JP6554454B2

JP6554454B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP6554454B2
Application number: JP2016223063A
Authority: JP
Inventors: 弘吉森
Original assignee: M Dia and Co Ltd
Current assignee: M Dia and Co Ltd
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2036-11-16
Also published as: JP2018079423A

Description

本発明は、ＩＣ、抵抗やコンデンサなどの電子部品を実装したプリント基板から電子部品を分離するための基板処理装置に関する。

パソコン、携帯電話などに内蔵されるプリント基板には、種々の希少な金属が含まれており、近年、これらを回収して再利用する取り組みが盛んに行われている。希少金属は、基板自体と、基板上の電子部品の両方に含まれており、回収作業の初期段階として、基板と部品を精度良く分別することで、回収効率を高めることができる。従来、分別方法として、基板を加熱してはんだを溶融させる方法や、薬液により基板を溶融させる方法が知られている。しかし、それらの方法には、加熱のために多くのエネルギを消費する、薬液の処理に手間がかかるといった問題があった。そこで、特許文献１において、回転刃と、回転刃の周囲に配置した複数の固定刃を備えるものであって、基板が回転刃と固定刃の間を回転刃の円周方向に進むことで、加熱処理や薬液処理を行うことなく、基板上の部品を分離できる装置が提案されている。

特開２０１３−１３３５０８号公報

しかしながら、特許文献１の装置においては、基板が回転刃と固定刃の間を通過する間、基板の内側面（回転刃側の面）は回転刃に接触し続けることになり、部品を分離する以上に基板自体を損傷して、基板からの希少金属の回収効率が低下するおそれがあった。

本発明は、上記事情を鑑みたものであり、簡易な構成で、基板の損傷を抑えつつ、基板から電子部品を分離する基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、電子部品が実装された基板から電子部品を分離させるためのものであって、上部搬送ベルトと、下部上流側搬送ベルトと、下部下流側搬送ベルトと、回転刃を備え、下部上流側搬送ベルトおよび下部下流側搬送ベルトが、それぞれ上部搬送ベルトの上流側部および下流側部に対向していて、被処理物である基板を、上部搬送ベルトと下部上流側搬送ベルトおよび下部下流側搬送ベルトとで挟んで、上流側から下流側へ搬送するものであり、回転刃が、上部搬送ベルトの下側で、下部上流側搬送ベルトと下部下流側搬送ベルトの間に設けてあり、搬送される基板の下面から、基板に実装された部品を分離させるものであることを特徴とする。

本発明によれば、基板は、下部上流側搬送ベルトと下部下流側搬送ベルトの間部分を通過する際に、回転刃の頂点部分に一瞬接触するだけなので、基板の損傷を抑えつつ、基板から電子部品を分離することができる。

本発明の基板処理装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。回転刃の詳細を示し、（ａ）はロータの側面図（切断刃取付前）、（ｂ）はロータの側面図（切断刃取付後）、（ｃ）はロータの正面図、（ｄ）は回転刃の正面図である。本発明の基板処理装置による処理の流れの説明図である。

本発明の基板処理装置の具体的な構成について、各図面に基づいて説明する。図１に示すように、この基板処理装置は、上部搬送ベルト１と、下部上流側搬送ベルト２と、下部下流側搬送ベルト３と、回転刃４を備える。なお、以下においては、各ベルトの上流側を前側、下流側を後側とし、左右は装置を前側から見た際の左右方向を示す。

上部搬送ベルト１は、前後方向に延びる無端ベルトからなり、前後両端の内側に端部ローラ１１ａ，１１ｂを設けてある。端部ローラ１１ａ，１１ｂは、左右方向軸周りに回転するものであって、両端部ローラ１１ａ，１１ｂによって上部搬送ベルト１に張力がかけられており、後側の端部ローラ１１ｂはモータを内蔵している（配線は図示省略）。この後側の端部ローラ１１ｂが駆動することで、上部搬送ベルト１が回転するものであり、回転方向は、下側面が後側に進む向きである。また、上部搬送ベルト１の左右には、前後方向に延びる上部フレーム６を設けてあり、端部ローラ１１ａ，１１ｂの左右端部が上部フレーム６に回動自在に軸支されている。そして、左右の上部フレーム６は、前側部および後側部に設けた支柱６１によって、架台９の上面に固定されている。なお、架台９は、略直方体形の骨組構造のものである。

