CN1125582C - 焊料回收方法及焊料回收装置 - Google Patents

Abstract

从焊有电子元件的印刷电路板回收焊料的方法，包括：根据不同的比重而在回收装置主体中形成焊料合金层、金属微粒层和液体热介质层；将焊有电子元件的印刷电路板垂入回收装置主体中；向焊有电子元件的印刷电路板上喷射由金属微粒和液体热介质组成且温度保持在焊料合金熔点以上的混合流体，以便将焊料合金和电子元件从印刷电路板上刮掉，这样，可以有效从焊有电子元件的印刷电路板上回收焊料，从而能防止污染环境，并能节约金属资源。

Description

焊料回收方法及焊料回收装置

本发明涉及一种焊料回收方法以及用于从焊有电子元件的印刷电路板上分离和回收焊料合金和电子元件的焊料回收装置。

装有电子元件的印刷电路板包含于家用电器如视频控制板(videodeck)和电视机中或者包含于电子智能装置如微机和传真机中。这些电子元件通过用焊料焊接而安装在印刷电路板上。当家用电器或电子智能装置由于损坏或被淘汰而停止使用时，它们被废弃。

废弃的家用电器和电子智能装置作为不能燃烧的垃圾而被收集，并由于不能焚化而通常将其照原样掩埋处理或将其切碎后的碎屑掩埋处理。因此，一旦家用电器或电子智能装置作为垃圾废料进行掩埋处理，装于其中的印刷电路板也被掩埋。

用于安装电子元件的焊料是铅和锡的合金。尽管铅很稳定，不会在接近中性PH值的水中溶解，但是它具有能溶于酸性水的特性。因此，当暴露于酸雨中时，印刷电路板上的焊料合金中的铅溶解，可能会污染土壤和地下水。如果人们饮用了被铅污染的地下水时，该地下水能引起由于铅而产生的各种疾病。不过，现在还没有合适的措施来防止包含于废弃的印刷电路板上的焊料中的铅溶解。

此外，通过将家用电器或电子智能装置掩埋而废弃将导致金属资源的浪费，这是因为在装于家用电器或电子智能装置上的印刷电路板中的焊料合金将不再使用。

日本公开专利申请No.Hei 7-336042公开了一种从印刷电路板上回收焊料的方法，其中，将液体热介质例如保持在高温下的油喷射到印刷电路板上，以熔化该焊料，再将该熔化的焊料擦掉，以回收该焊料。

不过，在上述方法中，因为仅仅是喷射一种液体，例如油，因此流体的质量相对较小，以至于焊料和电子元件从印刷电路板上除下的效率很低。而且，因为输送流体的装置必须是机械装置，因此，用于回收焊料的结构将很复杂。

本发明的一个目的是解决前述问题，并提供一种有效地从印刷电路板上分离和回收焊料合金和电子元件的焊料回收方法和焊料回收装置。

本发明的另一目的是提供一种通过向焊有电子元件的印刷电路板上喷射一种混合流体而从印刷电路板上分离和回收焊料合金和电子元件的焊料回收方法和焊料回收装置，该混合流体包括液体热介质和金属微粒，并使该混合流体的温度保持在焊料合金的熔点以上。

本发明的又一目的是提供一种通过调节焊料合金、金属微粒、液体热介质和电子元件的比重从而很容易地分离和回收焊料合金和电子元件的焊料回收方法和焊料回收装置。

通过下面结合附图对优选实施例的详细说明，本发明的这些和其它目的、特征和优点将更加明显。

图1是表示本发明实施例的焊料回收装置的结构的剖视图。

下面将参考附图详细介绍本发明的优选实施例。

图1是本发明实施例的焊料回收装置的剖视图。

参看图1，当焊料回收装置处于静止状态时，在焊料回收装置的焊料回收装置主体1中形成了由于比重不同而自然分离的三层。在这三层中，底层是比重最大的焊料合金层11，中间层是比重第二大的金属微粒层10，而顶层是比重最小的液体热介质层9。

