有成本高或效率低等問題。

為達成前揭目的，本創作之元件分離設備界定有一前端及一後端，該元件分離設備包含： 一外殼，其內部形成一對流腔，且該外殼的底部形成連通該對流腔之一集料口及一出料口，該集料口係位於該外殼的中段處，且該出料口係位於該外殼的後段處； 一滾筒裝置，其包含一中空的滾筒、一擾流結構及一滾筒驅動機構，該滾筒係能旋轉地設置於該外殼內，所述滾筒由前往後依序形成一入料口、多數篩孔及至少一落料孔，該多數篩孔係位於該集料口的上方，所述落料孔的位置係位於該出料口的上方，所述篩孔的孔徑小於所述落料孔的孔徑，所述滾筒的中心軸係自前端往後端方向朝下傾斜，該擾流結構係設置於該滾筒的外圍，該滾筒驅動機構係設置於該外殼，並能驅動該滾筒轉動；以及 一加熱系統，其係設置於該外殼並伸入該對流腔內，所述加熱系統能對該滾筒裝置及所述對流腔進行加熱。

此外，所述元件分離設備能進一步包含一抽氣裝置，所述抽氣裝置係設置於該外殼，並能抽取所述外殼內部產生之廢氣。

另為達成前揭目的，本創作提供一種廢棄電路板元件分離方法，其係使用如請求項1至8中任一項所述之元件分離設備來執行，該廢棄電路板元件分離方法包含： 加熱步驟，啟動該滾筒裝置之滾筒驅動機構帶動該滾筒進行預設轉速旋轉，並同時透過所述加熱系統將該滾筒及所述對流腔加熱並維持至一預定溫度； 投料步驟，將廢棄電路板從所述入料口投入所述滾筒中； 分離篩選步驟，位於轉動中的所述滾筒內的廢棄電路板之焊錫受熱熔化，使所述廢棄電路板的電子元件與電路板本體在翻滾過程中分離，並隨著重力而沿著傾斜的所述滾筒內壁面朝所述滾筒後端移動，所述電子元件通過所述滾筒的篩孔並從所述集料口掉出，所述電路板本體通過所述滾筒的落料孔並從所述出料口掉出。

本創作元件分離設備主要係用以進行廢棄電路板之電子元件與電路板本體之分離作業，其中，本創作元件分離設備主要係藉由所述加熱系統對所述外殼的對流腔及所述滾筒裝置之滾筒進行加熱，當廢棄電路板於投入滾筒後，所述廢棄電路板上的焊錫會受熱熔化，所述廢棄電路板的電子元件與電路板本體會在翻滾及相互碰撞的過程中分離，並隨著重力而沿著傾斜的滾筒內壁面朝所述滾筒後端移動，體積較小的所述電子元件會通過所述滾筒的篩孔並從所述集料口掉出，而體積較大的所述電路板本體通過所述滾筒的落料孔並從所述出料口掉出。

此外，所述滾筒裝置的擾流結構能在所述滾筒轉動的過程中，擾動所述對流腔內部的空氣，藉此促進所述對流腔內部之熱對流，能有效提高所述加熱系統之加熱效率並能達到均勻加熱之效果。

其中，本創作元件分離設備具備有下列優點： 1. 能適用於多種不同類型的廢棄電路板：本創作元件分離設備主要係利用所述加熱系統以加熱的方式熔化廢棄電路板的焊錫，並透過使廢棄電路板在滾筒內翻滾的方式，使廢棄電路板的電子元件及電路板本體在沒有焊錫固定下相互碰撞而相互分離，故本創作元件分離設備能適用於多種類型的廢棄電路板。 2. 成本低且作業效率高：由於所述滾筒的中心軸係自前端往後端方向朝下傾斜，並搭配所述滾筒上的篩孔及落料孔，故當廢棄電路板會在所述滾筒翻轉的過程中，所述廢棄電路板能在重力影響下而沿著滾筒內壁面朝所述滾筒後方移動，並藉由所述篩孔與落料孔依據體積大小篩選電子元件與電路板本體，故本創作元件分離設備無須額外的人力及裝置推動滾筒內部的廢棄電路板，即能使廢棄電路板在滾筒轉動的過程中自動朝滾筒後端移動並同時完成電子元件及電路板本體的分類篩選動作，不但能有效降低作業成本，同時能有效提高作業效率。

此外，本創作元件分離設備能進一步利用所述抽氣裝置能抽取所述外殼內部產生之廢氣並輸送至外部的廢氣處理設備，藉此能有效防止廢棄電路板在作業過程中受熱所產生的廢氣外洩，進而降低環境污染。

