摘要： 处理废弃电路板是一个比较复杂的问题。采用自动拆卸废弃电路板上电子元器件回收材料的方法是一种既经济又环保的处理方法。本文着重介绍一种自动拆卸废弃电路板上电子元器件的新型装置（ 螺旋拆卸装置） 的结构与工作原理。

　　随着电子产品更新换代速度的加快， 废旧电路板（ Printed Circuit Board, 简称PCB） 的数量逐年增加。废旧电路板属典型的电子废弃物， 但在废旧电路板上含有相当一部分的贵重金属及稀有金属， 如果不妥善处理与处置， 不但会造成有用资源的大量流失， 而且会对环境产生严重的危害。如何有效地进行废旧电路板的资源化回收处理， 已经成为当前关系到我国经济、社会和环境可持续发展及我国再生资源回收利用面临的一个新课题。

图1 工艺路线

　　废旧电路板类型复杂， 种类多样， 组成废旧电路板的各种元件成分相差很大， 其中半数以上的材料对人体有害， 有一些甚至是剧毒的。因此， 在处理废电路板时， 预先将废旧电路板上的电子元器件拆卸下来单独处理， 可以收集有价物质， 有针对性地制定回收有价物质的方案、有效地控制有害物质的污染、限度地减少处理成本、优化处理程序。因此， 笔者建议工艺路线如图1 所示。

　　本文着重介绍一种自动拆卸废弃电路板上电子元器件新型螺旋拆卸装置的结构与工作原理。

　　1 废弃电路板的结构与组成

　　印刷电路板的种类繁多， 按绝缘材料分， 有纸基板、玻璃布基板和合成纤维板； 按粘接剂树脂分， 有酚醛、环氧和聚脂等； 按结构分， 有单面板、双面板、多层板和软印刷板； 按用途分， 有通用型和特殊型。

　　电路板主要由基板、各类电阻（ 碳膜电阻、金属膜电阻、氧化金属膜电阻、绕线电阻器和排列电阻） 、电容和晶体管、集成电路、引线框架材料、封装材料和引线材料组成。电路板中的金属品位相当于普通矿物中金属品位的几十位至上百位， 金属的含量高达40%, 多的是铜， 此外还有金、铝、镍、铅、硅金属等。而这些电路板上也含有各种各样的电子元件。以个人计算机（ PC） 为例， 通常装有的电子元件包括变压器、电池、LED、电位计、集成电路模块、二极管、电容器、电阻器、晶体管等。各种电子元件通常是通过焊锡焊接方式固接在电路板上。不同的电子元件其成分各不相同， 其中金、钯、铂、银等属于贵重金属， 钽、铌、铈等属于稀有金属。另外， 溴、苯、铅、六价铬、镉、汞等属于有害物质， 在处理过程中稍有不慎易引起严重的环境污染， 危害人类健康。经过拆卸的电路板， 拆卸下来的电子元器件进行可靠性检测后可重新使用， 从而降低制造商的成本， 含有害物质的电子元器件进行选择性分离后再单独处理， 防止污染， 减少后续处理成本， 某些元器件中贵金属的品位远高于矿石， 拆卸后可以富集有价物质， 减少再加工成本。

　　2 废弃电路板上电子元器件拆卸的现状

　　目前， 国内外大多还是采用手工方法拆卸废弃电路板上的电子元器件， 但随着废板数量的日益增多， 不得不考虑拆卸的效率问题， 因此采用自动拆卸的方法更符合发展要求。然而， 其发展受技术和经济两方面因素的制约。国内在自动拆卸废板电子元件方面还处于一种摸索阶段， 至今仍然没有较为成熟可行的技术方案。

　　日本NEC 公司开发了一套自动拆卸废电路板中电子元器件的装置。这种装置主要利用红外加热和两级去除的方式（ 分别利用垂直和水平方向的冲击力作用） 使穿孔元件和表面元件脱落， 不会造成任何损伤。

　　然后再结合加热、冲击力和表面剥蚀技术， 使电路板上96%的焊料脱焊， 用作精炼铅和锡的原料。

　　德国的FAPS 一直在研究废电路板的自动拆卸方法， 采用与电路板自动装配方式相反的原则进行拆卸， 先将废电路板放入加热的液体中融化焊料， 再用一种SCARA 机械装置根据构件的形状分检出可用的构件。

　　日本NEC 公司与德国FAPS 开发的自动拆卸装置， 虽然能够有效地拆卸板上的电子元件， 但由于其过程中有加热这一过程， 难免会使废旧电路板上所含的有害物质以气体方式向外扩散， 可严重恶化拆卸环节的工作环境。那么有没有一种纯物理的拆卸方式呢？ 我们对此进行了探讨， 并提出了全新的纯物理的拆卸装置---螺旋拆卸装置。

　　3 螺旋拆卸装置结构与工作原理

　　螺旋拆卸装置的主体结构（ 如图2- a） 所示， 它主要由振动入料机构、箱体、基板定位轴、带螺旋刀的螺旋轴以及基板与电子元件的出料口等机构组成。振动入料机构主要由振动送料装置和定向装置组成， 它的主要作用是将料箱中杂乱无章的电路板通过振动和定向作用使之按照一定方向（ 使电路板上具有电子元器件的一面朝向螺旋轴， 另一面朝向基板定位轴） 和排列顺序逐个进入螺旋拆卸装置中（ 为提高效率， 可采用多排入料方式） .基板定位轴与带螺旋刀的螺旋轴采用对滚形式。

　　螺旋拆卸装置的工作原理如图2- b 所示， 在基板定位轴和带螺旋刀的螺旋轴对滚作用下， 使电路板产生从上向下的运动趋势。基板定位轴上具有均匀分布的轴环， 其轴环高度近似等于电路板的基板轴环间距的1 /3~1 /4.螺旋刀具的主要作用是通过剪切、挤压以及锯的共同作用将电路板上的电子元器件拆卸下来， 使电子元器件与基板脱离。螺旋叶片的主要作用是将拆卸下来的电子元器件定向输送到电子元件的专用出料口。基板自动落向基板出料口。分离出来的基板与电子元件再进行下一阶段的处理。螺旋拆卸装置的三维简图如图3.

　　4 结束语

　　本研究根据废旧电路板的特点， 研制了自动拆卸废弃电路板上电子元器件的螺旋拆卸装置， 它的拆卸速度远远大于手工方法拆卸。与日本NEC 公司和德国的FAPS 开发的自动拆卸装置相比结构简单、成本低廉、简单易行、适合大批量处理， 尤其是免去了对废弃电路板加热的工序， 避免了废弃电路板在高温下产生污染环境的有毒有害气体或液体的产生， 有效地控制了有害物质的污染。该装置为优化处理废弃电路板工艺提供了重要参考。厚度（ 约1.5mm） , 相邻轴环的间距略大于电路板的基板长度或宽度。基板定位轴上的轴环主要是限制基板的沿轴向移动。带螺旋刀的螺旋轴由螺旋叶片、螺旋刀具、轴组成， 螺旋刀具固接在螺旋叶片的外径圆周处。螺旋叶片的螺距近似为基板定位轴上相邻