(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上にはんだ付けにより実装された部品を、前記プリント基板から除去するためのプリント基板の部品除去装置であって、前記プリント基板にはんだ付けされた部品リードおよびその周辺のはんだを除去するために、前記プリント基板の部品リードはんだ付け部分を切削する手段と、前記切削の後に、前記プリント基板を加熱するとともに、その加熱と同時に前記プリント基板を振動させる手段とを備え、前記加熱および振動により、実装された部品を除去するように構成したことを特徴とするプリント基板の部品除去装置。
【請求項２】
加熱手段によりプリント基板を加熱する際に、前記プリント基板のはんだ面のみを加熱するようにする手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板の部品除去装置。
【請求項３】
切削手段によりプリント基板の部品リードはんだ付け部を切削する際に、前記切削が必要な部分のみを検出する画像認識装置を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリント基板の部品除去装置。
【請求項４】
プリント基板に対する振動手段として、超音波振動子を用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のプリント基板の部品除去装置。
【請求項５】
プリント基板に対する振動手段として、モータ駆動のカムを用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のプリント基板の部品除去装置。
【請求項６】
プリント基板上の実装部品をプリント基板から除去するためのプリント基板の部品除去方法であって、前記プリント基板を所定位置に位置決めした後、前記プリント基板に接合された部品リードおよびその周辺の接合材料を除去するために、前記プリント基板の部品リード接合部分を切削する工程と、前記切削工程後、前記プリント基板を加熱する工程と、前記加熱工程後あるいは加熱工程と同時に前記プリント基板に振動を加える工程とを有することにより、前記プリント基板から実装部品を除去することを特徴とするプリント基板の部品除去方法。
【請求項７】
部品リード接合部分を切削したプリント基板を加熱する工程において、前記プリント基板のはんだ面のみを加熱することを特徴とする請求項６に記載のプリント基板の部品除去方法。
【請求項８】
部品リード接合部分を切削する工程において、前記切削が必要な部分のみを画像認識装置により検出することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のプリント基板の部品除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家電製品や情報通信機器に内蔵されているプリント基板のリサイクルのために、そのプリント基板から実装部品を除去するプリント基板の部品除去方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境保全のため、廃棄物の再資源化のための技術開発が各方面で進められている。その中で、毎年大量に発生し続けている家電製品の再資源化は家電メーカが緊急に進めるべき開発課題となっている。そして特に家電製品の中では、有価資源の含有率と有害物質（鉛等）の含有率がともに高いプリント基板の再資源化を早急に進める必要がある。
【０００３】
従来、家電製品のプリント基板から実装部品を取り除く方法としては、たとえば、トンネル炉内でプリント基板を加熱し金属羽根を回転させて実装部品をかき落とす方法や、プリント基板のはんだ付け部を溶融はんだ槽に浸してはんだを溶融させ実装部品を持上げて外す方法や、内部温度をはんだ溶融温度以上にした網ドラムに基板を投入し、その網ドラムを回転させて実装部品を取り外す方法等が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の各方法では、たとえば第１の方法においては、おもに表面実装のプリント基板に限定されており、プリント基板の挿入孔に挿入されている部品は容易に外すことがでず、このような実装部品のなかでもリード部がクリンチされている場合には、その部品が外れにくいことに加え、リードが切断されたり、部品の樹脂パッケージ部が破損したりするという問題点を有していた。
【０００５】
また、第２の方法においては、部品を持上げるための専用治具が多数必要となり、多種多様の廃プリント基板を処理する必要のある処理装置に適用するのは不可能であり、さらにリード部がクリンチされている場合には、その部品を外すことができないという問題点を有していた。
