プリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置
【課題】使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板を廃プリント基板としてリサイクルするものにおいて、樹脂を効率的に分離回収可能なプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置を提供する。
【解決手段】廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板１００から、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離装置であって、廃プリント基板１００を加圧する加圧手段Ｍ１と、廃プリント基板１００を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段Ｍ２と、加熱手段Ｍ２によって所定温度に維持される廃プリント基板１００から、樹脂材料２ａを濾過する濾過手段Ｍ３を備えている。
【解決手段】廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板１００から、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離装置であって、廃プリント基板１００を加圧する加圧手段Ｍ１と、廃プリント基板１００を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段Ｍ２と、加熱手段Ｍ２によって所定温度に維持される廃プリント基板１００から、樹脂材料２ａを濾過する濾過手段Ｍ３を備えている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃材であるプリント基板から樹脂材料と金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子製品に主として使用されるプリント基板は、その基板材料がガラス繊維と熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂とからなり、そのリサイクル方法としては、回路配線としての配線金属材料のみを回収し、再利用していた。このため、配線金属材料を分離回収した残りの絶縁材料等については、焼却して熱エネルギーとして利用するか、あるいは廃棄物として埋め立てる方法がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリサイクル方法では、配線金属材料は回収されるが、基板材料の熱硬化樹脂等の絶縁材料は、再利用可能な材料として回収されることがなく、廃棄物の増大の一因となっている。
【０００４】
このため、地球環境保全のための廃棄物およびＣＯ２の排出量の減量、あるいは資源の効率的利用への対応は、重要な問題となっている。このような現状から、プリント基板のリサイクル方法として、再利用可能な樹脂と金属とに分離回収する方法が、またその手段として、特に樹脂と金属とに分離回収できる装置が望まれている。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板を廃プリント基板としてリサイクルするものにおいて、樹脂を効率的に分離回収可能なプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離方法であって、廃プリントを加熱し、加圧する溶融加圧工程と、溶融加圧工程にて加熱しかつ加圧された廃プリント基板を濾過することで、樹脂材料のみを通過させる濾過工程を備えている。
【０００７】
これにより、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板を廃プリント基板としてリサイクルするものにおいて、廃プリント基板を加熱することで樹脂材料を、軟化した状態もしくは粘性の低い状態にするとともに、これら状態の樹脂材料を加圧しながら濾過するつまり強制濾過することで樹脂材料のみを通過させて、プリント基板を樹脂材料と配線金属材料等の金属材料に分離することが可能である。
【０００８】
なお、軟化した状態とは、その樹脂材料の弾性率が十分小さくなっている状態である。
【０００９】
本発明の請求項２によると、溶融加圧工程は、廃プリント基板を加熱する加熱手段と、廃プリント基板を加圧する手段を備え、加圧手段は、略円筒体と、この略円筒体の内周に摺接可能な軸部材とからなり、略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されている。
【００１０】
これにより、加圧方法として、略円筒体の内周、可動蓋部材および軸部材とで区画される空間を、軸部材の移動によって圧縮するという簡素な構造を用いるので、安定した加圧動作を行なうことが可能である。さらに、圧縮のための軸部材を移動させることによって、円筒体内のその空間に付着あるいは沈殿する固形物を、略円筒体の開放、閉塞可能な開口端つまり可動蓋部材側に捕集することが可能である。したがって、加熱しても固形物のままの配線金属材料等の金属材料と、少なくとも軟化して濾過可能な状態となる樹脂材料に、効率的に分離が可能である。
【００１１】
なお、例えば上記互いに摺接可能な略円筒体の内周と軸部材の間の隙間は、濾過工程における濾過通路の一つとして用いることが可能である。
【００１２】
本発明の請求項３によると、溶融加圧工程は、廃プリント基板が所定量投入されるまで廃プリント基板を加熱する工程を備えている。
【００１３】
すなわち、溶融加圧工程は、加熱し、かつ加圧する本工程と、その前工程としての廃プリント基板が所定量投入されるまで廃プリント基板を加熱する工程を有する。これにより、加圧動作中に、廃プリント基板が連続的に投入されることはなくなるので、溶融加圧工程における加圧手段、特にシール構造に係わる装置の簡素化が図れる。
【００１４】
本発明の請求項４によると、濾過工程は、配線金属材料程度の大きさを有する固形物を取り除く１次濾過工程と、固形物の大きさより小さいものを取り除く２次濾過工程を備えている。
【００１５】
すなわち、取り除く固形物の大きさが二段階となる濾過通路を有する濾過手段を備える。これにより、濾過手段を備えた装置の寿命向上が図れるとともに、効率的に樹脂材料と配線金属材料に分離することが可能である。しかも、２次濾過工程で微細な固形物を取り除ける程度の濾過通路に設定すれば、回収される樹脂材料に含まれる不純物の残存量の低減が図れる。
【００１６】
本発明の請求項５によると、１次濾過工程における濾過手段は、略円筒体と、略円筒体の内周に摺接可能な軸部材との隙間を濾過通路として用いる加圧手段である。
【００１７】
これにより、濾過工程を１次濾過工程と２次濾過工程に増やしたとしても、例えば溶融加圧工程の加圧手段として、略円筒体と、略円筒体の内周に摺接可能な軸部材を備える加圧手段を採用し、かつ１次濾過工程の濾過手段として、略円筒体と軸部材との隙間を濾過通路とすることで、溶融加圧工程の加圧手段と１次濾過工程の濾過手段の共用化が図れるので、装置数の増加を抑制でき、従ってプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる製造コストの低減が図れる。
【００１８】
本発明の請求項６によると、濾過工程にて通過し、回収した樹脂材料に、所定期間経過するまで背圧を印加する回収樹脂分離工程を備えている。
【００１９】
一般に、溶融加圧工程にて加熱かつ加圧された廃プリント基板を、濾過する際、軟化した状態もしくは粘性の低い状態の樹脂材料に加圧による気泡が混入する場合がある。このまま回収した状態の樹脂材料を、リサイクルするためペレット状に切削加工等により加工しようとすると、気泡混入の疎な部分と密な部分とによってペレットの大きさ、形状が不揃いになり、均一形状に形成することが難しくなるという問題がある。
【００２０】
これに対して、回収した樹脂材料を、大気圧で放置せず、背圧を加えるので、大きな気泡を生じさせず、均一な形状を有するペレットの形成が可能である。また、例えば冷却固化するまでの所定時間だけ回収した樹脂材料に背圧を加えるので、背圧を発生するために要するエネルギーの消費の節約が可能である。さらになお、例えば徐々に冷却される間に気泡分と樹脂材料に分離することも可能である。
【００２１】
本発明の請求項７によると、溶融加圧工程では、廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する。
【００２２】
これにより、溶融加圧工程で加熱する温度を、廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度、すなわち樹脂材料が軟化可能な温度に抑えるので、廃プリント基板を加熱するため、加熱する手段を備えた装置が消費するエネルギーの無駄消費を抑えることが可能である。
【００２３】
本発明の請求項８によると、廃プリント基板としてリサイクルするプリント基板としては、熱可塑性樹脂、もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる絶縁基材と、絶縁基材の表面に配設され、前記配線金属材料からなる導体パターンとを備え、絶縁基材に導体パターンを形成した導体形成絶縁基材を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着して積層成形がなされているプリント基板が好適である。
【００２４】
これにより、プリント基板の絶縁基材中の樹脂材料を、熱可塑性樹脂、もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物にすることにより、廃プリント基板から樹脂材料と配線金属材料とに分離回収した後に、加熱して所望の形状に形成でき、従って確実に再利用が図れる。
【００２５】
また、積層成形されたものであっても、分離回収する工程すなわち溶融加圧工程にて、積層成形がなされた積層条件の温度に近い温度に加熱すれば、塑性変形するに十分な軟化状態にすることが可能である。
【００２６】
本発明の請求項９によると、絶縁基材が樹脂フィルムからなり、絶縁基材に設けられたビアホール中の一体化した導電性組成物により、導体パターン間相互を電気的に接続するものであって、導電性組成物は、金属材料のみからなる材料、あるいは金属材料と、絶縁基材に用いた熱可塑性樹脂もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる材料から形成されている。
【００２７】
これにより、廃プリント基板から樹脂材料を分離回収する際に、分離回収した樹脂材料中に層間接続材としての導電性組成物から混入する成分は、絶縁基材に用いた樹脂材料と同一成分であるため、回収した樹脂材料の純度は低下せず、回収後の樹脂材料も回収前の樹脂材料と同等の特性が期待できる。
【００２８】
本発明の請求項１０によると、廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離装置であって、廃プリント基板を加圧する加圧手段と、廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段と、加熱手段によって所定温度に維持される廃プリント基板から、樹脂材料を濾過する濾過手段を備えている。