請參閱圖1至圖3，為本創作元件分離設備之一種較佳實施例，其界定有一前端及一後端，該元件分離設備包含一外殼10、一滾筒裝置20及一加熱系統30。

如圖1至圖3所示，該外殼10內部形成一對流腔11，且該外殼10的底部形成連通該對流腔11之一集料口12及一出料口13，該集料口12係位於該外殼10的中段處，且該出料口13係位於該外殼10的後段處；其中，所述外殼10內部形成有一保溫層14，所述保溫層14係環繞所述對流腔11，且所述外殼10分布有複數溫度測量單元15，該複數溫度測量單元15係分別通過所述保溫層14並伸入對流腔11內，該複數測量單元能分別測量所述對流腔11內部的溫度。

如圖1至圖3所示，該滾筒裝置20包含一中空的滾筒21、一擾流結構22及一滾筒驅動機構23，該滾筒21係能旋轉地設置於該外殼10內，所述滾筒21由前往後依序形成一入料口211、多數篩孔212及至少一落料孔213，該多數篩孔212係位於該集料口12的上方，所述落料孔213的位置係位於該出料口13的上方，所述篩孔212的孔徑小於所述落料孔213的孔徑，所述滾筒21的中心軸係自前端往後端方向朝下傾斜，該擾流結構22係設置於該滾筒21的外圍，該滾筒驅動機構23係設置於該外殼10，並能驅動該滾筒21轉動，其中，所述擾流結構22包含複數擾流葉片221，該複數擾流葉片221係間隔地環繞設置於該滾筒21的外圍。

其中，如圖1所示，所述外殼10的底部能進一步設有複數調整腳架16，該複數調整腳架16能用以調整所述外殼10的前端高度與所述外殼10的後端高度。

此外，所述滾筒裝置20之滾筒21能直接由前往後向下傾斜地設置於該外殼10內，使所述滾筒21呈現傾斜的狀態；或是，所述滾筒21能水平設置於該外殼10內，並透過調整所述外殼10的底部之該複數調整腳架16，使所述外殼10整體呈現前端高於後端之狀態，使所述滾筒21呈現傾斜的狀態；其中，於本創作元件分離設備之較佳實施例中，所述滾筒21的中心軸與一水平面的夾角為0.5∘~1∘。

如圖1至圖3所示，該加熱系統30係設置於該外殼10並伸入該對流腔11內，所述加熱系統30能對該滾筒裝置20及所述對流腔11進行加熱；其中，所述加熱系統30包含多數電熱管31，該多數電熱管31係伸入所述對流腔11並分別位於該滾筒21的相對二側。

此外，如圖1至圖3所示，所述元件分離設備包含一抽氣裝置40，該抽氣裝置40係設置於該外殼10，並能抽取所述外殼10內部產生之廢氣；其中，所述集料口12、所述出料口13及所述入料口211各設有一能受控啟閉的閥門50，且所述抽氣裝置40包含一抽氣罩41及一排氣管42，該抽氣罩41係位於該滾筒21之入料口211上方，該排氣管42係連接該外殼10並連通該對流腔11。

另外，如圖4、圖5所示，所述元件分離設備能進一步包含一集料桶60及一輸送裝置70，所述集料桶60係設置於該外殼10之集料口12的下方，所述輸送裝置70係設置於該外殼10之出料口13的下方。

請配合參看圖6，本創作提供一種廢棄電路板元件分離方法，該廢棄電路板元件分離方法係使用前述之元件分離設備來執行，所述廢棄電路板元件分離方法包含加熱步驟S1、投料步驟S2以及分離篩選步驟S3。

如圖1、圖6所示，在加熱步驟S1時，作業人員能啟動該滾筒裝置20之滾筒驅動機構23帶動該滾筒21進行預設轉速旋轉，並同時透過所述加熱系統30將該滾筒21及所述對流腔11加熱並維持至一預定溫度；其中，所述滾筒21之預設轉速為1rpm~10rpm，且所述預定溫度為230℃~270℃。

如圖1、圖6所示，在投料步驟S2時，作業人員能將廢棄電路板從所述入料口211投入滾筒21中，使所述元件分離設備進行分離篩選步驟S3；如圖1、圖6所示，而在分離篩選步驟S3時，位於轉動中的所述滾筒21內的廢棄電路板之焊錫會受熱熔化，使所述廢棄電路板的電子元件與電路板本體在翻滾過程中分離，並隨著重力而沿著傾斜的滾筒21內壁面朝所述滾筒21後端移動，所述電子元件通過所述滾筒21的篩孔212並從所述集料口12掉出，所述電路板本體通過所述滾筒21的落料孔213並從所述出料口13掉出。