【０００６】
またさらに、第３の方法においては、プリント基板の全てのはんだ付け部の温度をはんだ溶融温度以上にするためには、雰囲気温度をはんだ溶融温度＋３０〜４０℃にする必要があり、この温度では電解コンデンサの破裂の可能性が高く、安全性の点で不利であり問題がある。また、第１、第２の方法と同様に、リード部がクリンチされていると、その部品を外すことができないという問題点を有していた。
【０００７】
さらに、ハトメを使用して部品を挿入し部品実装しているプリント基板に対しては、上記の第１〜第３のいずれの方法によっても処理することができないという問題点も有していた。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、プリント基板上に実装された部品として、表面実装部品、リード付き部品、さらにクリンチ部品やハトメ部品等があっても、加熱および加振により容易にかつ安全確実にプリント基板から部品を除去することができるプリント基板の部品除去方法及びその装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明のプリント基板の部品除去方法及びその装置は、プリント基板に実装された部品を除去する際に、プリント基板のリードはんだ付け部を切削した後、プリント基板を加熱するとともに同時に振動させて、プリント基板から実装部品を除去することを特徴とする。
【００１０】
以上により、プリント基板上に実装された部品として、表面実装部品、リード付き部品、さらにクリンチ部品やハトメ部品等があっても、加熱および加振により容易にかつ安全確実にプリント基板から部品を除去することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のプリント基板の部品除去装置は、プリント基板上にはんだ付けにより実装された部品を、前記プリント基板から除去するためのプリント基板の部品除去装置であって、前記プリント基板にはんだ付けされた部品リードおよびその周辺のはんだを除去するために、前記プリント基板の部品リードはんだ付け部分を切削する手段と、前記切削の後に、前記プリント基板を加熱するとともに、その加熱と同時に前記プリント基板を振動させる手段とを備え、前記加熱および振動により、実装された部品を除去するように構成する。
【００１２】
請求項６に記載のプリント基板の部品除去方法は、プリント基板上の実装部品をプリント基板から除去するためのプリント基板の部品除去方法であって、前記プリント基板を所定位置に位置決めした後、前記プリント基板に接合された部品リードおよびその周辺の接合材料を除去するために、前記プリント基板の部品リード接合部分を切削する工程と、前記切削工程後、前記プリント基板を加熱する工程と、前記加熱工程後あるいは加熱工程と同時に前記プリント基板に振動を加える工程とを有することにより、前記プリント基板から実装部品を除去する方法とする。
【００１３】
これらの構成および方法によると、プリント基板に挿入後クリンチされた部品や、ハトメにより固定された挿入部品などでも、それら部品と基板とのはんだ付けによる接合部分を切削することにより、加熱および加振によってプリント基板からの除去を可能とする。
【００１４】
請求項２に記載のプリント基板の部品除去装置は、請求項１に記載の加熱手段によりプリント基板を加熱する際に、前記プリント基板のはんだ面のみを加熱するようにする手段を設けた構成とする。
【００１５】
請求項７に記載のプリント基板の部品除去方法は、請求項６に記載の部品リード接合部分を切削したプリント基板を加熱する工程において、前記プリント基板のはんだ面のみを加熱する方法とする。
【００１６】
これらの構成および方法によると、プリント基板の加熱時に部品側の面が高温にならないために、部品として実装された電解コンデンサなどの破裂を防止する。
【００１７】
請求項３に記載のプリント基板の部品除去装置は、請求項１または請求項２に記載の切削手段によりプリント基板の部品リードはんだ付け部を切削する際に、前記切削が必要な部分のみを検出する画像認識装置を設けた構成とする。
【００１８】
請求項８に記載のプリント基板の部品除去方法は、請求項６または請求項７に記載の部品リード接合部分を切削する工程において、前記切削が必要な部分のみを画像認識装置により検出する方法とする。
【００１９】
これらの構成および方法によると、はんだ付け部の切削の際に、切削が必要な部分のみを検出して切削することにより、短時間で切削を完了するとともに、その切削のために使用される切削ツールの寿命も長くできる。