【００２９】
これにより、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板を廃プリント基板としてリサイクルするものにおいて、加熱手段によって加熱することで軟化させるとともに、加圧手段によって強制濾過することで樹脂材料のみを通過させて、濾過手段による分離回収を容易に行なうことが可能である。例えば、加熱手段によって、廃プリント基板、すなわち廃材となったプリント基板の初期の製造工程にて加熱成形された加熱温度に近い温度に維持されることで、溶融された樹脂材料を濾過手段を用いて容易に分離回収することが可能である。
【００３０】
本発明の請求項１１によると、加圧手段は、略円筒体と、略円筒体の内周に摺接可能な軸部材と、軸部材をその内周に沿って軸方向に往復移動自在にする駆動手段を備え、略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されている。
【００３１】
これにより、加熱手段によって加熱され、少なくとも軟化可能な廃プリント基板つまり軟化可能な状態となった樹脂材料と固形物の状態である配線金属材料を、加圧装置として、略円筒体の内周、可動蓋部材および軸部材とで区画される空間を、軸部材の移動によって圧縮するという簡素な構造を用いるので、安定した加圧動作を行なうことが可能である。
【００３２】
さらに、圧縮のための駆動手段を用いて軸部材を往復移動させることによって、円筒体の内周に付着あるいは沈殿する固形物を、その内周から掻き出すことが可能である。その結果、加圧動作の安定化が図れる。また、圧縮の継続に従って、略円筒体の開放、閉塞可能な開口端つまり可動蓋部材側に、固形物である配線金属材料を捕集することが可能である。したがって、安定した加圧動作を維持するとともに、加熱しても固形物のままの配線金属材料等の金属材料と、少なくとも軟化して濾過可能な状態となる樹脂材料に、効率的に分離することが可能である。
【００３３】
なお、例えば、互いに摺接可能な略円筒体の内周と軸部材の間の隙間は、濾過手段における濾過通路の一つとして用いることが可能である。
【００３４】
本発明の請求項１２によると、略円筒体の外周には、廃プリント基板を投入する投入口が形成されており、投入口には、その内周への連通、遮断が可能で、廃プリント基板が所定量投入されるまで廃プリント基板を貯留する廃プリント基板投入手段が設けられている。
【００３５】
これにより、加圧手段による加圧動作中に、廃プリント基板が連続的に投入されることはなくなるので、加圧手段を構成する略円筒体の外周に設けられる廃プリント基板投入手段は、廃プリント基板を投入する際に加圧手段である略円筒体の投入口を必ずしも高圧気密に保つ必要はない。従って加圧手段に係わる装置のシール構造の複雑化を防止することができる。
【００３６】
本発明の請求項１３によると、加熱手段は、略円筒体と可動蓋部材に設けることができる。
【００３７】
本発明の請求項１４によると、軸部材は、可動蓋部材によって開口端を開放したとき、駆動手段によって開口端を越えて軸方向移動する。
【００３８】
これにより、駆動手段による軸部材を開口端から突き出す動作を行なうことができるので、例えば軸部材の圧縮動作の継続に従って可動蓋部材が配置されたその開口端側に固形物である配線金属材料が所定量に集められているとき、回収した配線金属材料を、容易に取り出すことが可能である。
【００３９】
本発明の請求項１５によると、濾過手段は、二段階の濾過通路を有しており、これら二段階の濾過通路のうちの一方は、互いに摺接可能な略円筒体と軸部材との間に形成される隙間である。
【００４０】
これにより、濾過手段として、二段階の濾過通路によって１次濾過、２次濾過と二段階の濾過過程を採用したとしても、加圧手段を構成する略円筒体と軸部材との間に形成される隙間を利用して濾過手段としての濾過通路とすることが可能である。
【００４１】
したがって、二段階の濾過通路によって１次濾過、２次濾過と二段階の濾過過程を採用することで樹脂材料と配線金属材料に分離する精度の向上が図れる。さらに、装置数の増加を抑制でき、結果として、プリント基板の樹脂と金属の分離装置に係わる装置コストの低減が可能であるので、プリント基板の樹脂と金属の分離回収するコストの低減が図れる。
【００４２】
本発明の請求項１６によると、二段階の濾過通路のうちの他方は、廃プリント基板から樹脂材料のみを通過させるフィルタであって、フィルタは、焼結金属で形成されている。
【００４３】
これにより、被濾過対象物を濾過するフィルタのメッシュ穴が単に貫通しているものではなく、曲がりくねったメッシュ穴に形成することが可能である。したがって、樹脂材料を通過させるフィルタのメッシュ穴が曲がりくねったものとすることができるので、例えば針状の細くて長い固形物であっても確実に捕獲でき、従って、樹脂材料のみを確実に通過させることが可能である。
【００４４】
本発明の請求項１７によると、濾過手段を通過し、回収された樹脂材料に、背圧を加える背圧発生手段を備えている。
【００４５】
これにより、回収した樹脂材料を、大気圧状態で放置せず、背圧を加えた状態とするので、濾過される前の加圧された状態に近い状態にすることが可能である。したがって、濾過される前の加圧された状態において、樹脂材料に気泡が混入する場合があっても、背圧を加えるので、減圧による大きな気泡に成長する現象を防止可能である。したがって、リサイクルする回収樹脂として、均一な形状を有するペレットの形成が可能な樹脂材料を廃プリント基板から分離回収することが可能である。
【００４６】
なお、従来技術による大気圧状態では、気泡が減圧膨張により樹脂材料内に拡大してしまう。場合によっては、膨張する気泡がさらに分裂して樹脂材料内に多数の気泡が残留してしまう恐れある。これら気泡が残留している状態の樹脂材料からは、リサイクルするための望ましいペレットを形成することは難しい。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００４８】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置の構成を表す部分的断面図である。図２は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用したプリント基板のリサイクル方法を表すブロック図である。図３は、図２に示すリサイクルの各工程のうち、本実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、その分離方法を工程で示す模式図である。図４は、図２に示すリサイクルの各工程のうち、本実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、図１に示すプリント基板の樹脂と金属の分離装置に係わる加熱手段および加圧手段による処理に対応させて、その分離方法に係わる工程を説明する説明図である。図５は、図１の分離装置において、加熱し、加圧された廃プリント基板から樹脂材料のみを通過させる濾過を行なうことで、廃プリント基板を樹脂材料と配線金属材料に分離する過程を表す模式的部分断面図である。図６は、図１の分離装置において、廃プリント基板から分離回収した樹脂材料と配線金属材料を取出す過程を表す模式的部分断面図である。なお、図７は、図１の分離装置を適用して樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【００４９】
（本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用するプリント基板のリサイクル方法のシステム概略説明）
図２に示すように、プリント基板のリサイクル方法に係わるプロセスは、被処理物としての廃プリント基板１００と、被処理物１００を一次処理する実装部品の除去手段２００と、被処理物１００を二次処理するはんだ除去手段３００と、一次および二次処理後に実施する樹脂と金属の分離回収手段４００と、分離回収手段４００にて分離回収した一方の樹脂材料２ａを樹脂成形する樹脂成形手段５００と、分離回収手段４００にて分離回収した他方の配線金属材料２ｂを金属精錬する金属精錬分離手段６００より構成されている。なお、樹脂と金属の分離回収手段４００は後述する濾過方法によって樹脂材料２ａのみを通過させて、樹脂材料２ａと金属材料２ｂに分離する。
【００５０】
廃プリント基板１００は、廃棄された電子製品に使用されているプリント基板１０１、あるいは電子製品を製造工程で発生する廃材としてのいわゆる廃プリント基板であって、図７に示すように、少なくとも熱可塑性樹脂からなる絶縁基材２３と、この絶縁基材２３の表面に配設され、少なくとも配線金属材料からなる導電パターン２２とを備えている。なお、電子製品に使用されるプリント基板１０１では、絶縁基材２３と導体パターン２２とを備える回路基板２１と、その回路基板２１に実装される実装部品７０と、実装部品７０と回路基板２１とを電気的に接続するはんだ８０とを含んで構成されている（例えば第３の実施形態の図９参照）。さらになお、回路基板２１が積層成形されている場合には、導体パターン２２間すなわち層間を電気的に接続する層間接続材料からなる導電性組成物５１を備えていてもよい（例えば第４の実施形態の図１０参照）。
【００５１】
なお、本実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として使用するプリント基板１０１としては、絶縁基材２３において、絶縁材料として使用する樹脂材料が、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物で形成されるものであれば何れのものでもよく、樹脂フィルムであってもよい。
【００５２】
次に、実装部品７０（図９参照）の除去手段２００は、半導体素子等の部品７０を除去するものであって、周知の手段を用いればよい。例えば常温で機械的に部品７０を剥離する機械的除去手段、実装基板１０１をはんだが溶融する温度まで加熱して部品７０を除去する加熱除去手段等の何れの手段を用いてもよい。
【００５３】
なお、電子製品に装着済みのプリント基板１０１をリサイクルする場合であれば、装着された状態のプリント基板を脱着する必要があるが、脱着については、実装基板１０１を固定しているコネクタを外して脱着しても、破壊して脱着しても、どのような手段を用いて脱着してもよい。なお、本実施形態では、電子製品に実装基板１０１を装着しているコネクタを外す手段を用いて、電子製品から廃プリント基板１００を回収した。
【００５４】
はんだ除去手段３００は、部品除去手段としての機械的除去手段等によって部品７０を剥離させた廃プリント基板１００に残ったはんだ８０、あるいは加熱除去手段等によって溶融したはんだ８０、もしくは冷却固化したはんだ８０を除去するものであって、周知の手段を用いればよい。例えばグラインダ等を用いて機械的に除去する機械的はんだ除去手段、あるいは塩酸と硫酸の混酸等のはんだが溶解する薬品を用いて除去するはんだ薬品除去手段等の何れの手段を用いてもよい。
