CN103563507B - 拆卸组件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用以分离所有零件的装置和方法，所述零件包括但不限于电子组件、机械组件、机电组件、单个或成组模块以及印刷线路板主输入端上的模块化零件。本发明还涉及一种在电子设备回收利用过程中用以组件拆卸的装置和方法，包括结合恒温系统；在所述恒温系统中将其加热到所需温度；至少包括一个系统，用于回收物体的机械处理；至少包括一个系统，用于拆卸组件的选择性分离。

Description

拆卸组件的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种从印刷电路板（PCB）中分离出各个组件装置和方法，更具体地，本发明涉及一种用以分离出不同组件的复杂方法，所述组件包括焊接在印刷电路板中或以机械方式连接到印刷电路板上的电子、金属、非金属和机械组件，其中此方法通过专门选用多种分离机理得以实现，包括基于以上方法和装置的物理、形状和材料特性。

背景技术

众所周知，电子废物，或电子垃圾以各种物理形式，即空气、土壤和水，正日益变为污染地球的主导因素。全世界正通力合作致力于减少、循环使用并回收（最好按照这个顺序）已到达预期用途或市场寿命的电子设备。为此，各发达国家、发展中国家政府及商业利益团体均积极参与制定政策和技术，从而可有效解决此问题，从电子垃圾中生成资源，并使其成为一种经济可行模式。

从电子垃圾回收处理的角度来看，大多数电子垃圾回收站采用人工、物理或化学或结合三种方式提取贵金属、稀土、工业金属以及非金属，像聚氯乙烯、塑料、纸张、玻璃、石油、燃料等。

众所周知，印刷电路板，或PCB为最有害的零件之一，所占比例为任何电子设备的10%-60%。如将其倾倒在垃圾填埋场中或以非环保方法处理，会构成任何电子设备中存在大量污染物质（按体积或重量计）。

由于电子废物回收过程与电子产品制造过程完全相反，因此无法控制输入材料的数量、形状、大小和类型。这使得印刷电路板的处理非常困难，尤其是分离印刷电路板上的各个组件。印刷电路板上的各种组件通过直接焊接方式或机械固定到印刷电路板上而牢固固定到印刷电路板铜垫上。

对于目前普遍使用的一些电子垃圾处理方法，可对整个印刷电路板进行组合处理。虽然在当前情况下可接受此金属提取过程，但考虑到印刷电路板及其组件的混合性质，回收效率非常有限。

US4874486公开了电池、组装印刷电路板和电气组件的回收过程。该过程包括在非常高的温度下加热整个印刷电路板，然后以化学方式处理熔渣。由于贵金属回收率较低，该过程存在效率低的缺点。进一步地，回收所得金属极其不纯，无法再次用于制造标准优质产品。

US5683040公开了一种用于回收印刷电路板组件废物的方法。此过程包括从印刷电路板中除去污染物，对印刷电路板进行机械预粉碎，获取粒度不超过30mm的颗粒，然后低温脆化所选颗粒。该过程的主要缺点是：可被回收的组件尺寸小于30mm，因此限制了适用范围及完整印刷电路板的可回收性。

US6234317公开了用以原材料、预处理或可回收散装材料的分类装置。由于须单独执行从印刷电路板中拆卸组件的主要功能，该装置用于回收目的的利用率较低。

为克服一些限制因素，其中一种方法是将所有材料投入专门的冶炼厂中，并通过冶炼铅、铜、银等分离金属零件，而不考虑材料形状、大小和类型差异。然而该方法需配备一个大熔炉、大型冶炼厂和大量原料，从而实现连续供料以使其在经济上可行。在此过程中，同样无法回收印刷电路板上任何可循环使用的组件。

印刷电路板包含大量金属，并以电子部件和组件的建筑材料形式存在。这些金属具有不同的物理和化学特性。例如，它们具有不同的熔点、物理结构和化学反应。虽然其化学反应不同，但还可形成电子组件合金。因此，任何一种分离过程均无法产生最佳效果。