【００２０】
請求項４に記載のプリント基板の部品除去装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のプリント基板に対する振動手段として、超音波振動子を用いる構成とする。
【００２１】
この構成によると、実装された部品を除去する際に、プリント基板を超音波振動子により振動させて実装部品を除去することにより、その部品除去を効率的にかつ確実に行う。
【００２２】
請求項５に記載のプリント基板の部品除去装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のプリント基板に対する振動手段として、モータ駆動のカムを用いる構成とする。
【００２３】
この構成によると、実装された部品を除去する際に、プリント基板をモータ駆動のカムを用いて振動させて実装部品を除去することにより、その部品除去を効率的にかつ確実に行う。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を示すプリント基板の部品除去方法及びその装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１のプリント基板の部品除去方法及びその装置を説明する。
【００２５】
図１は本実施の形態１のプリント基板の部品除去装置の構成を示す断面図である。図１において、１は部品除去装置本体、２は基板はんだ面切削部、３は基板加熱部、４はプリント基板、５は切削ツール、６はリード付き抵抗、７はリード付きコンデンサ、８はリード付きＩＣ、９ははんだ付けされたリード、１０は基板ホルダ、１１はスライドテーブル、１２ａ、１２ｂは搬送コンベア、１３は落下部品受け、１４は振動子を内蔵した基板ホルダ、１５ははんだ面のリード及びはんだを切削除去したプリント基板、１６は振動により落下しているＩＣ、１７はヒータおよびファンを内蔵した基板加熱ユニット、１８は熱風吹き出し口、２０は落下部品受け、２１は部品取り出し口、ａはスライドテーブル移動方向である。
【００２６】
以上のように構成されたプリント基板の部品除去装置について、その動作を図１に基づき、図７を参照しながら以下に説明する。
対象となるプリント基板４は、搬送コンベア１２ａにより運ばれ、基板はんだ面切削部２内のスライドテーブル１１上に設けられた基板ホルダ１０により固定される。次に、所定の位置に位置決めされた後、スライドテーブル１１がその移動座標系であるＸ、Ｙ方向に移動することにより、プリント基板４のはんだ面においてはんだ付けされたリード９およびリード周辺のはんだは、切削ツール５により除去される。この時、一部の部品は落下し、落下部品受け１３に集められる。さらに、はんだ面の切削が終了したプリント基板１５は、基板はんだ面切削部２から搬送コンベア１２ｂにより基板加熱部３へ移送され、振動子を内蔵した基板ホルダ１４により固定される。基板加熱ユニット１７の熱風吹き出し口１８より熱風をプリント基板１５のはんだ面に吹き付けて、部品リードおよび部品リード用穴に付着しているはんだを溶融させるとともに、同時に基板ホルダ１４によりプリント基板１５を振動させることによって、そのプリント基板１５に実装されていたＩＣ１６等の部品は落下部品受け２０に落下し、その後、それらの部品は部品取り出し口２１から外部に取り出される。
【００２７】
以上のように本実施の形態によれば、プリント基板のリードはんだ付け部を切削した後、プリント基板を加熱し、振動させることにより、プリント基板に実装された部品を除去する構成とすることにより、部品と基板の接合部を全て切削してしまうため、クリンチ部品、ハトメ部品等があっても、加熱および加振により容易にかつ安全確実にプリント基板から実装部品を除去することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２のプリント基板の部品除去方法及びその装置を説明する。
【００２８】
図２は本実施の形態２のプリント基板の部品除去装置の構成を示す断面図である。図２において、２９は部品除去装置本体、２は基板はんだ面切削部、３０は基板加熱部、３１は基板加熱部３０のはんだ面側の空間、３２は部品面側の空間、３３は断熱壁である。その他の部分については、実施の形態１の場合と同一であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００２９】
以上のように構成されたプリント基板の部品除去装置について、その動作を図２に基づき、図７を参照しながら以下に説明する。