另外，所述廢棄電路板元件分離方法能進一步包含一抽氣步驟，所述抽氣步驟係使用一抽氣裝置40對所述外殼10內部之對流腔11進行抽氣動作。

其中，如圖2、圖3所示，所述元件分離設備能透過連接一外部的控制器，並搭配分布於所述外殼10之該複數溫度量測單元以量測所述對流腔11各區域的溫度；且如圖1、圖2、圖3、圖6所示，在加熱步驟S1的過程中，所述滾筒21轉動除了能使所述加熱系統30對滾筒21均勻加熱，同時能透過所述擾流結構22之擾流葉片221擾動所述對流腔11內部的空氣，藉此促進所述對流腔11內部之熱對流，能有效提高所述加熱系統30之加熱效率並能達到均勻加熱之效果。

此外，如圖4、圖5所示，所述元件分離設備能在所述集料口12下方放置所述集料桶60，並於所述出料口13下方設置所述輸送裝置70，當分離後的電子元件經篩孔212自所述集料口12掉落時，電子元件能集中收集於所述集料桶60中，以便於進行後續的分類及回收處理；而當分離後的電路板本體通過所述落料孔213並從所述出料口13掉落時，所述電路板本體能藉由所述輸送裝置70輸送至後續的回收處理作業。

所述元件分離設備主要係利用加熱的方式熔化廢棄電路板上的焊錫，並透過使廢棄電路板在滾筒21內翻滾的方式，使廢棄電路板的電子元件及電路板本體在沒有焊錫固定下相互碰撞而相互分離，故本創作元件分離設備能適用於多種類型的廢棄電路板。

此外，由於所述滾筒21的中心軸係自前端往後端方向朝下傾斜，並搭配所述滾筒21上的篩孔212及落料孔213，故當廢棄電路板會在所述滾筒21翻轉的過程中，所述廢棄電路板能在重力影響下而沿著滾筒21內壁面朝所述滾筒21後方移動，並藉由所述篩孔212與落料孔213依據體積大小篩選電子元件與電路板本體，故本創作元件分離設備無須額外的人力及裝置推動滾筒21內部的廢棄電路板，即能使廢棄電路板在滾筒21轉動的過程中自動朝滾筒21後端移動並同時完成電子元件及電路板本體的分類篩選動作。

因此，所述元件分離設備能自動進行分離篩選作業，並能應用於大量且連續地進行廢棄電路板之電子元件及電路板本體之分離作業，不但能有效降低作業成本，同時能有效提高作業效率。

此外，如圖1所示，設置於所述外殼10上的閥門50能防止廢氣逸散，且所述抽氣裝置40能抽取入料口211處以及所述對流腔11內部於分離篩選步驟過程中所產生的廢氣，並輸送至一外部的廢氣處理設備，藉此能有效防止廢棄電路板在作業過程中受熱所產生的廢氣在閥門50開啟時外洩，進而降低環境污染。

綜上所述，本創作元件分離設備主要係藉由所述加熱系統30配合所述滾筒裝置20之結構設計，透過加熱的方式讓廢棄電路板上的焊錫熔化，使廢棄電路板上的電子元件及電路板本體在滾筒21中翻滾過程中自動分離及篩選，藉此能使本創作元件分離設備適用於多種不同類型的廢棄電路板，並能大量及連續地自動化進行廢棄電路板之電子元件及電路板本體的分離及篩選作業，能有效降低作業成本，並同時能有效提高作業效率。

10:外殼 11:對流腔 12:集料口 13:出料口 14:保溫層 15:溫度測量單元 16:調整腳架 20:滾筒裝置 21:滾筒 211:入料口 212:篩孔 213:落料孔 22:擾流結構 221:擾流葉片 23:滾筒驅動機構 30:加熱系統 31:電熱管 40:抽氣裝置 41:抽氣罩 42:排氣管 50:閥門 60:集料桶 70:輸送裝置

圖1：為本創作元件分離設備之一種較佳實施例之側視剖面示意圖。 圖2：為本創作元件分離設備之俯視平面示意圖。 圖3：為本創作元件分離設備之端視剖面示意圖。 圖4：為本創作元件分離設備之輸送裝置設置之端視剖面示意圖。 圖5：為本創作元件分離設備之輸送裝置及集料桶之側視剖面示意圖。 圖6：為本創作廢棄電路板元件分離方法之流程圖。