为解决这一点或作为一种替代方法，本发明提供一种用以电路板预处理、拆卸所有组件的装置和方法，然后将其分成几大类并以更为有效的方法对其处理以获得更高的回收率，而不考虑数量（基于组成材料已知的化学含量及物理结构，金属回收率较为固定且可大大提高产量）。本发明的另一个优点是可从印刷电路板中回收许多可循环使用的零件，实际上不会对回收物体的个别可用性规格产生任何影响。

发明目的

本发明的主要目的是从任何印刷电路板中分离各个组件。

另外，本发明的另一个目的是提供一种经济有效的方法，用于从印刷电路板中分离各个组件。

另外，本发明的另一个目的是提供一种特殊装置，用于从印刷电路板中分离各个组件。

另外，本发明的另一个目的是以较为有效和独特的方式拆卸组件。

另外，本发明的另一个目的是简化电子垃圾回收过程。

另外，本发明的另一个目的是消除大量回收设备的限制要求，以实现符合成本效益、经济上可行的电子垃圾回收过程。

另外，本发明的另一个目的是通过分离组件并根据其金属成分归到特定群体中来解决回收过程的效率方面。

另外，本发明的另一个目的是消除上述的缺点并提供一种强化、有效的过程，用于电子设备组件的拆卸和移位。

发明内容

相应地，本发明涉及一种用以分离所有零件的装置和方法，所述零件包括但不限于电子组件、机械组件、机电组件、单个或成组模块以及印刷线路板主输入端上的模块化零件。

印刷电路板组件通常以焊料及机械夹具被固定到印刷电路板上，包括但不限于机械连接器、铰链、夹子、螺栓、钉子、弯曲法兰或磁材料支架等。很明显，利用单一方法无法从电路板（PCB）中拆卸所有组件。

为分离直接焊接到印刷电路板上的组件，需在恒温环境下进行大面积扰动。这样，可回收循环使用的组件及其他机械零件，同时从基印刷电路板中分离组件，而不损坏组件的功能性。

为分离通过机械夹具固定的任何组件，须同时采用自动及手动方法以物理方式将其分离。

附图说明

通过参照以下详细描述和附图，本发明垃圾回收方法和装置的各种特征、优点及其他用途将变得更加明显，其中：

图1为一般拆卸组件设备的示意图；

图1A为主要设备组件的示意图；

图2、2A和2B为拆卸组件设备各个视图中的外框架；

图3为主拆卸组件的滑轮；

图4为所述滑轮的一般示意图；

图5为主拆卸组件的网架侧视图；

图5A为主拆卸组件的网架顶部详图，其中示出了空间（4a）和网线（4b和4c）；

图6为主拆卸组件的杠杆；

图6A为主拆卸组件杠杆的另一视图；

图7、7A和7B为主拆卸组件罩的不同视图；

图8为主拆卸组件的铰链杆；

图9为加热元件框架的顶部示意图，其中示出了框架（10）、和加热元件/组件（10a）。

图9A为框架布置侧视图，其中示出了框架附件（10b）和加热元件；

图9B为从加热框架上拆卸的加热元件（10c）。

实施例

相应地，本发明优选实施例公开了一种在电子设备回收利用过程中用以拆卸组件的装置，包括结合恒温系统；包括至少一个所述恒温系统的入口；至少一个用于在所述恒温系统中将其加热到所需温度的装置；至少一个用于回收物体的机械处理系统；至少一个用于拆卸组件的选择性分离系统；至少一个用于所述回收物体的不间断运动系统；至少一个用于在所述恒温系统处理过程中回收物体的上下翻转系统，；及至少一个出口。