基板はんだ面切削部２内でのプロセスは実施の形態１の場合と同一である。そして、はんだ面の切削が終了したプリント基板１５は、基板はんだ面切削部２から搬送コンベア１２ｂにより基板加熱部３０へ移送され、振動子を内蔵した基板ホルダ１４により固定される。基板加熱ユニット１７の熱風吹き出し口１８より熱風をプリント基板１５のはんだ面に吹き付けて、部品リードおよび部品リード用穴に付着しているはんだを溶融させるとともに、同時に基板ホルダ１４によりプリント基板１５を振動させることによって、そのプリント基板１５に実装されていたＩＣ１６等の部品は落下部品受け２０に落下する。
【００３０】
この時、基板加熱部３０のはんだ面側の空間３１と部品面側の空間３２とは、それらの間に設けられた断熱壁３３により断熱されているため、リード付きコンデンサ７等の一種である電解コンデンサの加熱を防止することができ、このような部品の破裂等を防止することができる。
【００３１】
なお、このとき、プリント基板１５のはんだ面からの伝導熱による部品の温度上昇を防ぐために、部品面側の空間３２に冷却装置を設けることにより、部品の過熱および発熱を確実に防止することができる。
【００３２】
以上のように本実施の形態によれば、基板加熱ユニット等の加熱装置が、プリント基板の加熱の際に、プリント基板のはんだ面のみを加熱し、部品面側の電解コンデンサなどの弱耐熱部品の過熱を防止する構造であるため、そのような部品の破裂などを防止することができる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３のプリント基板の部品除去方法及びその装置を説明する。
【００３３】
図３は本実施の形態３のプリント基板の部品除去装置の構成を示す断面図である。図３において、３４は部品除去装置本体、３５は基板はんだ面切削部、３０は基板加熱部、３６は画像認識装置である基板はんだ面認識用カメラである。その他の部分については、実施の形態１および実施の形態２の場合と同一であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００３４】
また、図４は基板はんだ面認識用カメラ３６を使用しない場合の切削ツール５の加工軌跡図であり、図５は、実施の形態３において、基板はんだ面認識用カメラ３６を使用し、プリント基板４上の部品リードの有無を認識して部品リードの存在を認識した際に、その部品リードを切削する場合の切削ツール５の加工軌跡図であり、図６は、実施の形態３において、基板はんだ面認識用カメラ３６を使用し、プリント基板４上の部品リードの有無と部品リードがクリンチされているかどうかを認識して、その部品リードを切削する場合の切削ツール５の加工軌跡図である。
【００３５】
図４において、４はプリント基板、３７はプリント基板４のはんだ面を切削する切削ツール５の回転軌跡、３８は切削ツール５の移動軌跡、３９ははんだ付けされたリード部品のリード、４０はリードをクリンチされた後にはんだ付けされたリード部品のクリンチリードである。図５において、４１はプリント基板４上のリードの有無を認識して切削する場合の切削ツール５の加工軌跡、図６において、４２はリードの有無とリードがクリンチされているかどうかを認識して切削する場合の切削ツール５の加工軌跡である。
【００３６】
以上のように構成されたプリント基板の部品除去装置について、その動作を図３、図４、図５および図６に基づき、図７を参照しながら以下に説明する。
基板はんだ面切削部３５内でプリント基板４のはんだ面を切削する際に、認識用カメラ３６を使用しない場合には、切削ツール５の軌跡は、図４の点線で示される移動軌跡３８のようになり、プリント基板４のはんだ面全体をくまなく切削する。そのため切削する必要のない部分までも切削してしまうことになり、切削ツール５の寿命が短くなったり、プリント基板４のはんだ面切削のための加工タクトが長くなったりする。
【００３７】
そこで図５に示すように、基板はんだ面認識用カメラ３６でプリント基板４上のリード３９の有無を検出するようにすると、切削ツール５の軌跡は加工軌跡４１となり、図４に示す場合よりも短くすることができ、切削ツール５の寿命が長くなり、加工タクトも短くなる。さらに図６に示すように、リード３９の有無とリードがクリンチされているクリンチリード４０かどうかを認識して切削すると、切削ツール５の軌跡は加工軌跡４２となり、図５の場合よりさらに短くすることができ、切削ツール５の寿命がさらに長くなるとともに、加工タクトもさらに短くなる。
【００３８】
以上のように本実施の形態によれば、プリント基板のリードはんだ付け部を切削する際に、基板はんだ面認識用カメラ３６などの画像認識装置により切削が必要な部分を検出し、必要な部分のみを切削できるようにすることにより、加工ツールの寿命が長くなるとともに、加工タクトも短くなる。
