專利名稱：廢棄電路板的電子元件、焊料的分拆與回收方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于分拆廢棄印刷電路板上安裝的電子元件并通過工藝流程的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)電子元件和焊料合金進(jìn)行回收的方法和裝置實(shí)現(xiàn)。本方法適用于目前所有電子元件焊接的電路板的處理，既包括表面貼裝元件，又包括穿孔元件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)中，安裝有電子元器件的印刷電路板廣泛地應(yīng)用于我們的社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面，如家用電器的控制板、計(jì)算機(jī)主板等，并且有應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛的趨勢(shì)。隨著各種設(shè)備的電路板的損壞、更新或修理等原因造成了大量的廢棄印刷電路板進(jìn)入城市環(huán)境系統(tǒng)成為電子垃圾，這些電子垃圾中含有大量的有毒/有害物質(zhì)，通過露天堆放、簡(jiǎn)易添埋處理或簡(jiǎn)易沖天爐焚燒、簡(jiǎn)易酸浸等方式從電子廢物中提取金屬等處理方式會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，造成鉛、汞、鎘等重金屬及“三廢”污染環(huán)境。另一方面，這樣的廢棄電路板中也包含著大量可回收的資源，如果不對(duì)其進(jìn)行回收再利用，也會(huì)造成資源的巨大浪費(fèi)。
中國(guó)國(guó)家專利局公開的部分專利申請(qǐng)(如00128810.5申請(qǐng))、歐美、日本公開專利申請(qǐng)(如No.Hei7-336042等)也著眼于對(duì)廢棄電路板進(jìn)行處理，進(jìn)行合理的資源回收利用。但是這些方法普遍存在著一些問題，主要是針對(duì)部分電路板，特別是其中安裝有大量穿孔元件的電路板的器件分拆和回收的效率很低。同時(shí)還有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行成本較高的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的就是解決前述問題，發(fā)明一種使我們能夠低成本、高效率地從印刷電路板上分離和回收焊料合金和電子元件的方法，該裝置有電子元件分拆率高、毀損率低的特點(diǎn)，整個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)了有毒有害物質(zhì)的零排放。
電路板的所有焊點(diǎn)在加熱裝置中被均勻加熱到熔融狀態(tài)后，通過緊貼著待處理電路板下表面的機(jī)械滾刷沿印刷電路板運(yùn)動(dòng)反方向的滾動(dòng)，借助滾刷上的刷毛的機(jī)械力把電路板上的電子元件掃下并被滾刷旁邊的強(qiáng)力吸頭吸入松動(dòng)和散落的電子和焊料合金。通過調(diào)節(jié)該吸氣裝置的功率，使得在電路板下表面產(chǎn)生足夠大的負(fù)壓，在機(jī)械滾刷的幫助下能夠把電子元件和焊料從印刷電路板上拔下來(lái)。由裝置上方的吹風(fēng)口對(duì)電路板上表面吹高于焊料熔點(diǎn)的熱空氣，保持電路板上的焊料合金處于熔融狀態(tài)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)電子元件和焊料合金的分離，分別回收的裝置。攜帶電子元件和焊料合金混合物的高溫、高壓空氣在通過過慮網(wǎng)時(shí)，留下固態(tài)的并且體積較大的電子元件。液態(tài)的焊料合金則透過過濾網(wǎng)后凝結(jié)并被分離。
