【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板に部品を実装してなるプリント板のリサイクル方法とそれを実現するためのリサイクル装置とに係り、特にプリント板からこれにはんだ付けによって実装されている全ての部品を取り外すのに好適なものに関する。
【0002】
【従来の技術】
部品を実装したプリント板のリサイクル方法の第1の従来技術としては、特開平7−100436号公報に示されるように、プリント板に実装されている部品をシャー等で剪断破壊した後、そのプリント板をハンマーミル等で粉砕して金属粒子と非金属粒子とからなる混合粉末とし、これを進行方向に対して直角方向に傾斜したベルトコンベアに連続的に供給することにより、混合粉末から金属粒子と非金属粒子とに分離するものがある。
【0003】
また、第2の従来技術として、特開平7−162106号公報に示されるように、配線基板に発熱体とこの発熱体への給電点を設け、発熱体を配線基板から分離するとき、給電点から発熱体に給電することによってはんだ接続点を局所的に加熱し、はんだを溶融させることにより、配線基板から部品を取り外すようにしたものがある。
【0004】
さらに第3の従来技術として、作業者がコテやニッパー等の工具を用い、配線基板から部品を取り外すこともある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記に示す従来技術は以下の点について配慮されていない。即ち、第1の従来技術は、部品を剪断破壊するので、プリント基板から部品を破壊することなく分離することについて考慮していない問題がある。特に、近年では資源の節減ということから種々の分野においてのリサイクル化が叫ばれており、プリント板の処理分野でも同様のことが要請されている。
【0006】
また第2の従来技術は、発熱体の給電点を設けているので、発熱体の実装点数が多い場合、給電点もそれだけ多くなってしまうばかりでなく、それを形成するのに手間がかかり、プリント基板全体の製作に多大の工数を要する問題がある。特に、プリント板を処理しようとするとき、プリント板の製造元と処理すべきところとは違う場合があり、違う場合、これに搭載される部品がどのようなものか外見から判断可能なものが存在する場合問題がないものの、判断し難いものもある。従って、そのような場合には、部品を固着しているはんだの種類などが全く不明であり、どの程度の温度にすればよいのか、プリント板の製造元以外は不明である故、処理に手間どってしまうものである。
【0007】
第3の従来技術は、作業者が部品の交換を目的しているため、実装されている全ての部品を取り外すのに手間がかかる問題がある。
【0008】
本発明の目的は、実装されている部品を、破壊することなく簡単かつ確実にプリント板から分離することができ、しかもプリント板のサイズやはんだの種類に拘わることなくプリント板のリサイクル方法を提供することにあり、他の目的は、上記方法を的確に実施し、自動化を図り得るプリント板のリサイクル装置を提供することにある。
さらに他の目的は、プリント板のサイズやはんだの種類に加え、プリント板に搭載されている部品の種類に拘わることなく部品を簡単かつ確実にプリント板から分離することができるプリント板のリサイクル方法を提供することにあり、他の目的は、上記方法を的確に実施し得るプリント板のリサイクル装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明方法では、はんだ付けにより種々の部品を実装してなるプリント板のリサイクル方法において、予め、プリント板から部品を分離するのに必要な情報を格納している情報格納体をプリント板に実装しておき、部品の分離時、部品をプリント板から分離するのに必要な情報を、前記情報格納体から取り込むと共に、該取り込んだ情報に基づきプリント板上に実装されている種々の部品を、プリント板から取り外すことを特徴とするものである。
【0010】
本発明装置では、配線基板にはんだ付けにより種々の部品を実装してなるプリント板から、種々の部品を取り外してなるプリント板のリサイクル装置であって、配線基板に予め取付けられてあってプリント板から種々の部品を分離するのに必要な情報を格納している情報格納体と、部品の分離時、情報格納体から前記情報を取り込む情報取り込み機構と、該情報取り込み機構によって取り込んだ前記情報に基づき、種々の部品をプリント板から取り外す手段とを有することを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図1〜図9により説明する。図1乃至図9は本発明方法を実施するためのプリント板リサイクル装置の一実施例を示している。
本発明方法を実施するためのプリント板リサイクル装置を説明する前に、本発明で取り扱うプリント板1は、配線基板2にはんだ付けで種々の部品が実装されることにより全体構成されるが、それ以外に図1及び図2に示すように、情報格納体3が実装されている。
【0012】
この情報格納体3は、プリント板1の製造時、種々の部品と共に基板2に取付けられるものであって、かつ種々の部品やこの情報格納体3を基板2から取り外すのに必要な情報30を格納しており、例えば図2(b)に示す如く、リード端子3aが配線基板2を裏から挿入し、該基板2の表からリード端子3aの先端部3bがはんだ付けされたROMからなっている。
【0013】
この情報格納体3に格納されている情報30としては、図3に示すように、はんだの融点情報31と、配線基板2の厚さ情報32と、配線基板2上における各部品毎のX方向及びY方向の座標位置情報33とを有している。ここで、はんだの融点情報31は、配線基板2に実装されている表面実装部品10Bを取り外すのに必要な情報30である。厚さ情報32及び座標位置情報33は、配線基板2に実装されている挿入実装部品10Aの各リード端子とはんだとの接合部分を除去するのに必要な情報である。さらにこれらの情報に加え、図示していないが、配線基板2上における表面実装部品10Bのリード端子のX方向及びY方向の座標位置情報をも有している。そのため、情報格納体30をプリント板1の製作時に実装しておく必要があるので、プリント板の製造メーカサイドに義務づけておけば、情報30の入手が容易となり得る。
【0014】
なお、配線基板2上に実装される部品について説明すれば、一般には前記情報格納体3と同様、リード端子が配線基板2を裏から挿入して表ではんだ付けされる挿入実装部品10Aと、リード端子が配線基板2の表面上にそのままはんだ付けされる表面実装部品10Bとの何れかからなっている。
【0015】