在本发明的另一实施例中，所述加热装置包括多个加热棒（10a）。

在本发明的另一实施例中，用于所述回收物体的机械处理系统包括借助振动系统、滑轮（18）和杠杆（20）系统实现的重力效应。

在本发明的另一实施例中，用于拆卸组件选择性分离的所述系统包括网格（4），用于组件从所述物体中分离并通过网孔落下。

在本发明的又一实施例中，用于所述回收物体不间断运动的系统包括网格（4）的倾斜平面布置。

在本发明的又一实施例中，所述加热装置置于所述装置中，这样加热棒（10a）距网格（4）上回收物体的距离处于5-15cm范围之内。

在本发明的又一实施例中，所述输送系统输送所述回收物体进入所述恒温系统中，接着进一步输送已分离出的印刷电路板和组件，从而实现从所述出口处的进一步处理。

在本发明的又一实施例中，用于回收物体翻转的系统可将所述物体的两侧组件均被移走；

在本发明的又一实施例中，所述输送系统包括专门的耐高温输送装置，用于通过所述系统从所述恒温系统入口输送所述回收物体，接着进一步输送已分离出的印刷电路板和组件，从而实现从所述出口处的进一步处理。

本发明的另一优选实施例公开了一种用于在电子设备回收利用过程中拆卸组件的方法，包括在恒温室所需温度下加热所述回收装置；在重力作用下以机械方式移走移位组件；及基于以下参数分离所述移位组件，包括但不限于当前已知的大小、形状、重量、密度、熔点或物理特性。

在本发明的另一实施例中，所需加热温度处在180-400摄氏度范围之内。

在本发明的另一实施例中，所述移位组件在机械运动作用下以机械方式移走，如振动和重力。

具体实施方式

本发明涉及一种用以分离所有零件的装置和方法，所述零件包括但不限于电子组件、机械组件、机电组件、单个或成组模块以及印刷线路板主输入端上的模块化零件。

印刷电路板组件通常以焊料及机械夹具被固定到印刷电路板上，包括但不限于机械连接器、铰链、夹子、螺栓、钉子、弯曲法兰或磁材料支架等。很明显，利用单一方法无法从电路板（PCB）中拆卸所有组件。

为分离直接焊接到印刷电路板上的组件，需在恒温环境下进行大面积扰动。这样，可回收循环使用的组件及其他机械零件，同时从基印刷电路板中分离组件。

为分离通过机械夹具固定的任何组件，须采用自动及手动方法以物理方式将其分离。

首先检查带有所有组件的印刷电路板并对其大致分类。可根据以下参数进行分类

●印刷电路板面积（包括形状）

●组件面积与印刷电路板面积比

●印刷电路板类型（SMD、高密度、单层、多层、射频）

●组件密度

●组件类型

●轨道及垫类型

●印刷电路板表面处理类型

上述广义定义了印刷电路板的金属含量、商业价值及相同的最优化处理。

每个定义组具有不同的金属含量，需对其分别处理以最大化金属回收量。通过自动选择印刷电路板的大小来进行隔离，并根据其他手动参数进一步选择。为此，每一堆混合印刷电路板一字排开并置入输送机中，其中人员及机电视觉系统将个别电路板归入上述大类中。机电分离过程首先根据不同的尺寸分离电路板。之后，对组件进行视觉检查并根据假定的金属含量分离电路板。

如图1所示，然后这些隔离板经过二级处理，其中如隔离板上任何模块通过简单的挂钩、夹子或弹簧固定到小模块上，将其分别拆卸并放置。这很重要，因为机械固定组件不会与组件拆卸机（CRM）中的印刷电路板有效分离。

如图1所示的一般组件包括进水槽（1），用于隔离电子组件进料；支架（2），用于支撑机器负载；机身框架（3），用于密封机器外壳结构；网格（4），带有振动结构并在指定频率下工作以隔离组件；网格支架（5、6），用于支撑网格；轴承组件网格（7、8），用于分离可动网格零件并维持高负荷；集料斗（9），用于收集隔离组件；加热棒架（10），用于容纳多个垂直加热棒（10a），其中所述加热棒在所需温度下工作以加热腔室；热废气和灰尘排气口（12），配有装置以与空气污染控制系统相连接；维护支撑梁（13、14），用于容纳维护罩，且定期维护机器时，可将其拆卸；维护罩可拆卸盖（15、16）用于开展维护和修理工作；排水槽（17），用于收集所需组件（一旦分开）；滑轮（18），用于网格在所需频率下振动；滑轮支架（19），用于支撑悬浮滑轮组件；杠杆（20），用于提升负载重量；铰链（21）轴承，用于其受限转动；水平铰链连接杆（22），用于固定连接杆在水平位置；垂直铰链连接杆（23），用于固定连接杆在垂直位置；电机（24），用于转换机械能为电能；电机平台（25），作为电机基座；V型带（26），用于支撑电机。

