摘要： 處理廢棄電路板是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。采用自動(dòng)拆卸廢棄電路板上電子元器件回收材料的方法是一種既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的處理方法。本文著重介紹一種自動(dòng)拆卸廢棄電路板上電子元器件的新型裝置（ 螺旋拆卸裝置） 的結(jié)構(gòu)與工作原理。

　　隨著電子產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快， 廢舊電路板（ Printed Circuit Board, 簡(jiǎn)稱PCB） 的數(shù)量逐年增加。廢舊電路板屬典型的電子廢棄物， 但在廢舊電路板上含有相當(dāng)一部分的貴重金屬及稀有金屬， 如果不妥善處理與處置， 不但會(huì)造成有用資源的大量流失， 而且會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。如何有效地進(jìn)行廢舊電路板的資源化回收處理， 已經(jīng)成為當(dāng)前關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展及我國(guó)再生資源回收利用面臨的一個(gè)新課題。

圖1 工藝路線

　　廢舊電路板類型復(fù)雜， 種類多樣， 組成廢舊電路板的各種元件成分相差很大， 其中半數(shù)以上的材料對(duì)人體有害， 有一些甚至是劇毒的。因此， 在處理廢電路板時(shí)， 預(yù)先將廢舊電路板上的電子元器件拆卸下來(lái)單獨(dú)處理， 可以收集有價(jià)物質(zhì)， 有針對(duì)性地制定回收有價(jià)物質(zhì)的方案、有效地控制有害物質(zhì)的污染、限度地減少處理成本、優(yōu)化處理程序。因此， 筆者建議工藝路線如圖1 所示。

　　本文著重介紹一種自動(dòng)拆卸廢棄電路板上電子元器件新型螺旋拆卸裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理。

　　1 廢棄電路板的結(jié)構(gòu)與組成

　　印刷電路板的種類繁多， 按絕緣材料分， 有紙基板、玻璃布基板和合成纖維板； 按粘接劑樹脂分， 有酚醛、環(huán)氧和聚脂等； 按結(jié)構(gòu)分， 有單面板、雙面板、多層板和軟印刷板； 按用途分， 有通用型和特殊型。

　　電路板主要由基板、各類電阻（ 碳膜電阻、金屬膜電阻、氧化金屬膜電阻、繞線電阻器和排列電阻） 、電容和晶體管、集成電路、引線框架材料、封裝材料和引線材料組成。電路板中的金屬品位相當(dāng)于普通礦物中金屬品位的幾十位至上百位， 金屬的含量高達(dá)40%, 多的是銅， 此外還有金、鋁、鎳、鉛、硅金屬等。而這些電路板上也含有各種各樣的電子元件。以個(gè)人計(jì)算機(jī)（ PC） 為例， 通常裝有的電子元件包括變壓器、電池、LED、電位計(jì)、集成電路模塊、二極管、電容器、電阻器、晶體管等。各種電子元件通常是通過(guò)焊錫焊接方式固接在電路板上。不同的電子元件其成分各不相同， 其中金、鈀、鉑、銀等屬于貴重金屬， 鉭、鈮、鈰等屬于稀有金屬。另外， 溴、苯、鉛、六價(jià)鉻、鎘、汞等屬于有害物質(zhì)， 在處理過(guò)程中稍有不慎易引起嚴(yán)重的環(huán)境污染， 危害人類健康。經(jīng)過(guò)拆卸的電路板， 拆卸下來(lái)的電子元器件進(jìn)行可靠性檢測(cè)后可重新使用， 從而降低制造商的成本， 含有害物質(zhì)的電子元器件進(jìn)行選擇性分離后再單獨(dú)處理， 防止污染， 減少后續(xù)處理成本， 某些元器件中貴金屬的品位遠(yuǎn)高于礦石， 拆卸后可以富集有價(jià)物質(zhì)， 減少再加工成本。

　　2 廢棄電路板上電子元器件拆卸的現(xiàn)狀

　　目前， 國(guó)內(nèi)外大多還是采用手工方法拆卸廢棄電路板上的電子元器件， 但隨著廢板數(shù)量的日益增多， 不得不考慮拆卸的效率問(wèn)題， 因此采用自動(dòng)拆卸的方法更符合發(fā)展要求。然而， 其發(fā)展受技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面因素的制約。國(guó)內(nèi)在自動(dòng)拆卸廢板電子元件方面還處于一種摸索階段， 至今仍然沒(méi)有較為成熟可行的技術(shù)方案。