【００５５】
樹脂と金属の分離回収手段４００は、上記部品除去手段２００およびはんだ除去手段３００によって、半導体素子等の実装部品７０およびはんだ８０が除去された廃プリント基板１００を、加熱して強制濾過する手段である。これにより、廃プリント基板１００を構成する樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂのうち、樹脂材料２ａのみを通過させて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとに分離回収が可能である。
【００５６】
なお、被処理物である廃プリント基板１００を加熱して強制濾過することで樹脂材料２ａのみを通過させる手段・方法、つまり本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置の詳細については、後述する。
【００５７】
なお、廃プリント基板１００から分離回収した樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂを、それぞれリサイクル使用するための材料製品に形成する樹脂成形手段５００、金属精錬分離手段６００は、それぞれ、周知の樹脂成形技術による成形手段、周知の金属精錬技術による金属種類ごとに分離精練する精練手段であればよい。
【００５８】
次に、プリント基板をリサイクル方法に係わる工程を図２に従って説明する。そのリサイクル方法は、廃プリント基板１００を材料毎に層別して分離回収し、分離回収した材料を再利用する流れを工程で表わすと、図２に示すように、部品除去工程Ｐ２００と、はんだ除去工程Ｐ３００と、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００と、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００にて分離回収された樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとを、それぞれ、製品利用するための製造工程としての樹脂成形工程Ｐ５００と、金属精錬分離工程Ｐ６００と含んで構成されている。なお、廃棄された電子製品に装着済みの廃プリント基板１００をリサイクルする場合には、部品除去工程Ｐ２００の前工程として、製品に装着された実装基板１００を脱着する脱着工程を設ければよい。部品除去工程Ｐ２００では、上述の部品除去手段２００を用いて、常温状態で半導体素子等の部品７０を機械的に剥離、あるいははんだ８０が溶融する温度まで加熱して部品７０を除去する等のいずれの方法であってもよい。なお、本実施形態では、廃プリント基板１００をはんだが溶融する２００℃に加熱し、金属のへらを基板１００の表面に接触させ、基板１００と平行に金属へらを移動させることで、実装部品７０をかき取り、部品７０を除去した。次に、はんだ除去工程Ｐ３００では、上述のはんだ除去手段３を用いて、はんだ８０を機械的に除去、あるいははんだ８０を溶解して除去する等のいずれの方法であってもよい。なお、本実施形態では、上記廃プリント基板１００の表面を＃３２０の研磨砥石を装着した回転式グラインダで研磨することで、はんだを除去した。樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００は、被処理物として、部品除去工程Ｐ２００およびはんだ除去工程Ｐ３００にて実装部品７０およびはんだ８０が除去された廃プリント基板１００（図７参照）を用いる。この樹脂と金属の分離除去工程Ｐ４００の詳細については、後述する。
【００５９】
なお、廃プリント基板１００から分離回収した樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂを、それぞれ再使用するために材料製品に再形成する樹脂成形工程Ｐ５００、金属精錬分離工程Ｐ６００は、それぞれ、周知の製造技術による樹脂成形する工程、周知の金属精錬技術によって金属種類ごとに精練する精練工程であればよい。
【００６０】
（本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置の詳細説明）以下、上述のプリント基板のリサイクル方法における樹脂と金属の分離回収手段４００および樹脂と金属の分離除去工程Ｐ４００を、図１および図３から図６に従って説明する。
【００６１】
本実施形態では、図１に示すように、プリント基板の樹脂と金属の分離装置１は、主要な機能を手段として表すと、被処理物としての廃プリント基板１００を加圧する加圧手段Ｍ１と、廃プリント基板１００を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段Ｍ２と、この加熱手段Ｍ２によって所定温度に維持される被処理物１００から、樹脂材料２ａを濾過する濾過手段Ｍ３とを含んで構成されている。これにより、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板１０１を廃プリント基板１００としてリサイクルものにおいて、加熱手段Ｍ２によって加熱することで軟化させるとともに、加圧手段Ｍ１によって強制濾過させることで樹脂材料２ａのみを通過させて、濾過手段Ｍ３による分離回収を容易に行なうことが可能である。
【００６２】
例えば、加熱手段Ｍ２によって、廃プリント基板１００すなわち廃材となったプリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱成形された加熱温度に近い温度に維持されることで、溶融された樹脂を濾過手段Ｍ３を用いて容易に分離回収することが可能である。
【００６３】
なお、廃プリント基板１００として使用するプリント基板１０１（詳しくは、絶縁基材２３）に使用する樹脂材料は、熱可塑性からなるものであればよく、これにより、加熱することで軟化させることができるとともに、樹脂と金属の分離装置１によって分離回収した樹脂材料を加熱して所望の材料の形状にすることが可能である。なお、絶縁基材として熱硬化樹脂からなるものが使用されるプリント基板は、高温にしても弾性率が下がることはなく、後述する簡便な構造を有する装置１での分離回収は、不可能である。
【００６４】
加圧手段Ｍ１は、図１に示すように、略円筒状の略円筒体１１と、その略円筒体１１の内周に摺接可能な軸部材１２と、軸部材１２をその内周に沿って軸方向に往復移動自在にする駆動手段１３とを含んで構成されている。さらに、この略円筒体（以下、シリンダと呼ぶ）１１の両開口端のうち、一方開口端１１ａには、図１に示すように、その開口端１１ａを開放、閉塞可能な可動蓋部材（以下、シリンダヘッドと呼ぶ）１４が設けられている。これにより、加圧手段Ｍ１として、シリンダ１１の内周、シリンダヘッド１４、および軸部材（以下、ピストンと呼ぶ）１２とで区画された空間（以下、加圧室と呼ぶ）Ｒを、ピストン１２の移動によって圧縮するという簡素な構造を用いることができる。その結果、本実施形態の加圧手段Ｍ１は安定した加圧動作を行なうことが可能である。
【００６５】
なお、本実施形態では、加熱手段Ｍ２は、シリンダ１１とシリンダヘッド１４に備えられている。さらに後述する濾過手段Ｍ３が加圧手段Ｍ１（詳しくは、シリンダ１１）に設けられている。これにより、リサイクルする廃プリント基板１００から樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂを分離回収する際、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離回収前の廃プリント基板１００を加熱する工程から、濾過手段Ｍ３によって樹脂材料２ａのみ通過させて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂにそれぞれ分離回収する工程まで、その加熱手段Ｍ２によって容易に対応可能である。なお、加熱手段Ｍ２は、伝熱媒体としてのシリンダ１１とシリンダヘッド１４を加熱するものであればよく、加熱ヒータ（図１参照）、あるいはその伝熱媒体の内部に循環通路（図示せず）を形成し、循環通路に加熱媒体を流す過熱装置であってもよい。なお、本実施形態で説明する加熱手段Ｍ２としては、加熱ヒータ２１として説明する。
【００６６】
さらになお、加熱手段Ｍ２は、例えば廃プリント基板１００を加熱して、廃プリント基板１００を構成する樹脂材料２ａを、軟化した状態もしくは粘性の低い状態にする所定加熱温度に設定することが可能である。なお、この加熱手段Ｍ２は、廃プリント基板１００を軟化可能な所定温度に加熱することが望ましい。これにより、濾過手段Ｍ３にて濾過する前の廃プリント基板１００の状態を、少なくとも軟化可能な所定温度、すなわち樹脂材料２ａが軟化可能な温度に抑えることが可能である。したがって、加熱手段Ｍ２が、廃プリント基板１００を加熱するために消費するエネルギーの無駄消費を抑えることが可能である。
【００６７】
さらになお、本実施形態では、上述の加熱手段Ｍ２と加圧手段Ｍ１を用いることで、濾過手段Ｍ３で濾過する被濾過対象としての廃プリント基板１００を、配線金属材料２ｂは固形物の状態のまま、樹脂材料２ａを溶融加圧することが可能である。詳しくは、加圧手段Ｍ１によって、樹脂材料２ａからなる絶縁材料２３と配線金属材料２ｂからなる導体パターン２２を加圧成形した製造工程での加圧圧力に近い圧力で加圧する状態を維持することで、配線金属材料２ｂは固形物の状態のまま、樹脂材料２ａを、軟化した状態つまり固形物状態の配線金属材料２ｂと比して溶融可能な状態とすることができる。なお、この溶融可能な状態とは、軟化した状態となった樹脂材料２ａが、加圧手段Ｍ１により塑性変形させることで、後述の濾過手段Ｍ３の濾過通路を通過可能となる状態のことである。
【００６８】
さらに、本実施形態では、加圧手段Ｍ１は、駆動手段（以下、プレスシリンダと呼ぶ）を用いてピストン１２を往復移動させることによって、シリンダ１１の内周に付着あるいは沈殿する固形物、つまり配線金属材料２ｂを、その内周に沿って掻きだすことが可能である。その結果、ピストン１２の駆動によって圧縮されるシリンダ１１内、特に内周だけに、付着あるいは沈殿する固形物が堆積してしまう現象の防止が可能である。したがって、加圧手段Ｍ１の加圧動作の安定化が図れる。
【００６９】
さらに、加圧動作つまり圧縮動作の継続に従って、圧縮動作の終端側に配置されているシリンダヘッド１４側に、固形物である配線金属材料２ｂを寄せ集める、つまり捕集することを可能とする波及効果が得られる（図５参照）。
【００７０】
したがって、加圧手段Ｍ１は、安定した加圧動作の維持が図れるとともに、加熱手段Ｍ２によって加熱しても固形物のままの配線金属材料２ｂと、軟化して濾過可能な状態となる樹脂材料２ａに、効率的に分離することが可能である。
【００７１】
