一種廢舊印刷線路板插裝式元器件拆解裝置及方法

2023-06-12 03:46:46 1

專利名稱：一種廢舊印刷線路板插裝式元器件拆解裝置及方法
技術領域：
本發明屬於生產、維修及廢品回收再利用技術領域，特別涉及一種廢舊印刷線路 板插裝式元器件拆解裝置及方法。
背景技術：
印刷線路板(Printed Circuit Board，簡稱 PCB，或 Printed Wiring Board，簡稱 PWB)是電子信息產品、家用電器產品等的重要組成部分。印刷線路板通常是由一塊印製有 電氣連接導電圖形的絕緣基板與若干元器件通過低溫軟釺焊方式焊接而成的部件。基板多 為阻燃酚醛紙基覆銅板、非阻燃酚醛紙基覆銅板或環氧玻璃纖維布基芯板等。元器件按照 安裝方式通常有貼片元器件(SMD)和插裝元器件(THD)兩種，包括各種集成電路(IC)、二極 管、三極體、光電器件、電容電阻及各種插槽接口等。隨著電子電器產品的更新換代過程，大量被淘汰的電子電氣產品中的印刷線路板 也隨之被棄用。印刷線路板中含有多種有毒有害物質，直接拋棄會對環境造成嚴重的汙染。 廢舊線路板中富含銅、鋁、鐵、錫、鉛、銻、鋅、鈦、金、銀等多種金屬物質，以及玻璃纖維和環 氧樹脂等非金屬成份。這些金屬和非金屬物質在經過分選和提純之後可作為重要的工業原 材料使用。實現廢舊線路板的材料回收重用對於節約資源和環境保護都具有重要的現實意 義。廢舊線路板上的不同類型的元器件內所含的物質成份具有很大差異，而同類元器 件中的物質成份則具有相似性。對廢棄線路板上的元器件進行拆卸然後進行分類，有利於 將不同物質歸類和富集，從而有利於後續的材料回收。目前，廢舊線路板的元器件拆卸絕大 多數由手工完成，不僅效率低下，而且拆卸過程中會產生有毒氣體、廢水等汙染物，嚴重危 害人體健康，並對環境造成破壞。這些問題的解決有待於自動化、無汙染、高效率的廢舊線 路板拆卸設備的研發和應用。對印刷線路板的拆解方法有多種分類方式。從待拆卸元器件的類型上分，有針對 貼片元器件的拆卸、針對插裝元器件的拆卸和針對以上兩種元器件的拆卸。現有的拆解方 法大部分是採用某種加熱方式使焊錫熔化，然後再藉助外力使元器件脫離基板，或先使焊 錫分離之後再拆卸。通常表面貼裝元器件可以通過振動、衝擊或掃刮等方式高效地拆解；但 是通孔插裝元器件往往由於引腳彎曲變形、孔壁摩擦等原因而難以做到自動化拆卸。針對線路板整體性拆解中插裝元器件因引腳彎曲等原因導致的難以拆卸的問題， 國內外已經有多個相關專利述及其解決方案中國發明專利 CN20071006;3506A、CN200710063510A, CN200710063513A, CN200910079784A中採用的方法是對待拆解線路板做預處理，對線路板上彎曲引腳進行人 工導直。由於線路板上的插裝件引腳數量較大，這種方法需要消耗大量的人工和時間。日本專利JP10041620採用圓形旋轉刀片切割引腳，使元器件分離；專利 JP2000151094和JP9083129A使用刀具對元器件的引腳進行鏟削。這些方法在線路板的元 件面進行切割和鏟削，對元器件的引腳高度和分布密度都有要求。
專利JP3647274先用銑刀去除彎曲引腳，然後通過加熱振動方式拆解元器件；專 利JP2000124597使用旋轉柱面上的刀具剪切焊接面的引腳。這兩種方法都對線路板的平 整性有要求。若線路板發生受力變形，一些遠離刀片的引腳不易完整地去除。專利JP3579605B2在引腳切割法的基礎上，採用雷射位置傳感器測量刀具與線路 板之間的距離，自動調整刀具高度以適應線路板的變形，這種方法的設備成本太高。日本專利JP1998209634採用砂帶磨削的方式去除廢舊線路板的引腳，這種方法 在廢舊線路板存在翹曲變形等情況時不能做到均勻磨削，並且對所磨削的線路板的面積尺 寸有所限制。

發明內容