通過下面結(jié)合附圖對(duì)本裝置的詳細(xì)說明，相信本發(fā)明的目的、特征與優(yōu)點(diǎn)，可以被尊敬的審查委員深入并具體的了解。
圖一預(yù)熱與加熱裝置該裝置主要組成部分夾持裝置1、加熱器2、清潔裝置3、流體熱介質(zhì)4、保溫腔體5圖二電子元件、焊料合金分拆裝置該裝置主要組成部分夾持裝置1、上噴口2、下吸氣口3、機(jī)械滾刷4、翻轉(zhuǎn)裝置5、加熱器6、保溫腔體7圖三元件、焊料的過慮、分離裝置該裝置主要組成部分保溫腔體1、加熱器2、電子元件過慮網(wǎng)及回收裝置3、焊料合金回收裝置整套設(shè)備的外面是排放處理裝置、熱能回收裝置，分別對(duì)設(shè)備的排放進(jìn)行處理并對(duì)能量進(jìn)行回收利用。
具體實(shí)施例方式
該套設(shè)備的主要工藝流程說明廢棄的電路板通過一系列的前置處理機(jī)構(gòu)(未示出)進(jìn)行了必要的甄別、整理，把一些雜物進(jìn)行剔除，對(duì)電路板進(jìn)行必要的清潔和干燥后進(jìn)入圖一所示的預(yù)熱與加溫裝置。設(shè)置該裝置的目的是熔融粘接電子元件的焊料合金，以便進(jìn)行隨后的元件分拆和元件、焊料的回收工作。本裝置的加熱方式?jīng)]有特別的限制，只要能夠在裝置的末端把電路板均勻加熱到焊料熔點(diǎn)(當(dāng)焊料包含共晶成分時(shí)溫度為183℃)以上溫度并保持，使得焊料均勻熔化并保持熔融狀態(tài)即可。該預(yù)熱與加熱裝置的溫度設(shè)置應(yīng)該是可調(diào)控的，可以隨焊料合金成分，元件焊接工藝的不同和電路板的大小、厚度、材質(zhì)等因素進(jìn)行調(diào)整，以保證電路板焊點(diǎn)的完全融化。
電路板由進(jìn)入電子元件、焊料合金分拆裝置后，在這里位于裝置下部緊貼著待處理電路板的機(jī)械滾刷按圖示的逆時(shí)針方向滾動(dòng)，其上的刷毛把電路板上的電子元件刷下并被位于滾刷旁邊的吸氣口吸入元件與焊料的過慮/分離裝置。與此同時(shí)，電路板上的焊料也被一起吸入。該吸氣裝置要在電路板附近產(chǎn)生足夠大的負(fù)壓，就像強(qiáng)力吸塵器一樣在機(jī)械滾刷的幫助下能夠把電子元件和焊料從印刷電路板上吸下來(lái)。為了保持電路板上的焊料合金處于熔融狀態(tài)，由裝置上方對(duì)電路板上表面吹高于焊料熔點(diǎn)的熱空氣。隨后，電路板通過翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行翻轉(zhuǎn)后重復(fù)該過程。最后，把分離了電子元件和焊料的電路板送入電路板收集裝置(未示出)，其中電路板上遺留的微量的電子元件和焊料合金作為廢料不再予與回收。
從以上裝置分拆下的電子元件和焊料合金在高溫、高壓空氣的帶動(dòng)下沿固定方向由圖三中的管道1進(jìn)入過慮、分離裝置，通過調(diào)節(jié)過慮網(wǎng)2的網(wǎng)間空隙，把電子元件過慮出來(lái)。高溫、高壓其他帶著熔融焊料合金則透過過慮網(wǎng)2進(jìn)入焊料合金回收裝置3進(jìn)行焊料的回收。
通過以上工藝處理后，實(shí)現(xiàn)了安裝有電子元件的廢棄印刷電路板的電子元件和焊料的分拆與回收，剩下的廢棄印刷電路板被單獨(dú)收集進(jìn)入其他工藝處理。