そして、実施例のプリント板リサイクル装置は、配線基板2に実装されている情報格納体3から得た情報に基づき、全ての部品(情報格納体3も含む)をプリント板1から取り外すことができるようにしたものであって、大別すると、情報格納体3の情報を取り込む情報取り込み機構4と、プリント板1の重量を計測する重量計測器5と、全ての部品を配線基板2から取り外す部品取り外し手段(符示せず)と、情報取り込み機構4及び重量計測器5からの出力信号に基づき、部品取り外し手段を駆動制御する制御部8とを備えて構成されている。
【0016】
具体的に述べると、前記情報取り込み機構4は、図4及び図5に示すように、X方向,Y方向及びZ方向に移動可能な移動体41と、該移動体41の底部に装着され、情報格納体3のリード端子3aの数に対応する複数のプローブピン42とを有している。この情報取り込み機構4は、プリント板1が基板表面を上向きの状態のままで搬送コンベア9によって搬送され、かつ読み取り位置にて停止したとき、図5に示す如く移動体41をプリント板1の情報格納体3に向かって移動し、プローブピン42が、該情報格納体3のリード端子3aと接続しているパターン接続点12と電気的に接触し、所定の電圧を印加することにより、情報格納体3から種々の部品を取り外すのに必要な情報30を取り込めるようにしている。
【0017】
このとき、情報取り込み機構4によって得られた情報30は、制御部8に送信され、該制御部8が部品取り外し手段を動作させるのに用いる。なお、パターン接続点12は、配線基板2に形成された配線パターン11の一端部に形成され、配線パターン11の他端部に挿入実装部品10Aのリード端子がはんだ付けにより接続されている。
【0018】
重量計測器5は図4に示すように、プリント板1の重量を計測するためのものであって、搬送コンベア9において後述する第1の分解機構6より下流側の途中位置に設置された電子天秤からなっている。この重量計測器5は、通常では図8に示す如く昇降ヘッド51が搬送コンベア9の下方に下がった状態にあり、その昇降ヘッド51の上にプリント板1が搬送コンベア9によって搬入されると、昇降ヘッド51が図4に示す如く搬送コンベア9を挿入して昇降し、プリント板1を持ち上げて該プリント板1の重量を計測するようにしている。この重量計測器5の計測結果は、制御部8に出力される。
【0019】
前記部品取り外し手段は、搬送コンベア9上において情報取り込み機構4と重量計測器5との間の位置に設置された第1の分解機構6と、重量計測器5より下流側の位置に設置された第2の分解機構7とから構成される。
【0020】
第1の分解機構6は、図6に示すように、先端にドリル62を装着する回転体61と、この回転体61を回転自在に装着し、上下(Z)方向に移動するZ軸駆動体63と、該Z軸駆動体63を装着し、かつ前後・左右(X,Y)方向に移動可能なX−Yテーブル64とを具備している。
第1の分解機構6は図4に示すように、搬送コンベア9によりプリント板1が第1分解位置に搬送して位置決めされたとき、X−Yテーブル64の移動によって回転体61が配線基板2の上方でX及びY方向に移動することにより、回転体61のドリル62を、取り外そうとしている部品10のリード端子側に位置決めし、次いで図6,図7に示すように、回転体61が回転しながらプリント板1に向かい下降することにより、リード端子とはんだとの接合部分Aを除去する如く孔を開け、これを部品に設けられているリード端子の数だけ繰り返し実行したとき、リード端子とはんだとの接合部分A全てが除去され、部品10がプリント板1から自重で落下することにより、部品10を配線基板2から取り外すと共に、これと同タイプの情報格納体3も取り外すことができるようにしている。
【0021】
このような第1の分解機構6のドリル62の大きさは、部品10を確実に取り外せるようにするため、取り外そうとしている部品のリード端子の大きさより大径のものが好ましく、装置が動作する前にオペレータの判断により選定してもよいが、予め太目のドリル62を装着しておいてもよい。また、搬送コンベア9は、プリント板1にドリル62にて孔を明ける場合、搬送コンベア9を損傷することがないような構造となっていることはいうまでもない。
【0022】
従って、第1の分解機構6は、リード端子が配線基板2を挿入している挿入実装部品10のみを、プリント板1取り外せるようにしており、その動作は制御部8によって制御される。
【0023】
一方、第2の分解機構7は、プリント板1上に実装されている表面実装部品10Bのはんだを溶融させ、かつ該部品10Bを取り外すためのものであって、図4及び図9に示すように、ヒータ72と、そのヒータ72からの熱をダクト73を介しノズル74より吹き出すファン71とからなる半田溶融部(符示せず)を具備している。
また、第2の分解機構7は、前後・左右方向に移動可能なX−Yテーブル75と、このテーブル75に組付けられ、上下に昇降可能なZ軸駆動体76と、このZ軸駆動体76の下部に装着されたスクレーパ77とからなる部品除去部(符示せず)とを具備している。
【0024】
そして、プリント板1が搬送コンベア9により重量計測器5を通過し、その後第2分解位置まで搬送されかつ位置決めされたとき、第2の分解機構7における半田溶融部がファン71及びヒータ72を駆動し、ノズル74により、プリント板1上の表面実装部品10Bの周囲にあるリード端子側のはんだを加熱してそのはんだを溶融させ、そのはんだが確実に溶融した状態にある頃を見計らって、X−Yテーブル75及びZ軸駆動体76を作動させ、スクレーパ77が図9(b)に示す如く配線基板2に沿って移動し、はんだ溶融状態にある表面実装部品10Bを配線基板2からずらし、最終的にずらした全ての表面実装部品10Bを部品回収受け20Bに落とし込むようにしている。
【0025】
その場合、第2の分解機構7は半田溶融部によるはんだの溶融時、図9(a)に示すように、ノズル74を部品除去部のスクレーパ77に接触したままの状態とし、スクレーパ77の位置決めにより、ノズル74が部品10Bのリード端子側のはんだを確実に溶融できるようにしている。
【0026】
従って、この第2の分解機構7は、基板2上に表面実装されている部品10Bのはんだを溶融させ、かつ該溶融状態の部品10Bを基板2から取り外すようにしている。
【0027】
さらに、第2の分解機構7における半田溶融部のスクレーパ77は、図4に示すようにプリント板1の表裏面側にそれぞれ位置するよう二個設けてもよい。この場合、プリント板1の裏面側のスクレーパ77は表面側のスクレーパ77と同様の位置に位置決めされると共に、同様に移動するように構成され、表面側の部品10Bを取り外すとき、プリント板1の裏面に実装されている表面実装部品(図示せず)も同様に溶融させてはんだを切り離し、自重で落下させるようにしてもよい。
【0028】