本發明的目的是為了克服拆解廢舊印刷線路板現有技術存在的問題，提高插裝式 元器件的拆解率，提供一種廢舊印刷線路板插裝式元器件拆解裝置及方法。廢舊印刷線路 板插裝式元器件拆解裝置由平面磨床1、卡具和吸塵器15構成，卡具固接在平面磨床1的 工作檯3上，要拆解的線路板14的元器件引腳焊接面向上卡在卡具上，平面磨床1的砂輪 2與線路板14的插裝式元器件引腳磨削接觸，吸塵器15固定在砂輪2轉動方向的前方，所 述平面磨床1為通用平面磨床；所述卡具的組成部件包括卡具基座4、固定支承梁5、可動支承梁6、臺階螺釘11、 彈簧12、卡梁10、導軸7、絲杆8與手輪9，卡具基座4為U型槽式，左壁和右壁互相平行，導 軸7垂直固接在卡具基座4的左右兩壁上，2根導軸7互相平行並高度相同，絲杆8在2根 導軸7中間並相互平行置於卡具基座4的左右兩壁上，絲杆8左端與卡具基座4的左壁轉 動連接，絲杆8右部與卡具基座4的右壁轉動連接，絲杆8右端穿過卡具基座4的右壁與手 輪9固接，固定支承梁5上有3個水平通孔和2 6個垂直臺階孔，固定支承梁5通過3個 水平通孔套在2個導軸7和絲杆8上，固定支承梁5水平放置並與導軸7垂直固定在卡具 基座4的左壁上，可動支承梁6上有2個水平通孔和2 6個垂直臺階孔，中部有一個水平 的螺紋孔，導軸7從可動支承梁6的水平通孔穿過，並且間隙配合使可動支承梁6與固定支 承梁5平行置於卡具基座4的右壁左側，絲杆8通過可動支承梁6中部的螺紋孔與可動支 承梁6螺紋連接構成絲杆傳動機構，轉動絲杆8可動支承梁6沿導軸7平移運動，調節可動 支承梁6與固定支承梁5之間的距離，2個卡梁10分別位於固定支承梁5和可動支承梁6 上方互相平行水平放置，2個卡梁10相對的側面上各有一條線路板卡槽，臺階螺釘11從下 向上間隙配合穿過固定支承梁5的臺階孔與左側的卡梁10螺紋連接，彈簧12套在臺階螺 釘上，下端在臺階孔內頂緊固定支承梁5，上端由擰在臺階螺釘11上的限位螺母13壓緊，臺 階螺釘11在彈簧12的彈簧預緊力作用下將左側卡梁10支撐在固定支承梁5之上，臺階螺 釘11從下向上間隙配合穿過可動支承梁6的臺階孔與右側的卡梁10螺紋連接，彈簧12套 在臺階螺釘上，下端在臺階孔內頂緊可動支承梁6，上端由擰在臺階螺釘11上的限位螺母 13壓緊，臺階螺釘11在彈簧12的彈簧預緊力作用下將右側的卡梁10支撐在可動支承梁6 之上，線路板13通過左右兩側的卡梁10上的線路板卡槽卡裝在卡具上。本發明的特點為基於砂輪磨削廢舊線路板的元器件引腳拆解廢舊線路板上的插 裝式元器件，具有自適應位置調節功能，在拆解過程中保證砂輪對元器件引腳可靠磨削，提 高了插裝式元器件的拆解率。
用上述廢舊印刷線路板插裝式元器件拆解裝置拆解廢舊印刷線路板插裝式元器 件的方法，步驟如下1)將卡具固定在平面磨床1的工作檯3上；2)轉動卡具的手輪9調節兩卡梁10的距離至線路板14的寬度；3)將要拆解的廢舊的線路板14的插裝件的引腳焊接面向上裝入卡梁10上的線路 板卡槽中，轉動手輪9，使線路板14固定在卡具上；4)設定平面磨床1的磨削範圍，使此範圍能覆蓋線路板14，而且確保砂輪2不能 接觸卡梁10 ；對於手動磨床，則跳過此步驟；5)調節磨削砂輪高度，使砂輪2接觸廢舊的線路板14表面的最低處；6)開機磨削線路板14的引腳焊接面，直至所有插裝件的引腳被去除；7)停機取下線路板14，從卡具基座4上取出元器件和清理磨屑。本發明的有益效果為，卡具採用彈簧自適應的方式調節廢舊線路板的位置，使廢 舊線路板的翹曲和凹陷位置都能充分地與砂輪接觸，提高了廢舊線路板的插裝件的拆解 率；採用彈簧預緊力可調的設計，能夠處理多種的基板剛度與引腳耐磨強度的廢舊線路板； 所述自適應位置調節功能由彈簧完成，結構簡單，製造成本低，維護容易；磨屑中富含金屬 材料，便於分離回收。