結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的每一裝置設(shè)備的原理與工藝1、預(yù)熱與加熱裝置該裝置是一個(gè)內(nèi)部充滿流體熱介質(zhì)的腔狀結(jié)構(gòu)，流體熱介質(zhì)既可以是氣體也可以是液體物質(zhì)，例如空氣、硅油或礦物油。在腔體內(nèi)埋入大量加熱器2，該加熱器對(duì)流體熱介質(zhì)進(jìn)行加熱并使其溫度達(dá)到焊料合金熔點(diǎn)以上的溫度。通過流體熱介質(zhì)完成對(duì)電路板的加熱工作。電路板由夾持裝置(未示出)1固定水平通過預(yù)熱與加熱裝置的流體熱介質(zhì)，均勻熔融了電路板上的所有焊點(diǎn)后電路板由夾持裝置1送入圖二所示的電子元件、焊料合金分拆裝置。在預(yù)熱與加熱裝置中，由于焊點(diǎn)的完全熔化，可能使部分安裝在電路板面向地面一側(cè)元件由于失去了焊料的粘結(jié)，而在重力的作用下掉落在加熱器下半部的流體熱介質(zhì)中，其中還可能由若干的熔融狀態(tài)的焊料合金。由于電子元件和焊料合金比重大于流體熱介質(zhì)而沉在裝置的下部墻體的表面，此時(shí)通過清潔裝置(未示出)3對(duì)加熱器下表面進(jìn)行清潔并把這些物體送入圖四所示的過慮、分離裝置。
2、電子元件、焊料合金分拆裝置該裝置是整個(gè)系統(tǒng)的核心裝置，主要利用空氣動(dòng)力學(xué)原理把電子元件和焊料合金從印刷電路板上分拆出來(lái)。為了增加電子元件的分拆率，該裝置油設(shè)計(jì)了機(jī)械滾刷，利用機(jī)械力學(xué)的原理，輔助去除電路板上的電子元件。當(dāng)電路板由夾持裝置1送入本裝置時(shí)，電路板會(huì)依次通過下吸氣口3的前半部分、滾刷4和下吸氣口3的后半部分。通過調(diào)節(jié)吸氣口的吸氣量，在電路板下表面產(chǎn)生了很大的負(fù)壓區(qū)，在通過下吸氣口3的前半部分時(shí)，大部分部分表面貼裝元件、部分插孔元作和部分焊料合金被吸入元件、焊料的過慮分離裝置中。電路板帶著部分安裝牢固的電子元件繼續(xù)前進(jìn)并與機(jī)械滾刷4作用，由于機(jī)械滾刷4與電路板運(yùn)動(dòng)方向逆向運(yùn)動(dòng)，通過其機(jī)械力量，把前面工序沒有分拆下的電子元件掃下來(lái)并被下吸氣口3吸入，完成了電路板單面的處理。電路板繼續(xù)前進(jìn)，由翻轉(zhuǎn)裝置5對(duì)電路板進(jìn)行上、下表面的翻轉(zhuǎn)后，重復(fù)前一分拆步驟，并最終完成電子元件和焊料合金的分拆工作，進(jìn)入到下一工序。為了保持電路板焊點(diǎn)的熔融狀態(tài)，在本裝置的腔體上安裝由加熱器6對(duì)腔體7內(nèi)部加熱并保持在焊料合金的熔點(diǎn)溫度以上。同時(shí)通過上噴口2對(duì)電路板上表面噴溫度高于焊料合金熔點(diǎn)的高溫氣體。
3、元件、焊料的過慮、分離裝置該裝置是最后的電子元件和焊料合金的分離裝置，由于進(jìn)入該裝置的電子元件和焊料合金處于不同的體積和物質(zhì)形態(tài)，所以很方面的通過過慮網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行分離。當(dāng)混合有電子元件、焊料合金的高溫、高壓氣體通過電子元件過慮網(wǎng)和分離裝置(未示出)3時(shí)，體積較大的固體電子元件被分離出來(lái)，高溫氣體帶著熔融狀態(tài)的焊料合金進(jìn)入焊料合金回收裝置(末示出)4對(duì)焊料合金進(jìn)行回收并送入熱固處理程序，完成本裝置的分離、回收工作。加熱器2用于調(diào)節(jié)腔體1內(nèi)的溫度。
以上三個(gè)裝置的排放物進(jìn)入排放處理裝置(未示出)對(duì)其中的有毒、有害物質(zhì)進(jìn)行環(huán)保處理，由熱交換器這樣的節(jié)能裝置(未示出)回收部分排放物中的部分能量。
如上面所詳細(xì)介紹的，根據(jù)本發(fā)明，在機(jī)械滾刷的助力下，通過強(qiáng)力吸頭對(duì)電路板表面的作用，可以將焊料合金和電子元件從焊有電子元件的印刷電路板上有效地分離出來(lái)。由于焊料合金和電子元件在進(jìn)入過慮分離裝置時(shí)，它們的體積不同、物質(zhì)形態(tài)不同，所以可以通過過慮網(wǎng)有效地把二者分開。
