JP4122976B2

JP4122976B2 - Method and apparatus for recycling printed circuit board

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Publication number: JP4122976B2
Application number: JP2003001238A
Authority: JP
Inventors: 力也上村; 博輝神谷; 敦資坂井田; 宏司近藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2023-01-07
Also published as: JP2004209425A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板のリサイクル方法およびそのリサイクル装置に関し、特にプリント基板を構成する樹脂材料と金属材料を分離し、樹脂材料も再利用可能なリサイクル方法およびそのリサイクル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題への関心の高まりからプリント基板についてもリサイクルして再利用したという要求がある。従来の電子製品に主として使用されるプリント基板は、その基板材料がガラス繊維と熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂等からなり、そのリサイクル方法としては、回路配線としての金属材料のみを回収し、再利用していた。このため、配線金属材料を分離回収した残りの絶縁材料としての樹脂については、焼却して熱エネルギーとして利用するか、粉砕して充填材に転用するか、あるいは場合によっては廃棄物として埋め立てる方法がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術のリサイクル方法では、樹脂材料を、焼却する、あるいは樹脂材に転用する程度のリサイクル状態では、ＣＯ_２の排出の増加、あるいは廃棄物の増大の一因となってしまうため、好ましいリサイクル状態とは言い難い。
【０００４】
これを解決するために我々は、特願２００１−３８５１１７号に示す技術を考案した。この技術では、基板材料に使用する絶縁材料が熱可塑性樹脂からなり、層間接続材料に使用するビア接続材料が錫（Ｓｎ）と銀（Ａｇ）の二つの金属からなり、これら二つの金属の合金（ＡｇＳｎ）からなる導電性組成物によって導体パターン間相互を層間接続するプリント基板を、樹脂材料が溶融する所定温度程度に加熱し、フィルタによる濾過によって樹脂材料のみを通過させて、その所定温度では固形物である金属材料と、樹脂材料を分離する。そして、その再利用者の目的に応じて、分離した金属材料と樹脂材料の両者の少なくともいずれか一方を再利用するものである。
【０００５】
しかしながら、樹脂材料と金属材料に分離する装置に、廃棄され、リサイクルする目的で投入されるプリント基板が、その製造過程で、例えば導電性組成物である合金（ＡｇＳｎ）となる前のペースト材料状態の錫（Ｓｎ）の金属粒子と銀（Ａｇ）の金属粒子のうち、錫（Ｓｎ）の粒子の一部が銀（Ａｇ）粒子あるいは配線金属である銅（Ｃｕ）と反応して金属間化合物を形成しないまま、残留する可能性がある。錫（Ｓｎ）粒子が残存すると、廃棄されたそのプリント基板をリサイクルしたい場合、そのプリント基板を加熱することで、その錫（Ｓｎ）粒子が溶融して液体となり、樹脂中に混入してしまう恐れがある。その結果、分離回収した樹脂は、絶縁材料に使用した樹脂材料と同一成分とはならず、その分離回収した樹脂材料のリサイクル価値の低下を招く。場合によってはリサイクル用途を限定してしまうという恐れがある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、廃棄されたプリント基板の製造過程にて使用した金属ペーストが一部残留する場合であっても、リサイクルするための樹脂と金属の分離工程において、分離回収する樹脂に金属の混入防止が可能なプリント基板のリサイクル方法およびそのリサイクル装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定加熱温度に加熱し、濾過することで樹脂のみを通過させて、その樹脂と金属を分離回収するプリント基板のリサイクル方法において、その廃プリント基板として、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材に、配線金属材料からなる導体パターンを複数層有するとともに、その絶縁基材に設けられたビアホール内に配され、その導体パターン間相互を電気的に接続する導電性組成物が、その熱可塑性樹脂の溶融温度より低い融点を有する第１の金属と、その第１の金属と焼結可能な第２の金属からなるビア接続材料から形成されているプリント基板を用い、
その樹脂のみを通過させて濾過するフィルタの材料は、その第１の金属と化学的に反応してその所定加熱温度より融点が高い金属間化合物を生成することが可能な金属材料を使用する。
【０００８】
廃プリント基板を少なくとも軟化する加熱温度に加熱し、濾過することで熱可塑性樹脂のみを通過させて、熱可塑性樹脂と金属材料とに分離するプリント基板のリサイクル方法において、絶縁基材に使用する熱可塑性樹脂の溶融温度より低い融点を有する第１の金属と、この第１の金属と焼結可能な第２の金属からなるビア接続材料を、例えばその二つの金属をペースト状にビアホール内に充填し、加熱することで導体パターン間相互を層間接続するプリント基板を、廃プリント基板として用いる場合、その廃プリント基板を製造した製造工程において、導体パターン間相互を接続する導電性組成物を形成する過程で、第２の金属、例えば銅（Ｃｕ）と焼結せず、第１の金属、例えば錫（Ｓｎ）の一部が残留する可能性がある。その廃プリント基板をリサイクル工程で、所定加熱温度に加熱する際、その残留した第１の金属は溶融し、液体となって樹脂中に混入してしまう恐れがある。
【０００９】
これに対して、樹脂のみを通過させて濾過するフィルタの材料として、第１の金属と化学的に反応して所定加熱温度より融点が高い金属間化合物を生成する金属材料を使用するので、その廃プリント基板を製造した製造工程にて第１の金属の一部が残留する場合があったとしても、その残留した第１の金属が溶融し、軟化もしくは溶融した状態の熱可塑性樹脂に混入してフィルタを通過しようとする際、その溶融した第１の金属を、フィルタの材料と化学的に反応して所定加熱温度より融点が高い金属間化合物を生成させ、フィルタの一部に固化させることが可能である。
【００１０】
したがって、その廃プリント基板を製造した製造工程にて第１の金属の一部が残留する場合があったとしても、フィルタから熱可塑性樹脂のみを通過させて、分離回収する樹脂に、樹脂以外の金属材料が混入してしまうことを防止することが可能である。
【００１１】
本発明の請求項２によると、第１の金属は、前記導体パターンを形成する前記配線金属材料と合金を形成可能な金属材料である。
【００１２】
これにより、第１の金属は、例えば、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、あるいは鉛（Ｐｂ）等の金属の融点として比較的低い融点を有するはんだ材料に使用する金属を使用することができる。
【００１３】
本発明の請求項３によると、ビア接続材料は、その第１の金属が錫（Ｓｎ）からなり、その第２の金属が銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）のいずれかからなる。
【００１４】
これにより、第１の金属を錫（Ｓｎ）とする場合、錫（Ｓｎ）と焼結可能な第２の金属は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）のいずれかからなるビア接続材料を用いることが可能である。そのため、廃プリント基板を製造した製造過程で錫（Ｓｎ）がプリント基板中に残留している場合、例えばフィルタの金属材料を、これら第２の金属材料のいずれかから形成することで、リサイクル工程で廃プリント基板が加熱され、溶融した錫（Ｓｎ）が樹脂中に混入しても、これら第２の金属のいずれかと同じ金属材料で形成されたフィルタを通過する際、フィルタを形成するその金属材料と化学的に反応して金属間化合物を生成させ、フィルタの一部に固化させて固形物とすることが可能である。
【００１５】
本発明の請求項４によると、第２の金属は、その所定加熱温度より高い融点を有している。
【００１６】
これにより、第２の金属はプリント基板を加熱する所定加熱温度より高い融点を有するので、第２の金属は所定加熱温度に加熱されても固形物のままである。例えばフィルタの濾過可能なメッシュの大きさを、導電性組成物、もしくは第２の金属のペースト状態での金属粒子の大きさより小さく設定する場合には、フィルタによって分離回収された樹脂に、第２の金属が混入することはない。その結果、第１の金属のみをフィルタを形成する金属材料によって捕捉することで、分離回収された樹脂への金属混入が確実に防止することが可能である。
【００１７】
本発明の請求項５によると、フィルタの金属材料が銅（Ｃｕ）である。
【００１８】
これにより、フィルタの金属材料として、安価に製造することが可能である。
【００１９】
本発明の請求項６によると、電子製品において、そのプリント基板に実装する素子と、その導体パターンを接合するはんだ材料が、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）のいずれかからなる。
【００２０】
これにより、はんだ材料が、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）のいずれかからなる場合、これらのはんだ材料は、フィルタの金属材料である銅（Ｃｕ）と合金を形成することが可能であるので、リサイクル工程で、はんだ材料が一部残留していたとしても、プリント基板を加熱する際、フィルタにより分離回収した樹脂に混入することを防止可能である。
【００２１】
本発明の請求項７によると、フィルタは焼結金属で形成されている。
【００２２】
これにより、被濾過対象物を濾過するフィルタのメッシュ穴として、単に貫通しているだけではなく、曲がりくねったメッシュ穴を形成することが可能である。したがって、例えば針状の細くて長い金属材料であっても確実に捕捉でき、微細な金属材料がフィルタを通過することを防止することが可能である。
【００２３】
本発明の請求項８によると、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材に、配線金属材料からなる導体パターンを複数層有するとともに、その絶縁基材に設けられたビアホール内に配され、その導体パターン間相互を電気的に接続する導電性組成物が、その熱可塑性樹脂の溶融温度より低い融点を有する第１の金属と、その第１の金属と焼結可能な第２の金属からなるビア接続材料から形成されているプリント基板を、廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材である廃プリント基板として、その廃プリント基板から、その熱可塑性樹脂と、少なくともその配線金属材料からなる金属材料とに分離するプリント基板のリサイクル装置であって、その廃プリント基板を加圧する加圧手段と、その廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定加熱温度に加熱する加熱手段と、その加熱手段によってその所定加熱温度に維持されたその廃プリント基板から、その熱可塑性樹脂を濾過する濾過手段を備え、その濾過手段は、その廃プリント基板からその熱可塑性樹脂のみを通過させるフィルタを有し、そのフィルタは、その第１の金属と化学的に反応してその所定加熱温度より融点が高い金属間化合物を生成することが可能な金属材料で形成されている。
【００２４】
これにより、熱可塑性樹脂の溶融温度より低い融点を有する第１の金属と、この第１の金属と焼結可能な第２の金属からなるビア接続材料を、例えばその二つの金属をペースト状にビアホール内に充填し、加熱することで導体パターン間相互を層間接続するプリント基板を廃プリント基板として使用する場合、その廃プリント基板から熱可塑性樹脂と、少なくとも配線金属材料からなる金属材料とに分離するプリント基板のリサイクル装置において、加熱手段によって廃プリント基板の熱可塑性樹脂を軟化した状態もしくは粘性の低い状態にするとともに、これらの状態の熱可塑性樹脂を、加圧手段によって加圧しながら濾過するつまり強制濾過することが可能である。その結果、熱可塑性樹脂のみを通過させて、濾過手段による熱可塑性樹脂と金属材料の分離回収を容易に行なうことが可能である。
【００２５】
さらに、廃棄されたプリント基板を製造した製造工程にて、第１の金属、例えば錫（Ｓｎ）の一部が残留することがあった場合、濾過手段を構成するフィルタの材料が、第１の金属と化学的に反応して、加熱手段による所定加熱温度より融点が高い金属間化合物を生成することが可能な金属材料、例えば銅（Ｃｕ）で形成されているので、所定加熱温度によって第１の金属の錫（Ｓｎ）が溶融して液体となって熱可塑性樹脂に混入したとしても、その液体の錫（Ｓｎ）を、フィルタの材料である銅（Ｃｕ）と反応して金属間化合物に形成させ、フィルタの一部として固化させることが可能である。
【００２６】
したがって、その廃プリント基板を製造した製造工程にて第１の金属の一部が残留する場合があったとしても、濾過手段を構成するフィルタから熱可塑性樹脂のみを通過させて、分離回収する樹脂に、樹脂以外の金属材料が混入してしまうことを防止することが可能である。
【００２７】
本発明の請求項９によると、フィルタは、焼結金属から形成することができる。
【００２８】
本発明の請求項１０によると、加圧手段は、略円筒体と、その略円筒体の内周に摺接可能な軸部材と、その軸部材をその内周に沿って軸方向に往復移動自在にする駆動手段を備えている。
【００２９】
これにより、加熱手段によって加熱され、少なくとも軟化可能な廃プリント基板つまり軟化可能な状態となった熱可塑性樹脂と固形物の状態である配線金属材料を、加圧装置として、略円筒体の内周と軸部材とで区画される空間を、軸部材の移動によって圧縮するという簡素な構造を用いるので、安定した加圧動作を行なうことが可能である。
【００３０】
さらに、圧縮のための駆動手段を用いて軸部材を往復移動させることによって、円筒体の内周に付着あるいは沈殿する固形物を、その内周から掻き出すことが可能である。その結果、加圧動作の安定化が図れる。また、圧縮の継続に従って、略円筒体の内周における軸部材の移動の前方側に、固形物である配線金属材料を捕集することが可能である。
【００３１】
したがって、安定した加圧動作を維持するとともに、加熱しても固形物のままの配線金属材料等の金属材料と、少なくとも軟化して濾過可能な状態となる熱可塑性樹脂に、効率的に分離することが可能である。
【００３２】
本発明の請求項１１によると、濾過手段は、二段階の濾過通路を有しており、その二段階の濾過通路のうちの一方は、互いに摺接可能なその略円筒体とその軸部材との間に形成される径方向の隙間であるとともに、他方は、そのフィルタである。
【００３３】
これにより、濾過手段として、二段階の濾過通路によって１次濾過、２次濾過と二段階の濾過過程を採用したとしても、加圧手段を構成する略円筒体と軸部材との間に形成される径方向の隙間を利用して濾過手段としての濾過通路とすることが可能である。
【００３４】
したがって、二段階の濾過通路によって１次濾過、２次濾過することで、熱可塑性樹脂と金属材料に分離する精度の向上が図れるとともに、濾過装置数の増加を抑制でき、結果として、リサイクル装置に係わるコストの低減が図れる。
【００３５】
なお、１次濾過として、例えば上記径方向の隙間を、導電性組成物の大きさより小さい隙間にすることで、熱可塑性樹脂と配線金属材料の分離精度の向上が図れるとともに、２次濾過通路となるフィルタの寿命向上が図れる。
【００３６】
本発明の請求項１２によると、フィルタは、その略円筒体の内周に、その軸部材に対向するように、開口するポート部内に設けられている。
【００３７】
これにより、加熱手段によって少なくと軟化した廃プリント基板を、１次濾過通路である略円筒体と軸部材の径方向隙間にで１次濾過した後に、略円筒体の内周に開口するポート部内に配置されたフィルタで二次濾過することができる。
【００３８】
本発明の請求項１３によると、フィルタは、そのポート部の上方側に配置されている。
【００３９】
これにより、フィルタを収容するポート部内に、少なくとも軟化した熱可塑性樹脂と、固形物の配線金属材料が混在して導かれたとしても、フィルタは上方側に配置されているので、固形物である金属材料を沈殿しにくくすることが可能である。したがって、フィルタ寿命の向上が図れる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプリント基板のリサイクル方法およびそのリサイクル装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００４１】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係わるプリント基板のリサイクル装置の濾過手段を構成するフィルタを示す模式的断面図である。図２は、本実施形態に係わるプリント基板のリサイクル装置の概略構成を示す模式的断面図である。図３は、図２の第１の実施形態に係わるプリント基板のリサイクル装置において、加熱し、加圧された廃プリント基板から樹脂材料のみを通過させる濾過を行なうことで、廃プリント基板を樹脂材料と金属材料に分離する過程を表す模式的断面図である。図４は、図３中の廃プリント基板を樹脂材料と金属材料に分離する過程における濾過原理を表す模式的断面図である。図６は、本実施形態に係わるプリント基板のリサイクル方法を適用したプリント基板のリサイクル方法の全体システムを示すブロック図である。図７は、図６中のリサイクルシステムを適用して樹脂材料と金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。図８は、図７のプリント基板に係わるビアホール内に配され、導体パターン間相互を接続する導電性組成物の状態を示す拡大図であって、図８（ａ）は導電ペースト充填後の状態、図８（ｂ）は層間接続後の状態を示す模式的断面図である。なお、図５は、図４の樹脂材料と金属材料に分離する過程で使用した廃プリント基板の状態の一実施例を示す模式的断面図である。
【００４２】
（本発明のプリント基板のリサイクル方法を適用するプリント基板のリサイクル方法の全体システムの概略説明）
図６に示すように、プリント基板のリサイクル方法に係わる全体システムは、被処理物としての廃プリント基板１００と、被処理物１００を一次処理する実装部品の除去手段２００と、被処理物１００を二次処理するはんだ除去手段３００と、一次および二次処理後に実施する、プリント基板１００を構成する樹脂材料２ａと金属材料２ｂを分離する樹脂と金属の分離回収手段４００と、この樹脂と金属の分離回収手段４００にて分離回収した一方の樹脂材料２ａを樹脂成形する樹脂成形手段５００と、分離回収手段４００にて分離回収した他方の配線金属材料２ｂを金属精錬する金属精錬分離手段６００より構成されている。なお、樹脂と金属の分離回収手段４００は後述する濾過方法によって樹脂材料２ａのみを通過させて、樹脂材料２ａと金属材料２ｂに分離する。
【００４３】
廃プリント基板１００は、廃棄された電子製品に使用されているプリント基板１０１、あるいは電子製品を製造工程で発生する廃材としてのいわゆる廃プリント基板であって、図７に示すように、少なくとも熱可塑性樹脂からなる絶縁基材２３と、この絶縁基材２３の表面に配設され、少なくとも配線金属材料からなる導電パターン２２とを備えている。なお、電子製品に使用されるプリント基板１０１では、図７に示すように、絶縁基材２３と導体パターン２２とを備える回路基板２１と、その回路基板２１に実装される実装部品７０と、実装部品７０と回路基板２１とを電気的に接続するはんだ８０とを含んで構成されている。
【００４４】
さらになお、回路基板２１が積層成形されている場合には、絶縁基材２３に設けられたビアホール２４内に配され、導体パターン２２間相互すなわち層間相互を電気的に接続する導電性組成物５１を備えていてもよい（図７参照）。
【００４５】
さらになお、絶縁基材２３において、絶縁材料として使用する樹脂材料は、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物で形成されるものであれば何れのものでもよく、樹脂フィルムであってもよい。例えば、廃プリント基板に用いるプリント基板１０１としては、熱可塑性樹脂からなるフィルムの少なくとも片面上に導体パターン２２が形成された導体パターンフィルム、およびその導体パターンフィルムを含む樹脂フィルムを複数枚積層し、加熱しつつ加圧することで、樹脂フィルムを相互に接着して多層化成形される多層プリント基板でもよい。
【００４６】
次に、実装部品７０（図７参照）の除去手段２００は、半導体素子等の部品７０を除去するものであって、周知の手段を用いればよい。例えば常温で機械的に部品７０を剥離する機械的除去手段、実装基板１０１をはんだが溶融する温度まで加熱して部品７０を除去する加熱除去手段等の何れの手段を用いてもよい。
【００４７】
なお、電子製品に装着済みのプリント基板１０１をリサイクルする場合であれば、装着された状態のプリント基板を脱着する必要があるが、脱着については、実装基板１０１を固定しているコネクタを外して脱着しても、破壊して脱着しても、どのような手段を用いて脱着してもよい。なお、本実施形態では、電子製品に実装基板１０１を装着しているコネクタを外す手段を用いて、電子製品から廃プリント基板１００を回収した。
【００４８】
はんだ除去手段３００は、部品除去手段としての機械的除去手段等によって部品７０を剥離させた廃プリント基板１００に残留したはんだ８０、あるいは加熱除去手段等によって溶融したはんだ８０もしくは冷却固化したはんだ８０を除去するものであって、周知の手段を用いればよい。例えばグラインダ等を用いて機械的に除去する機械的はんだ除去手段、あるいは塩酸と硫酸の混酸等のはんだが溶解する薬品を用いて除去するはんだ薬品除去手段等の何れの手段を用いてもよい。
【００４９】
樹脂と金属の分離回収手段４００は、上記部品除去手段２００およびはんだ除去手段３００によって、半導体素子等の実装部品７０およびはんだ８０が除去された廃プリント基板１００を、少なくとも加熱し、濾過する手段である。これにより、廃プリント基板１００を構成する樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂのうち、樹脂材料２ａのみを通過させて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとに分離回収が可能である（図６参照）。
【００５０】
なお、被処理物である廃プリント基板１００を少なくとも加熱し、濾過することで樹脂材料２ａのみを通過させる手段・方法の詳細については、後述する。
【００５１】
なお、廃プリント基板１００から分離回収した樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂを、それぞれリサイクル使用するための材料製品に形成する樹脂成形手段５００、金属精錬分離手段６００は、それぞれ、周知の樹脂成形技術による樹脂製品２ａＡを形成する成形手段、周知の金属精錬技術による金属種類２ｂＢごとに分離精練する精練手段であればよい。
【００５２】
次に、プリント基板をリサイクル方法に係わる工程を図６に従って説明する。そのリサイクル方法は、廃プリント基板１００を材料毎に層別して分離回収し、分離回収した材料を再利用する流れを工程で表わすと、図６に示すように、部品除去工程Ｐ２００と、はんだ除去工程Ｐ３００と、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００と、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００にて分離回収された樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとを、それぞれ、製品利用するための製造工程としての樹脂成形工程Ｐ５００と、金属精錬分離工程Ｐ６００と含んで構成されている。なお、廃棄された電子製品に装着済みの廃プリント基板１００をリサイクルする場合には、部品除去工程Ｐ２００の前工程として、製品に装着された実装基板１００を脱着する脱着工程を設ければよい。部品除去工程Ｐ２００では、上述の部品除去手段２００を用いて、常温状態で半導体素子等の部品７０を機械的に剥離、あるいははんだ８０が溶融する温度まで加熱して部品７０を除去する等のいずれの方法であってもよい。なお、本実施形態では、廃プリント基板１００をはんだが溶融する２００℃に加熱し、金属のへらを基板１００の表面に接触させ、基板１００と平行に金属へらを移動させることで、実装部品７０をかき取り、部品７０を除去した。次に、はんだ除去工程Ｐ３００では、上述のはんだ除去手段３を用いて、はんだ８０を機械的に除去、あるいははんだ８０を溶解して除去する等のいずれの方法であってもよい。なお、本実施形態では、上記廃プリント基板１００の表面を＃３２０の研磨砥石を装着した回転式グラインダで研磨することで、はんだを除去した。樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００は、被処理物として、部品除去工程Ｐ２００およびはんだ除去工程Ｐ３００にて実装部品７０およびはんだ８０が除去された廃プリント基板１００（図５参照）を用いる。この樹脂と金属の分離除去工程Ｐ４００の詳細については、後述する。
【００５３】
なお、廃プリント基板１００から分離回収した樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂを、それぞれ再使用するために材料製品に再形成する樹脂成形工程Ｐ５００、金属精錬分離工程Ｐ６００は、それぞれ、周知の製造技術による樹脂成形する工程、周知の金属精錬技術によって金属種類ごとに精練する精練工程であればよい。
【００５４】
（本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置の詳細説明）
以下、上述のプリント基板のリサイクル方法における樹脂と金属の分離回収手段４００および樹脂と金属の分離除去工程Ｐ４００を、図１から図５に従って説明する。
【００５５】
本実施形態では、図２に示すように、プリント基板のリサイクル装置（以下、プリント基板の樹脂と金属の分離装置と呼ぶ）１は、主要な機能を手段として表すと、被処理物としての廃プリント基板１００を加圧する加圧手段Ｍ１と、廃プリント基板１００を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段Ｍ２と、この加熱手段Ｍ２によって所定温度に維持される被処理物１００から、樹脂材料（詳しくは、熱可塑性樹脂）２ａを濾過する濾過手段Ｍ３とを含んで構成されている。これにより、そのリサイクルする廃プリント基板１００を、加熱手段Ｍ２によって加熱することで軟化した状態もしくは粘性の低い状態にするとともに、これらの状態なった熱可塑性樹脂２ａを含む廃プリント基板１００を、加圧手段Ｍ１によって加圧しながら、濾過手段Ｍ３によって濾過する、つまり加圧手段Ｍ１および濾過手段Ｍ３によって強制濾過することが可能である。その結果、熱可塑性樹脂のみを通過させて、濾過手段Ｍ３による熱可塑性樹脂２ａと少なくとも配線金属材料からなる金属材料（以下、金属材料と呼ぶ）２ｂの分離回収を容易に行なうことが可能である（図３参照）。
【００５６】
例えば、加熱手段Ｍ２によって、廃プリント基板１００すなわち廃材となったプリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱成形された加熱温度（本実施例では、例えば約３５０℃）に近い温度に維持されることで、溶融された熱可塑性樹脂２ａを濾過手段Ｍ３を用いて容易に分離回収することが可能である。
【００５７】
なお、廃プリント基板１００として使用するプリント基板１０１（詳しくは、絶縁基材２３）に使用する樹脂材料２ａは、熱可塑性樹脂からなるものであればよく、これにより、加熱することで軟化させることができるとともに、樹脂と金属の分離装置１によって分離回収した樹脂材料２ａを加熱して所望の材料の形状にすることが可能である。なお、絶縁基材として熱硬化性樹脂からなるものが使用されるプリント基板は、高温にしても弾性率が下がることはなく、後述する簡便な構造を有する装置１での分離回収は、不可能である。
【００５８】
加圧手段Ｍ１は、図２および図３に示すように、略円筒状の略円筒体（以下、シリンダと呼ぶ）１１と、そのシリンダ１１の内周に摺接可能な軸部材（以下、ピストンと呼ぶ）１２とを含んで構成されている。なお、このピストン１２は、図示しない駆動手段によって、シリンダ１１の内周に沿って軸方向に往復移動自在に駆動される。
【００５９】
加熱手段Ｍ２は、図２に示すように廃プリント基板１００を収容する加圧室Ｒを区画するピストン１２およびシリンダ１１のいずれか一方に備えられていればよい。なお、この加熱手段Ｍ２は、伝熱媒体としてのシリンダ１１もしくはピストン１２を加熱するものであればよく、図示しない加熱ヒータ、あるいはその伝熱媒体１１、１２の内部に循環通路を形成し、その循環通路に加熱媒体を流す加熱装置であってもよい。なお、本実施形態では、加熱手段Ｍ２として、加熱ヒータ３１がシリンダ１１に備えられているものとして以下説明する。
【００６０】
さらになお、加熱手段Ｍ２は、例えば廃プリント基板１００を加熱して、廃プリント基板１００を構成する熱可塑性樹脂２ａを、軟化した状態もしくは粘性の低い状態にする所定加熱温度に設定することが可能である。なお、この所定加熱温度は、廃プリント基板１００の熱可塑性樹脂２ａが軟化可能な所定温度であることが好ましい。これにより、濾過手段Ｍ３にて濾過する前の廃プリント基板１００の状態を、少なくとも軟化可能な所定温度、すなわち熱可塑性樹脂２ａが軟化可能な温度に抑えることが可能である。したがって、加熱手段Ｍ２が、廃プリント基板１００を加熱するために消費するエネルギーの無駄消費を抑えることが可能である。
【００６１】
さらになお、本実施形態では、上述の加熱手段Ｍ２と加圧手段Ｍ１を用いることで、導体パターン２２を構成する配線金属材料等の金属材料２ｂを固形物の状態のままにして、溶融可能な熱可塑性樹脂２ａを加圧することが可能である。なお、この溶融可能な状態とは、粘性の低い状態に限らず、軟化した状態もしくは粘性が比較的高い状態にある熱可塑性樹脂２ａを、加圧手段Ｍ１により塑性変形させることで、後述の濾過手段Ｍ３の濾過通路を通過可能となる状態のことである。
【００６２】
濾過手段Ｍ３は、被濾過対象としての廃プリント基板１００を濾過する手段であって、図２に示すようにフィルタ１７を備えている。このフィルタ１７は、図３に示すように、ピストン１２の下方移動によって容積が収縮する加圧室Ｒに配置されている。なお、この濾過手段Ｍ３は、廃プリント基板１００を濾過して、熱可塑性樹脂２ａと金属材料２ｂとに分離することが可能な手段であればよく、その溶融可能な状態にある熱可塑性樹脂２ａのみを通過させることが可能な濾過通路１７ａを有するものであればよい。
【００６３】
さらに、本実施形態では、このフィルタ１７を、図１に示すように、多孔質の焼結金属から形成している。これにより、被濾過対象物を濾過するフィルタ１７の複数の濾過通路、つまりメッシュ穴１７ａが単に貫通しているものではなく、曲がりくねったメッシュ穴に形成することが可能である（図１参照）。したがって、熱可塑性樹脂２ａを通過させる濾過手段Ｍ３として、例えば針状の細くて長い金属材料２ｂであっても、曲がりくねったメッシュ穴１７ａに起因して、確実に捕獲することが可能である。その結果、配線金属材料２ｂ等の固形物のうち、針状の微細な大きさになったものがフィルタ１７を通過するのを阻止可能である。したがって、濾過手段Ｍ３を構成するフィルタ１７を通過した熱可塑性樹脂２ａの純度を高めることが可能である。結果、リサイクルする樹脂材料２ａとして、望ましい残存不純物量に抑えた熱可塑性樹脂２ａを、廃プリント基板１００から分離回収が可能である。
【００６４】
なお、このフィルタ１７は、配線金属材料２ｂが通過できず、かつ樹脂材料２ａが通過可能なメッシュ穴の大きさを有するものであれば、ステンレス製フィルタ等を積層したディスクフィルタ、セラミック、あるいは発泡体の何れのフィルタでもよい。なお、焼結金属から形成されるフィルタ６は、組付構造が複雑なディスクフィルタに比べて、安価に製造できる。
【００６５】
さらになお、本実施形態におけるフィルタ６としては、金属材料として銅（Ｃｕ）、ニケル（Ｎｉ）、ステンレス等のいずれかの金属材料を用いた焼結金属で形成される。なお、それら金属材料を用いた焼結金属によるケッシュ穴１７ａの大きさとしては、例えばステンレスでは、５０μｍ、銅（Ｃｕ）では、２００μｍ程度の大きさにすることができる。なお、メッシュ穴１７ａの大きさは、２０μｍ〜２００μｍの範囲であれば、熱可塑性樹脂２ａを金属材料２ｂから分離可能である。
【００６６】
さらにまた、フィルタ１７を焼結金属で成形するので、図３および図４に示すように、フィルタ１７の上流側端面１７ｂに比較的高い圧力が加わっても、焼結金属の構造に起因して機械的強度が保証できる。したがって、比較的高い加圧下で、比較的広い上流側端面１７ｂの面積すなわち濾過面積を確保することが可能である。例えば所定量の被処理物１００を、その所定量を分割することなく、一括して処理可能であるので、熱可塑性樹脂２ａと金属材料２ｂとに分離する作業の生産性向上が図れる。
【００６７】
さらにまた、フィルタ１７を焼結金属で成形するので、上述如く使用する金属材料に起因して金属メッシュ穴の大きさが決まるので、メッシュ穴１７ａの大きさを高精度に形成できる。
【００６８】
なお、上記実施形態で説明したフィルタ１７として、いわゆるプレコートフィルタを用いてもよい。すなわち、予めメッシュ穴１７ａを大きめに形成しておく。樹脂と金属の分離装置１の稼動とともに、フィルタ１７の上流側端面１７ｂに金属材料２ｂが堆積し、メッシュ穴１７ａが小さくなっていく場合がある。金属材料が所定量だけ堆積すると、結果として所望のメッシュ穴１７ａになるようにするものであってもよい。これによって、フィルタ１７の寿命延長が図れる。
【００６９】
（廃プリント基板１００の製造過程にて使用したビア接続材料等の金属ペーストが一部残留している場合における樹脂と金属の分離方法の詳細説明）
リサイクルする廃プリント基板１００が、図１２に示す絶縁基材２３の両面のうち片側表面に導体パターン２２が配された単層プリント基板、あるいは両面に導体パターン２２が配された二層プリント基板である場合、上述の樹脂と金属の分離装置１によって、熱可塑性樹脂２ａと配線金属材料２ｂに確実に分離回収することが可能である。さらになお、そのプリント基板１００に電子部品７０が実装されている場合、除去工程２００にて実装部品７０を除去した後に、はんだ除去工程３００にてはんだ除去手段３００を用いて、はんだ８０が全て除去されていれば、上述の樹脂と金属の分離装置１によって、熱可塑性樹脂２ａと配線金属材料２ｂに確実に分離回収することができる。
【００７０】
しかしながら、図７に示すプリント基板１０１のように、廃プリント基板１００が、絶縁基材２３に、導体パターン２２を複数層（図７では、４層）有する多層プリント基板の場合には、プリント基板１０１の製造過程で、導体パターン２２間相互を電気的に接続する導電性組成物５１を形成する段階において、絶縁基材２３のビアホール２４内に充填するビア接続材料である金属ペースト５０の一部が、導電性組成物５１に形成されず、金属ペースト５０の状態のままで残留する可能性がある。この金属ペースト５０の一部が残留してしまうと、金属ペースト５０を構成する複数の金属（本実施例では、二つの金属６１、６２（図８（ａ）参照）のうちいずれかの金属が、熱加熱手段Ｍ２による所定加熱温度より低い融点を有する金属（本実施例では、図８（ａ）中の第１の金属６１である錫（Ｓｎ））である場合には、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００にて、所定加熱温度（本実施例では、例えば約３５０℃）で加熱され、溶融状態となった熱可塑性樹脂２ａに、その所定加熱温度より低い融点を有する金属が溶融して液体となって混入する恐れがある。