圖1為本發明實施例的結構示意圖；圖2為圖1中A-A處剖視示意圖；圖3為卡具的位置自適應彈簧裝置結構示意圖。圖4是吸塵裝置的位置示意圖。圖中，1—平面磨床，2—砂輪，3—工作檯，4—卡具基座，5—固定支承梁，6—可 動支承梁，7—導軸，8-絲杆，9—手輪，10-卡梁，11-臺階螺釘，12-彈簧，13-限位螺 母，14-線路板，15-吸塵器。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發明作進一步的詳細說明。圖1為本發明實施例的結構示意圖，廢舊印刷線路板插裝式元器件拆解裝置由平 面磨床1、卡具和吸塵器15構成，平面磨床1為通用平面磨床，卡具固接在平面磨床1的工 作臺3上，要拆解的線路板14的元器件引腳焊接面向上卡在卡具上，平面磨床1的砂輪2 與線路板14的元器件引腳磨削接觸。吸塵器15固定在砂輪2轉動方向的前方，如圖4所卡具的組成部件包括卡具基座4、固定支承梁5、可動支承梁6、臺階螺釘11、彈簧 12、卡梁10、導軸7、絲杆8與手輪9。卡具基座4為U型槽式結構固定在平面磨床1的工 作臺3上。卡具基座4的左壁和右壁互相平行，導軸7垂直固接在卡具基座4的左右兩壁 上，2根導軸7互相平行並高度相同，絲杆8在2根導軸7中間並相互平行置於卡具基座4 的左右兩壁上。絲杆8左端與卡具基座4的左壁轉動連接，絲杆8右部與卡具基座4的右 壁轉動連接，絲杆8右端穿過卡具基座4的右壁與手輪9固接。固定支承梁5上有3個水平通孔和2個垂直臺階孔，固定支承梁5通過3個水平通孔套在2個導軸7和絲杆8上，固 定支承梁5水平放置並與導軸7垂直固定在卡具基座4的左壁上。可動支承梁6上有2個 水平通孔和2個垂直臺階孔，中部有一個水平的螺紋孔，導軸7從水平通孔穿過，並且間隙 配合使可動支承梁6與固定支承梁5平行置於卡具基座4的右壁左側。絲杆8通過可動支 承梁6中部的螺紋孔與可動支承梁6螺紋連接構成絲杆傳動機構，轉動絲杆8可動支承梁6 沿導軸7平移運動，調節可動支承梁6與固定支承梁5之間的距離。2個卡梁10分別位於 固定支承梁5和可動支承梁6上方互相平行水平放置，2個卡梁10相對的側面上各有一條 線路板卡槽。臺階螺釘11從下向上間隙配合穿過固定支承梁5的臺階孔與左側的卡梁10 螺紋連接，彈簧12套在臺階螺釘上，下端在臺階孔內頂緊固定支承梁5，上端由擰在臺階螺 釘11上的限位螺母13壓緊，臺階螺釘11在彈簧12的彈簧預緊力作用下將左側卡梁10支 撐在固定支承梁5之上，臺階螺釘11從下向上間隙配合穿過可動支承梁6的臺階孔與右側 的卡梁10螺紋連接，彈簧12套在臺階螺釘上，下端在臺階孔內頂緊可動支承梁6，上端由擰 在臺階螺釘11上的限位螺母13壓緊，臺階螺釘11在彈簧12的彈簧預緊力作用下將右側 卡梁10支撐在可動支承梁6之上，線路板13通過左右兩側的卡梁10上的線路板卡槽卡裝 在卡具上，以上結構組成圖2和圖3所示的卡具的位置自適應彈簧裝置。調節限位螺母13 的位置，可改變彈簧12的預緊力。卡具的自適應調節範圍由限位螺母13決定。
本發明為基於砂輪磨削廢舊線路板的元器件引腳拆解廢舊印刷線路板上的插裝 式元器件的裝置和方法，避免了對元器件的高溫加熱和外力拉拽，實現了高效的插裝式元 器件拆解率，適用於電子行業廢品回收再利用企業。
權利要求
1.一種廢舊印刷線路板插裝式元器件拆解裝置，其特徵在於，廢舊印刷線路板插裝式 元器件拆解裝置由平面磨床(1)、卡具和吸塵器(15)構成，卡具固接在平面磨床(1)的工作 臺(3)上，要拆解的線路板(14)的元器件引腳焊接面向上卡在卡具上，平面磨床(1)的砂 輪⑵與線路板(14)的插裝式元器件引腳磨削接觸，吸塵器(15)固定在砂輪(2)轉動方 向的前方，所述平面磨床(1)為通用平面磨床；所述卡具的組成部件包括卡具基座G)、固定支承梁(5)、可動支承梁(6)、臺階螺釘 (11)、彈簧(12)、卡梁(10)、導軸(7)、絲杆(8)與手輪(9)，卡具基座(4)為U型槽式，左壁 和右壁互相平行，導軸(7)垂直固接在卡具基座的左右兩壁上，2根導軸(7)互相平行 