なお、加圧手段Ｍ１とともに、加熱手段Ｍ２を備えるシリンダ１１には、図１に示すように、リサイクルする廃プリント基板１００を加圧室Ｒに投入するための投入口１５が設けられている。この投入口１５はシリンダ１１の内周と外周を貫通する孔を形成している。この孔の形状は、図１に示すように、外周側から内周側に向かって略縮径する形状を備えている。これにより、投入口１５内に廃プリント基板１００を留めながら、所定量の廃プリント基板１００を投入することが可能である。さらに、本実施形態では、この投入口１５は、図１に示すように、投入口に沿ってシリンダ１１の外周側に突出る貯留部１５ａを備えている。これにより、加圧室Ｒに投入するまで所定量の廃プリント基板１００を貯めておく貯留空間Ｒ１００の確保が容易となる。さらになお、本実施形態では、貯留部１５ａの上端面に、投入口１５と加圧室Ｒを連通、遮断可能な閉塞部としての投入口キャップ１６が設けられている。これにより、加圧手段Ｍ１の加圧室Ｒのシール構造を複雑化することなく、所定量の廃プリント基板１００が投入されるまで一時的に貯めておく投入口１５つまり貯留空間Ｒ１００を確保することが可能である。
【００７２】
さらになお、本実施形態では、シリンダヘッド１４によって開口端１１ａが開放されたとき、駆動手段を用いてピストン１２を、開口端１１ａを越えて軸方向移動させる。これにより、ピストン１２による突き出し動作を行なうことが可能である。したがって、例えば加圧手段Ｍ１（詳しくは、ピストン１２）の加圧動作が継続し、シリンダヘッド側に配線金属材料２ｂが所定量集められたとき、このピストン１２の突き出し動作によって、回収した固形物としての配線金属材料２ｂを、容易に取出すことが可能となる（図６参照）。
【００７３】
濾過手段Ｍ３は、加熱手段Ｍ２によって少なくとも軟化可能な所定温度に維持されている廃プリント基板１００から、樹脂材料２ａのみを通過させる手段であって、樹脂材料２ａを通過させる濾過通路を有する。本実施形態では、濾過手段Ｍ３として、この複数の濾過通路１７ａを有するフィルタ１７が、加圧手段Ｍ１であるシリンダ１１の内周に沿って配置されている。詳しくは、フィルタ１７は、シリンダ１１内部に配置されており、その内周に沿って形成された回収溝１８の下流側（詳しくは、フィルタ１７の被濾過対象の樹脂材料２ａの流れの下流側）に配置されている。
【００７４】
さらに、本実施形態では、このフィルタ１７を、焼結金属から形成する。これにより、被濾過対象物を濾過するフィルタ１７の複数の濾過通路、すなわちメッシュ穴１７ａが単に貫通しているものではなく、曲がりくねったメッシュ穴に形成することが可能である。したがって、樹脂材料２ａを通過させる濾過手段Ｍ３として、例えば針状の細くて長い金属材料２ｂであっても、曲がりくねったメッシュ穴１７ａに起因して、確実に捕獲することが可能である。その結果、配線金属材料２ｂ等の固形物のうち、針状の微細な大きさになったものがフィルタ１７を通過するのを阻止可能である。したがって、濾過手段Ｍ３つまりフィルタ１７を通過した樹脂材料２ａの純度を高めることが可能である。結果、リサイクルする樹脂材料２ａとして、望ましい残存不純物量に抑えた樹脂材料２ａを、廃プリント基板１００から分離回収が可能である。
【００７５】
なお、このフィルタ１７は、配線金属材料２ｂが通過できず、かつ樹脂材料２ａが通過可能なメッシュ穴の大きさを有するものであれば、ステンレス製フィルタ等を積層したディスクフィルタ、セラミック、あるいは発泡体の何れのフィルタでもよい。なお、焼結金属から形成されるフィルタ１７は、組付構造が複雑なディスクフィルタに比べて、安価に製造できる。
【００７６】
なお、本実施形態におけるフィルタ１７としては、金属材料としてステンレスを用いた焼結金属で形成し、メッシュ穴１７ａのサイズを５０μｍとした。なお、メッシュ穴１７ａサイズは、２０μｍ〜２００μｍの範囲であれば、樹脂材料２ａを金属材料２ｂから分離可能である。メッシュ穴１７ａを小さくする場合には、フィルタ１７の寿命に制約され、メッシュ穴１７ａを焼結金属で形成する場合には、焼結する金属材料を代えることで、例えばステンレスに代えて銅（Ｃｕ）を用いて焼成すれば、２００μｍ程度の大きさにすることができる。
【００７７】
さらにまた、フィルタ１７を焼結金属で成形するので、フィルタ１７の上流側端面１７ｂに比較的高い圧力が加わっても、焼結金属の構造に起因して機械的強度が保証できる。したがって、比較的高い加圧下で、広い上流側端面１７ｂの面積すなわち濾過面積を確保することが可能である。例えば所定量の被処理物（詳しくは、廃プリント基板１００）を、その所定量を分割することなく、一括して処理可能であるので、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとに分離する作業の生産性向上が図れる。
【００７８】
さらにまた、フィルタ１７を焼結金属で成形するので、上述如く使用する金属材料に起因して金属メッシュ穴のサイズが決まるので、メッシュ穴１７ａのサイズを高精度に形成できる。
【００７９】
なお、上記実施形態で説明したフィルタ１７として、いわゆるプレコートフィルタを用いてもよい。すなわち、予めメッシュ穴１７ａを大きめに形成しておく。樹脂と金属の分離装置１の稼動とともに、フィルタ１７の上流側端面１７ｂに金属材料２ｂが堆積し、メッシュ穴１７ａが小さくなっていく。そして結果として、所望のメッシュ穴１７ａになるようにするものであってもよい。これによって、フィルタ１７の寿命延長が図れる。
【００８０】
（変形例）
変形例では、濾過手段Ｍ３として、上記第１の実施形態で説明したフィルタ１７の濾過通路１７ａに加えて、図１に示すように、加圧手段Ｍ１を構成し、互いに摺接可能なシリンダ１１とピストン１２の間に形成される隙間δＭ１を、もう一方の濾過通路とし、二段階の濾過通路を有する。すなわち、１次濾過および２次濾過処理を行なう。なお、この二段階の濾過通路１７ａ、δＭ１は、その濾過通路のサイズとして、１次濾過処理用濾過通路としての加圧手段Ｍ１の隙間δＭ１は、配線金属材料２ｂ程度の大きさを有する固形物を取り除くことが可能なサイズとし、２次濾過処理用濾過通路としてのフィルタ１７のメッシュ穴１７ａは、その固形物の大きさより小さいものを取り除くことが可能なサイズであれば、サイズは何れであってもよい。
【００８１】
なお、本実施形態では、隙間δＭ１のサイズを１００μｍとし、メッシュ穴１７ａのサイズを２０μｍとした。
【００８２】
これにより、濾過手段Ｍ３、特に濾過通路１７ａのサイズが微細なフィルタ１７の寿命向上が図れるとともに、１次濾過および２次濾過処理を行なうことで、効率的に樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離することが可能である。しかも、２次濾過処理によって微細な固形物を取り除くことが可能なメッシュ穴１７ａのサイズに設定しているので、回収される樹脂材料２ａに含まれる不純物の残存量の低減が図れる。したがって、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離する精度、とくに、樹脂材料２ａの分離回収する精度の向上が図れる。
【００８３】
さらに、１次濾過および２次濾過処理の二段階の濾過処理を採用したとしても、加圧手段Ｍ１の隙間δＭ１を利用するので、装置数の増加の抑制が図れ、結果として、プリント基板の樹脂と金属の分離装置１の装置コストの低減が可能である。その結果、プリント基板の樹脂と金属の分離回収するコスト低減が図れる波及効果もある。
【００８４】
なお、上記説明したプリント基板の樹脂と金属の分離装置１において、加圧手段Ｍ１のシリンダ１１に形成された投入口１５、および貯留部１５ａ、および投入口キャップ１６は、廃プリント基板１００を所定量投入されるまで貯留する廃プリント基板投入手段を構成している。これにより、加圧手段Ｍ１が加圧動作中に、廃プリント基板１００が連続的に投入されることはなくなるので、加圧手段Ｍ１であるシリンダ１１の投入口１５を必ずしも高圧気密に保つ必要はない。従って、加圧手段Ｍ１に係わる装置のシール構造の複雑化を防止することができる。
【００８５】
さらになお、シリンダ１１において、ピストン１２と摺接し、加圧室Ｒが形成する側開口端１１ａとは、反対の開口端側にある内周は、隙間δＭ１からの樹脂材料２ａ等の漏れ防止のため、シール部材３９を設けることが望ましい。
【００８６】
さらになお、シリンダヘッド１４を駆動して、開口端１１ａを開放、閉塞する駆動手段としては、電気モータで駆動する駆動装置、あるいは工場エア等の気体媒体を利用したエア駆動装置であってもよい。
【００８７】
以上説明したプリント基板の樹脂と金属の分離装置１に係わる分離方法について、以下図３と図４の工程図、および図１と図５と図６の装置１の状態図に従って説明する。図１は廃プリント基板１００を溶融加圧する直前の装置１の状態を示し、図５は廃プリント基板１００を溶融加圧しながら、樹脂材料２ａのみを濾過手段（詳しくは、濾過通路としての１次濾過処理を行なう隙間δＭ１、２次濾過処理を行なうフィルタ１７（そのメッシュ穴１７ａ））により通過させて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離する作業が継続している装置１の状態を示し、図６は樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂがそれぞれ所定量回収され、それら回収した樹脂材料２ａおよび配線金属材料２ｂを取出した直後の装置１の状態を示すものである。
【００８８】
図３に示すように、本発明の要部であるプリント基板の樹脂と金属の分離方法の流れを工程で表すと、その分離方法は、廃プリント基板１００を装置１に投入する投入工程Ｐ４１０と、廃プリント基板１００を加熱し、加圧する溶融加圧工程Ｐ４２０と、溶融加圧工程Ｐ４２０にて加熱しかつ加圧された廃プリント基板１００を濾過することで、樹脂材料２ａのみを通過させる濾過工程Ｐ４３０と、分離回収した樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂを装置１から取出す取出工程Ｐ４５０とを含んで構成されている。なお、これら投入工程Ｐ４１０、溶融加圧工程Ｐ４２０、濾過工程Ｐ４３０、および取出工程Ｐ４５０は、プリント基板をリサイクル方法に係わる樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００を構成している。
【００８９】
投入工程Ｐ４１０では、廃プリント基板投入手段１５、１５ａ、１６によって、廃プリント基板１００が所定量投入されるまで廃プリント基板１００を貯留する。このとき、少なくとも投入口１５および貯留部１５ａは、シリンダ１１に形成されているので、シリンダ１１に内蔵される加熱ヒータ２１によって加熱されている。これにより、廃プリント基板１００は、加圧室Ｒに投入される前に、廃プリント基板投入手段１５、１５ａ、１６によって、少なくとも軟化可能な温度に近い温度で加熱されることが可能である。したがって、投入口１５が投入キャップ１６によって加圧室Ｒに連通されると、廃プリント基板１００は、直ちに加圧手段Ｍ１によって加圧されながら、濾過を開始することが可能である。その結果、溶融加圧工程Ｐ４２０のサイクルタイムの短縮が可能である。
【００９０】
溶融加圧工程Ｐ４２０では、加熱手段Ｍ２としての熱ヒータ２１によって樹脂材料２ａが軟化可能な所定温度に維持されている。加圧手段Ｍ１によって加圧室Ｒ内が所定圧力で加圧されている。なお、本実施形態では、工程条件として、廃プリント基板１００を３４０°Ｃの加熱温度に維持し、加圧室Ｒ内を加圧手段Ｍ１によって８ＭＰａの比較的高い圧力で加圧した。これにより、廃プリント基板１００を構成する樹脂材料２ａを、少なくとも軟化した状態にするとともに、その軟化した状態の樹脂材料２ａに比較的高い圧力を加えることで、樹脂材料２ａの塑性変形を可能にする。したがって、濾過手段Ｍ３の濾過通路δＭ１、１７ａを、樹脂材料２ａが通過できる溶融状態にすることが可能である。