　　日本NEC 公司開發(fā)了一套自動(dòng)拆卸廢電路板中電子元器件的裝置。這種裝置主要利用紅外加熱和兩級(jí)去除的方式（ 分別利用垂直和水平方向的沖擊力作用） 使穿孔元件和表面元件脫落， 不會(huì)造成任何損傷。

　　然后再結(jié)合加熱、沖擊力和表面剝蝕技術(shù)， 使電路板上96%的焊料脫焊， 用作精煉鉛和錫的原料。

　　德國(guó)的FAPS 一直在研究廢電路板的自動(dòng)拆卸方法， 采用與電路板自動(dòng)裝配方式相反的原則進(jìn)行拆卸， 先將廢電路板放入加熱的液體中融化焊料， 再用一種SCARA 機(jī)械裝置根據(jù)構(gòu)件的形狀分檢出可用的構(gòu)件。

　　日本NEC 公司與德國(guó)FAPS 開發(fā)的自動(dòng)拆卸裝置， 雖然能夠有效地拆卸板上的電子元件， 但由于其過(guò)程中有加熱這一過(guò)程， 難免會(huì)使廢舊電路板上所含的有害物質(zhì)以氣體方式向外擴(kuò)散， 可嚴(yán)重惡化拆卸環(huán)節(jié)的工作環(huán)境。那么有沒(méi)有一種純物理的拆卸方式呢？ 我們對(duì)此進(jìn)行了探討， 并提出了全新的純物理的拆卸裝置---螺旋拆卸裝置。

　　3 螺旋拆卸裝置結(jié)構(gòu)與工作原理

　　螺旋拆卸裝置的主體結(jié)構(gòu)（ 如圖2- a） 所示， 它主要由振動(dòng)入料機(jī)構(gòu)、箱體、基板定位軸、帶螺旋刀的螺旋軸以及基板與電子元件的出料口等機(jī)構(gòu)組成。振動(dòng)入料機(jī)構(gòu)主要由振動(dòng)送料裝置和定向裝置組成， 它的主要作用是將料箱中雜亂無(wú)章的電路板通過(guò)振動(dòng)和定向作用使之按照一定方向（ 使電路板上具有電子元器件的一面朝向螺旋軸， 另一面朝向基板定位軸） 和排列順序逐個(gè)進(jìn)入螺旋拆卸裝置中（ 為提高效率， 可采用多排入料方式） .基板定位軸與帶螺旋刀的螺旋軸采用對(duì)滾形式。

　　螺旋拆卸裝置的工作原理如圖2- b 所示， 在基板定位軸和帶螺旋刀的螺旋軸對(duì)滾作用下， 使電路板產(chǎn)生從上向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)?；宥ㄎ惠S上具有均勻分布的軸環(huán)， 其軸環(huán)高度近似等于電路板的基板軸環(huán)間距的1 /3~1 /4.螺旋刀具的主要作用是通過(guò)剪切、擠壓以及鋸的共同作用將電路板上的電子元器件拆卸下來(lái)， 使電子元器件與基板脫離。螺旋葉片的主要作用是將拆卸下來(lái)的電子元器件定向輸送到電子元件的專用出料口?；遄詣?dòng)落向基板出料口。分離出來(lái)的基板與電子元件再進(jìn)行下一階段的處理。螺旋拆卸裝置的三維簡(jiǎn)圖如圖3.

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　本研究根據(jù)廢舊電路板的特點(diǎn)， 研制了自動(dòng)拆卸廢棄電路板上電子元器件的螺旋拆卸裝置， 它的拆卸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于手工方法拆卸。與日本NEC 公司和德國(guó)的FAPS 開發(fā)的自動(dòng)拆卸裝置相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、簡(jiǎn)單易行、適合大批量處理， 尤其是免去了對(duì)廢棄電路板加熱的工序， 避免了廢棄電路板在高溫下產(chǎn)生污染環(huán)境的有毒有害氣體或液體的產(chǎn)生， 有效地控制了有害物質(zhì)的污染。該裝置為優(yōu)化處理廢棄電路板工藝提供了重要參考。厚度（ 約1.5mm） , 相鄰軸環(huán)的間距略大于電路板的基板長(zhǎng)度或?qū)挾??；宥ㄎ惠S上的軸環(huán)主要是限制基板的沿軸向移動(dòng)。帶螺旋刀的螺旋軸由螺旋葉片、螺旋刀具、軸組成， 螺旋刀具固接在螺旋葉片的外徑圓周處。螺旋葉片的螺距近似為基板定位軸上相鄰