分离板被送入复合传送带中，随机被送入恒温室中。所述复合输送系统可确保，在多个CRM装置上，每块板均被接连送入系统中，且组件一面朝下。根据下表类型，将恒温室加热到190-365摄氏度。

表1

编号	板型	温度
			1	Pb（含铅）板	190
2	Pb无铅板（无铅）	365

利用多个电加热棒加热所述恒温室。例如，可使用陶瓷棒或陶瓷加热器镍铬线。这些杆成行排列在印刷电路板上方，距板5-20cm高，优选约10cm。所述电板距加热棒的距离是最佳的，其中组件不会燃烧，但焊料会熔化。

利用印刷电路板加载网格附近恒温室中的温度传感器及加热器中的闭环系统可维持最佳温度。

根据上述板型，将板送入恒温室后，所述焊料会熔化。焊料熔化时，板上大多数组件会移位。然而，有时由于表面张力的影响，组件会黏在印刷电路板上。因此，需在预定频率下振动板将其除去。

根据板型，放入恒温室内的板可垂直或水平放置。例如在一实施例中，电路板置于恒温室内的网格平台上。该平台从入口至出口方向倾斜5-10度。这使得电路板可从恒温室入口连续移动到出口处，而无需任何输送机。由于恒温室温度非常高，需特殊处理以省去为移动电路板恒温室内需配有专门高温输送系统的要求。

根据实验结果，当焊料在预定时间后熔化时，所述板会通过机械振动系统，从而使熔化焊料板剧烈振动。剧烈振动会导致使用焊料连接到电路板上的所有组件移位。可在漏斗底部收集组件并送入其他系统中以进行进一步处理。专门铰链杆、杠杆、滑轮及其组合连接件的机械位置可产生振动作用。所述滑轮由交流电机驱动，反过来会驱动连接到铰链上的杠杆，其中所述铰链可用于移动电路板网格平台。

在双面电路板的另一植入体上，专门的输送系统置于腔室内，所述电路板固定在基座铝架上，这样所述框架的内部施胶可适应各种板型，同时外部施胶可统一固定在输送机上。

根据电路板组件位置，利用可改变腔室内电路板方向的不同框架将电路板送入腔室内。例如，如电路板两侧均放置组件，那么首先将其面朝下，然后在腔室内上下翻转，这样振动网格平台可使两侧组件移位，组件可轻易通过重力作用落至底部。

在另一种情况下，电路板两侧带有表面安装组件，然后将其垂直放置，这样所述电路板的两侧均可加热。电路板通过加热室振动部分移动时，很容易脱落。

如果组件为“通孔”式，将其放入特殊框架中，首先将其一面朝下加热、振动，然后将另一边翻转过来并再次振动以除去另一边上的组件。

根据板型及电路板上的组件密度，选择适用于最佳输出的输送速度。

除去组件之后，不含组件的裸板通过腔室相对端上的另一开口被挤出。

某些大尺寸的组件可能仍被电路板卡住。通过加热（熔化其他焊料）并以机械方式分离松动组件可将其除去，同时焊料仍处于熔化状态。

腔室内部的加热受到来自加热源的对流和辐射热混合料的影响。

腔室温度通过将热电偶放在不同地点来得以控制。

腔室温度通过将热电偶放在不同地点来得以控制。

在腔室内，输入区、输出区及裸板出口处依次装有气帘，以确保热气不会逸出。机器顶部装有机罩，用于在预定时间间隔内吸入热气，这样不会采集到任何污染气体。吸入的空气被送入洗涤器中，用于清洁反馈到腔室内的空气。