【００９１】
さらになお、溶融加熱工程では、廃プリント基板１００を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する。これにより、加熱手段Ｍ２が、廃プリント基板１００を加熱させるために消費するエネルギーの無駄消費を抑えることが可能である。
【００９２】
なお、投入工程Ｐ４１０では、廃プリント基板１００が所定量投入されるまで廃プリント基板１００を貯留するので、加圧手段Ｍ１が加圧動作中に、廃プリント基板１００が連続的に加圧室Ｒに投入されるような投入状態をなくすことが可能である。これにより、溶融加圧工程Ｐ４２０における加圧手段Ｍ１、特にシール構造に係わる装置部分の簡素化が図れる。
【００９３】
濾過工程４３０は、溶融加圧工程Ｐ４２０にて加熱しかつ加圧された廃プリント基板１００を濾過することで、樹脂材料２ａのみを通過させる工程であって、濾過処理を行なうため、１次濾過処理および２次濾過処理等複数の濾過処理を経て最終的に樹脂材料２ａを通過させるものであってもよい。
【００９４】
本実施形態では、溶融加圧工程Ｐ４３０は１次濾過工程４３１と２次濾過工程４３２を備えている。１次濾過工程４３１は、廃プリント基板１００のうち、配線金属材料２ｂ程度の大きさを有する固形物を取り除く。２次濾過工程４３２では、さらにその固形物より小さいものを取り除く。１次濾過工程４３１および２次濾過工程４３２による二段階の濾過処理によって、樹脂材料２ａのみを確実に通過させて分離することが可能である。これにより、濾過手段Ｍ３を備えた装置１の寿命向上が図れるとともに、効率的に樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離することが可能である。しかも、２次濾過工程４３２にて微細な固形物を取り除くことが可能である。したがって、分離回収される樹脂材料２ａに含まれる不純物の残存量の低減が図れる。
【００９５】
さらに本実施形態では、２次濾過工程４３２で焼結フィルタ１７を用いるので、曲がりくねったメッシュ穴１７ａに起因して、微細で、かつ針状の固形物であっても通過を阻止し、取り除くことが可能である。したがって、分離回収される樹脂材料２ａに含まれる不純物の残存量の低減が確実に図れる。
【００９６】
さらに本実施形態では、１次濾過工程４２１で濾過処理する手段として、加圧手段Ｍ１を構成するシリンダ１１とピストン１２の隙間δＭ１を濾過通路として利用する。これにより、濾過工程Ｐ４３０を１次濾過工程Ｐ４３１と２次濾過工程Ｐ４３２に増やしたとしても、１次濾過工程の濾過手段として溶融加熱工程Ｐ４２０で使用する加熱手段Ｍ１の隙間δＭ１を濾過通路とすることで、１次濾過工程Ｐ４３１の濾過手段Ｍ３が溶融加圧工程Ｐ４２０の加圧手段Ｍ１と共用化が図れる（図１および図４参照）。したがって、装置数の増加の抑制が図れるので、プリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる製造コストの低減が図れる。
【００９７】
さらになお、濾過工程Ｐ４３０が進んで、加圧手段Ｍ１による加圧動作が継続する（図４参照）と、加圧手段Ｍ１を構成するピストン１２がシリンダ１１の内周を掻き出すことによって、図５に示すように、加圧動作つまり圧縮動作の終端側に配置されるシリンダヘッド１４側に、固形物である配線金属材料２ｂを捕集することが可能となる。
【００９８】
取出工程Ｐ４５０は、濾過工程Ｐ４３０にて樹脂材料２ａのみを通過させることで、分離回収した樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂをそれぞれリサイクルするために望ましい状態、形状で取出す。図４に示すように、取出工程Ｐ４５０を開始する直前まで、樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂは、それぞれ加熱手段Ｍ２によって加熱されながら蓄積される。例えば配線金属材料２ｂに含有する樹脂材料の比率が所定比率以下となったとき、加熱手段Ｍ２による加熱を中止し、加圧室Ｒから取出す。なお、本実施形態では、シリンダヘッド１４によって開口端１１ａが開放されたとき、駆動手段を用いてピストン１２を、開口端１１ａを越えて軸方向移動させる。これにより、ピストン１２による突き出し動作を行なうので、回収した固形物としての配線金属材料２ｂを、容易に取出すことが可能となる（図６参照）。
【００９９】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【０１００】
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した濾過工程Ｐ４３０と取出工程Ｐ４５０との間に、図８に示すように、分離回収した樹脂材料２ａに背圧を加える回収樹脂分離工程Ｐ４４０を設ける。図８は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法のうち、回収樹脂分離工程を表すブロック図である。なお、分離回収した樹脂材料２ａに背圧を加える背圧発生手段としては、図１に示すように、溶融している状態の樹脂材料２ａのいわゆる液面を押圧する背圧シリンダ（図１参照）等のエア駆動する背圧発生装置に限らず、電気モータで駆動する背圧発生装置であってもよい。なお、本実施形態で説明する背圧発生手段としては、背圧シリンダ１９として説明する。
【０１０１】
これにより、分離回収した樹脂材料２ａを、大気圧状態で放置せず、背圧を加えた状態とするので、濾過される前の加圧された状態に近い状態にすることが可能である。したがって、濾過される前の加圧された状態において、樹脂材料２ａに気泡が混入する場合があっても、背圧を加えるので、減圧による大きな気泡に成長する現象を阻止可能である。さらに、本実施形態では、この背圧を加えた状態を所定期間継続させる。これにより、冷却固化するまでの所定時間だけ回収した樹脂材料２ａに背圧を加えることが可能である。これにより、気泡が高圧圧縮された小さい粒の状態で冷却固化されるので、リサイクルする回収樹脂として、ペレットに加工する際、略均一な形状を有するペレットの形成が可能である。
【０１０２】
なお、従来技術による大気圧状態の放置では、気泡が減圧膨張により樹脂材料２ａ内に拡大してしまう。場合によっては、膨張する気泡がさらに分裂してしまって、樹脂材料２ａ内に多数の気泡が残留してしまう恐れがある。これら気泡が残留している状態の樹脂材料から、切削加工等によって、リサイクルするための望ましいペレット、例えば均一な形状を有するペレットを形成することは難しい。
【０１０３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として適用するプリント基板１０１を、第１の実施形態で説明した絶縁基材２３の表面に導体パターン２２が配設されるものに代えて、図９に示すように、例えば樹脂フィルムからなる絶縁機材２３に導体パターン２２が積層されるものとしてもよい。図９は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【０１０４】
図９に示すように、プリント基板１０１は、熱可塑性樹脂からなる樹脂材料２ａ、もしくはその樹脂材料２ａと無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる絶縁基材２３と、その絶縁基材の表面に配設され、配線金属材料２ｂからなる導体パターン２２とを備え、絶縁基材２３に導体パターン２２を形成した導体形成絶縁基材２１を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着して積層成形がなされている。
【０１０５】
これにより、加熱手段Ｍ２によって、廃プリント基板１００すなわち廃材となったプリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱成形された加熱温度に近い温度に維持されることで、溶融された樹脂を濾過手段Ｍ３を用いて容易に分離回収することが可能である。さらに、加圧手段１と加熱手段Ｍ２によって、プリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱しつつ加圧することで成形された加熱温度に近い温度、および加圧圧力に近い圧力に維持されることで、溶融された樹脂材料２ａを濾過手段Ｍ３を用いて分離回収することがさらに容易になる。
【０１０６】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として適用するプリント基板１０１を、第３施形態で説明した絶縁基材２３が、熱可塑性樹脂のみ、もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物で形成されるものに加えて、図１０に示すように、下記特徴を有する構成もしくは製造方法によって形成されるものとしてもよい。図１０は、実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の構成、特にビアホール内の状態を示す部分拡大図であって、図１０（ａ）は導体ペースト充填後の状態、図１０（ｂ）は層間接続後の状態を示す模式図である。
【０１０７】
まず、まず、絶縁基材２３は、絶縁材料として、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物で形成されるものであれば何れのものでもよく、樹脂フィルムであってもよく、本実施形態で説明する絶縁基材２３は樹脂フィルムとして説明する。次に、プリント基板１０１に半導体素子等の部品７０を実装する際にはんだを使用する場合、絶縁基材２３に使用する樹脂材料２ａは、熱可性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちで、２５０℃以上の加熱が可能な材料に限られる。例えば、ポリエーテルエーテルケトン（略語としてのＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂またはそれらの混合物、熱可塑性ポリイミド樹脂（熱可塑性ＰＩ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、あるいは液晶ポリマ（ＬＣＰ）等を用いることができる。また、無機充填材料は、形成したプリント基板１０１の物性値を調整するために添加するものであって、例えば、熱膨張率を低下させる目的で添加するシリカ（ＳｉＯ２）粉末、熱伝導率を向上させる目的で添加する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末、あるいは機械的強度を向上させる目的で添加するガラスファイバー等を、添加目的に応じて添加する。
【０１０８】