下部上流側搬送ベルト２は、前後方向に延びる無端ベルトからなり、その前後方向長さは上部搬送ベルト１の略半分であって、上部搬送ベルト１の上流側部の下側に位置しており、上部フレーム６の左右の支柱６１の間に納まっていて、上部搬送ベルト１の下側面に下部上流側搬送ベルト２の上側面が対向して相互に当接している。ただし、下部上流側搬送ベルト２の前端は、上部搬送ベルト１の前端よりも前側に突出している。下部上流側搬送ベルト２の前後両端の内側には端部ローラ２１ａ，２１ｂを設けてある。端部ローラ２１ａ，２１ｂは、左右方向軸周りに回転するものであって、両端部ローラ２１ａ，２１ｂによって下部上流側搬送ベルト２に張力がかけられており、後側の端部ローラ２１ｂはモータを内蔵している（配線は図示省略）。この後側の端部ローラ２１ｂが駆動することで、下部上流側搬送ベルト２が回転するものであり、回転方向は、上側面が後側に進む向きである。また、下部上流側搬送ベルト２の左右には、前後方向に延びる下部前側フレーム７を設けてあり、端部ローラ２１ａ，２１ｂの左右端部が下部前側フレーム７に回動自在に軸支されている。そして、左右の下部前側フレーム７は、前側部および後側部に設けた支持ダンパ７１によって、架台９の上面に固定されている。支持ダンパ７１は、スプリングダンパからなるものであって、スプリングの弾性力により、下部上流側搬送ベルト２を下側から上部搬送ベルト１に押し付けている。

下部下流側搬送ベルト３は、前後方向に延びる無端ベルトからなり、その前後方向長さは上部搬送ベルト１の略半分であって下部上流側搬送ベルト２よりやや短く、上部搬送ベルト１の下流側部の下側に位置しており、上部フレーム６の左右の支柱６１の間に納まっていて、上部搬送ベルト１の下側面に下部下流側搬送ベルト３の上側面が対向して相互に当接している。ただし、下部下流側搬送ベルト３の前端は、下部上流側搬送ベルト２の後端と離隔しており、下部下流側搬送ベルト３の後端は、上部搬送ベルト１の後端よりも後側に突出している。下部下流側搬送ベルト３の前後両端の内側には端部ローラ３１ａ，３１ｂを設けてある。端部ローラ３１ａ，３１ｂは、左右方向軸周りに回転するものであって、両端部ローラ３１ａ，３１ｂによって下部下流側搬送ベルト３に張力がかけられており、前側の端部ローラ３１ａはモータを内蔵している（配線は図示省略）。この前側の端部ローラ３１ａが駆動することで、下部下流側搬送ベルト３が回転するものであり、回転方向は、上側面が後側に進む向きである。また、下部下流側搬送ベルト３の左右には、前後方向に延びる下部後側フレーム８を設けてあり、端部ローラ３１ａ，３１ｂの左右端部が下部後側フレーム８に回動自在に軸支されている。そして、左右の下部後側フレーム８は、前側部および後側部に設けた支持ダンパ８１によって、架台９の上面に固定されている。支持ダンパ８１は、スプリングダンパからなるものであって、スプリングの弾性力により、下部下流側搬送ベルト３を下側から上部搬送ベルト１に押し付けている。

回転刃４は、上部搬送ベルト１の下側で、下部上流側搬送ベルト２と下部下流側搬送ベルト３の間に設けてある。左右方向軸周りに回転するものであって、回転方向は、下部上流側搬送ベルト２および下部下流側搬送ベルト３と同様に、上側面が後側に進む向きであり、上側面が上部搬送ベルト１の下側面と僅かに離隔している。より詳しくは、中心に左右を向いた回転軸４１を有しており、回転軸４１の左右が支持壁４２により軸支されていて、支持壁４２が架台９の上面に固定されている。また、回転軸４１の左右端が支持壁４２よりも外側に突出しており、右端にプーリ４３を取り付けてあり、左端にカウンターウェイト４４を取り付けてある。そして、架台９の内側の前側部にモータ４５を設置してあり、モータ４５の駆動軸にもプーリ４６を取り付けてあって、回転刃４のプーリ４３とモータ４５のプーリ４６に駆動ベルト４７を渡し掛けてあり、モータ４５を駆動することで回転刃４が回転する。