他方、前記制御部8は、搬送コンベア9によりプリント板1が第1分解位置まで搬送しかつ位置決めされたとき、情報取り込み機構4によって取り込まれた情報に基づき、挿入部品取り外し手段の第1の分解機構6の動作を制御することにより、挿入実装部品10を全てプリント板1から取り外し、その後、挿入実装部品10の取り外されたプリント板1が、重量計測器5を経て第2の分解位置まで搬送しかつ位置決めされたとき、情報取り込み機構4によって取り込まれた情報と重量計測器5によって計測された重量の情報とに基づき、第2の分離機構7の動作を制御するようにしている。
【0029】
この場合、制御部8は、第2の分解機構7がはんだを溶融するとき、情報格納体3から取り込んだ情報30のはんだ融点情報31の温度に、30度を加えた温度を目安とし、その温度が高いか否かを判定処理すると共に、該判定結果高いときには、それに応じた高い温度でノズル74から吹き付けてはんだを溶融する一方、前記判定結果低いときには、それに応じた低い温度でノズル74から吹き付けではんだを溶融するように温度制御している。そのため、制御部8は、はんだ融点情報31のデータに基づきヒータ温度を制御するようにしている。
【0030】
また制御部8は、重量計測器5の測定結果から、プリント板1の重量値に0.3の変数を乗じた値を目安とし、その値が大きいか否かを判定すると共に、該判定結果大きいときには、それに応じた長い時間ではんだを溶融する一方、前記判定結果小さいときには、それに応じた短い時間ではんを溶融するよう、はんだに熱を吹き付ける時間を制御するようにしている。そのため、制御部8は、プリント板1の重量データに基づきはんだの加熱溶融時間を制御するようにしている。
【0031】
従って、このプリント板リサイクル装置は、プリント板1に実装された情報格納体3,搬送コンベア9,情報取り込み機構4,第1の分解機構7及び第2の分解機構8からなる部品取り外し手段,重量計測器5,制御部8により構成されている。
【0032】
次に、上記リサイクル装置の動作に関連して、本発明方法の一実施例について述べる。
図1に示す如き情報格納体3を含む挿入実装部品10A,図9に示す如き表面実装部品10Bのような種々の部品が実装されているプリント板1から、それら各部品を分離しようとする場合には、まず、搬送コンベア9上に表面を上にした状態でプリント板1を載せ、この状態で搬送コンベア9の駆動により、該プリント板1を搬送経路に搬送する。
【0033】
そして、搬送コンベア9上のプリント板1が情報取り込み位置まで送られ、位置決めされると、情報取り込み機構4の移動体41が図5に示すように下降し、移動体41に設けられているプローブピン42の先端が、情報格納体3のリード端子3aと接続している配線接続点12と接触することにより、情報格納体3に格納されている情報30を取り込み、該取り込んだ情報が制御部8に出力される。
【0034】
これにより、制御部8は、情報取り込み機構4を介し得た情報30に基づき、最初は、種々の部品から挿入実装部品10Aのみをプリント板1から取り外す処理を行う。
【0035】
即ち、プリント板1が搬送コンベア9によって第1分離位置まで搬送しかつ位置決めされると、第1の分離機構44のX−Yテーブル64が所望の挿入実装部品10A側まで近接し、Z軸駆動体63が図6に示すように、ドリル62を回転させながら、かつその部品10の一本のリード端子と対向した状態で降下する。このとき、ドリル62は図7(a)及び(b)に示すように、プリント板1の表面側で挿入実装部品10Aのリード端子を含む部分に孔を穿設してリード端子とはんだとの接合部分を除去し、この除去動作が一つの挿入実装部品10Aに装着されている全てのリード端子に対しても同様に行われると、リード端子がはんだから切り離されることとなるので、挿入実装部品10Aがプリント板1から部品回収用受け20Aに落下し、部品10がプリント板1から取り外される。
【0036】
このようにして一つの挿入実装部品10Aがプリント板1から取り外されると、次の挿入実装部品10Aも同様にして取り外され、これを挿入実装部品10Aの数だけ行われることにより、情報格納体3を含む全ての部品10Aを取り外す。
この場合、取り外された部品10Aは、リード端子においてプリント板1を挿入している先端部分のみが欠如した状態であって、挿入実装部品10Aの本体そのものが何等損傷されるおそれがないので、部品10Aのリサイクルを可能とさせる。
【0037】
そして、全ての挿入実装部品10Aがプリント板1から取り外された後、そのプリント板1は搬送コンベア9によって重量計測器5の位置まで搬送して停止すると、今度は、重量計測器5の昇降ヘッド51が昇降してプリント板1を搬送コンベア9から持ち上げたとき、該プリント板1の重量を計測してその情報を制御部8に出力する。重量計測が終了すると、昇降ヘッド51が降下してプリント板1を搬送コンベア9上に載置したままに戻す。
【0038】
しかる後、搬送コンベア9によってプリント板1が第2分離位置まで搬送して位置決めされると、今度は、第2の分離機構7のはんだ溶融部が駆動し、図9(a)に示す如く、ノズル74が所望の挿入実装部品10Bの端子部分を加熱し、端子を固着しているはんだを溶融させる。
【0039】
この場合、制御部8は、情報格納体3から情報取り込み機構4を介し取り込んだ情報に基づいてはんだ溶融部を制御することによりはんだを加熱し、しかも情報格納体3に格納されている情報30のはんだ溶融情報に基づいた温度と、重量計測器5によって計測した値に基づいた加熱時間とではんだを加熱溶融させることとなる。
【0040】
そして、表面実装部品10Bに装着された全ての端子を固着しているはんだが流動性を得るように確実に溶融したころ、制御部8は、図9(b)に示すように部品除去部を移動制御する。即ち、部品除去部のX−Yテーブル75がプリント板1の搬送方向と逆方向に移動しつつ、かつZ軸駆動体76が基板面まで降下することにより、表面実装部品10Bを基板2からずり落とし、部品回収受け20Bに落とし込む。
【0041】
このような半田溶融部によるはんだの溶融と、部品除去部による基板2からの表面実装部品10Bの取り外しとを、全ての表面実装部品の数だけ行うことにより、全ての部品を基板2から取り外すこととなる。
【0042】
このように、全ての表面実装部品10Bが基板2から取り外された状態では、表面実装部品10Bの端子が何等損傷を受けることがなく、半田の一部が付着しただけの状態であるので、この取り外した表面実装部品10Bは必要に応じ、リサイクルすることが可能となる。
【0043】
本発明方法の一実施例では、上述の如く、プリント板1の分解に際し、情報取り込み機構4が予め配線基板2に設けられた情報格納部品3から、部品10の分解に必要な情報30を取り込みむと、制御部8がその情報30に基づき部品取り外し手段の第1の分解機構6を制御し、該第1の分解機構6が挿入実装部品10Aをプリント板1から取り外し、また制御部8が情報取り込み機構4から取り込んだ情報30と重量計測器5によって計測した重量情報とに基づき部品分解手段の第2の分解機構7を制御し、該第2の分解機構7が表面実装部品10Bをプリント板1から取り外すようにしたので、はんだ付けされている全ての部品を、プリント板のサイズやはんだの種類に拘わらずかつ破壊することなく、正確にプリント板1から取り外すことができ、従って、プリント板1から部品10と配線基板2とを的確にかつ容易に分離することができる。