【００７１】
まず、図７に示す多層プリント基板１０１の製造方法の一実施例を、以下図７および図８に従って説明する。
【００７２】
図７に示す多層プリント基板１０１は、熱可塑性樹脂からなるフィルムの少なくとも片面上に導体パターン２２が形成された導体フィルム２１を複数枚積層し、加熱しつつ加圧することで、相互に接着して積層形成がなされている。これにより、加熱手段Ｍ２によって、廃材となったプリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱成形された加熱温度に近い温度（本実施例では、約３５０℃）に維持されることで、溶融された熱可塑性樹脂を濾過手段Ｍ３を用いて容易に分離回収することが可能である。さらに、加圧手段１と加熱手段Ｍ２によって、プリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱しつつ加圧することで成形された加熱温度に近い温度、および加圧圧力に近い圧力に維持されることで、溶融された樹脂材料２ａを濾過手段Ｍ３を用いて分離回収することがさらに容易になる。
【００７３】
次に、プリント基板１０１に半導体素子等の部品７０を実装する際にはんだを使用する場合、絶縁基材２３に使用する樹脂材料２ａは、熱可性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちで、２５０℃以上の加熱が可能な材料に限られる。例えば、ポリエーテルエーテルケトン（略語としてのＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂またはそれらの混合物、熱可塑性ポリイミド樹脂（熱可塑性ＰＩ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、あるいは液晶ポリマ（ＬＣＰ）等を用いることができる。また、無機充填材料は、形成したプリント基板１０１の物性値を調整するために添加するものであって、例えば、熱膨張率を低下させる目的で添加するシリカ（ＳｉＯ_２）粉末、熱伝導率を向上させる目的で添加する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末、あるいは機械的強度を向上させる目的で添加するガラスファイバー等を、添加目的に応じて添加する。以下、本実施形態で説明する絶縁基材２３としては、ＰＥＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂の混合物（３８／６２重量部）１００重量部に対して、無機充填材料としてマイカ（ＫＭｇ_３（ＳｉＡｌ_３Ｏ_１０）Ｆ_４等）を１５．５重量部加えて配合された樹脂フィルムを、用いるものとする。
【００７４】
配線金属材料は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、および銅合金、銀合金等の金属材料であれば何れのものであってもよい。なお、本実施形態で説明する配線金属材料としては、銅（Ｃｕ）を使用するものとする。この銅（Ｃｕ）を配線金属材料とする具体的態様としては、以下、銅箔とし、例えば銅箔を上記樹脂フィルム２３に圧着して貼り付け後、エッチング等にて不要な部分を除去して導体パターン２２が形成されている。そして、図７に示すように、各層の樹脂フィルム２３の表面に導体パターン２２を有する導体パターンフィルム２１を成形する。
【００７５】
その後、図８に示すように、層間接続のためのビアホール２４を樹脂フィルム２３にレーザ光の照射等によって形成する。そのビアホール２４内には、図８に示すように、ビア接続材料としての導電ペースト５０が充填され、導体パターン２２間相互を電気的に接続する導電性組成物５１が形成されている。なお、この電気的接続は、導体パターン２２と導電性組成物５１を金属間の固相拡散によって接続している。
【００７６】
このプリント基板１０１の構成上の特徴としては、図７および図８に示すように、絶縁基材としての樹脂フィルム２３に設けられたビアホール２４中に一体化した導電性組成物５１により、導体パターン２２間相互を電気的に接続するものであって、導電性組成物５１は、金属材料のみからなる材料か、あるいは金属材料と樹脂フィルム２３に用いた熱可塑性樹脂との混合物、もしくは金属材料と熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうち、いずれか一方とからなる材料から形成されている。
【００７７】
これにより、廃プリント基板１００から樹脂材料（詳しくは、熱可塑性樹脂）２ａを分離回収する際に、分離回収した熱可塑性樹脂２ａ中に、導電性組成物５１から混入する成分は、樹脂フィルム２３に使用した熱可塑性樹脂２ａと同一成分であるため、回収した熱可塑性樹脂２ａの純度の低下を防止できる。なお、回収した熱可塑性樹脂２ａの純度は低下しないため、回収前の熱可塑性樹脂２ａと同等の特性が期待できる。
【００７８】
次に、導電性組成物５１、その導電性組成物５１を形成するビア接続材料について、以下図８（ａ）および１０（ｂ）に従って説明する。
【００７９】
ビア接続材料すなわち導電ペースト５０は、第１の金属である錫（Ｓｎ）の粒子６１と、第２の金属である銀（Ａｇ）の粒子６２とからなる。なお、図８（ａ）は、ビアホール２４内に充填され乾燥された導電ペースト５０が、真空加熱プレス機（図示せず）により加熱される前の状態を示し、図８（ｂ）は、真空加熱プレス機により焼結された状態を示す。
【００８０】
まず、図８（ａ）に示すように、導電ペースト５０は、錫粒子６１と銀粒子６２とが混合された状態にある。そして、このペースト５０が２４０〜３５０℃に加熱されると、錫粒子６１の融点は２３２℃であり、銀粒子６２の融点は９６１℃であるため、錫粒子６１は融解し、銀粒子６２の外周を覆うように付着する。この状態で加熱が継続すると、融解した錫は、銀粒子６２の表面から拡散を始め、錫と銀との合金（融点４８０℃）を形成する。このとき、導電ペースト５０には２〜１０ＭＰａの圧力が加えられているため、錫と銀との合金形成に伴い、図８（ｂ）に示すように、ビアホール２４には、焼結により一体化した合金からなる導電性組成物５１が形成される。
【００８１】
また、ビアホール２４内で導電性組成物５１が形成されているときには、この導電性組成物５１は加圧されているため、導体パターン２２のビアホール２４の底部を構成している面に圧接される。これにより、導電性組成物５１中の錫成分と、導体パターン２２を構成する銅箔の銅成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物５１と導体パターン２２との界面に固相拡散層５２を形成する。
【００８２】
図８には図示していないが、ビアホール２４の下方側の導体パターン２２と導電性組成物５１との界面にも、導電性組成物５１中の錫成分と、導体パターン２２を構成する銅箔の銅成分との固相拡散層５２が形成される。したがって、ビアホール２４の上下の導体パターン２２間には、接触接続ではなく、一体化した導電性組成物５１と固相拡散層５２とによって確実に電気的に接続される。これにより層間接続の信頼性向上が図れる。
【００８３】
したがって、上記の構成を有する導電性組成物５１により層間接続の信頼性向上が図れるとともに、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００にて、加熱手段Ｍ２によって所定加熱温度（例えば、３５０℃）に加熱されたとしても、導電性組成物５１は錫と銀との合金（融点４８０℃）に形成されているため、確実に固相状態を維持することができる。よって、樹脂材料２ａと、配線金属材料およびビア接続材料も含む金属材料２ｂとに確実に分離回収が可能である。
【００８４】
ここで、上記導電性組成物５１が形成される過程で、導電ペースト５０を構成する錫粒子６１が２４０〜３５０℃に加熱され、融解し、錫粒子６１の周りにある銀粒子６２の表面から拡散し始めたとしても、場合によっては導電ペースト５０に含まれる全ての銀粒子６２と合金（ＡｇＳｎ）とならず、例えば一部の錫粒子６１および銀粒子６２のうち少なくともいずれか一方が残留する可能性がある。一部の錫粒子６１が残留する場合には、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００において、錫（Ｓｎ）の融点（２３２℃）が所定加熱温度（３５０℃）より低いため、錫粒子６１は溶融し、液体となる。このため、液体の錫（Ｓｎ）は、溶融した熱可塑性樹脂２ａに混入する恐れがある。なお、一部の銀粒子６２が残留する場合しても、銀（Ａｇ）の融点は９６１℃のため、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００において、固体のままであり、熱可塑性樹脂２ａに混入することはない。
【００８５】
これに対して、本実施形態では、図１に示すように、フィルタ１７の材料として、錫粒子６１と化学反応して所定加熱温度（３５０℃）より高い融点を有する金属間化合物を形成することが可能な金属材料で形成する。その金属材料としては、第１の金属である錫（Ｓｎ）に焼結可能な第２金属の銀（Ａｇ）を、フィルタの材料とする。これにより、所定加熱温度によって残留した錫粒子６１が液体となったとしても、銀（Ａｇ）から形成されたフィルタの濾過通路すなわちメッシュ穴１７ａを通過しようとする際、図４の濾過原理を示す模式図のように、フィルタ１７の加圧室Ｒに臨む面１７ｂ、あるいはメッシュ穴１７ａの表面に沿って拡散させ、結果として錫と銀の合金（ＡｇＳｎ）となることで、液体の錫（Ｓｎ）を、フィルタ１７の一部として固化させることが可能である。
【００８６】
なお、錫粒子６１と化学反応して所定加熱温度より高い融点を有する金属間化合物を形成することが可能な金属材料としては、銀（Ａｇ）に限らず、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）等の錫（Ｓｎ）と焼結可能な第２の金属であれば、いずれの金属材料であってもよい。なお、これらの第２の金属の粒子６２は、所定加熱温度（３５０℃）にて化学的反応して金属間化合物、つまり焼結した合金を形成することができる。これにより、プリント基板１０１を製造した製造過程で錫（Ｓｎ）の粒子６１の一部が残留している場合、フィルタ１７の金属材料を、これら第２の金属のいずれかから形成することで、リサイクル工程で廃プリント基板１００として、加熱され、その錫（Ｓｎ）の粒子６１が溶融し、液体となって樹脂中に混入しても、これら第２の金属のいずれかと同じ金属材料で形成されたフィルタ１７を通過する際、フィルタ１７を形成するその金属材料と化学的に反応して金属間化合物を生成させ、フィルタ１７の一部に固化させて固形物とすることが可能である。その結果、ビア接続材料５０のうち一部残留した錫（Ｓｎ）の粒子６１、つまり第１の金属のみをフィルタ１７を形成する金属材料によって捕捉することで、分離回収された樹脂への金属混入が確実に防止することが可能である。
【００８７】
さらになお、本実施形態では、フィルタ１７の材料は、銅（Ｃｕ）であることが好ましい。これにより、フィルタ１７を形成する金属材料として、フィルタ１７を安価に製造することができ、結果として、プリント基板をリサイクルするためのプリント基板１０１の樹脂と金属に分離するコストの低減が図れる。
【００８８】
以上説明した実施形態によれば、樹脂（詳しくは、熱可塑性樹脂）２ａを通過させて濾過するフィルタ１７として、錫（Ｓｎ）等の第１の金属の粒子６１と化学的に反応して、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００で廃プリント基板１００を加熱する所定加熱温度より高い融点を有する金属間化合物を生成することが可能な金属材料を使用するので、その廃プリント基板１００を製造した製造工程にて、ビア接続材料５０を構成する第１の金属の粒子６１が残留してしまうことがあっても、リサイクル工程を構成する樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００において、液体となってしまった第１の金属の粒子６１を、フィルタ１７の一部として固化させ、フィルタ１７に捕捉することが可能である。したがって、分離回収した熱可塑性樹脂２ａに金属材料（第１の金属）が混入してしまうことを防止することが可能である。
【００８９】
さらになお、以上説明した実施形態において、廃プリント基板１００に実装されている実装部品７０が、導体パターン２２と接合させるためのはんだ８０の材料が、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）のいずれかから構成されている場合、これらのはんだ材料は、フィルタ１７の材料である銅（Ｃｕ）と合金を形成することが可能である。これにより、はんだ除去工程Ｐ３００ではんだ８０が完全には除去されずに一部残留してしまったとしても、樹脂と金属の分離回収工程では、その廃プリント基板１００を加熱する際、残留したはんだ８０をフィルタ１７の一部に固化させることができるので、フィルタ１７により分離回収した熱可塑性樹脂２ａに、はんだ８０が混入することを防止可能である。
【００９０】
さらになお、以上説明した実施形態において、ビア接続材料を構成し、熱可塑性樹脂の溶融温度より低い融点を有する第１の金属を、錫（Ｓｎ）として説明したが、錫（Ｓｎ）に限らず、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）等でってもよい。これら金属の融点は、それぞれ２７４℃、１５６℃、４２０℃、３２７℃であるので、例えば所定加熱温度を３５０℃から４５０の範囲内で設定したい場合、その廃プリント基板１００を製造した製造工程でそれらの第１の金属からなる粒子６１が一部残留したとしても、錫の粒子６１の場合と同様に、分離回収した熱可塑性樹脂２ａに金属材料（第１の金属）が混入してしまうことを防止することが可能である。
【００９１】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【００９２】
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した樹脂と金属の分離装置１、およびその樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００を、それぞれ図９、図１０に示す構成とする。図９は、本実施形態に係わるプリント基板のリサイクル装置の構成を示す部分的断面図である。図１０は、本実施形態に係わるリサイクルシステムを各リサイクル工程で表すブロック図であって、その各リサイクル工程のうち、廃プリント基板の樹脂材料と金属材料の分離方法に係わる工程を示すブロック図である。なお、図１１は、図１０の廃プリント基板の樹脂材料と金属材料の分離方法に係わる工程において、図９に示すプリント基板のリサイクル装置すなわち樹脂と金属の分離装置を構成する加熱手段、加圧手段、および濾過手段による処理に対応して、その分離方法に係わる工程を説明する説明図である。
【００９３】
まず、樹脂と金属の分離装置１を、以下図９に従って説明する。加圧手段Ｍ１において、シリンダ１１およびピストン１２は、図９の紙面の水平方向向かって、横並びに配置されている。シリンダ１１は、両端が開口可能に形状に形成されており、一方端１１ｂには、ピストン１２が延出し、そのピストン１２をシリンダ１１の内周に沿って軸方向に往復移動自在に駆動する駆動部材（以下、プレスシリンダと呼ぶ）１３が配置されている。
【００９４】
さらに、他方端すなわち他方の開口端１１ａには、図９に示すように、その開口端１１ａを開放、閉塞可能な可動蓋部材（以下、シリンダヘッドと呼ぶ）１４が設けられている。これにより、加圧手段Ｍ１として、シリンダ１１の内周、シリンダヘッド１４、およびピストン（以下、ピストンと呼ぶ）１２とで区画された空間である加圧室Ｒを、ピストン１２の移動によって圧縮するという簡素な構造を用いることができる。その結果、加圧手段Ｍ１は安定した加圧動作を行なうことが可能である。
【００９５】
次に加熱手段Ｍ２は、図９に示すように、シリンダ１１とシリンダヘッド１４に備えられている。さらに後述する濾過手段Ｍ３が加圧手段Ｍ１（詳しくは、シリンダ１１とピストン１２の径方向の隙間δＭ１）に設けられている。これにより、リサイクルする廃プリント基板１００から熱可塑性樹脂２ａと金属材料２ｂを分離回収する際、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離回収前の廃プリント基板１００を加熱する工程から、濾過手段Ｍ３によって樹脂材料２ａのみ通過させて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂにそれぞれ分離回収する工程まで、その加熱手段Ｍ２によって容易に対応可能である。
【００９６】
さらになお、本実施形態では、加圧手段Ｍ１は、プレスシリンダ１３を用いてピストン１２を往復移動させることによって、シリンダ１１の内周に付着あるいは沈殿する固形物、つまり配線金属材料２ｂを、その内周に沿って掻きだすことが可能である。その結果、ピストン１２の駆動によって圧縮されるシリンダ１１内、特に内周だけに、付着あるいは沈殿する固形物が堆積してしまう現象の防止が可能である。したがって、加圧手段Ｍ１の加圧動作の安定化が図れる。
【００９７】
さらに、加圧動作つまり圧縮動作の継続に従って、圧縮動作の終端側に配置されているシリンダヘッド１４側に、固形物である配線金属材料２ｂを寄せ集める、つまり捕集することを可能とする波及効果が得られる（図９参照）。
【００９８】
したがって、加圧手段Ｍ１は、安定した加圧動作の維持が図れるとともに、加熱手段Ｍ２によって加熱しても固形物のままの配線金属材料２ｂと、軟化して濾過可能な状態となる熱可塑性樹脂２ａに、効率的に分離することが可能である。
【００９９】
なお、加圧手段Ｍ１とともに、加熱手段Ｍ２を備えるシリンダ１１には、図９に示すように、リサイクルする廃プリント基板１００を加圧室Ｒに投入するための投入口１５が設けられている。この投入口１５はシリンダ１１の内周と外周を貫通する孔を形成している。この孔の形状は、図９に示すように、外周側から内周側に向かって略縮径する形状を備えている。これにより、投入口１５内に廃プリント基板１００を留めながら、所定量の廃プリント基板１００を投入することが可能である。さらに、本実施形態では、この投入口１５は、図９に示すように、投入口１５に沿ってシリンダ１１の外周側に突出る貯留部１５ａを備えている。これにより、加圧室Ｒに投入するまで所定量の廃プリント基板１００を貯めておく貯留空間Ｒ１００の確保が容易となる。さらになお、本実施形態では、貯留部１５ａの上端面に、投入口１５と加圧室Ｒを連通、遮断可能な閉塞部としての投入口キャップ１６が設けられている。これにより、加圧手段Ｍ１の加圧室Ｒのシール構造を複雑化することなく、所定量の廃プリント基板１００が投入されるまで一時的に貯めておく投入口１５つまり貯留空間Ｒ１００を確保することが可能である。
【０１００】
さらになお、本実施形態では、シリンダヘッド１４によって開口端１１ａが開放されたとき、プレスシリンダ１３を用いてピストン１２を、開口端１１ａを越えて軸方向移動させる。これにより、ピストン１２による突き出し動作を行なうことが可能である。したがって、例えば加圧手段Ｍ１（詳しくは、ピストン１２）の加圧動作が継続し、シリンダヘッド１４側に配線金属材料２ｂが所定量集められたとき、このピストン１２の突き出し動作によって、回収した固形物としての配線金属材料２ｂを、容易に取出すことが可能となる。
【０１０１】
次に、濾過手段Ｍ３において、図９に示すように、複数の濾過通路（詳しくは、Ｍッシュ穴）１７ａを有するフィルタ１７は、ピストンに対向してシリンダ１１内に配置されている。さらになお、本実施形態では、図９に示すように、上記フィルタ１７の濾過通路１７ａに加えて、加圧手段Ｍ１を構成し、互いに摺接可能なシリンダ１１とピストン１２の間に形成される隙間δＭ１を、もう一方の濾過通路とし、二段階の濾過通路を有する。すなわち、１次濾過および２次濾過処理を行なう。なお、この二段階の濾過通路１７ａ、δＭ１は、その濾過通路のサイズとして、１次濾過処理用濾過通路としての加圧手段Ｍ１の隙間δＭ１は、配線金属材料２ｂ程度の大きさを有する固形物を取り除くことが可能なサイズとし、２次濾過処理用濾過通路としてのフィルタ１７のメッシュ穴１７ａは、その固形物の大きさより小さいものを取り除くことが可能なサイズであれば、サイズは何れであってもよい。
【０１０２】
これにより、濾過手段Ｍ３として、二段階の濾過通路１７ａ、δＭ１によって１次濾過、２次濾過と二段階の濾過過程を採用したとしても、加圧手段Ｍ１の径方向の隙間δＭ１を利用するので、装置数の増加の抑制が図れ、結果として、プリント基板の樹脂と金属の分離装置１の装置コストの低減が可能である。その結果、プリント基板の樹脂と金属の分離回収するコスト低減が図れる波及効果もある。
【０１０３】
さらになお、本実施形態では、フィルタ１７は、図９に示すように、シリンダ１１の内周に開口するポート部（以下、回収溝と呼ぶ）１８内に設けられている。これにより、加熱手段Ｍ２によって少なくと軟化した廃プリント基板１００を、１次濾過通路である隙間δＭ１にで１次濾過した後に、シリンダ１１の内周に開口する回収溝１８内に配置されたフィルタ１７で確実に二次濾過することができる。
【０１０４】
さらになお、本実施形態では、フィルタ１７は、図９に示すように、回収溝１８内の上方側に配置されている。これにより、回収溝１８内に、少なくとも軟化した熱可塑性樹脂２ａと、固形物の配線金属材料２ｂが混在して導かれたとしても、フィルタ１７は上方側に配置されているので、固形物である金属材料２ｂを沈殿しにくくすることが可能である。したがって、フィルタ寿命の向上が図れる。
【０１０５】
さらになお、１次濾過として、例えば上記径方向の隙間δＭ１を、導電性組成物５１の大きさより小さい隙間にすることで、熱可塑性樹脂２ａと配線金属材料２ｂの分離精度の向上が図れるとともに、２次濾過通路１７ａとなるフィルタの寿命向上が図れる。なお、本実施形態では、隙間δＭ１のサイズを１００μｍとし、メッシュ穴１７ａのサイズを２０μｍとした。
【０１０６】
これにより、濾過手段Ｍ３、特に濾過通路１７ａとして微細な多孔質で形成される焼結製のフィルタ１７の寿命向上が図れるとともに、１次濾過および２次濾過処理を行なうことで、効率的に熱可塑性樹脂２ａと配線金属材料２ｂに分離することが可能である。しかも、２次濾過処理によって微細な固形物を取り除くことが可能なメッシュ穴１７ａのサイズに設定しているので、回収される熱可塑性樹脂２ａに含まれる不純物の残存量の低減が図れる。したがって、熱可塑性樹脂２ａと配線金属材料を含む金属材料２ｂに分離する精度、とくに、熱可塑性樹脂２ａの分離回収する精度の向上が図れる。
【０１０７】
なお、上記説明したプリント基板の樹脂と金属の分離装置１において、加圧手段Ｍ１のシリンダ１１に形成された投入口１５、および貯留部１５ａ、および投入口キャップ１６は、廃プリント基板１００を所定量投入されるまで貯留する廃プリント基板投入手段を構成している。これにより、加圧手段Ｍ１が加圧動作中に、廃プリント基板１００が連続的に投入されることはなくなるので、加圧手段Ｍ１であるシリンダ１１の投入口１５を必ずしも高圧気密に保つ必要はない。従って、加圧手段Ｍ１に係わる装置のシール構造の複雑化を防止することができる。
【０１０８】
さらになお、シリンダ１１において、ピストン１２と摺接し、加圧室Ｒが形成する側開口端１１ａとは、反対の開口端側にある内周は、隙間δＭ１からの樹脂材料２ａ等の漏れ防止のため、シール部材３９を設けることが望ましい。
【０１０９】
さらになお、シリンダヘッド１４を駆動して、開口端１１ａを開放、閉塞する駆動手段としては、電気モータで駆動する駆動装置、あるいは工場エア等の気体媒体を利用したエア駆動装置であってもよい。
【０１１０】
以上説明したプリント基板の樹脂と金属の分離装置１に係わる分離方法について、以下図８から図１１に従って説明する。
【０１１１】
図１０に示すように、本発明の要部であるプリント基板の樹脂と金属の分離方法の流れを工程で表すと、その分離方法は、廃プリント基板１００を装置１に投入する投入工程Ｐ４１０と、廃プリント基板１００を加熱し、加圧する溶融加圧工程Ｐ４２０と、溶融加圧工程Ｐ４２０にて加熱しかつ加圧された廃プリント基板１００を濾過することで、熱可塑性樹脂２ａのみを通過させる濾過工程Ｐ４３０と、分離回収した熱可塑性樹脂２ａと金属材料２ｂを装置１から取出す取出工程Ｐ４５０とを含んで構成されている。なお、これら投入工程Ｐ４１０、溶融加圧工程Ｐ４２０、濾過工程Ｐ４３０、および取出工程Ｐ４５０は、プリント基板をリサイクル方法に係わる樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００を構成している。
【０１１２】
投入工程Ｐ４１０では、廃プリント基板投入手段１５、１５ａ、１６によって、廃プリント基板１００が所定量投入されるまで廃プリント基板１００を貯留する。このとき、少なくとも投入口１５および貯留部１５ａは、シリンダ１１に形成されているので、シリンダ１１に内蔵される加熱ヒータ２１によって加熱されている。これにより、廃プリント基板１００は、加圧室Ｒに投入される前に、廃プリント基板投入手段１５、１５ａ、１６によって、少なくとも軟化可能な温度に近い温度で加熱されることが可能である。したがって、投入口１５が投入キャップ１６によって加圧室Ｒに連通されると、廃プリント基板１００は、直ちに加圧手段Ｍ１によって加圧されながら、濾過を開始することが可能である。その結果、溶融加圧工程Ｐ４２０のサイクルタイムの短縮が可能である。
【０１１３】
溶融加圧工程Ｐ４２０では、加熱手段Ｍ２としての熱ヒータ２１によって熱可塑性樹脂２ａが軟化可能な所定温度に維持されている。加圧手段Ｍ１によって加圧室Ｒ内が所定圧力で加圧されている。なお、本実施形態では、工程条件として、廃プリント基板１００を所定加熱温度（約３５０℃）に維持し、加圧室Ｒ内を加圧手段Ｍ１によって８ＭＰａの比較的高い圧力で加圧した。これにより、廃プリント基板１００を構成する熱可塑性樹脂２ａを、少なくとも軟化した状態にするとともに、その軟化した状態の熱可塑性樹脂２ａに比較的高い圧力を加えることで、熱可塑性樹脂２ａの塑性変形を可能にする。したがって、濾過手段Ｍ３の濾過通路δＭ１、１７ａを、熱可塑性樹脂２ａが通過できる溶融状態にすることが可能である。
【０１１４】
なお、投入工程Ｐ４１０では、廃プリント基板１００が所定量投入されるまで廃プリント基板１００を貯留するので、加圧手段Ｍ１が加圧動作中に、廃プリント基板１００が連続的に加圧室Ｒに投入されるような投入状態をなくすことが可能である。これにより、溶融加圧工程Ｐ４２０における加圧手段Ｍ１、特にシール構造に係わる装置部分の簡素化が図れる。
【０１１５】
濾過工程４３０は、溶融加圧工程Ｐ４２０にて加熱しかつ加圧された廃プリント基板１００を濾過することで、樹脂材料２ａのみを通過させる工程であって、濾過処理を行なうため、１次濾過処理および２次濾過処理等複数の濾過処理を経て最終的に樹脂材料２ａを通過させるものであってもよい。
【０１１６】
本実施形態では、溶融加圧工程Ｐ４３０は１次濾過工程４３１と２次濾過工程４３２を備えている。１次濾過工程４３１は、廃プリント基板１００のうち、配線金属材料２ｂ程度の大きさを有する固形物を取り除く。２次濾過工程４３２では、さらにその固形物より小さいものを取り除く。１次濾過工程４３１および２次濾過工程４３２による二段階の濾過処理によって、熱可塑性樹脂２ａのみを確実に通過させて分離することが可能である。これにより、濾過手段Ｍ３を備えた装置１の寿命向上が図れるとともに、効率的に熱可塑性樹脂２ａと金属材料２ｂに分離することが可能である。しかも、２次濾過工程４３２にて微細な固形物を取り除くことが可能である。したがって、分離回収される熱可塑性樹脂２ａに含まれる不純物の残存量の低減が図れる。
【０１１７】
さらに本実施形態では、２次濾過工程４３２で焼結フィルタ１７を用いるので、曲がりくねったメッシュ穴１７ａに起因して、微細で、かつ針状の固形物であっても通過を阻止し、取り除くことが可能である。したがって、分離回収される熱可塑性樹脂２ａに含まれる不純物の残存量の低減が確実に図れる。
【０１１８】
さらに本実施形態では、フィルタ１７の材料として、ビア接続材料５０（詳しくは、第１の金属の粒子６１）あるいははんだ材料に用いられる錫（Ｓｎ）等の熱可塑性樹脂の溶融温度より低い融点を有する金属材料が廃プリント基板１００を製造した製造過程で、導電ペースト５０等の金属ペーストの一部として、例えば錫（Ｓｎ）が残留してしまっていた場合でも、この溶融加圧工程Ｐ４２０にて液体となってしまう錫（Ｓｎ）を、濾過工程４３０にて銅（Ｃｕ）製のフィルタ１７と化学的に反応して金属間化合物にし、フィルタ１７の一部として固化させることが可能である。したがって、分離回収される熱可塑性樹脂２ａに残留した錫（Ｓｎ）等の金属が混入することを防止できる。
【０１１９】
さらに本実施形態では、１次濾過工程４２１で濾過処理する手段として、加圧手段Ｍ１を構成するシリンダ１１とピストン１２の隙間δＭ１を濾過通路として利用する。これにより、濾過工程Ｐ４３０を１次濾過工程Ｐ４３１と２次濾過工程Ｐ４３２に増やしたとしても、１次濾過工程の濾過手段として溶融加熱工程Ｐ４２０で使用する加熱手段Ｍ１の隙間δＭ１を濾過通路とすることで、１次濾過工程Ｐ４３１の濾過手段Ｍ３が溶融加圧工程Ｐ４２０の加圧手段Ｍ１と共用化が図れる（図９および図１１参照）。したがって、装置数の増加の抑制が図れるので、プリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる製造コストの低減が図れる。
【０１２０】
さらになお、濾過工程Ｐ４３０が進んで、加圧手段Ｍ１による加圧動作が継続する（図１１参照）と、加圧手段Ｍ１を構成するピストン１２がシリンダ１１の内周を掻き出すことによって、加圧動作つまり圧縮動作の終端側に配置されるシリンダヘッド１４側に、固形物である配線金属材料２ｂを捕集することが可能となる。
【０１２１】
取出工程Ｐ４５０は、濾過工程Ｐ４３０にて樹脂材料２ａのみを通過させることで、分離回収した樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂをそれぞれリサイクルするために望ましい状態、形状で取出す。図１１に示すように、取出工程Ｐ４５０を開始する直前まで、樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂは、それぞれ加熱手段Ｍ２によって加熱されながら蓄積される。例えば配線金属材料２ｂに含有する樹脂材料の比率が所定比率以下となったとき、加熱手段Ｍ２による加熱を中止し、加圧室Ｒから取出す。なお、本実施形態では、シリンダヘッド１４によって開口端１１ａが開放されたとき、駆動手段を用いてピストン１２を、開口端１１ａを越えて軸方向移動させる。これにより、ピストン１２による突き出し動作を行なうので、回収した固形物としての配線金属材料２ｂを、容易に取出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるプリント基板のリサイクル装置の濾過手段を構成するフィルタを示す模式的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係わるプリント基板のリサイクル装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】図２の第１の実施形態に係わるプリント基板のリサイクル装置において、加熱し、加圧された廃プリント基板から樹脂材料のみを通過させる濾過を行なうことで、廃プリント基板を樹脂材料と金属材料に分離する過程を表す模式的断面図である。
【図４】図３中の廃プリント基板を樹脂材料と金属材料に分離する過程における濾過原理を表す模式的断面図である。
【図５】図４の樹脂材料と金属材料に分離する過程で使用した廃プリント基板の状態の一実施例を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係わるプリント基板のリサイクル方法を適用したプリント基板のリサイクル方法の全体システムを示すブロック図である。
【図７】図６中のリサイクルシステムを適用して樹脂材料と金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【図８】図７のプリント基板に係わるビアホール内に配され、導体パターン間相互を接続する導電性組成物の状態を示す拡大図であって、図８（ａ）は導電ペースト充填後の状態、図８（ｂ）は層間接続後の状態を示す模式的断面図である。
【図９】第２の実施形態に係わるプリント基板のリサイクル装置の構成を示す部分的断面図である。
【図１０】第２の実施形態に係わるリサイクルシステムを各リサイクル工程で表すブロック図であって、その各リサイクル工程のうち、廃プリント基板の樹脂材料と金属材料の分離方法に係わる工程を示すブロック図である。
【図１１】図１０の廃プリント基板の樹脂材料と金属材料の分離方法に係わる工程において、図９に示すプリント基板のリサイクル装置を構成する加熱手段、加圧手段、および濾過手段による処理に対応して、その分離方法に係わる工程を説明する説明図である。
【図１２】比較例としての単層プリント基板を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１樹脂と金属の分離装置
２ａ樹脂材料（熱可塑性樹脂）
２ｂ金属材料（配線金属材料）
１１シリンダ（略円筒体）
１２ピストン（軸部材）
１３プレスシリンダ（駆動手段）
１７フィルタ
１７ａ（濾過通路としての）メッシュ穴
２１片面導体パターンフィルム（回路基板）
２２導体パターン
２３樹脂フィルム（絶縁基材）
２４ビアホール
３１加熱ヒータ（加熱手段）
５０導電ペースト（ペースト、ビア接続材料）
５１導電性組成物
６１錫の粒子（第１の金属の粒子）
６２銀の粒子（第２の金属の粒子）
８０はんだ
Ｍ１加圧手段
Ｍ２加熱手段
Ｍ３濾過手段
Ｒ加圧室（加圧空間）
δＭ１（濾過通路としての）隙間
Ｐ４００樹脂と金属の分離回収工程
Ｐ４１０投入工程
Ｐ４２０溶融加圧工程
Ｐ４３０濾過工程
Ｐ４３１、Ｐ４３２１次濾過工程、２次濾過工程
Ｐ４４０回収樹脂分離工程
Ｐ４５０取出工程[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a printed circuit board recycling method and a recycling apparatus therefor, and more particularly, to a recycling method and a recycling apparatus for separating a resin material and a metal material constituting the printed circuit board and reusing the resin material.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a demand for recycling and reuse of printed circuit boards due to increasing interest in environmental problems. Printed circuit boards mainly used in conventional electronic products are made of glass fiber and epoxy resin, which is a thermosetting resin. The recycling method is to collect only metal materials as circuit wiring and recycle them. I was using it. For this reason, the resin as the remaining insulating material from which the wiring metal material is separated and recovered can be incinerated and used as thermal energy, crushed and used as a filler, or in some cases, landfilled as waste. It was taken.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the recycling method of the prior art, in a recycling state where the resin material is incinerated or diverted to a resin material, CO ₂ Therefore, it is difficult to say that this is a preferable recycling state.