在焊料回收装置主体1中，多个加热器7作为加热装置安装在该焊料回收装置主体1的内壁表面。喷嘴12作为将混合流体喷射到印刷电路板上的喷射装置而布置于该焊料回收装置主体1的上部开口处。该喷嘴12通过输送管3与该焊料回收装置主体1的侧表面连通，而该侧表面与金属微粒层10接触。为了便于该焊料回收装置主体1内的循环，还提供有从金属微粒层10通向焊料合金层11的另一输送管3’。在输送管3和3’的外周部分有第一电磁线圈4和第二电磁线圈5，以便驱动磁性混合流体。

该焊料回收装置主体1中布置有多个整流板2和2’，以便在该焊料回收装置工作时控制混合流体的流动。

首先，接通加热器7，以加热焊料回收装置主体1中的液体热介质、金属微粒和焊料合金，并使焊料回收装置主体1内的液体热介质、金属微粒和焊料合金的温度保持在焊料合金的熔点之上。所保持的温度的上限并不特别加以限制，只要该温度低于金属微粒的熔点且该液体热介质能保持稳定。因此，焊料合金通过加热而熔化，在底层形成焊料合金层11，在中间层形成金属微粒层10。因为温度保持为低于金属微粒的熔点，因此该金属微粒保持颗粒状，液体热介质分布在微粒之间。

当第一电磁线圈4通电时，由金属微粒(磁性微粒)和液体热介质组成的混合流体通过输送管3从焊料回收装置主体1的侧表面向喷嘴12输送，然后再从焊料回收装置主体1最上面部分的喷嘴12喷射。同时，第二电磁线圈5通电时，由于电磁感应，金属微粒被推出到焊料合金层11中。由于第二电磁线圈5的电磁感应而被推出到焊料合金层11中的金属微粒自然从焊料合金层11中分离，再流回到金属微粒层10。

待处理的印刷电路板8有焊接在其上面的电子元件，该印刷电路板8由夹持装置(未示出)固定，并在焊料回收装置主体1顶部的两喷嘴12之间垂下。垂下的印刷电路板8由液体热介质加热，这样，粘附的焊料进入熔融状态。

当从喷嘴12喷射的混合流体冲击印刷电路板8的表面而使得包含于混合流体中的金属微粒撞击该印刷电路板8的表面时，熔融的焊料与电子元件一起被刮掉。

刮下来的电子元件和焊料合金在两整流板2之间穿过，然后，根据其比重的不同，电子元件浮在液体热介质层9(顶层)表面，而焊料合金与金属微粒一起沉淀到金属微粒层10(中间层)。

沉淀到金属微粒层10(中间层)的焊料合金与金属微粒一起通过由两侧凸出的整流板2’被导入输送管3’中，该输送管3’被第二电磁线圈5缠绕。然后，由于电磁感应，该焊料合金被喷入焊料合金层11(最底层)。然后，由于比重不同，只有金属微粒通过自然分离而返回金属微粒层10，被回收的焊料合金转移到焊料合金层11。

因为上述工作过程是连续的，因此最底层的焊料合金的量增加，该焊料合金增加的部分漫过隔板6而溢出，并排出到焊料回收容器13中。回收的焊料合金可以再次使用。

如上所述，根据本发明，因为由热源如加热器产生的热量通过由液体热介质和金属微粒组成的混合流体而传向印刷电路板，由于混合流体的高导热性和高发热性，焊料合金能有效地熔化。而且，因为混合流体除了液体热介质外还包含金属微粒，因此喷射的流体的质量足够大，从而能有效地将粘附在印刷电路板上的熔融焊料刮掉。而且，因为从印刷电路板上刮下来的焊料合金沉淀在该焊料回收装置主体的最底层，而电子元件则浮在最顶层，因此很容易分别回收。

同时，在上述实施例中，包含于混合流体中的金属微粒的颗粒尺寸例如从大约0.3mm至3mm，或者包括具有在上述范围内的不同颗粒尺寸的微粒混合物，如果用电磁线圈作为输送装置，则诸如铁微粒之类的磁性金属微粒是优选的。