【0044】
しかも、第1の分解機構6がプリント板1上の挿入実装部品10Aのリード端子とはんだとの接続部分をドリル62で除去する一方、第2の分解機構7がプリント板1上の表面実装部品10Bのリード端子を接続しているはんだを半田溶融部で溶融し、かつ該溶融状態にある表面実装部品10Bをプリント板1からずらして分離するので、部品に種類に応じ部品の分離を適切に行うことができる。
【0045】
そして、実施例のプリント板リサイクル装置では、プリント板1の製作時、配線基板2に取付けられる情報格納体3と、この情報格納体3によりプリント板1から部品を分離するのに必要な情報を取り込む情報取り込み機構4と、取り込まれた情報に基づき部品実装部品10Aをプリント板1から取り外す第1の分解機構6と、取り込まれた情報に基づき表面実装部品10Bをプリント板1から取り外す第2の分解機構7と、情報取り込み機構4及び重量計測器5からの情報に基づき第1,第2の分解機構6,7を制御する制御部8とを備えて構成したので、上記方法を的確に実施し得る。
【0046】
しかも、前記リサイクル装置において、第1の分解機構6がドリル62によって挿入実装部品10Aとはんだとの接合部分を除去するようにしたが、この第1の分解機構6は、プリント板1の製造時、プリント板1にスルーホールを形成するための装置で代用することができ、特に新たな装置を開発する必要もないものである。
【0047】
なお、上記実施例では、情報格納体3にプリント板1の重量情報が入っていないので、プリント板1の搬送途中で重量を計測する例を示したが、他の実施例として、情報格納体3に予めプリント板の重量情報をも入れておき、情報取り込み機構4が情報を一旦取り込んだけで、必要な全ての情報を得るようにすることもできる。即ち、部品10の分離に際し、情報取り込み機構4が予め配線基板2に取付けられている情報格納体3より情報30を一旦取り込むと、その情報30に基づき部品取り外し機構がプリント板1上の部品10を取り外すように構成することもできる。
そのようにすれば、搬送経路の途中位置に前述した実施例の如き重量計測器5を設置することがないばかりでなく、搬送コンベア9の重量計測器5での位置決め制御等を行うことが不要になり、それだけ制御部8の制御内容を簡素化することができる。しかも、情報取り込み機構4から取り込んだ情報に基づき、挿入実装部品10Aの取り外し工程,表面実装部品10Bの取り外し工程を順次行うことができ、作業工程も簡素化することもできる。
【0048】
また図示実施例では、プリント板1から種々の部品を分解するのに必要な情報30を格納する部品3として、挿入実装部品タイプのROMを用いた例を示したが、これに限らず、表面実装部品タイプのROMでもよい。そしてROMの代用として、プリント板に添付された(あるいは印刷された)バーコードにすることもできる。但し、情報量が多量になるおそれもあるので、その場合にはマイクロフィルムで代用することもできる。従って、要は、プリント板1から部品を分離するのに必要な情報を格納する部品を、予め配線基板2に取付けておけばよい。
【0049】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項1〜4によれば、部品の分離時、配線基板のはんだの融点情報,配線基板上の各部品の座標位置情報を含む情報を格納している情報格納体により、部品をプリント板から分離するのに必要な情報を、前記情報格納体から取り込むと共に、該取り込んだ情報に基づき種々の部品をプリント板から取り外すように構成したので、はんだ付けされている全ての部品を、プリント板のサイズやはんだの種類に拘わらず、かつ破壊することなく正確にプリント板1から取り外すことができ、従って、プリント板から部品と配線基板とを的確にかつ容易に分離することができる効果がある。特に、請求項2によれば、プリント板のサイズやはんだの種類に加え、プリント板に搭載されている部品の種類に拘わることなく簡単かつ確実に分離することができる効果がある。
【0050】
また本発明の請求項5〜7によれば、プリント板から種々の部品を分離するのに必要な情報はんだの融点情報,配線基板上の各部品の座標位置情報,リード端子の座標位置情報を含む情報を格納している情報格納体と、部品の分離時、情報格納体から前記情報を取り込む情報取り込み機構と、該情報取り込み機構によって取り込んだ前記情報に基づき、種々の部品をプリント板から取り外す手段とを有しているので、上記方法を的確に実施し得る効果がある。特に、請求項7によれば、表面実装部品をほぼそのままの状態でプリント板から取り外すことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を適用するための情報格納体の実装状態を示す上からみた斜視図。
【図2】同じく情報格納体の実装状態を下からみた斜視図。
【図3】情報格納体に格納されている情報の内容を示す説明図。
【図4】本発明方法を実施するためのプリント板リサイクル装置の一実施例を示す説明図。
【図5】同じくリサイクル装置における情報取り込み機構とプリント板との関係を示す説明斜視図。
【図6】同じくリサイクル装置における第一の分離機構を示す説明図。
【図7】第一の分離機構が挿入実装部品のリード端子とはんだとの接合部分を除去する動作状態を示す説明図。
【図8】重量計測器によってプリント板の重量計測状態を示す説明図。
【図9】同じくリサイクル装置における第二の分離機構を示す動作説明図。
【符号の説明】
1…プリント板、2…配線基板、3…情報格納体、30…プリント板1から部品を分離するのに必要な情報、4…情報取り込み機構、5…重量計測器、6…第1の分離機構、7…第2の分離機構、8…制御部、9…搬送コンベア、10…部品、10A…挿入実装部品、10B…表面実装部品。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of recycling a printed circuit board having components mounted on a wiring board and a recycling apparatus for realizing the method, and particularly to a method of removing all components mounted on a printed circuit board by soldering. It relates to what is suitable for.