【００３９】
なお、上記の実施の形態のそれぞれの場合において、実装された部品を除去する際に、プリント基板を振動させる手段として、例えば超音波振動子を用いた構成とすることもでき、これにより、実装された部品を除去する際に、プリント基板を超音波振動子により振動させて実装部品を除去することによって、その部品除去を効率的にかつ確実に行うことができる。
【００４０】
また、プリント基板を振動させる手段として、モータ駆動により回転する例えば偏芯カムなどを用いた構成とすることもでき、これにより、超音波振動子を用いた場合と同様に、実装された部品を除去する際に、プリント基板をモータ駆動により偏芯回転するカムを用いて振動させて実装部品を除去することにより、その部品除去を効率的にかつ確実に行うことができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように請求項１および請求項６に記載の発明によれば、プリント基板に挿入後クリンチされた部品や、ハトメにより固定された挿入部品などでも、それら部品と基板とのはんだ付けによる接合部分を切削することにより、加熱および加振によってプリント基板から除去することができる。
【００４２】
また、請求項２および請求項７に記載の発明によれば、プリント基板の加熱時に部品側の面が高温にならないために、部品として実装された電解コンデンサなどの破裂を防止することができる。
【００４３】
また、請求項３および請求項８に記載の発明によれば、はんだ付け部の切削の際に、切削が必要な部分のみを検出して切削することにより、短時間で切削を完了するとともに、その切削のために使用される切削ツールの寿命も長くすることができる。
【００４４】
また、請求項４に記載の発明によれば、実装された部品を除去する際に、プリント基板を超音波振動子により振動させて実装部品を除去することにより、その部品除去を効率的にかつ確実に行うことができる。
【００４５】
また、請求項５に記載の発明によれば、実装された部品を除去する際に、プリント基板をモータ駆動のカムを用いて振動させて実装部品を除去することにより、その部品除去を効率的にかつ確実に行うことができる。
【００４６】
以上により、プリント基板に実装された部品を除去する際に、プリント基板のリードはんだ付け部を切削した後、プリント基板を加熱するとともに同時に振動させて、プリント基板から実装部品を除去することができる。
【００４７】
そのため、プリント基板上に実装された部品として、表面実装部品、リード付き部品、さらにクリンチ部品やハトメ部品等があっても、加熱および加振により容易にかつ安全確実にプリント基板から部品を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のプリント基板の部品除去装置の構成を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態２のプリント基板の部品除去装置の構成を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態３のプリント基板の部品除去装置の構成を示す断面図
【図４】同実施の形態３における認識用カメラを使用しない場合の説明図
【図５】同実施の形態３における認識用カメラを使用する場合の説明図
【図６】同実施の形態３における認識用カメラによる部品リードの形態認識の説明図
【図７】本発明の各実施の形態における動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１    部品除去装置本体
２    基板はんだ面切削部
３    基板加熱部
４    プリント基板
５    切削ツール
６    リード付き抵抗
７    リード付きコンデンサ
８    リード付きＩＣ
９    はんだ付けされたリード
１０    基板ホルダ
１１    スライドテーブル
１２ａ、１２ｂ    搬送コンベア
１３、２０    落下部品受け
１４    （振動子を内蔵した）基板ホルダ
１５    （はんだ面のリードはんだを切削除去した）プリント基板
１６    （振動により落下している）ＩＣ
１７    （ヒータおよびファンを内蔵した）基板加熱ユニット
１８    熱風吹き出し口
２１    部品取り出し口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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