[0004]
In order to solve this, we devised a technique shown in Japanese Patent Application No. 2001-385117. In this technique, the insulating material used for the substrate material is made of a thermoplastic resin, and the via connecting material used for the interlayer connection material is made of two metals, tin (Sn) and silver (Ag), and an alloy of these two metals. The printed circuit board connecting the conductor patterns with each other with a conductive composition made of (AgSn) is heated to a predetermined temperature at which the resin material melts, and only the resin material is passed by filtration through a filter. The metal material that is a solid material and the resin material are separated. And according to the purpose of the reuser, at least one of the separated metal material and resin material is reused.
[0005]
However, the state of the paste material before the printed circuit board, which is discarded and recycled for the purpose of separating into a resin material and a metal material, becomes, for example, an alloy (AgSn) which is a conductive composition in the manufacturing process. Of the tin (Sn) metal particles and silver (Ag) metal particles, some of the tin (Sn) particles react with the silver (Ag) particles or copper (Cu), which is a wiring metal, to form an intermetallic compound. May remain without forming. When the tin (Sn) particles remain, if the printed circuit board that is discarded is to be recycled, the tin (Sn) particles may be melted into a liquid and mixed into the resin by heating the printed circuit board. There is. As a result, the separated and recovered resin does not have the same components as the resin material used for the insulating material, and the recycling value of the separated and recovered resin material is reduced. In some cases, there is a risk of limiting the recycling application.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to recycle even when a part of the metal paste used in the manufacturing process of the discarded printed circuit board remains. Another object of the present invention is to provide a printed circuit board recycling method and a recycling apparatus capable of preventing metal from being mixed into the resin to be separated and recovered in the resin separation process.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to claim 1 of the present invention, a discarded electronic product or a waste printed circuit board as a waste material generated in the manufacturing process of the electronic product is heated to at least a predetermined heating temperature at which it can be softened and filtered to allow only the resin to pass through. In the printed circuit board recycling method for separating and collecting the resin and metal, the waste printed circuit board has a plurality of conductive patterns made of a wiring metal material on an insulating base material made of a thermoplastic resin, and the insulating base material A first metal having a melting point lower than the melting temperature of the thermoplastic resin, and a conductive composition that is disposed in the via hole provided in the first electrode and electrically connects the conductor patterns to each other; And a printed circuit board formed from a via connection material made of a second metal that can be sintered,
As a filter material for filtering only through the resin, a metal material capable of chemically reacting with the first metal and generating an intermetallic compound having a melting point higher than the predetermined heating temperature is used.
[0008]
Heat used for the insulating base material in the recycling method of printed circuit boards, in which only the thermoplastic resin is allowed to pass through by heating to at least a heating temperature that softens the waste printed circuit board and filtered to separate it into thermoplastic resin and metal material Fill a via hole with a first metal having a melting point lower than the melting temperature of the plastic resin and a via connection material composed of the first metal and a second metal that can be sintered, for example, in the form of a paste. When a printed circuit board that interconnects conductor patterns by heating is used as a waste printed circuit board, a conductive composition that connects the conductor patterns is formed in the manufacturing process of manufacturing the waste printed circuit board. In the process, there is a possibility that a part of the first metal, for example, tin (Sn) may remain without being sintered with the second metal, for example, copper (Cu). When the waste printed circuit board is heated to a predetermined heating temperature in the recycling step, the remaining first metal may be melted and become liquid and mixed into the resin.
[0009]
On the other hand, as a filter material that allows only resin to pass through and filters, a metal material that chemically reacts with the first metal to generate an intermetallic compound having a melting point higher than a predetermined heating temperature is used. Even if a part of the first metal remains in the manufacturing process for manufacturing the waste printed circuit board, the remaining first metal is melted and mixed into the softened or molten thermoplastic resin. When the molten first metal is about to pass through the filter, the molten first metal chemically reacts with the material of the filter to form an intermetallic compound having a melting point higher than a predetermined heating temperature, and is solidified in a part of the filter. Is possible.
[0010]
Therefore, even if a part of the first metal may remain in the manufacturing process for manufacturing the waste printed circuit board, only the thermoplastic resin is allowed to pass through the filter, It is possible to prevent the metal material from being mixed.
[0011]
According to claim 2 of the present invention, the first metal is a metal material capable of forming an alloy with the wiring metal material forming the conductor pattern.
[0012]
Thereby, the metal used for the solder material which has a comparatively low melting | fusing point, such as tin (Sn), zinc (Zn), or lead (Pb), can be used for the 1st metal, for example. .
[0013]
According to the third aspect of the present invention, the via connecting material has a first metal made of tin (Sn) and a second metal made of silver (Ag), copper (Cu), gold (Au), platinum ( Pt), palladium (Pd), or nickel (Ni).
[0014]
Thus, when the first metal is tin (Sn), the second metal that can be sintered with tin (Sn) is silver (Ag), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt). It is possible to use a via connection material made of any one of palladium (Pd) and nickel (Ni). Therefore, when tin (Sn) remains in the printed circuit board in the manufacturing process of manufacturing the waste printed circuit board, for example, the metal material of the filter is formed from any one of these second metal materials, so that the recycling process. Even if the waste printed circuit board is heated and molten tin (Sn) is mixed in the resin, the metal that forms the filter when passing through the filter made of the same metal material as any of these second metals It is possible to generate an intermetallic compound by chemically reacting with the material and solidify a part of the filter to form a solid material.
[0015]
According to claim 4 of the present invention, the second metal has a melting point higher than its predetermined heating temperature.
[0016]
Thereby, since the second metal has a melting point higher than a predetermined heating temperature for heating the printed circuit board, the second metal remains solid even when heated to the predetermined heating temperature. For example, when the size of the filterable mesh of the filter is set to be smaller than the size of the conductive composition or the metal particles in the second metal paste state, the resin separated and collected by the filter is added to the second resin. The metal is not mixed. As a result, by capturing only the first metal with the metal material forming the filter, it is possible to reliably prevent the metal from being mixed into the separated and recovered resin.
[0017]
According to claim 5 of the present invention, the metal material of the filter is copper (Cu).
[0018]
Thereby, it is possible to manufacture the filter as a metal material at low cost.
[0019]
According to claim 6 of the present invention, in the electronic product, the solder material for joining the element mounted on the printed circuit board and the conductor pattern is bismuth (Bi), indium (In), zinc (Zn), lead (Pb ) And tin (Sn).
[0020]
Accordingly, when the solder material is made of any one of bismuth (Bi), indium (In), zinc (Zn), lead (Pb), and tin (Sn), these solder materials are filter metal materials. Since it is possible to form an alloy with copper (Cu), even if a part of the solder material remains in the recycling process, when the printed circuit board is heated, it is mixed into the resin separated and recovered by the filter. It can be prevented.
[0021]
According to claim 7 of the present invention, the filter is made of sintered metal.
[0022]
Thereby, it is possible not only to penetrate but also to form a tortuous mesh hole as a filter mesh hole for filtering the object to be filtered. Therefore, for example, even a needle-like thin and long metal material can be reliably captured, and a fine metal material can be prevented from passing through the filter.
[0023]
According to claim 8 of the present invention, the insulating base material made of a thermoplastic resin has a plurality of conductor patterns made of a wiring metal material, and is disposed in via holes provided in the insulating base material, and between the conductor patterns. Via-connecting material comprising a first metal having a melting point lower than the melting temperature of the thermoplastic resin, and a second metal that can be sintered with the first metal, wherein the electrically conductive composition electrically connecting each other The printed circuit board formed from the waste printed circuit board, which is a discarded electronic product or a waste material generated in the manufacturing process of the electronic product, is composed of the thermoplastic resin and at least the wiring metal material. Recycling device for printed circuit board that separates into metal material, pressurizing means for pressurizing the waste printed circuit board, and at least softening the waste printed circuit board Heating means for heating to a predetermined heating temperature, and filtering means for filtering the thermoplastic resin from the waste printed board maintained at the predetermined heating temperature by the heating means, the filtering means from the waste printed board The filter has a filter that allows only the thermoplastic resin to pass therethrough, and the filter is a metal material that can chemically react with the first metal to generate an intermetallic compound having a melting point higher than the predetermined heating temperature. Is formed.
[0024]
As a result, a via connection material comprising a first metal having a melting point lower than the melting temperature of the thermoplastic resin and a second metal that can be sintered with the first metal, for example, the two metals in paste form. When a printed circuit board that connects between conductive patterns by filling the via holes and heating them is used as a waste printed circuit board, the waste printed circuit board is separated into a thermoplastic resin and at least a metal material composed of a wiring metal material. In the printed circuit board recycling apparatus, the thermoplastic resin of the waste printed circuit board is softened or has a low viscosity by the heating means, and the thermoplastic resin in these states is filtered while being pressurized by the pressurizing means. Forced filtration is possible. As a result, it is possible to easily separate and collect the thermoplastic resin and the metal material by the filtering means by passing only the thermoplastic resin.
[0025]
Furthermore, when a part of the first metal, for example, tin (Sn) may remain in the manufacturing process for manufacturing the discarded printed circuit board, the material of the filter constituting the filtering means is the first Since it is made of a metal material capable of chemically reacting with a metal and generating an intermetallic compound having a melting point higher than a predetermined heating temperature by the heating means, for example, copper (Cu), the first is determined by the predetermined heating temperature. Even if the metal tin (Sn) melts into a liquid and is mixed in the thermoplastic resin, the liquid tin (Sn) reacts with the filter material copper (Cu) to form an intermetallic compound. It can be formed and solidified as part of the filter.
[0026]
Therefore, even if a part of the first metal may remain in the manufacturing process for manufacturing the waste printed circuit board, the resin that separates and recovers only the thermoplastic resin from the filter constituting the filtering means. In addition, it is possible to prevent metal materials other than the resin from being mixed.
[0027]
According to claim 9 of the present invention, the filter can be made of sintered metal.
[0028]
According to claim 10 of the present invention, the pressurizing means includes a substantially cylindrical body, a shaft member that can slide in contact with the inner periphery of the substantially cylindrical body, and a reciprocating movement of the shaft member in the axial direction along the inner periphery. It has drive means to make it free.
[0029]
As a result, the waste printed circuit board that is heated by the heating means, that is, at least the softened thermoplastic resin and the wiring metal material that is in a softened state, and the wiring metal material in a solid state are used as a pressurizing device. Since a simple structure in which the space defined by the shaft member is compressed by the movement of the shaft member is used, a stable pressurizing operation can be performed.
[0030]
Furthermore, by reciprocating the shaft member using a driving means for compression, it is possible to scrape solid matter that adheres to or precipitates on the inner periphery of the cylindrical body from the inner periphery. As a result, the pressurization operation can be stabilized. As the compression continues, it is possible to collect the wiring metal material that is a solid material on the front side of the movement of the shaft member on the inner periphery of the substantially cylindrical body.
[0031]
Therefore, while maintaining a stable pressing operation, it is efficiently separated into a metal material such as a wiring metal material that remains solid even when heated and a thermoplastic resin that is at least softened and filterable. It is possible.
[0032]
According to the eleventh aspect of the present invention, the filtration means has a two-stage filtration passage, and one of the two-stage filtration passages includes the substantially cylindrical body and the shaft member that are slidable with each other. And the other is the filter.
[0033]