10:外殼

11:對流腔

12:集料口

13:出料口

14:保溫層

16:調整腳架

20:滾筒裝置

21:滾筒

211:入料口

212:篩孔

213:落料孔

22:擾流結構

221:擾流葉片

23:滾筒驅動機構

30:加熱系統

31:電熱管

40:抽氣裝置

41:抽氣罩

42:排氣管

50:閥門

Claims (12)

1. 一種元件分離設備，其界定有一前端及一後端，該元件分離設備包含： 一外殼，其內部形成一對流腔，且該外殼的底部形成連通該對流腔之一集料口及一出料口，該集料口係位於該外殼的中段處，且該出料口係位於該外殼的後段處； 一滾筒裝置，其包含一中空的滾筒、一擾流結構及一滾筒驅動機構，該滾筒係能旋轉地設置於該外殼內，所述滾筒由前往後依序形成一入料口、多數篩孔及至少一落料孔，該多數篩孔係位於該集料口的上方，所述落料孔的位置係位於該出料口的上方，所述篩孔的孔徑小於所述落料孔的孔徑，所述滾筒的中心軸係自前端往後端方向朝下傾斜，該擾流結構係設置於該滾筒的外圍，該滾筒驅動機構係設置於該外殼，並能驅動該滾筒轉動；以及 一加熱系統，其係設置於該外殼並伸入該對流腔內，所述加熱系統能對該滾筒裝置及所述對流腔進行加熱。
2. 如請求項1所述之元件分離設備，其中所述滾筒裝置之滾筒係由前往後向下傾斜地設置於該外殼內。
3. 如請求項1所述之元件分離設備，其中所述外殼的底部設有複數調整腳架，該複數調整腳架能用以調整所述外殼的前端高度與所述外殼的後端高度。
4. 如請求項2所述之元件分離設備，其中所述外殼的底部設有複數調整腳架，該複數調整腳架能用以調整所述外殼的前端高度與所述外殼的後端高度。
5. 如請求項1至4中任一項所述之元件分離設備，其中所述擾流結構包含複數擾流葉片，該複數擾流葉片係間隔地環繞設置於該滾筒的外圍。
6. 如請求項1至4中任一項所述之元件分離設備，其中所述外殼內部形成有一保溫層，所述保溫層係環繞所述對流腔，且所述外殼分布有複數溫度測量單元，該複數溫度測量單元係分別通過所述保溫層並伸入對流腔內，該複數測量單元能分別測量所述對流腔內部的溫度。
7. 如請求項1至4中任一項所述之元件分離設備，其中所述元件分離設備包含一集料桶及一輸送裝置，所述集料桶係設置於該外殼之集料口的下方，所述輸送裝置係設置於該外殼之出料口的下方。
8. 如請求項1至4中任一項所述之元件分離設備，其中所述元件分離設備包含一抽氣裝置，所述抽氣裝置係設置於該外殼，並能抽取所述外殼內部產生之廢氣。
9. 如請求項8所述之元件分離設備，其中所述集料口、所述出料口及所述入料口各設有一能受控啟閉的閥門，所述抽氣裝置包含一抽氣罩及一排氣管，該抽氣罩係位於該滾筒之入料口上方，該排氣管係連接該外殼並連通該對流腔。
10. 一種廢棄電路板元件分離方法，其係使用如請求項1至7中任一項所述之元件分離設備來執行，該廢棄電路板元件分離方法包含： 加熱步驟，啟動該滾筒裝置之滾筒驅動機構帶動該滾筒進行預設轉速旋轉，並同時透過所述加熱系統將該滾筒及所述對流腔加熱並維持至一預定溫度； 投料步驟，將廢棄電路板從所述入料口投入所述滾筒中；以及 分離篩選步驟，位於轉動中的所述滾筒內的廢棄電路板之焊錫受熱熔化，使所述廢棄電路板的電子元件與電路板本體在翻滾過程中分離，並隨著重力而沿著傾斜的所述滾筒內壁面朝所述滾筒後端移動，所述電子元件通過所述滾筒的篩孔並從所述集料口掉出，所述電路板本體通過所述滾筒的落料孔並從所述出料口掉出。
11. 如請求項10所述之廢棄電路板元件分離方法，其中所述加熱步驟中，所述滾筒之預設轉速為1rpm~10rpm，且所述預定溫度為230℃~270℃。
12. 如請求項10或11所述之廢棄電路板元件分離方法，其中所述廢棄電路板元件分離方法包含一抽氣步驟，所述抽氣步驟係使用一抽氣裝置對所述外殼內部之對流腔進行抽氣動作。

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