以下、本実施形態で説明する絶縁基材２３としては、ＰＥＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂の混合物（３８／６２重量部）１００重量部に対して、無機充填材料としてマイカ（ＫＭｇ３（ＳｉＡｌ３Ｏ１０）Ｆ４等）を１５．５重量部加えて配合された樹脂フィルムを、用いるものとする。
【０１０９】
配線金属材料は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、および銅合金、銀合金等の金属材料であれば何れのものであってもよい。なお、本実施形態で説明する配線金属材料としては、以下、銅箔とし、例えば銅箔を上記樹脂フィルム２３に圧着して貼り付け後、エッチング等にて不要な部分を除去して導体パターン２２が形成されている。そして、図１０に示すように、樹脂フィルム２３の表面に導体パターン２２を有する回路基板２１を成形した後（図９参照）、層間接続のためのビアホールとしての穴２４を樹脂フィルム２３にレーザ光の照射等によって形成する。そのビアホールには、図１０に示すように、層間接続材料としての導体ペースト５０が充填され、導体パターン２２間を電気的に接続する導電性組成物５１が形成されている。なお、この電気的接続は、いわゆる接触導通によるものに限らず、後述の第４の実施形態の金属間の固相拡散による電気的接続等の何れの電気的接続であってもよい。
【０１１０】
なお、本実施形態では、金属間の固相拡散による電気的接続として以下説明する。
【０１１１】
プリント基板１０１の構成上の特徴としては、図１０に示すように、絶縁基材としての樹脂フィルム２３に設けられたビアホール２４中の一体化した導電性組成物５１により、導体パターン２２間相互を電気的に接続するものであって、導電性組成物５１は、金属材料のみからなる材料か、あるいは金属材料と樹脂フィルム２３に用いた熱可塑性樹脂との混合物、もしくは金属材料と熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうち、いずれか一方とからなる材料から形成されている。
【０１１２】
これにより、廃プリント基板１００から樹脂材料２ａを分離回収する際に、分離回収した樹脂材料２ａ中に層間接続材料として、導電性組成物５１から混入する成分は、樹脂フィルム２３に使用した樹脂材料２ａと同一成分であるため、回収した樹脂材料２ａの純度の低下を防止できる。なお、回収した樹脂材料２ａの純度は低下しないため、回収後、リサイクルする樹脂材料２ａも、回収前の樹脂材料２ａと同等の特性が期待できる。
【０１１３】
さらにまた、図１０（ａ）および１０（ｂ）に示すように、導電性組成物５１を形成する導電ペーストすなわち層間接続材料としては、導体パターン２２を形成する金属材料２ｂと合金を形成し得る第１の金属粒子６１と、第１の金属粒子６１を形成する金属と合金を形成し得る第２の金属粒子６２とからなり、例えば層間接続工程において、加熱しつつ加圧することで第１の金属粒子６１と第２の金属粒子６２とを焼結し、一体化した導電性組成物５１を形成するものを使用する。
【０１１４】
詳しくは、層間接続材料すなわち導電ペースト５０として、第１の金属粒子である錫（Ｓｎ）粒子６１と、第２の金属粒子である銀（Ａｇ）粒子６２とからなる。なお、図１０（ａ）は、ビアホール２４内に充填され乾燥された導電ペースト５０が、真空加熱プレス機（図示せず）により加熱される前の状態を示し、図１０（ｂ）は、真空加熱プレス機により焼結された状態を示す。
【０１１５】
まず、図１０（ａ）に示すように、導電ペースト５０は、錫粒子６１と銀粒子６２とが混合された状態にある。そして、このペースト５０が２４０〜３５０℃に加熱されると、錫粒子６１の融点は２３２℃であり、銀粒子６２の融点は９６１℃であるため、錫粒子６１は融解し、銀粒子６２の外周を覆うように付着する。この状態で加熱が継続すると、融解した錫は、銀粒子６２の表面から拡散を始め、錫と銀との合金（融点４８０℃）を形成する。このとき、導電ペースト５０には２〜１０ＭＰａの圧力が加えられているため、錫と銀との合金形成に伴い、図１０（ｂ）に示すように、ビアホール２４には、焼結により一体化した合金からなる導電性組成物５１が形成される。
【０１１６】
また、ビアホール２４内で導電性組成物５１が形成されているときには、この導電性組成物５１は加圧されているため、導体パターン２２のビアホール２４の底部を構成している面に圧接される。これにより、導電性組成物５１中の錫成分と、導体パターン２２を構成する銅箔の銅成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物５１と導体パターン２２との界面に固相拡散層５２を形成する。
【０１１７】
図１０には図示していないが、ビアホール２４の下方側の導体パターン２２と導電性組成物５１との界面にも、導電性組成物５１中の錫成分と、導体パターン２２を構成する銅箔の銅成分との固相拡散層５２が形成される。したがって、ビアホール２４の上下の導体パターン２２間には、接触接続ではなく、一体化した導電性組成物５１と固相拡散層５２とによって確実に電気的に接続される。これにより層間接続の信頼性向上が図れる。
【０１１８】
したがって、上記の構成を有する導電性組成物５１により層間接続の信頼性向上が図れるとともに、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００（詳しくは、溶融加圧工程４２０）にて、３４０℃に加熱されたとしても、導電性組成物５１は錫と銀との合金（融点４８０℃）に形成されているため、確実に固相状態を維持することができる。よって、溶融加圧工程４２０にて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂ（層間接続材料も含む）とに確実に分離回収ができる。
【０１１９】
なお、この層間接続がなされる工程において、絶縁基材としての樹脂フィルム２３に導体パターン２２を形成した導体形成絶縁基材（以下、片面導体パターンフィルム）２１を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着した成層形成がなされる（多層プリント基板ができる）。
【０１２０】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として適用するプリント基板１０１を、第４施形態で説明した導電性組成物５１を成形する際において、図１１に示すように、絶縁基材である樹脂フィルム２３に静水圧が掛かった状態でビアホール２４にアーチ状に押出す構成を有するものとしてもよい。図１１は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板であって、層間接続後の導電性組成物の形状の一実施例を模式的に示す部分拡大図である。
【０１２１】
上記の第４の実施形態にて説明した真空加熱プレス機により加熱しつつ加圧する製造工程において、樹脂フィルム２３も真空加熱プレス機により加熱しつつ加圧されるので、樹脂フィルム２３はフィルムの延在方向に変形し、ビアホール２４の周囲の樹脂フィルム２３はビアホール２４内に押出されるように変形しようとする。このとき、樹脂フィルム２３の弾性率は約５〜４０ＭＰａに低下している。このように弾性率が低下した樹脂フィルム２３を加圧すると、絶縁基材である樹脂フィルム２３中にはほぼ均一な圧力（いわゆる静水圧）が発生する。そして、樹脂フィルム２３中にほぼ均一な圧力が掛かった状態で加圧を続け、ビアホール２４の周囲の樹脂フィルム２３をビアホール２４内に押出すように塑性変形させると、樹脂フィルム２３のビアホール２４内への押出し量は、ビアホール２４の導体パターン２２と接続する端部（ビアホール２４の中心軸方向端部）よりも中央部（ビアホール２４の中心軸方向中央部）の方が大きくなる。すなわち、図１１に示すように、加熱プレス前には略円筒状であったビアホール２４の内壁は、上述のように樹脂フィルム２３がビアホール２４内に押出されることにより、ビアホール２４の中心軸を通る断面の内壁面形状を、アーチ状に形成することができる。なお、加熱プレス時の樹脂フィルム２３の弾性率は、１〜１０００ＭＰａの範囲にある。このとき、導電性組成物５１は焼結の進行に伴い容積（見かけの体積）が減少している。この結果、導電性組成物５１のビアホール２４の中心軸を通る断面の側方側を、アーチ状に形成することができる。
【０１２２】
これにより、プリント基板１０１に曲げ等の変形応力が加わった場合に、導電性組成物５１のビアホール２４の中心軸を通る断面の側方側を、アーチ状に形成されているので、従来の円筒状のビアホールに比べて、導電性組成物５１の接続部５１ｂ以外の部位にも応力が集中し難い。よって、層間接続の信頼性向上が図れる。したがって、プリント基板１０１の製造工程において、上記加熱しつつ加圧する工程を備え、加熱しつつ加圧するときの加熱温度において、絶縁基材２３（詳しくは、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材）の弾性率は、１〜１０００ＭＰａであるように構成することで、導電性組成物５１のビアホール２４の中心軸を通る断面の側方側を、アーチ状に形成することができ、従って層間接続の信頼性向上が図れる。
【０１２３】
さらに、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００（詳しくは、溶融加圧工程４２０）にて、製造工程にて加熱しつつ加圧された条件（もしくは、多層基板の場合には、成層形成がなされた積層条件）の温度に近い温度に加熱すれば、弾性率が十分低下させることが可能である。したがって、樹脂と金属の分離装置１の濾過手段Ｍ３のフィルタ１７等によって樹脂材料２ａのみを通過させる濾過作業が容易に行なうことができる。
【０１２４】
なお、以上説明した実施形態において、廃プリント基板１００が多層プリント基板である場合、層間接続材料（詳しくは、導電ペースト５０）の大きさが１００〜２００μｍ程度であるため、１次濾過工程Ｐ４３１の濾過通路すなわち加圧手段Ｍ１の隙間δＭ１は、１００μｍ以下が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置の構成を表す部分的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用したプリント基板のリサイクル方法を表すブロック図である。
【図３】図２に示すリサイクルの各工程のうち、第１の実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、廃プリント基板が樹脂材料と配線金属材料に分離される過程を説明するため、その分離方法を工程で示す模式図である。
【図４】図２に示すリサイクルの各工程のうち、第１の実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、図１に示すプリント基板の樹脂と金属の分離装置に係わる加熱手段および加圧手段による処理に対応して、その分離方法に係わる工程を説明する説明図である。
【図５】図１の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置において、加熱し、加圧された廃プリント基板から樹脂材料のみを通過させる濾過を行なうことで、廃プリント基板を樹脂材料と配線金属材料に分離する過程を表す模式的部分断面図である。