並高度相同，絲杆(8)在2根導軸(7)中間並相互平行置於卡具基座(4)的左右兩壁上，絲 杆(8)左端與卡具基座的左壁轉動連接，絲杆(8)右部與卡具基座的右壁轉動連 接，絲杆⑶右端穿過卡具基座⑷的右壁與手輪(9)固接，固定支承梁(5)上有3個水平 通孔和2 6個垂直臺階孔，固定支承梁( 通過3個水平通孔套在2個導軸(7)和絲杆 (8)上，固定支承梁( 水平放置並與導軸(7)垂直固定在卡具基座的左壁上，可動支 承梁(6)上有2個水平通孔和2 6個垂直臺階孔，中部有一個水平的螺紋孔，導軸(7)從 可動支承梁(6)的水平通孔穿過，並且間隙配合使可動支承梁(6)與固定支承梁( 平行 置於卡具基座的右壁左側，絲杆(8)通過可動支承梁(6)中部的螺紋孔與可動支承梁 (6)螺紋連接構成絲杆傳動機構，轉動絲杆(8)可動支承梁(6)沿導軸(7)平移運動，調節 可動支承梁(6)與固定支承梁( 之間的距離，2個卡梁(10)分別位於固定支承梁(5)和 可動支承梁(6)上方互相平行水平放置，2個卡梁(10)相對的側面上各有一條線路板卡槽， 臺階螺釘(11)從下向上間隙配合穿過固定支承梁( 的臺階孔與左側的卡梁(10)螺紋連 接，彈簧(1 套在臺階螺釘上，下端在臺階孔內頂緊固定支承梁(5)，上端由擰在臺階螺釘(11)上的限位螺母(1 壓緊，臺階螺釘(11)在彈簧(1 的彈簧預緊力作用下將左側卡 梁(10)支撐在固定支承梁( 之上，臺階螺釘(11)從下向上間隙配合穿過可動支承梁(6) 的臺階孔與右側的卡梁(10)螺紋連接，彈簧(1 套在臺階螺釘上，下端在臺階孔內頂緊可 動支承梁(6)，上端由擰在臺階螺釘(11)上的限位螺母(1 壓緊，臺階螺釘(11)在彈簧(12)的彈簧預緊力作用下將右側的卡梁(10)支撐在可動支承梁(6)之上，線路板(13)通 過左右兩側的卡梁(10)上的線路板卡槽卡裝在卡具上。
2.一種廢舊印刷線路板插裝式元器件拆解方法，其特徵在於，用如權利要求1所述的 一種廢舊印刷線路板插裝式元器件拆解裝置拆解廢舊印刷線路板插裝式元器件，具體步驟 為1)將卡具固定在平面磨床(1)的工作檯(3)上；2)轉動卡具的手輪(9)調節兩卡梁(10)的距離至線路板(14)的寬度；3)將要拆解的廢舊的線路板(14)的插裝件的引腳焊接面向上裝入卡梁(10)上的線路 板卡槽中，轉動手輪(9)，使線路板(14)固定在卡具上；4)設定平面磨床(1)的磨削範圍，使此範圍能覆蓋線路板(14)，而且確保砂輪(2)不 能接觸卡梁(10)；對於手動磨床，則跳過此步驟；5)調節磨削砂輪高度，使砂輪(2)接觸廢舊的線路板(14)表面的最低處；6)開機磨削線路板(14)的引腳焊接面，直至所有插裝件的引腳被去除；7)停機取下線路板(14)，從卡具基座(4)上取出元器件和清理磨屑。
3.根據權利要求2所述的一種廢舊印刷線路板插裝式元器件拆解方法，其特徵在於， 平面磨床為手動磨床時，跳過步驟4)。
全文摘要
本發明公布一種廢舊印刷線路板插裝式元器件拆解裝置及方法，屬於生產、維修及廢品回收再利用技術領域。拆解裝置由平面磨床、卡具和吸塵器構成，卡具固接在平面磨床的工作檯上，卡具為位置自適應彈簧裝置結構，要拆解的線路板元器件引腳向上卡在卡具上，平面磨床的砂輪與線路板的元器件引腳磨削接觸，吸塵器固定在砂輪轉動方向的前方，平面磨床為通用平面磨床。本發明基於砂輪磨削廢舊線路板的元器件引腳拆解廢舊線路板上的插裝式元器件，具有自適應位置調節功能，在拆解過程中保證砂輪對元器件引腳可靠磨削，避免了對元器件的高溫加熱和外力拉拽，實現了高效的插裝式元器件拆解率，適用於電子行業廢品回收再利用企業。
文檔編號B09B3/00GK102120222SQ201010608668
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者向東, 張永凱, 段廣洪, 牟鵬, 董曄弘, 謝寧, 龍旦風 申請人:清華大學