而且，包含于混合流体中的液体热介质并没有特别的限制，只要它在温度高于焊料熔点(当焊料包含共晶成分时温度为183℃)时化学状态稳定即可。例如该液体热介质可以是硅油或矿物油。

尽管在上述实施例中以电磁线圈的电磁感应作为一种将混合流体输送到喷嘴的方法而进行介绍，但是该方法不必局限于此，也可以采用例如柱塞泵之类的输送装置。

尽管在上述实施例中印刷电路板以垂直方向运动以便在焊料回收装置主体中回收焊料合金，但是该印刷电路板也可以以水平方向运动，从而回收焊料合金。

如上面所详细介绍的，根据本发明，通过将包括液体热介质和金属微粒并被加热到焊料合金熔点以上温度的混合流体喷射到印刷电路板上，可以将焊料合金和电子元件从焊有电子元件的印刷电路板上有效地分离和回收。而且，将焊料合金、金属微粒、液体热介质和电子元件的比重调节成如下：

焊料合金＞金属微粒＞液体热介质＞电子元件。

因为该焊料合金的比重最大，因此，从印刷电路板上刮下来的焊料合金沉淀到焊料回收装置主体的最底层中，而分离出的电子元件则浮在最顶层的液体热介质上面，这是因为电子元件的比重最小。因此，焊料合金和电子元件都能很容易地分离和回收。

因此，根据本发明，因为焊料合金没有进行掩埋处理，因此可以防止污染环境。而且，可以使回收的焊料合金再次使用，以便有效利用资源。

Claims (18)

1.一种用于焊有电子元件的印刷电路板的焊料回收方法，包括以下步骤：

根据不同的比重，在回收装置主体中形成焊料合金层、金属微粒层和液体热介质层；

将焊有电子元件的印刷电路板垂入回收装置主体中；

向焊有电子元件的印刷电路板上喷射由金属微粒和液体热介质组成的混合流体，以便将焊料合金和电子元件从印刷电路板上刮掉；以及

根据比重的不同，将刮下的焊料合金和电子元件彼此分离。

2.根据权利要求1所述的焊料回收方法，其特征在于：焊料合金、金属微粒、液体热介质和电子元件的比重具有如下关系：

焊料合金＞金属微粒＞液体热介质＞电子元件。

3.根据权利要求1所述的焊料回收方法，其特征在于：根据比重的不同，刮下的电子元件浮在液体热介质层上，刮下的焊料合金与金属微粒一起沉淀到金属微粒层，且由于比重不同，沉淀的焊料合金自然与金属微粒分离并被输送到焊料合金层中。

4.一种用于焊有电子元件的印刷电路板的焊料回收方法，包括以下步骤：

将焊有电子元件的印刷电路板垂入其中包含有焊料合金、金属微粒和液体热介质的回收装置主体中；

在回收装置主体中形成焊料合金层，并形成作为混合流体的金属微粒层，在该混合流体中，液体热介质分布在金属微粒之间；以及

向焊有电子元件的印刷电路板上喷射由金属微粒和液体热介质组成的混合流体，以便将印刷电路板上的焊料合金及电子元件从印刷电路板上刮掉；其中，刮下的电子元件转移到液体热介质层，刮下的焊料合金转移到焊料合金层。

5.根据权利要求4所述的焊料回收方法，其特征在于：金属微粒由比重小于焊料合金的金属制成，液体热介质是一种比重小于金属微粒且比重大于电子元件的液体。

6.根据权利要求4所述的焊料回收方法，其特征在于：液体热介质是这样的液体混合物，即，它在温度高于焊料合金熔点时化学状态稳定。

7.一种用于焊有电子元件的印刷电路板的焊料回收装置，包括：

一装置主体，在该装置主体中能根据比重不同而从底部起形成焊料合金层、金属微粒层和液体热介质层；

加热装置，用于将所述装置主体中的焊料合金、金属微粒和液体热介质加热到高于焊料合金熔点并低于金属微粒熔点的温度，其中，所述加热装置使焊料合金层形成为底层，金属微粒层形成为中间层，并使得金属微粒处于混合流体状态，其中金属微粒保持颗粒状，液体热介质分布在金属微粒之间；