As a result, even if primary filtration, secondary filtration, and a two-stage filtration process are adopted as the filtration means using a two-stage filtration passage, the filtration means is formed between the substantially cylindrical body constituting the pressurizing means and the shaft member. It is possible to make a filtration passage as a filtration means using a radial gap.
[0034]
Therefore, the primary filtration and the secondary filtration by the two-stage filtration passage can improve the accuracy of separation into the thermoplastic resin and the metal material, and can suppress an increase in the number of filtration devices, resulting in a recycling device. The cost involved can be reduced.
[0035]
In addition, as the primary filtration, for example, by making the gap in the radial direction smaller than the size of the conductive composition, the separation accuracy of the thermoplastic resin and the wiring metal material can be improved, and the secondary filtration passage and The life of the filter can be improved.
[0036]
According to the twelfth aspect of the present invention, the filter is provided on the inner periphery of the substantially cylindrical body in the opening port portion so as to face the shaft member.
[0037]
As a result, the waste printed circuit board softened at least by the heating means is first filtered in the radial gap between the substantially cylindrical body that is the primary filtration passage and the shaft member, and then in the port portion that opens to the inner periphery of the substantially cylindrical body. The filter can be subjected to secondary filtration with a filter.
[0038]
According to the thirteenth aspect of the present invention, the filter is disposed above the port portion.
[0039]
As a result, even if at least the softened thermoplastic resin and the solid wiring metal material are mixedly introduced into the port portion that accommodates the filter, the filter is disposed on the upper side, and thus is a solid material. It is possible to make the metal material difficult to precipitate. Therefore, the filter life can be improved.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a printed circuit board recycling method and recycling apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0041]
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a filter constituting the filtering means of the printed circuit board recycling apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a printed circuit board recycling apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a printed circuit board recycling apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 2, in which the waste printed circuit board is filtered by passing only the resin material through the heated and pressurized waste printed circuit board. It is typical sectional drawing showing the process of isolate | separating into a metal material. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the filtration principle in the process of separating the waste printed board in FIG. 3 into a resin material and a metal material. FIG. 6 is a block diagram showing an overall system of a printed circuit board recycling method to which the printed circuit board recycling method according to the present embodiment is applied. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a printed circuit board as a workpiece to be separated into a resin material and a metal material by applying the recycling system in FIG. FIG. 8 is an enlarged view showing a state of the conductive composition arranged in the via hole related to the printed circuit board of FIG. 7 and connecting the conductor patterns to each other, and FIG. 8A is a state after filling with the conductive paste. FIG. 8B is a schematic cross-sectional view showing a state after interlayer connection. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the state of the waste printed board used in the process of separating the resin material and the metal material of FIG.
[0042]
(General description of the overall system of the printed circuit board recycling method to which the printed circuit board recycling method of the present invention is applied)
As shown in FIG. 6, the entire system related to the printed circuit board recycling method includes a waste printed circuit board 100 as an object to be processed, a mounting component removing unit 200 that primarily processes the object to be processed 100, and the object to be processed 100. Solder removing means 300 for secondary processing, resin and metal separation / recovery means 400 for separating the resin material 2a and the metal material 2b constituting the printed circuit board 100, which are implemented after the primary and secondary processing, and the resin and metal A resin molding means 500 for molding one resin material 2a separated and recovered by the separation and recovery means 400 and a metal refining separation means 600 for refining the other wiring metal material 2b separated and recovered by the separation and recovery means 400 Has been. The resin / metal separation / recovery means 400 separates the resin material 2a and the metal material 2b by allowing only the resin material 2a to pass by a filtration method described later.
[0043]
The waste printed circuit board 100 is a printed circuit board 101 used for a discarded electronic product, or a so-called waste printed circuit board as a waste material generated in the manufacturing process of the electronic product, and is at least thermoplastic as shown in FIG. An insulating base material 23 made of resin and a conductive pattern 22 arranged on the surface of the insulating base material 23 and made of at least a wiring metal material are provided. In addition, in the printed circuit board 101 used for an electronic product, as shown in FIG. 7, the circuit board 21 provided with the insulation base material 23 and the conductor pattern 22, the mounting component 70 mounted on the circuit board 21, and the mounting It includes solder 80 that electrically connects the component 70 and the circuit board 21.
[0044]
Furthermore, when the circuit board 21 is laminated and formed, the conductive composition 51 is disposed in the via hole 24 provided in the insulating base material 23 and electrically connects the conductor patterns 22 to each other, that is, the layers to each other. (See FIG. 7).
[0045]
Furthermore, in the insulating base material 23, the resin material used as the insulating material may be any one as long as it is formed of only a thermoplastic resin or a mixture of a thermoplastic resin and an inorganic filler material. It may be. For example, as the printed circuit board 101 used for the waste printed circuit board, a plurality of conductive pattern films in which the conductive pattern 22 is formed on at least one surface of a film made of a thermoplastic resin, and a plurality of resin films including the conductive pattern film are laminated, It may be a multilayer printed circuit board in which resin films are bonded to each other to form a multilayer by applying pressure while heating.
[0046]
Next, the removal means 200 for the mounted component 70 (see FIG. 7) is for removing the component 70 such as a semiconductor element, and a known means may be used. For example, any means such as a mechanical removal means for mechanically peeling the component 70 at normal temperature, or a heating removal means for removing the component 70 by heating the mounting substrate 101 to a temperature at which the solder melts may be used.
[0047]
If the printed circuit board 101 mounted on the electronic product is to be recycled, it is necessary to remove the mounted printed circuit board. For removal, remove the connector that fixes the mounting board 101. Desorption, destructive desorption, or any means may be used for desorption. In the present embodiment, the waste printed circuit board 100 is collected from the electronic product by using means for removing the connector on which the mounting board 101 is mounted on the electronic product.
[0048]
The solder removing unit 300 is configured to remove the solder 80 remaining on the waste printed circuit board 100 from which the component 70 has been peeled off by a mechanical removing unit or the like as the component removing unit, or the solder 80 melted by the heating removing unit or the like, or the cooled and solidified solder 80. Any known means may be used. For example, any means such as mechanical solder removing means for mechanical removal using a grinder or the like, or solder chemical removing means for removing using a chemical that dissolves solder such as a mixed acid of hydrochloric acid and sulfuric acid may be used.
[0049]
The resin / metal separation / recovery means 400 is a means for heating and filtering at least the waste printed circuit board 100 from which the mounting components 70 such as semiconductor elements and the solder 80 have been removed by the component removal means 200 and the solder removal means 300. is there. Thereby, it is possible to separate and collect the resin material 2a and the wiring metal material 2b by passing only the resin material 2a out of the resin material 2a and the wiring metal material 2b constituting the waste printed circuit board 100 (see FIG. 6). ).
[0050]
Details of means / method for allowing only the resin material 2a to pass by heating at least the waste printed circuit board 100 to be processed and filtering will be described later.
[0051]
The resin molding means 500 and the metal refining separation means 600 for forming the resin material 2a and the wiring metal material 2b separated and recovered from the waste printed circuit board 100 into material products for recycling are respectively known resin molding technologies. The forming means for forming the resin product 2aA according to the above and the refining means for separating and refining each metal type 2bB by the well-known metal refining technique may be used.
[0052]
Next, steps related to the method of recycling the printed circuit board will be described with reference to FIG. In the recycling method, the waste printed circuit board 100 is separated and collected for each material, and the flow of reusing the separated and collected material is represented by processes. As shown in FIG. 6, the component removal process P200 and the solder removal process are performed. Resin as a manufacturing process for using P300, resin and metal separation and recovery step P400, and resin material 2a and wiring metal material 2b separated and recovered in resin and metal separation and recovery step P400, respectively. It includes a forming step P500 and a metal refining separation step P600. In the case of recycling the waste printed circuit board 100 that has been mounted on the discarded electronic product, a detaching process for detaching the mounting board 100 mounted on the product may be provided as a pre-process of the component removing process P200. In the component removal process P200, the component removal means 200 described above is used to mechanically peel off the component 70 such as a semiconductor element at room temperature or to remove the component 70 by heating to a temperature at which the solder 80 is melted. This method may be used. In this embodiment, the waste printed board 100 is heated to 200 ° C. at which the solder melts, the metal spatula is brought into contact with the surface of the board 100, and the metal spatula is moved in parallel with the board 100, thereby mounting component 70. And the part 70 was removed. Next, in the solder removal process P300, any method such as mechanically removing the solder 80 or dissolving and removing the solder 80 using the above-described solder removing means 3 may be used. In this embodiment, the solder is removed by polishing the surface of the waste printed circuit board 100 with a rotary grinder equipped with a # 320 polishing grindstone. In the resin / metal separation and recovery process P400, the waste printed circuit board 100 (see FIG. 5) from which the mounting components 70 and the solder 80 have been removed in the component removal process P200 and the solder removal process P300 is used as the object to be processed. Details of the resin / metal separation and removal step P400 will be described later.
[0053]
In addition, the resin molding process P500 and the metal refining separation process P600 in which the resin material 2a and the wiring metal material 2b separated and recovered from the waste printed circuit board 100 are re-formed into a material product for reuse are respectively known manufacturing techniques. It is sufficient that the resin molding process is performed by the above-described method, and the refining process is performed for each metal type by a known metal refining technique.
[0054]
(Detailed explanation of resin and metal separation method and apparatus of printed circuit board of the present invention)
Hereinafter, the resin / metal separation / recovery means 400 and the resin / metal separation / removal step P400 in the above-described printed circuit board recycling method will be described with reference to FIGS.
[0055]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a printed circuit board recycling apparatus (hereinafter referred to as a printed circuit board resin and metal separation apparatus) 1 is a waste as a processing object when its main functions are expressed as means. From the pressurizing means M1 that pressurizes the printed circuit board 100, the heating means M2 that heats the waste printed circuit board 100 to at least a predetermined temperature that can be softened, and the workpiece 100 that is maintained at the predetermined temperature by the heating means M2, the resin material (Specifically, a thermoplastic resin) includes a filtering means M3 for filtering 2a. As a result, the waste printed circuit board 100 to be recycled is heated to a softened state or a low viscosity state by being heated by the heating means M2, and the waste printed circuit board 100 including the thermoplastic resin 2a in these states is added. While being pressurized by the pressure means M1, it is possible to filter by the filtration means M3, that is, forced filtration by the pressure means M1 and the filtration means M3. As a result, it is possible to easily separate and recover the thermoplastic resin 2a and the metal material (hereinafter referred to as a metal material) 2b made of at least a wiring metal material by the filtering means M3 by passing only the thermoplastic resin. (See FIG. 3).
[0056]
For example, the heating means M2 maintains the temperature close to the heating temperature (in the present embodiment, for example, about 350 ° C.) formed by heating in the initial manufacturing process of the waste printed board 100, that is, the printed board 101 that has become waste. As a result, the molten thermoplastic resin 2a can be easily separated and recovered using the filtering means M3.
[0057]
In addition, the resin material 2a used for the printed circuit board 101 (specifically, the insulating base material 23) used as the waste printed circuit board 100 may be made of a thermoplastic resin, and is thereby softened by heating. In addition, the resin material 2a separated and recovered by the resin / metal separation device 1 can be heated to have a desired material shape. A printed circuit board using a thermosetting resin as an insulating base does not decrease in elasticity even at high temperatures, and cannot be separated and recovered by the apparatus 1 having a simple structure described later. It is.
[0058]
As shown in FIGS. 2 and 3, the pressurizing means M <b> 1 includes a substantially cylindrical substantially cylindrical body (hereinafter referred to as a cylinder) 11 and a shaft member (hereinafter referred to as a piston) that can be slidably contacted with the inner periphery of the cylinder 11. 12). The piston 12 is driven by a driving means (not shown) so as to be reciprocally movable in the axial direction along the inner periphery of the cylinder 11.