[0002]
[Prior art]
As a first prior art of a method of recycling a printed board on which components are mounted, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-100436, after a component mounted on the printed board is sheared and destroyed by a shear or the like, the printing is performed. The plate is pulverized by a hammer mill or the like to form a mixed powder composed of metal particles and non-metal particles, and the mixed powder is continuously supplied to a belt conveyor inclined in a direction perpendicular to the traveling direction, so that the metal powder is separated from the mixed powder. And non-metal particles.
[0003]
As a second prior art, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-162106, a heating element and a feeding point to the heating element are provided on a wiring board, and when the heating element is separated from the wiring board, a feeding point is provided. In some cases, power is supplied to a heating element to locally heat a solder connection point and melt the solder, thereby removing the component from the wiring board.
[0004]
Further, as a third conventional technique, an operator sometimes removes a component from a wiring board using a tool such as an iron or a nipper.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the prior art shown above does not consider the following points. That is, the first prior art has a problem in that the component is sheared and destroyed, and the separation of the component from the printed circuit board without destroying the component is not considered. In particular, in recent years, recycling in various fields has been called for in order to save resources, and the same is demanded in the field of processing printed boards.
[0006]
In the second prior art, the power supply point of the heating element is provided. Therefore, when the number of mounting points of the heating element is large, not only the number of power supply points increases but also it takes time and effort to form it. There is a problem that a large number of man-hours are required to manufacture the entire printed circuit board. In particular, when trying to process a printed circuit board, the manufacturer of the printed circuit board may be different from the place to be processed, and if it is different, there is something that can be judged from the appearance of the components mounted on it Although there is no problem, some are difficult to judge. Therefore, in such a case, the type of solder fixing the component is completely unknown, and it is unknown to what temperature the temperature should be increased, except for the manufacturer of the printed circuit board. It will be.
[0007]
The third conventional technique has a problem that it takes time and effort to remove all the mounted components because the operator aims to replace the components.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for recycling a printed circuit board which can easily and reliably separate a mounted component from a printed circuit board without breaking it, and regardless of the size of the printed circuit board and the type of solder. Another object of the present invention is to provide a printed circuit board recycling apparatus that can accurately execute the above method and achieve automation.
Still another object is a method of recycling a printed circuit board that can easily and reliably separate components from the printed circuit board, regardless of the type of the board and the type of solder, as well as the type of components mounted on the printed circuit board. Another object of the present invention is to provide an apparatus for recycling a printed circuit board capable of appropriately performing the above method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the method of the present invention, in a method of recycling a printed board formed by mounting various components by soldering, an information storage body storing information necessary for separating components from the printed board in advance is mounted on the printed board. In addition, when separating the components, information necessary for separating the components from the printed board is fetched from the information storage body, and various components mounted on the printed board based on the fetched information are It is characterized by being detached from a printed board.
[0010]
The apparatus of the present invention is a printed board recycling apparatus in which various components are removed from a printed board in which various components are mounted on a wiring board by soldering, and the printed board is mounted on the printed circuit board in advance. An information storage unit that stores information necessary for separating various components from the information storage unit that captures the information from the information storage unit when the components are separated; and an information storage unit that captures the information from the information storage unit. And means for removing various components from the printed board.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 9 show an embodiment of a printed board recycling apparatus for carrying out the method of the present invention.
Before describing a printed board recycling apparatus for carrying out the method of the present invention, a printed board 1 handled by the present invention is generally constructed by mounting various components on a wiring board 2 by soldering. In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, an information storage 3 is mounted.
[0012]
The information storage unit 3 is attached to the substrate 2 together with various components when the printed board 1 is manufactured, and stores various components and information 30 necessary for removing the information storage unit 3 from the substrate 2. For example, as shown in FIG. 2 (b), the lead terminals 3a insert the wiring board 2 from the back, and the front end 3b of the lead terminal 3a is formed of a soldered ROM from the front of the board 2. I have.
[0013]
As shown in FIG. 3, the information 30 stored in the information storage unit 3 includes the melting point information 31 of the solder, the thickness information 32 of the wiring board 2, and the X direction of each component on the wiring board 2. And coordinate position information 33 in the Y direction. Here, the melting point information 31 of the solder is information 30 necessary for removing the surface mount component 10B mounted on the wiring board 2. The thickness information 32 and the coordinate position information 33 are information necessary for removing a joint portion between each lead terminal of the insertion mounting component 10A mounted on the wiring board 2 and the solder. Further, in addition to these pieces of information, although not shown, it also has coordinate position information of the lead terminals of the surface mount component 10B on the wiring board 2 in the X direction and the Y direction. Therefore, it is necessary to mount the information storage body 30 at the time of manufacturing the printed board 1, and if it is obliged to the manufacturer of the printed board, the information 30 can be easily obtained.
[0014]
The components mounted on the wiring board 2 will be described. Generally, similarly to the information storage unit 3, an insertion mounting component 10A in which lead terminals are inserted from the back of the wiring board 2 and soldered in a table, The lead terminals are made of one of the surface mount components 10B which are directly soldered onto the surface of the wiring board 2.
[0015]
The printed board recycling apparatus of the embodiment can remove all components (including the information storage unit 3) from the printed board 1 based on information obtained from the information storage unit 3 mounted on the wiring board 2. The information capturing mechanism 4 for capturing the information in the information storage body 3, the weight measuring device 5 for measuring the weight of the printed board 1, and the components for removing all the components from the wiring board 2 are roughly classified. It is provided with a removing means (not shown) and a control unit 8 for controlling the drive of the component removing means based on output signals from the information capturing mechanism 4 and the weight measuring device 5.