また、回転軸４１の、左右の支持壁４２の間部分には、１８枚のロータ５を左右に並べて外挿してあり、回転刃４を構成している。ロータ５の回転軸挿通部には、図２（ａ）に示すように、キー溝５１が形成されている。そして、ロータ５の周縁部には、円周方向に９０度間隔で切断刃挿入穴５２が形成されていて、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、各切断刃挿入穴５２に切断刃５３を取り付けてある。この切断刃挿入穴５２は、挿入した切断刃５３の先端がロータ５の周縁部から突出し、さらに図２（ｃ）に示すように、切断刃５３の刃先が回転刃４の回転方向に対して傾斜するようになっている。そして、各切断刃挿入穴５２の回転方向前方には、切断刃挿入穴５２と連通して固定駒挿入穴５４が形成されている。固定駒挿入穴５４は、開口部側に向けて広がった形状であり、切断刃挿入穴５２に切断刃５３を挿入した後、固定駒挿入穴５４に略台形の固定駒５５を挿入してボルト止めすることで、切断刃５３がロータ５に固定される。さらに、各ロータ５において、切断刃５３の位置に対するキー溝５１の位置（円周方向の角度）を異ならせてある。角度は３種類あり、さらにそれぞれについて左右対称なものがあり、計６種類を１組として、これが３組で１８枚となっている。これらのロータ５を、図２（ｄ）に示すように並べて、切断刃５３が波形に配置されるようにしてあり、キー５６によって回転軸４１と一体に回転するように固定してある。なお、回転軸４１に対してロータ５を取り付ける順序を入れ替えることで、切断刃５３の配置パターンを変更できる。

さらに、上部搬送ベルト１の内側の、下部上流側搬送ベルト２の後側の端部ローラ２１ｂと、下部下流側搬送ベルト３の前側の端部ローラ３１ａの上側位置には、それぞれ押さえローラ１２ａ，１２ｂを設けてある。押さえローラ１２ａ，１２ｂは、左右方向軸周りに回転するものであって、左右端部が上部フレーム６に回動自在に軸支されている。そして、上部搬送ベルト１の端部ローラ１１ａ，１１ｂよりも小径であって、中心軸が端部ローラ１１ａ，１１ｂの中心軸よりも下側にずれており、上部搬送ベルト１の下側面を、下部上流側搬送ベルト２および下部下流側搬送ベルトの上側面に押さえ付けている。

また、上部搬送ベルト１の内側の、回転刃４の上側位置には、調整ローラ１３を設けてある。調整ローラ１３は、左右方向軸周りに回転するものであって、左右端部が上部フレーム６に回動自在かつ上下動可能に軸支されている。そして、上部搬送ベルト１の端部ローラ１１ａ，１１ｂと同径であって、左右の端部に調整機構１４を接続してある。調整機構１４は、左右の上部フレーム６の上側に設けた略Ｚ字形のステー１５と、ボルト１６およびナット１７からなり、ボルト１６の下端部を調整ローラ１３の左右端部に接続してあり、上端部をステー１５の上端面に貫通させ、ステー１５の上端面を上下からナット１７で挟み込んで固定してある。この調整機構１４によれば、ナット１７の締め付け位置を変えることで、上部フレーム６に対する調整ローラ１３の上下位置を変化させて、調整ローラ１３と回転刃４の間の間隔を調整することができる。

さらに、架台９の内側の、回転刃４および下部下流側搬送ベルト３の下側位置には、上側に開口する略直方体形の回収箱１０を設けてある。また、架台９の上側に載置した、上部搬送ベルト１、下部上流側搬送ベルト２、下部下流側搬送ベルト３および回転刃４の全体を、略直方体形のカバー１００で覆ってある。カバー１００の前側面と後側面には、それぞれ基板の投入口と排出口を形成してある。