[0059]
As shown in FIG. 2, the heating means M <b> 2 only needs to be provided in one of the piston 12 and the cylinder 11 that define the pressurizing chamber R that houses the waste printed circuit board 100. The heating means M2 only needs to heat the cylinder 11 or the piston 12 as a heat transfer medium. A heating heater (not shown) or a circulation path is formed in the heat transfer medium 11 or 12, and It may be a heating device that causes a heating medium to flow through the circulation passage. In the present embodiment, description will be made below assuming that the heater 11 is provided in the cylinder 11 as the heating unit M2.
[0060]
Furthermore, the heating means M2 can be set to a predetermined heating temperature that heats the waste printed circuit board 100, for example, so that the thermoplastic resin 2a constituting the waste printed circuit board 100 is softened or has a low viscosity. It is. The predetermined heating temperature is preferably a predetermined temperature at which the thermoplastic resin 2a of the waste printed circuit board 100 can be softened. Thereby, it is possible to suppress the state of the waste printed circuit board 100 before being filtered by the filtering means M3 to at least a predetermined temperature at which softening is possible, that is, a temperature at which the thermoplastic resin 2a can be softened. Accordingly, it is possible to suppress wasteful consumption of energy consumed by the heating unit M2 for heating the waste printed circuit board 100.
[0061]
Furthermore, in this embodiment, by using the heating means M2 and the pressurizing means M1, the metal material 2b such as the wiring metal material constituting the conductor pattern 22 can be melted while being in a solid state. It is possible to pressurize the thermoplastic resin 2a. The meltable state is not limited to a low-viscosity state, and the below-described filtration is performed by plastically deforming the thermoplastic resin 2a in a softened state or a relatively high-viscosity state by the pressurizing means M1. This is a state where it can pass through the filtration passage of the means M3.
[0062]
The filtering means M3 is a means for filtering the waste printed circuit board 100 as an object to be filtered, and includes a filter 17 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the filter 17 is disposed in the pressurizing chamber R whose volume is contracted by the downward movement of the piston 12. The filtering means M3 may be any means that can filter the waste printed circuit board 100 and separate it into the thermoplastic resin 2a and the metal material 2b, and the thermoplastic resin 2a in its meltable state. What is necessary is just to have the filtration channel | path 17a which can let pass only.
[0063]
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the filter 17 is formed of a porous sintered metal. Thus, the plurality of filtration passages of the filter 17 for filtering the object to be filtered, that is, the mesh hole 17a is not simply penetrated, but can be formed in a twisted mesh hole (see FIG. 1). Therefore, even if the filtering means M3 that passes the thermoplastic resin 2a is, for example, a needle-like thin and long metal material 2b, it can be reliably captured due to the twisted mesh hole 17a. As a result, it is possible to prevent a solid material such as the wiring metal material 2b from passing through the filter 17 having a fine needle shape. Therefore, it is possible to increase the purity of the thermoplastic resin 2a that has passed through the filter 17 constituting the filtering means M3. As a result, as the resin material 2a to be recycled, the thermoplastic resin 2a suppressed to a desired residual impurity amount can be separated and recovered from the waste printed circuit board 100.
[0064]
As long as the filter 17 has a mesh hole size through which the wiring metal material 2b cannot pass and the resin material 2a can pass through, the filter 17 is a disk filter laminated with a stainless steel filter, ceramic, or foam. Any body filter may be used. The filter 6 made of sintered metal can be manufactured at a lower cost than a disk filter having a complicated assembly structure.
[0065]
Furthermore, the filter 6 in this embodiment is formed of a sintered metal using any one of metal materials such as copper (Cu), nickel (Ni), and stainless steel as a metal material. The size of the kesh hole 17a made of sintered metal using these metal materials can be, for example, about 50 μm for stainless steel and about 200 μm for copper (Cu). In addition, if the magnitude | size of the mesh hole 17a is the range of 20 micrometers-200 micrometers, the thermoplastic resin 2a is separable from the metal material 2b.
[0066]
Furthermore, since the filter 17 is formed of sintered metal, even if a relatively high pressure is applied to the upstream end face 17b of the filter 17, as shown in FIGS. 3 and 4, it is caused by the structure of the sintered metal. Mechanical strength can be guaranteed. Therefore, it is possible to ensure a relatively large area of the upstream end face 17b, that is, a filtration area, under a relatively high pressure. For example, since a predetermined amount of the workpiece 100 can be processed in a lump without dividing the predetermined amount, the productivity of the work of separating the thermoplastic resin 2a and the metal material 2b can be improved.
[0067]
Furthermore, since the filter 17 is formed of sintered metal, the size of the metal mesh hole is determined due to the metal material used as described above, and therefore the size of the mesh hole 17a can be formed with high accuracy.
[0068]
Note that a so-called precoat filter may be used as the filter 17 described in the above embodiment. That is, the mesh hole 17a is formed in advance to be large. With the operation of the resin / metal separator 1, the metal material 2b may be deposited on the upstream end surface 17b of the filter 17, and the mesh hole 17a may become smaller. When a predetermined amount of the metal material is deposited, the desired mesh hole 17a may be obtained as a result. Thereby, the lifetime of the filter 17 can be extended.
[0069]
(Detailed description of resin and metal separation method when metal paste such as via connection material used in manufacturing process of waste printed circuit board 100 remains partially)
The waste printed circuit board 100 to be recycled is a single-layer printed circuit board in which the conductor pattern 22 is arranged on one surface of both surfaces of the insulating base 23 shown in FIG. 12, or a two-layer printed circuit board in which the conductor pattern 22 is arranged on both surfaces. In some cases, it is possible to reliably separate and recover the thermoplastic resin 2a and the wiring metal material 2b by the above-described resin / metal separator 1. Furthermore, when the electronic component 70 is mounted on the printed circuit board 100, the solder 80 is completely removed by using the solder removing means 300 in the solder removing step 300 after removing the mounted component 70 in the removing step 200. If so, the above-described resin / metal separator 1 can reliably separate and recover the thermoplastic resin 2a and the wiring metal material 2b.
[0070]
However, as in the case of the printed circuit board 101 shown in FIG. 7, when the waste printed circuit board 100 is a multilayer printed circuit board having a plurality of conductive patterns 22 (four layers in FIG. 7) on the insulating base material 23, the printed circuit board. A part of the metal paste 50 that is a via connection material filled in the via hole 24 of the insulating base 23 in the step of forming the conductive composition 51 that electrically connects the conductor patterns 22 in the manufacturing process 101. However, the conductive composition 51 may not be formed and may remain in the state of the metal paste 50. If a part of the metal paste 50 remains, any one of a plurality of metals constituting the metal paste 50 (in this embodiment, two metals 61 and 62 (see FIG. 8A)) In the case of a metal having a melting point lower than a predetermined heating temperature by the heat heating means M2 (in this embodiment, tin (Sn) as the first metal 61 in FIG. 8A), the resin and the metal In the separation and recovery step P400, a metal having a melting point lower than the predetermined heating temperature is melted in the molten thermoplastic resin 2a heated at a predetermined heating temperature (about 350 ° C. in the present embodiment, for example). There is a risk of contamination as a liquid.
[0071]
First, an embodiment of a method for manufacturing the multilayer printed circuit board 101 shown in FIG. 7 will be described with reference to FIGS.
[0072]
A multilayer printed circuit board 101 shown in FIG. 7 is formed by laminating a plurality of conductor films 21 each having a conductor pattern 22 formed on at least one surface of a film made of a thermoplastic resin, and applying pressure while heating to bond them to each other. Lamination is formed. Thus, the heating means M2 is melted by being maintained at a temperature close to the heating temperature (about 350 ° C. in the present embodiment) that is heat-molded in the initial manufacturing process of the printed circuit board 101 that has become waste. It is possible to easily separate and collect the thermoplastic resin using the filtering means M3. Furthermore, the pressurizing unit 1 and the heating unit M2 maintain the temperature close to the heating temperature formed by pressurizing while heating in the initial manufacturing process of the printed circuit board 101, and the pressure close to the pressurizing pressure. Thus, it becomes easier to separate and recover the molten resin material 2a using the filtering means M3.
[0073]
Next, when solder is used when mounting a component 70 such as a semiconductor element on the printed circuit board 101, the resin material 2a used for the insulating base material 23 is only a thermosetting resin, or a thermoplastic resin and an inorganic filling material. Of these, it is limited to materials that can be heated at 250 ° C. or higher. For example, polyetheretherketone (PEEK as an abbreviation) resin, polyetherimide (PEI) resin or a mixture thereof, thermoplastic polyimide resin (thermoplastic PI) resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, or liquid crystal polymer (LCP) Etc. can be used. The inorganic filler is added to adjust the physical property value of the formed printed circuit board 101. For example, silica (SiO2) added for the purpose of reducing the thermal expansion coefficient. ₂ ) Powder, aluminum nitride (AlN) powder added for the purpose of improving thermal conductivity, glass fiber added for the purpose of improving mechanical strength, or the like is added according to the purpose of addition. Hereinafter, as the insulating base material 23 described in the present embodiment, 100 parts by weight of a mixture of PEEK resin and PEI resin (38/62 parts by weight) is mica (KMg) as an inorganic filling material. ₃ (SiAl ₃ O ₁₀ ) F ₄ Etc.) is used and a resin film formulated by adding 15.5 parts by weight is used.
[0074]
The wiring metal material may be any metal material such as copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), silver (Ag), copper alloy, and silver alloy. In addition, copper (Cu) shall be used as a wiring metal material demonstrated by this embodiment. As a specific embodiment of using copper (Cu) as a wiring metal material, hereinafter, a copper foil is used. For example, after the copper foil is bonded to the resin film 23 by pressure bonding, unnecessary portions are removed by etching or the like. A conductor pattern 22 is formed. And as shown in FIG. 7, the conductor pattern film 21 which has the conductor pattern 22 on the surface of the resin film 23 of each layer is shape | molded.
[0075]
Thereafter, as shown in FIG. 8, via holes 24 for interlayer connection are formed in the resin film 23 by laser light irradiation or the like. As shown in FIG. 8, the via hole 24 is filled with a conductive paste 50 as a via connection material to form a conductive composition 51 that electrically connects the conductor patterns 22 to each other. In this electrical connection, the conductor pattern 22 and the conductive composition 51 are connected by solid phase diffusion between metals.
[0076]
As shown in FIGS. 7 and 8, the printed circuit board 101 is characterized by a conductive pattern 51 that is integrated into a via hole 24 provided in a resin film 23 as an insulating base. 22 are electrically connected to each other, and the conductive composition 51 is made of only a metal material, a mixture of a metal material and a thermoplastic resin used for the resin film 23, or a metal material. It is formed from the material which consists of either one among the mixture of a thermoplastic resin and an inorganic filler.
[0077]
Thereby, when the resin material (specifically, the thermoplastic resin) 2a is separated and recovered from the waste printed circuit board 100, the component mixed from the conductive composition 51 in the separated and recovered thermoplastic resin 2a is the resin film 23. Since it is the same component as the thermoplastic resin 2a used in the above, it is possible to prevent a decrease in the purity of the recovered thermoplastic resin 2a. In addition, since the purity of the recovered thermoplastic resin 2a does not decrease, the same characteristics as the thermoplastic resin 2a before recovery can be expected.
[0078]
Next, the conductive composition 51 and the via connection material for forming the conductive composition 51 will be described below with reference to FIGS. 8 (a) and 10 (b).
[0079]
The via connection material, that is, the conductive paste 50 is composed of tin (Sn) particles 61 as a first metal and silver (Ag) particles 62 as a second metal. 8A shows a state before the conductive paste 50 filled in the via hole 24 and dried is heated by a vacuum heating press (not shown), and FIG. 8B shows a vacuum. The state sintered by the hot press machine is shown.
[0080]
First, as shown in FIG. 8A, the conductive paste 50 is in a state where tin particles 61 and silver particles 62 are mixed. When the paste 50 is heated to 240 to 350 ° C., the melting point of the tin particles 61 is 232 ° C., and the melting point of the silver particles 62 is 961 ° C. It adheres so as to cover the outer periphery. When heating is continued in this state, the molten tin starts to diffuse from the surface of the silver particles 62 and forms an alloy of tin and silver (melting point: 480 ° C.). At this time, since a pressure of 2 to 10 MPa is applied to the conductive paste 50, as shown in FIG. 8B, the via hole 24 is integrated by sintering as the alloy of tin and silver is formed. A conductive composition 51 made of the alloy is formed.
[0081]
Further, when the conductive composition 51 is formed in the via hole 24, the conductive composition 51 is pressurized, so that it is pressed against the surface of the conductor pattern 22 that forms the bottom of the via hole 24. . As a result, the tin component in the conductive composition 51 and the copper component of the copper foil constituting the conductor pattern 22 are mutually solid-phase diffused, and solid-phase diffusion is performed at the interface between the conductive composition 51 and the conductor pattern 22. Layer 52 is formed.
[0082]