[0016]
More specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the information capturing mechanism 4 is mounted on a movable body 41 movable in the X, Y, and Z directions, and is mounted on a bottom of the movable body 41. It has a plurality of probe pins 42 corresponding to the number of lead terminals 3a of the information storage body 3. When the printed board 1 is conveyed by the conveyer 9 while the printed board 1 is facing upward, and stops at the reading position, the information taking-in mechanism 4 moves the moving body 41 to the information of the printed board 1 as shown in FIG. The probe pins 42 move toward the storage body 3, and the probe pins 42 electrically contact the pattern connection points 12 connected to the lead terminals 3 a of the information storage body 3, and apply a predetermined voltage to store the information. Information 30 necessary for removing various parts from the body 3 can be captured.
[0017]
At this time, the information 30 obtained by the information capturing mechanism 4 is transmitted to the control unit 8, and the control unit 8 uses the information 30 to operate the component removing unit. The pattern connection point 12 is formed at one end of the wiring pattern 11 formed on the wiring board 2, and the lead terminal of the insertion mounting component 10 </ b> A is connected to the other end of the wiring pattern 11 by soldering.
[0018]
As shown in FIG. 4, the weight measuring device 5 is for measuring the weight of the printed board 1, and is provided at an intermediate position on the transport conveyor 9 at a position downstream of a first disassembly mechanism 6 described later. Consists of a balance. This weight measuring device 5 is normally in a state in which the lifting head 51 is lowered below the conveyor 9 as shown in FIG. 8, and when the printed board 1 is carried in by the conveyor 9 on the lifting head 51, As shown in FIG. 4, the lifting head 51 moves up and down by inserting the transport conveyor 9, lifts the printed board 1, and measures the weight of the printed board 1. The measurement result of the weight measuring device 5 is output to the control unit 8.
[0019]
The component removing means is provided on the conveyor 9 at a position between the information taking-in mechanism 4 and the weighing device 5 and at a position downstream of the weighing device 5. And a second disassembly mechanism 7.
[0020]
As shown in FIG. 6, the first disassembly mechanism 6 includes a rotating body 61 on which a drill 62 is mounted at a tip, and a Z-axis driving body that rotatably mounts the rotating body 61 and moves in a vertical (Z) direction. 63, and an XY table 64 to which the Z-axis driving body 63 is attached and which can be moved in the front-rear and left-right (X, Y) directions.
As shown in FIG. 4, when the printed board 1 is transported to the first disassembly position by the transport conveyor 9 and positioned, the first disassembly mechanism 6 moves the rotating body 61 by moving the XY table 64. , The drill 62 of the rotating body 61 is positioned on the lead terminal side of the component 10 to be removed, and then, as shown in FIGS. Is rotated toward the printed board 1 while rotating, so that a hole is formed so as to remove the joint portion A between the lead terminal and the solder. When this is repeated by the number of lead terminals provided on the component, the lead The entire joint A between the terminal and the solder is removed, and the component 10 drops from the printed board 1 by its own weight, thereby removing the component 10 from the wiring board 2 and the same type of information. Osametai 3 so that can also be removed.
[0021]
The size of the drill 62 of the first disassembling mechanism 6 is preferably larger than the size of the lead terminal of the component to be removed in order to ensure that the component 10 can be removed. The selection may be made by the operator before the operation, but a thicker drill 62 may be mounted in advance. Needless to say, the transport conveyor 9 has a structure that does not damage the transport conveyor 9 when a hole is drilled in the printed board 1 by the drill 62.
[0022]
Therefore, the first disassembling mechanism 6 allows only the insertion mounting component 10 into which the lead terminal inserts the wiring board 2 to remove the printed board 1, and the operation is controlled by the control unit 8.
[0023]
On the other hand, the second disassembling mechanism 7 is for melting the solder of the surface mount component 10B mounted on the printed board 1 and removing the component 10B, as shown in FIGS. In addition, a solder melting portion (not shown) including a heater 72 and a fan 71 that blows out heat from the heater 72 from a nozzle 74 through a duct 73 is provided.
The second disassembling mechanism 7 includes an XY table 75 movable in the front-rear and left-right directions, a Z-axis driving body 76 mounted on the table 75 and capable of moving up and down, and a Z-axis driving body. And a scraper 77 attached to the lower part of the component 76 (not shown).
[0024]
Then, when the printed board 1 passes through the weight measuring device 5 by the transport conveyor 9 and is then transported to the second disassembly position and positioned, the solder melting portion of the second disassembly mechanism 7 drives the fan 71 and the heater 72. Then, the nozzle 74 heats the solder on the lead terminal side around the surface-mounted component 10B on the printed board 1 to melt the solder. When the solder is in a reliably melted state, X -By operating the Y table 75 and the Z-axis driving body 76, the scraper 77 moves along the wiring board 2 as shown in FIG. 9B, and displaces the solder-mounted surface-mounted component 10B from the wiring board 2, Finally, all the displaced surface mount components 10B are dropped into the component collection receiver 20B.
[0025]
In this case, when the solder is melted by the solder melting portion, the second disassembling mechanism 7 keeps the nozzle 74 in contact with the scraper 77 of the component removing portion as shown in FIG. Thus, the nozzle 74 can reliably melt the solder on the lead terminal side of the component 10B.
[0026]
Therefore, the second disassembling mechanism 7 melts the solder of the component 10B surface-mounted on the substrate 2 and removes the molten component 10B from the substrate 2.
[0027]
Further, two scrapers 77 of the solder melting portion in the second disassembling mechanism 7 may be provided so as to be located on the front and back sides of the printed board 1 as shown in FIG. In this case, the scraper 77 on the back side of the printed board 1 is positioned at the same position as the scraper 77 on the front side, and is configured to move in the same manner. A surface-mounted component (not shown) mounted on the back surface may be similarly melted to separate the solder and drop by its own weight.