続いて、このように構成した基板処理装置によって基板を処理する工程について説明する。この基板処理装置は、ＩＣ、抵抗やコンデンサなどの電子部品を実装したプリント基板から電子部品を分離させるためのものである。作業者は、まず、上部搬送ベルト１、下部上流側搬送ベルト２、下部下流側搬送ベルト３および回転刃４を駆動させ、カバー１００の投入口から、処理対象の基板Ｂを投入する。この際、基板Ｂから分離させる部品Ｐが実装された面を下側にする（図３の（１））。基板Ｂは、下部上流側搬送ベルト２の前端部に載り、上部搬送ベルト１と下部上流側搬送ベルト２に挟まれて、後側へ搬送される（図３の（２））。この際、下部上流側搬送ベルト２は、支持ダンパ７１により支持されているので、基板Ｂの厚さに応じて適宜上下動する。下部上流側搬送ベルト２の後端まで到達した基板Ｂは、続いて上部搬送ベルト１と回転刃４に挟まれ、後側へ搬送されつつ、回転刃４により、下面の部品Ｐが剥ぎ取られる（図３の（３））。分離された部品Ｐは、回転刃４と下部下流側搬送ベルト３の間から落下し、回収箱１０に回収される。部品Ｐが分離された基板Ｂは、上部搬送ベルト１と下部下流側搬送ベルト３に挟まれて、後側へ搬送される（図３の（４））。この際、下部下流側搬送ベルト３は、支持ダンパ８１により支持されているので、基板Ｂの厚さに応じて適宜上下動する。そして、下部下流側搬送ベルト３の後端まで到達した基板Ｂは、カバー１００の排出口から排出される（図３の（５））。このようにして、基板Ｂと部品Ｐとが分離され、それぞれを適宜処理することで、基板Ｂからは、基板上のパターンに用いられる金や銅などが回収され、部品Ｐからは、タンタルなどのレアメタルなどが回収される。なお、基板によっては両面に部品が実装されているものもあり、その場合には、上記のようにして片面の部品を分離した後、裏返してもう一度投入し、反対側面の部品も分離すればよい。

このように構成した本発明の基板処理装置によれば、回転刃４によって基板Ｂから部品Ｐを分離するものであって、基板Ｂは、下部上流側搬送ベルト２と下部下流側搬送ベルト３の間部分を通過する際に、回転刃４の頂点部分に一瞬接触するだけなので、基板Ｂの損傷を抑えつつ、基板Ｂから部品Ｐを分離することができる。また、調整機構１４により調整ローラ１３の上下位置を変化させて、調整ローラ１３と回転刃４の間の間隔を調整することにより、基板Ｂの厚さによらず処理をすることができる。さらに、下部上流側搬送ベルト２の後側の端部ローラ２１ｂの上側に、上部搬送ベルト１の前側の押さえローラ１２ａが位置しているので、上流側から搬送される基板Ｂを端部ローラ２１ｂと押さえローラ１２ａで挟み込んで、確実に下流側へ押し出し、回転刃４による処理を行うことができる。そして、下部下流側搬送ベルト３の前側の端部ローラ３１ａの上側に、上部搬送ベルト１の後側の押さえローラ１２ｂが位置しているので、回転刃４により処理された基板Ｂを端部ローラ３１ａと押さえローラ１２ｂで挟み込んで、確実に上部搬送ベルト１と下部下流側搬送ベルト３の間に引き込み、下流側へ搬送することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されない。たとえば、上部搬送ベルト、下部上流側搬送ベルト、下部下流側搬送ベルトおよび回転刃を支持する構造については、どのようなものであってもよい。また、回転刃の構造についても、一例を示したものであって、どのようなものであってもよい。なお、上記の実施形態の装置は、パソコンの基板を対象としたものであるが、たとえば、より小さい携帯電話の基板を対象とする場合には、回転刃のロータの数を少なくしたり、上部搬送ベルト、下部上流側搬送ベルトおよび下部下流側搬送ベルトの幅や長さを短くしたりするなど、上記の構成のまま全体を小さくすればよい。

１上部搬送ベルト
２下部上流側搬送ベルト
３下部下流側搬送ベルト
４回転刃

Claims

電子部品が実装された基板から電子部品を分離させるためのものであって、
上部搬送ベルトと、下部上流側搬送ベルトと、下部下流側搬送ベルトと、回転刃を備え、
下部上流側搬送ベルトおよび下部下流側搬送ベルトが、それぞれ上部搬送ベルトの上流側部および下流側部に対向していて、被処理物である基板を、上部搬送ベルトと下部上流側搬送ベルトおよび下部下流側搬送ベルトとで挟んで、上流側から下流側へ搬送するものであり、
回転刃が、上部搬送ベルトの下側で、下部上流側搬送ベルトと下部下流側搬送ベルトの間に設けてあり、搬送される基板の下面から、基板に実装された部品を分離させるものであることを特徴とする基板処理装置。