Although not shown in FIG. 8, the tin component in the conductive composition 51 and the copper foil constituting the conductive pattern 22 are also present at the interface between the conductive pattern 22 below the via hole 24 and the conductive composition 51. A solid phase diffusion layer 52 with the copper component is formed. Therefore, electrical connection between the upper and lower conductor patterns 22 of the via hole 24 is ensured not by contact connection but by the integrated conductive composition 51 and solid phase diffusion layer 52. Thereby, the reliability of interlayer connection can be improved.
[0083]
Therefore, the reliability of interlayer connection can be improved by the conductive composition 51 having the above-described configuration, and the resin and metal can be heated to a predetermined heating temperature (for example, 350 ° C.) by the heating means M2 in the resin / metal separation and recovery step P400. Even so, since the conductive composition 51 is formed of an alloy of tin and silver (melting point: 480 ° C.), the solid state can be reliably maintained. Therefore, the resin material 2a and the metal material 2b including the wiring metal material and the via connection material can be reliably separated and collected.
[0084]
Here, in the process of forming the conductive composition 51, the tin particles 61 constituting the conductive paste 50 are heated to 240 to 350 ° C. and melted, and from the surface of the silver particles 62 around the tin particles 61. Even if it starts to diffuse, in some cases, it does not become an alloy (AgSn) with all the silver particles 62 contained in the conductive paste 50, and for example, at least one of some of the tin particles 61 and the silver particles 62 remains. there is a possibility. In the case where some of the tin particles 61 remain, since the melting point (232 ° C.) of tin (Sn) is lower than the predetermined heating temperature (350 ° C.) in the resin and metal separation and recovery step P400, the tin particles 61 are melted. And become liquid. For this reason, liquid tin (Sn) may be mixed into the molten thermoplastic resin 2a. Even when some of the silver particles 62 remain, the melting point of silver (Ag) is 961 ° C., so that it remains solid in the resin and metal separation and recovery step P400 and is mixed into the thermoplastic resin 2a. Never do.
[0085]
In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, as a material of the filter 17, an intermetallic compound having a melting point higher than a predetermined heating temperature (350 ° C.) is formed by chemically reacting with the tin particles 61. It is made of a metal material that can. As the metal material, the second metal silver (Ag) that can be sintered to the first metal tin (Sn) is used as the filter material. Thereby, even if the tin particles 61 remaining by the predetermined heating temperature become liquid, the filtration principle of FIG. 4 is shown when trying to pass through the filtration passage of the filter formed from silver (Ag), that is, the mesh hole 17a. As shown in the schematic diagram, liquid tin (Sn) is obtained by diffusing along the surface 17b of the filter 17 facing the pressurizing chamber R or the surface of the mesh hole 17a, resulting in an alloy of tin and silver (AgSn). ) Can be solidified as part of the filter 17.
[0086]
The metal material that can chemically react with the tin particles 61 to form an intermetallic compound having a melting point higher than a predetermined heating temperature is not limited to silver (Ag), but also copper (Cu), gold (Au). Any metal material may be used as long as it is a second metal that can be sintered with tin (Sn) such as platinum (Pt), palladium (Pd), and nickel (Ni). The second metal particles 62 can be chemically reacted at a predetermined heating temperature (350 ° C.) to form an intermetallic compound, that is, a sintered alloy. Thereby, when a part of the tin (Sn) particles 61 remains in the manufacturing process of manufacturing the printed circuit board 101, by forming the metal material of the filter 17 from any one of these second metals, Even if the waste printed circuit board 100 is heated in the recycling process and the tin (Sn) particles 61 are melted and become liquid and mixed in the resin, they are formed of the same metal material as any of these second metals. When passing through the filter 17, it can chemically react with the metal material forming the filter 17 to generate an intermetallic compound, and solidify into a part of the filter 17 to obtain a solid material. As a result, a part of the tin (Sn) particles 61 remaining in the via connection material 50, that is, only the first metal is captured by the metal material forming the filter 17, thereby mixing the metal into the separated and recovered resin. Can be reliably prevented.
[0087]
Furthermore, in this embodiment, it is preferable that the material of the filter 17 is copper (Cu). As a result, the filter 17 can be manufactured at a low cost as a metal material for forming the filter 17, and as a result, the cost of separating the printed board 101 into resin and metal for recycling the printed board can be reduced.
[0088]
According to the embodiment described above, as the filter 17 that passes through and filters the resin (specifically, thermoplastic resin) 2a, it chemically reacts with the first metal particles 61 such as tin (Sn), Since a metal material capable of generating an intermetallic compound having a melting point higher than a predetermined heating temperature for heating the waste printed board 100 in the resin and metal separation and recovery step P400 is used, the manufacture of the waste printed board 100 is manufactured. Even if the first metal particles 61 constituting the via connection material 50 may remain in the process, the resin and metal separation and recovery process P400 constituting the recycling process have become liquid. The first metal particles 61 can be solidified as a part of the filter 17 and captured by the filter 17. Therefore, it is possible to prevent the metal material (first metal) from being mixed into the separated and recovered thermoplastic resin 2a.
[0089]
Furthermore, in the embodiment described above, the material of the solder 80 for joining the mounting component 70 mounted on the waste printed board 100 to the conductor pattern 22 is bismuth (Bi), indium (In), zinc ( When composed of any one of Zn), lead (Pb), and tin (Sn), these solder materials can form an alloy with copper (Cu) that is the material of the filter 17. As a result, even if the solder 80 is not completely removed in the solder removal process P300 and remains partially, in the resin and metal separation and recovery process, when the waste printed circuit board 100 is heated, the remaining solder Since 80 can be solidified into a part of the filter 17, it is possible to prevent the solder 80 from being mixed into the thermoplastic resin 2 a separated and collected by the filter 17.
[0090]
Furthermore, in the above-described embodiment, the first metal constituting the via connection material and having a melting point lower than the melting temperature of the thermoplastic resin has been described as tin (Sn). However, the first metal is not limited to tin (Sn). Bismuth (Bi), indium (In), zinc (Zn), lead (Pb), tin (Sn), or the like may be used. Since the melting points of these metals are 274 ° C., 156 ° C., 420 ° C., and 327 ° C., respectively, for example, when setting a predetermined heating temperature within the range of 350 ° C. to 450 ° C., the manufacturing process for manufacturing the waste printed circuit board 100 Even if the particles 61 made of the first metal partially remain, the metal material (first metal) is mixed into the separated and recovered thermoplastic resin 2a as in the case of the tin particles 61. Can be prevented.
[0091]
(Second Embodiment)
Hereinafter, other embodiments to which the present invention is applied will be described. In the following embodiments, the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[0092]
In the second embodiment, the resin and metal separation device 1 and the resin and metal separation and recovery process P400 described in the first embodiment are configured as shown in FIGS. 9 and 10, respectively. FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the printed circuit board recycling apparatus according to this embodiment. FIG. 10 is a block diagram showing the recycling system according to this embodiment in each recycling process, and among the recycling processes, a block diagram showing a process related to a method for separating a resin material and a metal material of a waste printed circuit board. is there. FIG. 11 shows the heating means and pressurization constituting the printed circuit board recycling apparatus shown in FIG. 9, that is, the resin and metal separating apparatus, in the process related to the method for separating the resin material and metal material of the waste printed circuit board shown in FIG. It is explanatory drawing explaining the process regarding the separation method corresponding to the process by a means and a filtration means.
[0093]
First, the resin / metal separator 1 will be described with reference to FIG. In the pressurizing means M1, the cylinder 11 and the piston 12 are arranged side by side in the horizontal direction of the paper surface of FIG. The cylinder 11 is formed in such a shape that both ends can be opened. A piston 12 extends to one end 11b, and the piston 12 is driven to reciprocate in the axial direction along the inner circumference of the cylinder 11. A member (hereinafter referred to as a press cylinder) 13 is disposed.
[0094]
Further, as shown in FIG. 9, a movable lid member (hereinafter referred to as a cylinder head) 14 that can open and close the opening end 11a is provided at the other end, that is, the other opening end 11a. As a result, the pressurizing chamber R that is a space defined by the inner periphery of the cylinder 11, the cylinder head 14, and the piston (hereinafter referred to as a piston) 12 is compressed as the pressurizing unit M <b> 1 by the movement of the piston 12. A simple structure can be used. As a result, the pressurizing means M1 can perform a stable pressurizing operation.
[0095]
Next, the heating means M2 is provided in the cylinder 11 and the cylinder head 14, as shown in FIG. Further, a filtering means M3, which will be described later, is provided in the pressurizing means M1 (specifically, the radial gap δM1 between the cylinder 11 and the piston 12). Thus, when the thermoplastic resin 2a and the metal material 2b are separated and recovered from the recycled printed circuit board 100 to be recycled, the filtering means M3 starts from the step of heating the waste printed circuit board 100 before the separation and recovery to the resin material 2a and the wiring metal material 2b. Thus, only the resin material 2a is allowed to pass through and the process of separating and collecting the resin material 2a and the wiring metal material 2b can be easily handled by the heating means M2.
[0096]
Furthermore, in the present embodiment, the pressurizing means M1 uses the press cylinder 13 to reciprocate the piston 12 so that the solid matter that adheres to or precipitates on the inner periphery of the cylinder 11, that is, the wiring metal material 2b, It is possible to scrape along the inner circumference. As a result, it is possible to prevent a phenomenon in which solid matter that adheres or precipitates accumulates in the cylinder 11 compressed by the drive of the piston 12, particularly only in the inner periphery. Therefore, the pressurizing operation of the pressurizing means M1 can be stabilized.
[0097]
Further, as the pressurization operation, that is, the compression operation is continued, the spillover that enables the wiring metal material 2b, which is a solid substance, to be gathered, that is, collected, on the cylinder head 14 side arranged on the terminal side of the compression operation. An effect is acquired (refer FIG. 9).
[0098]
Therefore, the pressurizing unit M1 can maintain a stable pressurizing operation, and the wiring metal material 2b that remains solid even when heated by the heating unit M2, and a thermoplastic resin that is softened and can be filtered. 2a can be efficiently separated.
[0099]
In addition to the pressurizing means M1, the cylinder 11 provided with the heating means M2 is provided with an inlet 15 for introducing the waste printed circuit board 100 to be recycled into the pressurizing chamber R as shown in FIG. This inlet 15 forms a hole penetrating the inner periphery and outer periphery of the cylinder 11. As shown in FIG. 9, the shape of the hole is such that the diameter is substantially reduced from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. As a result, it is possible to feed a predetermined amount of the waste printed circuit board 100 while keeping the waste printed circuit board 100 in the loading port 15. Further, in the present embodiment, the charging port 15 includes a storage portion 15 a that protrudes along the charging port 15 toward the outer peripheral side of the cylinder 11 as shown in FIG. 9. This facilitates securing the storage space R100 in which a predetermined amount of the waste printed circuit board 100 is stored until the pressurization chamber R is charged. Furthermore, in the present embodiment, an inlet cap 16 is provided on the upper end surface of the storage portion 15a as a closing portion that allows the inlet 15 and the pressurizing chamber R to communicate with each other and shut off. This secures the inlet 15 for storing temporarily, that is, the storage space R100, until a predetermined amount of the waste printed circuit board 100 is supplied without complicating the sealing structure of the pressurizing chamber R of the pressurizing means M1. It is possible.
[0100]
Furthermore, in this embodiment, when the opening end 11a is opened by the cylinder head 14, the piston 12 is moved in the axial direction beyond the opening end 11a using the press cylinder 13. Thereby, it is possible to perform the protrusion operation by the piston 12. Therefore, for example, when the pressurizing operation of the pressurizing means M1 (specifically, the piston 12) continues and a predetermined amount of the wiring metal material 2b is collected on the cylinder head 14 side, the solids recovered by the projecting operation of the piston 12 are collected. The wiring metal material 2b as an object can be easily taken out.
[0101]
Next, in the filtering means M3, as shown in FIG. 9, the filter 17 having a plurality of filtering passages (specifically, M-shoulded holes) 17a is disposed in the cylinder 11 so as to face the piston. Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, in addition to the filtration passage 17a of the filter 17, the pressurizing means M1 is formed and formed between the cylinder 11 and the piston 12 that can be in sliding contact with each other. The gap δM1 is used as the other filtration passage and has a two-stage filtration passage. That is, primary filtration and secondary filtration are performed. The two-stage filtration passages 17a and δM1 are the size of the filtration passage, and the gap δM1 of the pressurizing means M1 as the filtration passage for the primary filtration treatment is a solid material having a size of about the wiring metal material 2b. The size of the mesh hole 17a of the filter 17 serving as the filtration passage for the secondary filtration process is any size as long as it can remove a size smaller than the size of the solid matter. May be.
[0102]
As a result, even if the first-stage filtration and the second-stage filtration process using the two-stage filtration passages 17a and δM1 are employed as the filtration means M3, the radial gap δM1 of the pressurizing means M1 is utilized. The increase in the number of devices can be suppressed, and as a result, the device cost of the resin / metal separation device 1 of the printed circuit board can be reduced. As a result, there is a ripple effect that can reduce the cost of separating and collecting the resin and metal of the printed circuit board.