因此，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)楹噶虾辖饹]有被進(jìn)行簡(jiǎn)單的掩埋處理，因此可以防治污染環(huán)境。而且，可以使回收的焊料合金和電子元件再次使用，以便有效利用資源。
權(quán)利要求
1.一種用于焊有電子元件的印刷電路板的電子元件的分拆方法和電子元件、焊料合金的回收方法，包括以下步驟根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理和機(jī)械力學(xué)原理，在回收裝置主體中把電路板表面的電子元件和焊料合金分拆出來(lái)，形成混合有電子元件和焊料合金的高溫、高壓氣體混合物。根據(jù)電子元件、焊料合金和高溫高壓氣體的體積不同、物質(zhì)形態(tài)不同，通過過慮分離裝置分離出電子元件和焊料合金。a、將焊有電子元件的印刷電路板送入回收裝置中，對(duì)電路板均勻加熱，熔融所有的焊點(diǎn)；b、通過裝置下部的吸氣系統(tǒng)在電路板下表面產(chǎn)生的負(fù)壓把電子元件和焊料合金分拆下來(lái)；c、通過裝置下部緊貼電路板下表面的機(jī)械滾刷系統(tǒng)的助力，把電子元件拆除。電子元件和焊料合金被下部吸氣系統(tǒng)吸走；d、根據(jù)電子元件、焊料合金和高溫高壓氣體的體積不同、物質(zhì)形態(tài)不同，在裝置主體設(shè)置不同的過慮網(wǎng)，分別分離出電子元件和焊料合金。
2.如權(quán)利要求1所述的電子元件和焊料合金的回收方法，其特征在于在電路板上熔融狀態(tài)的焊料合金將失去其對(duì)電子元件的粘結(jié)、固定作用。在機(jī)械滾刷系統(tǒng)的輔助作用下，裝置的吸氣系統(tǒng)可以有效地把電子元件、焊料合金從電路板上分拆下來(lái)。
3.如權(quán)利要求1所述的電子元件和焊料合金的回收方法，其特征在于在電子元件、焊料合金的熔點(diǎn)溫度相差極大。通過溫度控制，很容易形成固態(tài)的電子元件和液態(tài)的焊料合金混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的電子元件和焊料合金的回收方法，其特征在于液態(tài)物質(zhì)和氣態(tài)物質(zhì)無(wú)固定的體積形狀，極易分割和變形，可以通過簡(jiǎn)單的方法分別分離出固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的物質(zhì)。
5.一種用于焊有電子元件的印刷電路板的焊料回收裝置，包括裝置主體，在該裝置主體中，機(jī)械滾刷在電路板下表面掃落電路板上的電子元件；以及回收裝置，不同的過慮網(wǎng)的設(shè)置，分離出電子元件和焊料合金。
全文摘要
從焊有電子元件的印刷電路板分拆和回收電子元件和焊料的方法，其步驟包含電子元件的分拆和電子元件與焊料合金的分離兩大部分，能合為一個(gè)流程。分拆流程包含廢棄電路板被均勻加熱，熔融其上的所有焊點(diǎn)，由類似工業(yè)吸塵器的收集裝置把電子元件與熔融焊料合金吸入電子元件與焊料合金的分離流程中。為力增加電子元件的分拆率，在吸頭上安裝滾刷，利用機(jī)械動(dòng)力學(xué)原理掃落電路板上的電子元件合焊料。在分離流程中，利用電子元件是固體，體積較大并不可變形，焊料合金是熔融液態(tài)，可以變形，體積較小。通過過慮網(wǎng)把電子元件和焊料合金分離出來(lái)。然后，通過熱固程序把焊料合金固化完成。
文檔編號(hào)B09B3/00GK1600458SQ0315751
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2003年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月23日
發(fā)明者張 杰 申請(qǐng)人:張 杰