【図６】図１の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置において、廃プリント基板から分離回収した樹脂材料と配線金属材料を取出す過程を表す模式的部分断面図である。
【図７】図１の分離装置を適用して樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【図８】第２の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法のうち、回収樹脂分離工程を表すブロック図である。
【図９】第３の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【図１０】第４の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の構成、特にビアホール内の状態を示す部分拡大図であって、図１０（ａ）は導体ペースト充填後の状態、図１０（ｂ）は層間接続後の状態を示す模式図である。
【図１１】第５の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板であって、層間接続後の導電性組成物の形状の一実施例を模式的に示す部分拡大図である。
【符号の説明】
１ 樹脂と金属の分離装置
２ａ 樹脂材料
２ｂ 配線金属材料
１１ シリンダ（略円筒体）
１２ ピストン（軸部材）
１３ プレスシリンダ（駆動手段）
１４ シリンダヘッド（可動蓋部材）
１５ 投入口（廃プリント基板投入手段の一部）
１５ａ 貯留部（廃プリント基板投入手段の一部）
１６ 投入キャップ（廃プリント基板投入手段の一部）
１７ フィルタ
１７ａ （濾過通路としての）メッシュ穴
１９ 背圧シリンダ（背圧発生手段）
２１ 加熱ヒータ（加熱手段）
Ｍ１ 加圧手段
Ｍ２ 加熱手段
Ｍ３ 濾過手段
Ｒ 加圧室（加圧空間）
δＭ１ （濾過通路としての）隙間
Ｐ４００ 樹脂と金属の分離回収工程
Ｐ４１０ 投入工程
Ｐ４２０ 溶融加圧工程
Ｐ４３０ 濾過工程
Ｐ４３１、Ｐ４３２ １次濾過工程、２次濾過工程
Ｐ４４０ 回収樹脂分離工程
Ｐ４５０ 取出工程
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃材であるプリント基板から樹脂材料と金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子製品に主として使用されるプリント基板は、その基板材料がガラス繊維と熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂とからなり、そのリサイクル方法としては、回路配線としての配線金属材料のみを回収し、再利用していた。このため、配線金属材料を分離回収した残りの絶縁材料等については、焼却して熱エネルギーとして利用するか、あるいは廃棄物として埋め立てる方法がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリサイクル方法では、配線金属材料は回収されるが、基板材料の熱硬化樹脂等の絶縁材料は、再利用可能な材料として回収されることがなく、廃棄物の増大の一因となっている。
【０００４】
このため、地球環境保全のための廃棄物およびＣＯ２の排出量の減量、あるいは資源の効率的利用への対応は、重要な問題となっている。このような現状から、プリント基板のリサイクル方法として、再利用可能な樹脂と金属とに分離回収する方法が、またその手段として、特に樹脂と金属とに分離回収できる装置が望まれている。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板を廃プリント基板としてリサイクルするものにおいて、樹脂を効率的に分離回収可能なプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離方法であって、廃プリントを加熱し、加圧する溶融加圧工程と、溶融加圧工程にて加熱しかつ加圧された廃プリント基板を濾過することで、樹脂材料のみを通過させる濾過工程を備えている。
【０００７】
これにより、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板を廃プリント基板としてリサイクルするものにおいて、廃プリント基板を加熱することで樹脂材料を、軟化した状態もしくは粘性の低い状態にするとともに、これら状態の樹脂材料を加圧しながら濾過するつまり強制濾過することで樹脂材料のみを通過させて、プリント基板を樹脂材料と配線金属材料等の金属材料に分離することが可能である。
【０００８】
なお、軟化した状態とは、その樹脂材料の弾性率が十分小さくなっている状態である。
【０００９】
本発明の請求項２によると、溶融加圧工程は、廃プリント基板を加熱する加熱手段と、廃プリント基板を加圧する手段を備え、加圧手段は、略円筒体と、この略円筒体の内周に摺接可能な軸部材とからなり、略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されている。
【００１０】
これにより、加圧方法として、略円筒体の内周、可動蓋部材および軸部材とで区画される空間を、軸部材の移動によって圧縮するという簡素な構造を用いるので、安定した加圧動作を行なうことが可能である。さらに、圧縮のための軸部材を移動させることによって、円筒体内のその空間に付着あるいは沈殿する固形物を、略円筒体の開放、閉塞可能な開口端つまり可動蓋部材側に捕集することが可能である。したがって、加熱しても固形物のままの配線金属材料等の金属材料と、少なくとも軟化して濾過可能な状態となる樹脂材料に、効率的に分離が可能である。
【００１１】
なお、例えば上記互いに摺接可能な略円筒体の内周と軸部材の間の隙間は、濾過工程における濾過通路の一つとして用いることが可能である。
【００１２】
本発明の請求項３によると、溶融加圧工程は、廃プリント基板が所定量投入されるまで廃プリント基板を加熱する工程を備えている。
【００１３】
すなわち、溶融加圧工程は、加熱し、かつ加圧する本工程と、その前工程としての廃プリント基板が所定量投入されるまで廃プリント基板を加熱する工程を有する。これにより、加圧動作中に、廃プリント基板が連続的に投入されることはなくなるので、溶融加圧工程における加圧手段、特にシール構造に係わる装置の簡素化が図れる。
【００１４】
本発明の請求項４によると、濾過工程は、配線金属材料程度の大きさを有する固形物を取り除く１次濾過工程と、固形物の大きさより小さいものを取り除く２次濾過工程を備えている。
【００１５】
すなわち、取り除く固形物の大きさが二段階となる濾過通路を有する濾過手段を備える。これにより、濾過手段を備えた装置の寿命向上が図れるとともに、効率的に樹脂材料と配線金属材料に分離することが可能である。しかも、２次濾過工程で微細な固形物を取り除ける程度の濾過通路に設定すれば、回収される樹脂材料に含まれる不純物の残存量の低減が図れる。
【００１６】
本発明の請求項５によると、１次濾過工程における濾過手段は、略円筒体と、略円筒体の内周に摺接可能な軸部材との隙間を濾過通路として用いる加圧手段である。
【００１７】
これにより、濾過工程を１次濾過工程と２次濾過工程に増やしたとしても、例えば溶融加圧工程の加圧手段として、略円筒体と、略円筒体の内周に摺接可能な軸部材を備える加圧手段を採用し、かつ１次濾過工程の濾過手段として、略円筒体と軸部材との隙間を濾過通路とすることで、溶融加圧工程の加圧手段と１次濾過工程の濾過手段の共用化が図れるので、装置数の増加を抑制でき、従ってプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる製造コストの低減が図れる。
【００１８】
本発明の請求項６によると、濾過工程にて通過し、回収した樹脂材料に、所定期間経過するまで背圧を印加する回収樹脂分離工程を備えている。
【００１９】
一般に、溶融加圧工程にて加熱かつ加圧された廃プリント基板を、濾過する際、軟化した状態もしくは粘性の低い状態の樹脂材料に加圧による気泡が混入する場合がある。このまま回収した状態の樹脂材料を、リサイクルするためペレット状に切削加工等により加工しようとすると、気泡混入の疎な部分と密な部分とによってペレットの大きさ、形状が不揃いになり、均一形状に形成することが難しくなるという問題がある。
【００２０】
これに対して、回収した樹脂材料を、大気圧で放置せず、背圧を加えるので、大きな気泡を生じさせず、均一な形状を有するペレットの形成が可能である。また、例えば冷却固化するまでの所定時間だけ回収した樹脂材料に背圧を加えるので、背圧を発生するために要するエネルギーの消費の節約が可能である。さらになお、例えば徐々に冷却される間に気泡分と樹脂材料に分離することも可能である。
【００２１】
本発明の請求項７によると、溶融加圧工程では、廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する。
【００２２】
これにより、溶融加圧工程で加熱する温度を、廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度、すなわち樹脂材料が軟化可能な温度に抑えるので、廃プリント基板を加熱するため、加熱する手段を備えた装置が消費するエネルギーの無駄消費を抑えることが可能である。
【００２３】
本発明の請求項８によると、廃プリント基板としてリサイクルするプリント基板としては、熱可塑性樹脂、もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる絶縁基材と、絶縁基材の表面に配設され、前記配線金属材料からなる導体パターンとを備え、絶縁基材に導体パターンを形成した導体形成絶縁基材を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着して積層成形がなされているプリント基板が好適である。
【００２４】
これにより、プリント基板の絶縁基材中の樹脂材料を、熱可塑性樹脂、もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物にすることにより、廃プリント基板から樹脂材料と配線金属材料とに分離回収した後に、加熱して所望の形状に形成でき、従って確実に再利用が図れる。
【００２５】
また、積層成形されたものであっても、分離回収する工程すなわち溶融加圧工程にて、積層成形がなされた積層条件の温度に近い温度に加熱すれば、塑性変形するに十分な軟化状態にすることが可能である。
【００２６】
本発明の請求項９によると、絶縁基材が樹脂フィルムからなり、絶縁基材に設けられたビアホール中の一体化した導電性組成物により、導体パターン間相互を電気的に接続するものであって、導電性組成物は、金属材料のみからなる材料、あるいは金属材料と、絶縁基材に用いた熱可塑性樹脂もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる材料から形成されている。
【００２７】