[0103]
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 9, the filter 17 is provided in a port portion (hereinafter referred to as a collection groove) 18 that opens to the inner periphery of the cylinder 11. As a result, the waste printed circuit board 100 that has been softened at least by the heating means M2 is first filtered through the gap δM1 that is the primary filtering passage, and then the filter disposed in the collection groove 18 that opens to the inner periphery of the cylinder 11. 17 can surely perform secondary filtration.
[0104]
Furthermore, in this embodiment, the filter 17 is arrange | positioned at the upper side in the collection groove | channel 18, as shown in FIG. Thereby, even if at least the softened thermoplastic resin 2a and the solid wiring metal material 2b are guided in the collection groove 18, the filter 17 is disposed on the upper side. It is possible to make certain metal material 2b difficult to precipitate. Therefore, the filter life can be improved.
[0105]
Furthermore, as the primary filtration, for example, by making the radial gap δM1 smaller than the size of the conductive composition 51, the separation accuracy of the thermoplastic resin 2a and the wiring metal material 2b can be improved, The lifetime of the filter that becomes the secondary filtration passage 17a can be improved. In the present embodiment, the size of the gap δM1 is 100 μm, and the size of the mesh hole 17a is 20 μm.
[0106]
As a result, the life of the filtering means M3, in particular, the sintered filter 17 formed of a fine porous material as the filtration passage 17a can be improved, and the primary filtration and the secondary filtration treatment are performed, so that the heat can be efficiently obtained. The plastic resin 2a and the wiring metal material 2b can be separated. In addition, since the size of the mesh hole 17a that can remove fine solids by the secondary filtration treatment is set, the residual amount of impurities contained in the recovered thermoplastic resin 2a can be reduced. Therefore, it is possible to improve the accuracy of separating the thermoplastic resin 2a and the metal material 2b including the wiring metal material, particularly the accuracy of separating and recovering the thermoplastic resin 2a.
[0107]
In the printed circuit board resin and metal separation apparatus 1 described above, the input port 15, the storage portion 15a, and the input port cap 16 formed in the cylinder 11 of the pressurizing means M1 provide the waste printed circuit board 100. It constitutes a waste printed circuit board loading means for storing until a fixed quantity is loaded. As a result, the waste printed circuit board 100 is not continuously thrown in during the pressurizing operation of the pressurizing means M1, and therefore it is not necessary to keep the inlet 15 of the cylinder 11 as the pressurizing means M1 high-pressure and airtight. Absent. Therefore, it is possible to prevent the sealing structure of the apparatus related to the pressurizing means M1 from becoming complicated.
[0108]
Furthermore, in the cylinder 11, the inner periphery on the side of the opening end that is in sliding contact with the piston 12 and formed opposite to the side opening end 11a formed by the pressurizing chamber R prevents leakage of the resin material 2a and the like from the gap δM1. Therefore, it is desirable to provide the seal member 39.
[0109]
Furthermore, the driving means for driving the cylinder head 14 to open and close the opening end 11a may be a driving device driven by an electric motor or an air driving device using a gaseous medium such as factory air. .
[0110]
The separation method related to the resin / metal separation device 1 of the printed circuit board described above will be described below with reference to FIGS.
[0111]
As shown in FIG. 10, when the flow of the method for separating the resin and metal of the printed circuit board, which is the main part of the present invention, is represented by a process, the separation method includes a loading process P410 for loading the waste printed circuit board 100 into the apparatus 1. The melted and pressurized process P420 for heating and pressurizing the waste printed circuit board 100, and the waste printed circuit board 100 heated and pressurized in the melted and pressurized process P420 are filtered to allow only the thermoplastic resin 2a to pass therethrough. It includes a filtration step P430 and an extraction step P450 for taking out the separated and recovered thermoplastic resin 2a and metal material 2b from the apparatus 1. The charging process P410, the melt pressurizing process P420, the filtering process P430, and the extracting process P450 constitute a resin and metal separation and recovery process P400 related to a method for recycling the printed circuit board.
[0112]
In the loading process P410, the waste printed circuit board 100 is stored by the waste printed circuit board loading means 15, 15a, 16 until a predetermined amount of the waste printed circuit board 100 is loaded. At this time, at least the charging port 15 and the storage portion 15 a are formed in the cylinder 11, and thus are heated by the heater 21 built in the cylinder 11. As a result, the waste printed circuit board 100 can be heated by the waste printed circuit board loading means 15, 15 a, 16 at least at a temperature close to the softening temperature before being loaded into the pressurizing chamber R. Therefore, when the input port 15 is communicated with the pressurizing chamber R by the input cap 16, the waste printed circuit board 100 can immediately start filtration while being pressurized by the pressurizing means M1. As a result, the cycle time of the melt pressurization process P420 can be shortened.
[0113]
In the melt pressing step P420, the thermoplastic resin 2a is maintained at a predetermined temperature at which the thermoplastic resin 2a can be softened by the heat heater 21 as the heating means M2. The inside of the pressurizing chamber R is pressurized with a predetermined pressure by the pressurizing means M1. In the present embodiment, as the process conditions, the waste printed board 100 is maintained at a predetermined heating temperature (about 350 ° C.), and the inside of the pressurizing chamber R is pressurized with a relatively high pressure of 8 MPa by the pressurizing means M1. As a result, the thermoplastic resin 2a constituting the waste printed circuit board 100 is at least softened, and a relatively high pressure is applied to the softened thermoplastic resin 2a, thereby plastic deformation of the thermoplastic resin 2a. Enable. Therefore, the filtration passages δM1 and 17a of the filtration means M3 can be in a molten state through which the thermoplastic resin 2a can pass.
[0114]
In addition, in the charging process P410, the waste printed circuit board 100 is stored until the predetermined amount of the waste printed circuit board 100 is charged. Therefore, the waste printed circuit board 100 is continuously pressed in the pressurizing chamber R while the pressurizing unit M1 is performing the pressurizing operation. It is possible to eliminate the input state such as being input to. Thereby, simplification of the pressurization means M1 in the melt pressurization process P420, especially the apparatus part regarding a seal structure can be achieved.
[0115]
The filtration step 430 is a step of allowing only the resin material 2a to pass by filtering the waste printed circuit board 100 heated and pressurized in the melt pressure step P420. The resin material 2a may be finally passed through a plurality of filtration treatments such as treatment and secondary filtration treatment.
[0116]
In the present embodiment, the melt pressurization step P430 includes a primary filtration step 431 and a secondary filtration step 432. The primary filtration step 431 removes solid matter having a size of the wiring metal material 2b from the waste printed circuit board 100. In the secondary filtration step 432, further, those smaller than the solid matter are removed. By the two-stage filtration treatment by the primary filtration step 431 and the secondary filtration step 432, it is possible to reliably pass only the thermoplastic resin 2a through. Thereby, while the lifetime of the apparatus 1 provided with the filtration means M3 can be improved, it can be efficiently separated into the thermoplastic resin 2a and the metal material 2b. Moreover, it is possible to remove fine solids in the secondary filtration step 432. Therefore, the remaining amount of impurities contained in the thermoplastic resin 2a to be separated and recovered can be reduced.
[0117]
Furthermore, in the present embodiment, since the sintered filter 17 is used in the secondary filtration step 432, the passage of fine and needle-like solids is prevented and removed due to the twisted mesh holes 17a. Is possible. Therefore, the remaining amount of impurities contained in the thermoplastic resin 2a to be separated and recovered can be reliably reduced.
[0118]
Furthermore, in the present embodiment, the material of the filter 17 has a melting point lower than the melting temperature of the via connection material 50 (specifically, the first metal particles 61) or a thermoplastic resin such as tin (Sn) used for the solder material. Even when, for example, tin (Sn) remains as a part of the metal paste such as the conductive paste 50 in the manufacturing process in which the metal material having the waste printed circuit board 100 is manufactured, in the melt-pressing step P420 Tin (Sn) that becomes liquid can be chemically reacted with the copper (Cu) filter 17 to form an intermetallic compound in the filtration step 430 and solidified as a part of the filter 17. Therefore, it is possible to prevent a metal such as tin (Sn) remaining in the thermoplastic resin 2a to be separated and collected from being mixed.
[0119]
Furthermore, in this embodiment, as a means for performing the filtration process in the primary filtration step 421, a gap δM1 between the cylinder 11 and the piston 12 constituting the pressurizing means M1 is used as a filtration passage. Thereby, even if the filtration process P430 is increased to the primary filtration process P431 and the secondary filtration process P432, the gap δM1 of the heating means M1 used in the melting and heating process P420 as the filtration means of the primary filtration process is used as the filtration passage. Thus, the filtration means M3 in the primary filtration step P431 can be shared with the pressure means M1 in the melt pressure step P420 (see FIGS. 9 and 11). Therefore, since the increase in the number of devices can be suppressed, the manufacturing cost related to the method for separating the resin and metal of the printed circuit board can be reduced.
[0120]
Furthermore, when the filtration step P430 proceeds and the pressurizing operation by the pressurizing means M1 continues (see FIG. 11), the piston 12 constituting the pressurizing means M1 scrapes the inner periphery of the cylinder 11 to pressurize. It is possible to collect the wiring metal material 2b, which is a solid substance, on the cylinder head 14 side that is disposed on the terminal side of the operation, that is, the compression operation.
[0121]
In the extraction process P450, by passing only the resin material 2a in the filtration process P430, the resin material 2a and the wiring metal material 2b separated and recovered are extracted in a desirable state and shape. As shown in FIG. 11, until just before the extraction step P450 is started, the resin material 2a and the wiring metal material 2b are accumulated while being heated by the heating means M2. For example, when the ratio of the resin material contained in the wiring metal material 2b becomes equal to or less than a predetermined ratio, the heating by the heating means M2 is stopped and taken out from the pressurizing chamber R. In this embodiment, when the opening end 11a is opened by the cylinder head 14, the piston 12 is moved in the axial direction beyond the opening end 11a by using the driving means. Thereby, since the protrusion operation | movement by piston 12 is performed, it becomes possible to take out the wiring metal material 2b as a collect | recovered solid substance easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a filter constituting a filtering means of a printed circuit board recycling apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a printed circuit board recycling apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a printed circuit board recycling apparatus according to the first embodiment of FIG. 2 in which a waste printed circuit board is filtered by passing only the resin material through the heated and pressurized waste printed circuit board. It is typical sectional drawing showing the process of isolate | separating into a metal material.
4 is a schematic cross-sectional view showing the filtration principle in the process of separating the waste printed circuit board in FIG. 3 into a resin material and a metal material.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a state of a waste printed board used in the process of separating the resin material and the metal material of FIG. 4;
FIG. 6 is a block diagram showing an overall system of a printed circuit board recycling method to which the printed circuit board recycling method according to the first embodiment of the present invention is applied.
7 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a printed circuit board as an object to be processed that is separated into a resin material and a metal material by applying the recycling system in FIG.
8 is an enlarged view showing a state of a conductive composition arranged in a via hole related to the printed circuit board of FIG. 7 and connecting between conductor patterns, and FIG. 8 (a) is a state after filling with a conductive paste. FIG. 8B is a schematic cross-sectional view showing a state after interlayer connection.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a printed circuit board recycling apparatus according to a second embodiment.
FIG. 10 is a block diagram showing a recycling system according to the second embodiment in each recycling process, and a block showing a process related to a method for separating a resin material and a metal material of a waste printed circuit board among the recycling processes. FIG.
11 corresponds to the processing by the heating means, the pressurizing means, and the filtering means constituting the printed circuit board recycling apparatus shown in FIG. Then, it is explanatory drawing explaining the process concerning the separation method.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a single-layer printed circuit board as a comparative example.
[Explanation of symbols]
1 Separation device for resin and metal
2a Resin material (thermoplastic resin)
2b Metal material (wiring metal material)
11 cylinder (substantially cylindrical body)
12 Piston (shaft member)
13 Press cylinder (drive means)
17 Filter
17a Mesh hole (as filtration passage)
21 Single-sided conductor pattern film (circuit board)
22 Conductor pattern
23 Resin film (insulating substrate)
24 Beer Hall
31 Heating heater (heating means)
50 Conductive paste (paste, via connection material)
51 Conductive composition
61 Tin particles (first metal particles)
62 Silver particles (second metal particles)
80 solder
M1 Pressurizing means
M2 heating means
M3 filtration means
R Pressurizing chamber (pressurizing space)
δM1 clearance (as filtration passage)
P400 Separation and recovery process of resin and metal
P410 charging process
P420 melt pressurization process
P430 Filtration process
P431, P432 Primary filtration step, Secondary filtration step
P440 Recovery resin separation process
P450 extraction process