[0028]
On the other hand, when the printed board 1 is conveyed to the first disassembly position and positioned by the conveyor 9, the control unit 8 performs the first disassembly of the inserted component removing means based on the information captured by the information capturing mechanism 4. By controlling the operation of the mechanism 6, all the inserted mounting parts 10 are removed from the printed board 1, and then the printed board 1 from which the inserted mounting parts 10 are removed is transported via the weight measuring device 5 to the second disassembly position. When the positioning is performed, the operation of the second separation mechanism 7 is controlled based on the information captured by the information capturing mechanism 4 and the weight information measured by the weight measuring device 5.
[0029]
In this case, when the second disassembling mechanism 7 melts the solder, the control unit 8 uses the temperature obtained by adding 30 degrees to the temperature of the solder melting point information 31 of the information 30 fetched from the information storage unit 3 as a guide. While determining whether or not the temperature is high, when the determination result is high, the solder is melted by spraying from the nozzle 74 at a high temperature corresponding thereto, while when the determination result is low, the nozzle 74 is discharged at a low temperature corresponding thereto. The temperature is controlled so that the solder is melted by spraying. Therefore, the controller 8 controls the heater temperature based on the data of the solder melting point information 31.
[0030]
The control unit 8 determines from the measurement result of the weight measuring device 5 a value obtained by multiplying the weight value of the printed board 1 by a variable of 0.3, and determines whether or not the value is large. When the value is large, the solder is melted in a long time corresponding thereto, while when the determination result is small, the time for blowing the heat to the solder is controlled such that the solder is melted in a short time corresponding thereto. Therefore, the control unit 8 controls the heating and melting time of the solder based on the weight data of the printed board 1.
[0031]
Therefore, this printed board recycling apparatus is composed of an information storage unit 3, a conveyor 9, an information taking-in mechanism 4, a first disassembling mechanism 7 and a second disassembling mechanism 8 mounted on the printed board 1. It comprises a measuring instrument 5 and a control section 8.
[0032]
Next, an embodiment of the method of the present invention will be described in relation to the operation of the recycling apparatus.
When it is desired to separate these components from the printed board 1 on which various components such as the insertion mounting component 10A including the information storage body 3 as shown in FIG. 1 and the surface mounting component 10B as shown in FIG. 9 are mounted. First, the printed board 1 is placed on the conveyor 9 with the front side up, and the printed board 1 is transported to the transport path by driving the transport conveyor 9 in this state.
[0033]
Then, when the printed board 1 on the conveyor 9 is sent to the information capturing position and positioned, the moving body 41 of the information capturing mechanism 4 descends as shown in FIG. When the tip of the pin 42 comes into contact with the wiring connection point 12 connected to the lead terminal 3a of the information storage body 3, the information 30 stored in the information storage body 3 is fetched, and the fetched information is transmitted to the control unit. 8 is output.
[0034]
As a result, the control unit 8 first performs a process of removing only the insert mounting component 10A from the various components from the printed board 1 based on the information 30 obtained via the information capturing mechanism 4.
[0035]
That is, when the printed board 1 is transported and positioned by the transport conveyor 9 to the first separation position, the XY table 64 of the first separation mechanism 44 approaches the desired insertion mounting component 10A side, and the Z-axis drive is performed. As shown in FIG. 6, the body 63 is lowered while rotating the drill 62 and facing one lead terminal of the component 10. At this time, as shown in FIGS. 7A and 7B, the drill 62 makes a hole in a portion including the lead terminal of the insertion mounting component 10A on the front surface side of the printed board 1 so that the lead terminal and the solder can be connected. If the joint portion is removed and this removing operation is performed in the same manner for all the lead terminals mounted on one insertion mounting component 10A, the lead terminals are separated from the solder. 10A falls from the printed board 1 to the component collection receiver 20A, and the component 10 is removed from the printed board 1.
[0036]
When one insertion mounting component 10A is removed from the printed board 1 in this manner, the next insertion mounting component 10A is also removed in the same manner, and the same operation is performed by the number of the insertion mounting components 10A. Remove all the parts 10A including.
In this case, the removed component 10A is in a state where only the leading end portion of the lead terminal where the printed board 1 is inserted is missing, and there is no possibility that the main body of the inserted mounting component 10A itself is damaged at all. Enables 10A recycling.
[0037]
Then, after all the inserted mounting parts 10A are removed from the printed board 1, the printed board 1 is transported by the transport conveyor 9 to the position of the weight measuring device 5 and stopped. When the printed board 1 is lifted up and down from the conveyor 9, the weight of the printed board 1 is measured and the information is output to the control unit 8. When the weight measurement is completed, the lifting head 51 descends, and the printed board 1 is returned while being placed on the conveyor 9.
[0038]
Thereafter, when the printed board 1 is transported and positioned by the transport conveyor 9 to the second separation position, the solder melting portion of the second separation mechanism 7 is driven, and as shown in FIG. The nozzle 74 heats the terminal portion of the desired insertion mounting component 10B to melt the solder fixing the terminal.
[0039]
In this case, the control unit 8 heats the solder by controlling the solder melting portion based on the information taken in from the information storage unit 3 via the information taking-in mechanism 4, and furthermore, controls the information 30 stored in the information storage unit 3. The solder is heated and melted at the temperature based on the solder melting information and the heating time based on the value measured by the weight measuring device 5.
[0040]
Then, when the solder fixing all the terminals mounted on the surface mount component 10B is surely melted so as to obtain fluidity, the control unit 8 controls the component removal unit as shown in FIG. 9B. Move control. That is, the XY table 75 of the component removing unit moves in the direction opposite to the transport direction of the printed board 1, and the Z-axis driving body 76 descends to the board surface, thereby shifting the surface-mounted component 10B from the board 2. Drop it and drop it into the parts collection receiver 20B.
[0041]
By performing the melting of the solder by the solder melting unit and the removal of the surface-mounted components 10B from the board 2 by the component removing unit by the number of all the surface-mounted components, all the components can be removed from the board 2. It becomes.
[0042]
Thus, in a state where all the surface mount components 10B are removed from the board 2, the terminals of the surface mount components 10B are not damaged at all and only a part of the solder is attached. The removed surface mount component 10B can be recycled if necessary.