腔室本身的外壳完全由耐热材料制成，这样内部热量不会逸出。

因此，从之前说明中显而易见的上述对象可有效获取。由于在不脱离本发明精神和范围的情况下利用上述方法及结构时可做出一些变动，上述说明中所含及附图中所示的所有对象应被解释为示出例，而不会受限。

同样可理解的是，以下权利要求旨在包含发明中所有的一般和特定特征，有关本发明范围的所有语言说明可能均在此范围内。

Claims (4)

1.一种在电子设备回收利用过程中用以拆卸组件的装置,其包括：

a.恒温系统；

b.至少一个所述恒温系统的入口；

c.至少一个用于在所述恒温系统中将其加热到所需温度的装置；

d.至少一个用于回收物体的机械处理系统；

e.至少一个用于拆卸组件的选择性分离系统；

f.至少一个用于所述回收物体的不间断运动系统；

g.输送系统；和

h.至少一个出口；

其中，所述加热装置包括多个加热源(10a)；用于所述回收物体的机械处理系统包括借助振动系统、滑轮(18)和杠杆(20)系统实现的重力效应；

用于拆卸组件选择性分离的系统包括网格(4)，用于组件从所述物体中分离并通过网孔落下；

用于所述回收物体不间断运动的系统包括网格(4)的倾斜平面布置；所述加热装置置于所述装置中，这样加热棒(10a)距网格(4)上回收物体的距离处于5-15cm范围之内；和

所述输送系统输送所述回收物体进入所述恒温系统中，接着进一步输送已分离出的印刷电路板和组件，从而实现从所述出口处的进一步处理；

所需加热温度处在180-190或365-400摄氏度范围之内；

还包括一腔室，所述输送系统置于腔室内，所述腔室内设有用于改变待拆卸组件方向的框架。

2.一种在电子设备回收利用过程中用以拆卸组件的装置，其包括：

a.恒温系统；

b.至少一个所述恒温系统的入口；

c.至少一个用于在所述恒温系统中将其加热到所需温度的装置；

d.至少一个用于回收物体的机械处理系统；

e.至少一个用于拆卸组件的选择性分离系统；

f.至少一个用于在所述恒温系统处理过程中回收物体的上下翻转系统；

g.输送系统；和

h.至少一个出口；

其中，

所述加热装置包括多个加热棒(10a)；

用于所述回收物体的机械处理系统包括借助振动系统、滑轮(18)和杠杆(20)系统实现的重力效应；

用于拆卸组件选择性分离的所述系统包括网格(4)，用于组件从所述物体中分离并通过网孔落下；

用于回收物体翻转的所述系统可将所述物体的两侧组件均被移走；

所述加热装置置于所述装置中，这样加热棒(10a)距网格(4)上回收物体的距离处于5-15cm范围之内；和

所述输送系统包括专门的耐高温输送装置，用于通过所述系统从所述恒温系统入口输送所述回收物体，接着进一步输送已分离出的印刷电路板和组件，从而实现从所述出口处的进一步处理；

所需加热温度处在180-190或365-400摄氏度范围之内；

还包括一腔室，所述输送系统置于腔室内，所述腔室内设有用于改变待拆卸组件方向的框架。

3.一种用于在电子设备回收利用过程中拆卸组件的方法，包括以下步骤：

a.在恒温室所需温度下加热所述回收装置；

b.将待拆卸组件移入一腔室内，根据待拆卸组件位置，利用可改变腔室内的印刷电路板方向的不同框架将印刷电路板送入所述腔室内，在重力作用下以机械方式移走移位组件；和

c.基于以下参数分离所述移位组件，包括但不限于当前已知的大小、形状、重量、密度、熔点或物理特性；

其中所需加热温度处在180-190或365-400摄氏度范围之内。

4.根据权利要求3所述的拆卸组件方法，其中所述移位组件在振动和重力作用下以机械方式移走。