Claims

Waste plastic substrate or waste printed circuit board generated as a waste material in the manufacturing process of electronic products is heated to at least a predetermined heating temperature that can be softened and filtered to allow only the resin to pass through, separating and recovering the resin and metal. In the recycling method of printed circuit boards to
The waste printed circuit board has a plurality of conductive patterns made of a wiring metal material on an insulating base made of a thermoplastic resin, and is disposed in a via hole provided in the insulating base to electrically connect the conductive patterns to each other. The electrically conductive composition is formed of a first metal having a melting point lower than the melting temperature of the thermoplastic resin and a via connection material made of a second metal that can be sintered with the first metal. Using the printed circuit board
The filter material for filtering only through the resin uses a metal material that can chemically react with the first metal to generate an intermetallic compound having a melting point higher than the predetermined heating temperature. Recycling method for printed circuit boards.

2. The printed circuit board recycling method according to claim 1, wherein the first metal is a metal material capable of forming an alloy with the wiring metal material forming the conductor pattern.

In the via connection material 50, the first metal is made of tin (Sn), and the second metal is silver (Ag), copper (Cu), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd). The method for recycling a printed circuit board according to claim 1, wherein the printed circuit board is made of any one of nickel and nickel (Ni).

The method for recycling a printed circuit board according to claim 3, wherein the second metal has a melting point higher than the predetermined heating temperature.

The method for recycling a printed circuit board according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal material of the filter is copper (Cu).

In the electronic product, any one of bismuth (Bi), indium (In), zinc (Zn), lead (Pb), and tin (Sn) is used as a solder material for joining the element mounted on the printed circuit board and the conductor pattern. The method for recycling a printed circuit board according to claim 1, wherein the printed circuit board is recycled.

The said filter is formed with the sintered metal, The recycling method of the printed circuit board as described in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned.

Conductivity that has a plurality of conductor patterns made of wiring metal material on an insulating base material made of thermoplastic resin, and is arranged in a via hole provided in the insulating base material, and electrically connects the conductor patterns to each other. A printed circuit board in which the composition is formed of a first metal having a melting point lower than the melting temperature of the thermoplastic resin, and a via connection material composed of the first metal and a second metal that can be sintered. As a waste printed circuit board that is a discarded electronic product or a waste material generated in the manufacturing process of the electronic product, a printed circuit board that is separated from the waste printed circuit board into the thermoplastic resin and at least the metal material composed of the wiring metal material. A recycling device,
From the pressurizing means for pressurizing the waste printed circuit board, the heating means for heating the waste printed circuit board to a predetermined heating temperature capable of at least softening, and the waste printed circuit board maintained at the predetermined heating temperature by the heating means, A filtration means for filtering the thermoplastic resin;
The filtering means has a filter that allows only the thermoplastic resin to pass from the waste printed circuit board,
The printed circuit board is characterized in that the filter is formed of a metal material that can chemically react with the first metal to generate an intermetallic compound having a melting point higher than the predetermined heating temperature. apparatus.

9. The printed circuit board recycling apparatus according to claim 8, wherein the filter is made of sintered metal.

The pressurizing means includes a substantially cylindrical body, a shaft member that can be slidably contacted with the inner periphery of the substantially cylindrical body, and a drive unit that allows the shaft member to reciprocate in the axial direction along the inner periphery. The printed circuit board recycling apparatus according to claim 8, wherein the printed circuit board recycling apparatus is provided.

The filtration means has a two-stage filtration passage, and one of the two-stage filtration passages is formed in a radial direction formed between the substantially cylindrical body and the shaft member that can slide on each other. The printed circuit board recycling apparatus according to claim 8, wherein the other is the filter, and the other is the filter.

12. The printed circuit board recycling apparatus according to claim 11, wherein the filter is provided in an opening port portion on an inner periphery of the substantially cylindrical body so as to face the shaft member.

The printed circuit board recycling apparatus according to claim 12, wherein the filter is disposed above the port portion.