输送装置，用于输送由金属微粒和液体热介质组成的混合流体；以及

喷射装置，用于喷射由所述输送装置输送的混合流体；

其中，当焊有电子元件的印刷电路板垂入所述装置主体中时，所述喷射装置将混合流体喷射到印刷电路板上，以便将印刷电路板上的焊料合金及电子元件从印刷电路板上刮下，以及

其中，根据刮下的焊料合金和电子元件的比重的不同，电子元件浮在液体热介质层上，焊料合金转移到焊料合金层。

8.根据权利要求7所述的焊料回收装置，其特征在于：该金属微粒是包括铁微粒的磁性微粒，而所述输送装置包括电磁线圈，以便通过电磁感应将由金属微粒和液体热介质组成的混合流体从金属微粒层输送到所述喷射装置。

9.根据权利要求7所述的焊料回收装置，其特征在于：在印刷电路板垂入所述装置主体中时，通过由所述加热装置加热，粘附在印刷电路板上的焊料进入熔融状态。

10.根据权利要求7所述的焊料回收装置，其特征在于：当混合流体喷射到印刷电路板上时，包含在混合流体中的金属微粒撞击印刷电路板，这样，把熔融的焊料合金与电子元件一起从印刷电路板上刮下。

11.根据权利要求7所述的焊料回收装置，其特征在于，还包括：第二输送装置，以便将金属微粒推出到焊料合金层，以使金属微粒在所述装置主体中循环。

12.根据权利要求11所述的焊料回收装置，其特征在于：金属微粒是包括铁微粒的磁性微粒，所述第二输送装置包括电磁线圈，以便通过电磁感应将金属微粒输送到焊料合金层。

13.根据权利要求7所述的焊料回收装置，其特征在于：焊料合金、金属微粒、液体热介质和电子元件的比重具有如下关系：

焊料合金＞金属微粒＞液体热介质＞电子元件。

14.根据权利要求13所述的焊料回收装置，其特征在于：由所述第二输送装置推出到焊料合金层中的金属微粒自然从焊料合金层中分离并返回到金属微粒层。

15.一种用于焊有电子元件的印刷电路板的焊料回收装置，包括：

一回收装置主体，在该回收装置主体中包含焊料合金、金属微粒和液体热介质；

用于在所述回收装置主体中形成焊料合金层并且用于形成作为混合流体的金属微粒层的装置，在该混合流体中，液体热介质分布在金属微粒之间；以及；

喷射装置，用于喷射由金属微粒和液体热介质组成的混合流体；

其中，当焊有电子元件的印刷电路板垂入所述回收装置主体中时，所述喷射装置将混合流体喷射到印刷电路板上，以便将印刷电路板上的焊料合金及电子元件从印刷电路板上刮下，以及

其中，根据刮下的焊料合金和电子元件的比重的不同，电子元件浮在所述回收装置主体的表面上，焊料合金转移到焊料合金层。

16.根据权利要求15所述的焊料回收装置，其特征在于：液体热介质是这样的液体混合物，即，它在温度高于焊料合金的熔点时化学状态稳定。

17.根据权利要求15所述的焊料回收装置，其特征在于：该金属微粒是包括铁微粒的磁性微粒。

18.一种用于焊有电子元件的印刷电路板的焊料回收方法，包括下列步骤：

在装置主体中根据比重不同而从底部起形成焊料合金层、金属微粒层和液体热介质层；

将所述装置主体中的焊料合金、金属微粒和液体热介质加热到高于焊料合金熔点并低于金属微粒熔点的温度；

通过加热，使焊料合金层形成为底层，金属微粒层形成为中间层，并使得金属微粒处于混合流体状态，其中液体热介质分布在金属微粒之间；

将由金属微粒和液体热介质组成的混合流体喷射到垂入该装置主体中的焊有电子元件的印刷电路板上，以便将印刷电路板上的焊料合金及电子元件从印刷电路板上刮下，

其中，根据刮下的焊料合金和电子元件的比重的不同，电子元件浮在液体热介质层上，焊料合金转移到焊料合金层。