[0043]
In one embodiment of the method of the present invention, as described above, when the printed board 1 is disassembled, the information acquisition mechanism 4 acquires information 30 necessary for disassembly of the component 10 from the information storage component 3 provided in advance on the wiring board 2. In other words, the control unit 8 controls the first disassembly mechanism 6 of the component removing means based on the information 30, the first disassembly mechanism 6 removes the inserted mounting component 10A from the printed board 1, and the control unit 8 controls the information. The second disassembling mechanism 7 of the component disassembling means is controlled based on the information 30 fetched from the fetching mechanism 4 and the weight information measured by the weight measuring device 5, and the second disassembling mechanism 7 converts the surface mount component 10B into a printed board. 1 so that all parts to be soldered can be accurately removed from the printed circuit board 1 irrespective of the size of the printed circuit board and the type of solder and without breaking. Bets can be, therefore, it is possible to accurately and easily separate the components 10 and the wiring board 2 from the printed board 1.
[0044]
In addition, the first disassembling mechanism 6 removes the connection portion between the lead terminal of the inserted mounting component 10A and the solder on the printed board 1 with the drill 62, while the second disassembling mechanism 7 removes the surface mounted component on the printed board 1 Since the solder connecting the lead terminals of 10B is melted in the solder melting portion, and the surface mounted component 10B in the melted state is separated from the printed board 1 and separated, so that the component can be appropriately separated according to the type of the component. It can be carried out.
[0045]
In the printed board recycling apparatus of the embodiment, when the printed board 1 is manufactured, the information storage unit 3 attached to the wiring board 2 and the information necessary for separating the components from the printed board 1 by the information storage unit 3 are stored. An information taking-in mechanism 4 for taking in, a first disassembling mechanism 6 for removing the component mounting component 10A from the printed board 1 based on the taken-in information, and a second disassembling mechanism 6 for removing the surface mounting component 10B from the printed board 1 based on the taken-in information. Since the system is provided with the disassembly mechanism 7 and the control unit 8 for controlling the first and second disassembly mechanisms 6 and 7 based on information from the information capturing mechanism 4 and the weight measuring device 5, the above-described method can be performed accurately. I can do it.
[0046]
In addition, in the recycling apparatus, the first disassembling mechanism 6 removes the joint between the inserted mounting component 10A and the solder by using the drill 62. However, the first disassembling mechanism 6 is used when the printed board 1 is manufactured. In addition, an apparatus for forming a through hole in the printed board 1 can be used instead, and it is not necessary to particularly develop a new apparatus.
[0047]
In the above embodiment, since the information storage unit 3 does not contain the weight information of the printed board 1, an example in which the weight is measured during the transportation of the printed board 1 has been described. It is also possible to preliminarily store the weight information of the printed board in 3 and to obtain all necessary information only by the information capturing mechanism 4 once capturing the information. In other words, when the information taking-in mechanism 4 once takes in the information 30 from the information storage body 3 attached in advance to the wiring board 2 at the time of separating the component 10, based on the information 30, the component removing mechanism makes the component 10 on the printed board 1. May be configured to be removed.
By doing so, not only is there no need to install the weight measuring device 5 as in the above-described embodiment at an intermediate position in the transport path, but also it is not necessary to control the positioning of the transport conveyor 9 by the weight measuring device 5. Thus, the control contents of the control unit 8 can be simplified accordingly. In addition, based on the information taken in from the information taking-in mechanism 4, the removal process of the insertion mounting component 10A and the removal process of the surface mounting component 10B can be sequentially performed, and the working process can be simplified.
[0048]
Further, in the illustrated embodiment, an example is shown in which an insert mounting component type ROM is used as the component 3 for storing information 30 necessary for disassembling various components from the printed board 1, but the present invention is not limited to this. A mounted component type ROM may be used. As a substitute for the ROM, a barcode attached (or printed) to a printed board can be used. However, since there is a possibility that the information amount becomes large, in that case, a microfilm can be used instead. Therefore, the point is that a component that stores information necessary for separating the component from the printed board 1 may be attached to the wiring board 2 in advance.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, claims 1 to 1 of the present invention. 4 According to the above, when the components are separated, Stores information including melting point information of solder and coordinate position information of each component on the wiring board The information storage unit is configured to take in information necessary for separating the component from the printed board from the information storage unit and to remove various components from the printed board based on the taken-in information. All of the components can be accurately removed from the printed board 1 without breaking, regardless of the size of the printed board and the type of solder, and therefore, the components and the wiring board can be accurately and easily separated from the printed board. There is an effect that can be separated. In particular, according to the second aspect, there is an effect that separation can be performed easily and reliably regardless of the type of components mounted on the printed board, in addition to the size of the printed board and the type of solder.
[0050]
Claims of the present invention 5 ~ 7 According to the information required to separate the various parts from the printed board Information including melting point information of solder, coordinate position information of each component on the wiring board, coordinate position information of lead terminals An information storage body that stores the information, an information capturing mechanism that captures the information from the information storage body when the components are separated, and a unit that removes various components from the printed board based on the information captured by the information capturing mechanism. Therefore, there is an effect that the above method can be performed accurately. In particular, according to the seventh aspect, there is an effect that the surface-mounted component can be removed from the printed board almost intact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top perspective view showing a mounted state of an information storage body to which the method of the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view of the mounting state of the information storage body viewed from below.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing contents of information stored in an information storage.
FIG. 4 is an explanatory view showing one embodiment of a printed board recycling apparatus for carrying out the method of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory perspective view showing a relationship between an information capturing mechanism and a printed board in the recycling apparatus.
FIG. 6 is an explanatory view showing a first separation mechanism in the recycling apparatus.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an operation state in which the first separation mechanism removes a joint portion between the lead terminal of the insertion mounting component and the solder.
FIG. 8 is an explanatory view showing a weight measurement state of a printed board by a weight measuring device.
FIG. 9 is an operation explanatory view showing a second separation mechanism in the recycling apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printed board, 2 ... Wiring board, 3 ... Information storage body, 30 ... Information required to separate components from printed board 1, 4 ... Information taking-in mechanism, 5 ... Weight measuring device, 6 ... First separation Mechanism, 7: second separation mechanism, 8: control unit, 9: transport conveyor, 10: component, 10A: insertion mounting component, 10B: surface mounting component.