これにより、廃プリント基板から樹脂材料を分離回収する際に、分離回収した樹脂材料中に層間接続材としての導電性組成物から混入する成分は、絶縁基材に用いた樹脂材料と同一成分であるため、回収した樹脂材料の純度は低下せず、回収後の樹脂材料も回収前の樹脂材料と同等の特性が期待できる。
【００２８】
本発明の請求項１０によると、廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離装置であって、廃プリント基板を加圧する加圧手段と、廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段と、加熱手段によって所定温度に維持される廃プリント基板から、樹脂材料を濾過する濾過手段を備えている。
【００２９】
これにより、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板を廃プリント基板としてリサイクルするものにおいて、加熱手段によって加熱することで軟化させるとともに、加圧手段によって強制濾過することで樹脂材料のみを通過させて、濾過手段による分離回収を容易に行なうことが可能である。例えば、加熱手段によって、廃プリント基板、すなわち廃材となったプリント基板の初期の製造工程にて加熱成形された加熱温度に近い温度に維持されることで、溶融された樹脂材料を濾過手段を用いて容易に分離回収することが可能である。
【００３０】
本発明の請求項１１によると、加圧手段は、略円筒体と、略円筒体の内周に摺接可能な軸部材と、軸部材をその内周に沿って軸方向に往復移動自在にする駆動手段を備え、略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されている。
【００３１】
これにより、加熱手段によって加熱され、少なくとも軟化可能な廃プリント基板つまり軟化可能な状態となった樹脂材料と固形物の状態である配線金属材料を、加圧装置として、略円筒体の内周、可動蓋部材および軸部材とで区画される空間を、軸部材の移動によって圧縮するという簡素な構造を用いるので、安定した加圧動作を行なうことが可能である。
【００３２】
さらに、圧縮のための駆動手段を用いて軸部材を往復移動させることによって、円筒体の内周に付着あるいは沈殿する固形物を、その内周から掻き出すことが可能である。その結果、加圧動作の安定化が図れる。また、圧縮の継続に従って、略円筒体の開放、閉塞可能な開口端つまり可動蓋部材側に、固形物である配線金属材料を捕集することが可能である。したがって、安定した加圧動作を維持するとともに、加熱しても固形物のままの配線金属材料等の金属材料と、少なくとも軟化して濾過可能な状態となる樹脂材料に、効率的に分離することが可能である。
【００３３】
なお、例えば、互いに摺接可能な略円筒体の内周と軸部材の間の隙間は、濾過手段における濾過通路の一つとして用いることが可能である。
【００３４】
本発明の請求項１２によると、略円筒体の外周には、廃プリント基板を投入する投入口が形成されており、投入口には、その内周への連通、遮断が可能で、廃プリント基板が所定量投入されるまで廃プリント基板を貯留する廃プリント基板投入手段が設けられている。
【００３５】
これにより、加圧手段による加圧動作中に、廃プリント基板が連続的に投入されることはなくなるので、加圧手段を構成する略円筒体の外周に設けられる廃プリント基板投入手段は、廃プリント基板を投入する際に加圧手段である略円筒体の投入口を必ずしも高圧気密に保つ必要はない。従って加圧手段に係わる装置のシール構造の複雑化を防止することができる。
【００３６】
本発明の請求項１３によると、加熱手段は、略円筒体と可動蓋部材に設けることができる。
【００３７】
本発明の請求項１４によると、軸部材は、可動蓋部材によって開口端を開放したとき、駆動手段によって開口端を越えて軸方向移動する。
【００３８】
これにより、駆動手段による軸部材を開口端から突き出す動作を行なうことができるので、例えば軸部材の圧縮動作の継続に従って可動蓋部材が配置されたその開口端側に固形物である配線金属材料が所定量に集められているとき、回収した配線金属材料を、容易に取り出すことが可能である。
【００３９】
本発明の請求項１５によると、濾過手段は、二段階の濾過通路を有しており、これら二段階の濾過通路のうちの一方は、互いに摺接可能な略円筒体と軸部材との間に形成される隙間である。
【００４０】
これにより、濾過手段として、二段階の濾過通路によって１次濾過、２次濾過と二段階の濾過過程を採用したとしても、加圧手段を構成する略円筒体と軸部材との間に形成される隙間を利用して濾過手段としての濾過通路とすることが可能である。
【００４１】
したがって、二段階の濾過通路によって１次濾過、２次濾過と二段階の濾過過程を採用することで樹脂材料と配線金属材料に分離する精度の向上が図れる。さらに、装置数の増加を抑制でき、結果として、プリント基板の樹脂と金属の分離装置に係わる装置コストの低減が可能であるので、プリント基板の樹脂と金属の分離回収するコストの低減が図れる。
【００４２】
本発明の請求項１６によると、二段階の濾過通路のうちの他方は、廃プリント基板から樹脂材料のみを通過させるフィルタであって、フィルタは、焼結金属で形成されている。
【００４３】
これにより、被濾過対象物を濾過するフィルタのメッシュ穴が単に貫通しているものではなく、曲がりくねったメッシュ穴に形成することが可能である。したがって、樹脂材料を通過させるフィルタのメッシュ穴が曲がりくねったものとすることができるので、例えば針状の細くて長い固形物であっても確実に捕獲でき、従って、樹脂材料のみを確実に通過させることが可能である。
【００４４】
本発明の請求項１７によると、濾過手段を通過し、回収された樹脂材料に、背圧を加える背圧発生手段を備えている。
【００４５】
これにより、回収した樹脂材料を、大気圧状態で放置せず、背圧を加えた状態とするので、濾過される前の加圧された状態に近い状態にすることが可能である。したがって、濾過される前の加圧された状態において、樹脂材料に気泡が混入する場合があっても、背圧を加えるので、減圧による大きな気泡に成長する現象を防止可能である。したがって、リサイクルする回収樹脂として、均一な形状を有するペレットの形成が可能な樹脂材料を廃プリント基板から分離回収することが可能である。
【００４６】
なお、従来技術による大気圧状態では、気泡が減圧膨張により樹脂材料内に拡大してしまう。場合によっては、膨張する気泡がさらに分裂して樹脂材料内に多数の気泡が残留してしまう恐れある。これら気泡が残留している状態の樹脂材料からは、リサイクルするための望ましいペレットを形成することは難しい。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００４８】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置の構成を表す部分的断面図である。図２は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用したプリント基板のリサイクル方法を表すブロック図である。図３は、図２に示すリサイクルの各工程のうち、本実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、その分離方法を工程で示す模式図である。図４は、図２に示すリサイクルの各工程のうち、本実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、図１に示すプリント基板の樹脂と金属の分離装置に係わる加熱手段および加圧手段による処理に対応させて、その分離方法に係わる工程を説明する説明図である。図５は、図１の分離装置において、加熱し、加圧された廃プリント基板から樹脂材料のみを通過させる濾過を行なうことで、廃プリント基板を樹脂材料と配線金属材料に分離する過程を表す模式的部分断面図である。図６は、図１の分離装置において、廃プリント基板から分離回収した樹脂材料と配線金属材料を取出す過程を表す模式的部分断面図である。なお、図７は、図１の分離装置を適用して樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【００４９】
（本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用するプリント基板のリサイクル方法のシステム概略説明）
図２に示すように、プリント基板のリサイクル方法に係わるプロセスは、被処理物としての廃プリント基板１００と、被処理物１００を一次処理する実装部品の除去手段２００と、被処理物１００を二次処理するはんだ除去手段３００と、一次および二次処理後に実施する樹脂と金属の分離回収手段４００と、分離回収手段４００にて分離回収した一方の樹脂材料２ａを樹脂成形する樹脂成形手段５００と、分離回収手段４００にて分離回収した他方の配線金属材料２ｂを金属精錬する金属精錬分離手段６００より構成されている。なお、樹脂と金属の分離回収手段４００は後述する濾過方法によって樹脂材料２ａのみを通過させて、樹脂材料２ａと金属材料２ｂに分離する。
【００５０】
廃プリント基板１００は、廃棄された電子製品に使用されているプリント基板１０１、あるいは電子製品を製造工程で発生する廃材としてのいわゆる廃プリント基板であって、図７に示すように、少なくとも熱可塑性樹脂からなる絶縁基材２３と、この絶縁基材２３の表面に配設され、少なくとも配線金属材料からなる導電パターン２２とを備えている。なお、電子製品に使用されるプリント基板１０１では、絶縁基材２３と導体パターン２２とを備える回路基板２１と、その回路基板２１に実装される実装部品７０と、実装部品７０と回路基板２１とを電気的に接続するはんだ８０とを含んで構成されている（例えば第３の実施形態の図９参照）。さらになお、回路基板２１が積層成形されている場合には、導体パターン２２間すなわち層間を電気的に接続する層間接続材料からなる導電性組成物５１を備えていてもよい（例えば第４の実施形態の図１０参照）。
【００５１】
なお、本実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として使用するプリント基板１０１としては、絶縁基材２３において、絶縁材料として使用する樹脂材料が、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物で形成されるものであれば何れのものでもよく、樹脂フィルムであってもよい。
【００５２】
次に、実装部品７０（図９参照）の除去手段２００は、半導体素子等の部品７０を除去するものであって、周知の手段を用いればよい。例えば常温で機械的に部品７０を剥離する機械的除去手段、実装基板１０１をはんだが溶融する温度まで加熱して部品７０を除去する加熱除去手段等の何れの手段を用いてもよい。
【００５３】
なお、電子製品に装着済みのプリント基板１０１をリサイクルする場合であれば、装着された状態のプリント基板を脱着する必要があるが、脱着については、実装基板１０１を固定しているコネクタを外して脱着しても、破壊して脱着しても、どのような手段を用いて脱着してもよい。なお、本実施形態では、電子製品に実装基板１０１を装着しているコネクタを外す手段を用いて、電子製品から廃プリント基板１００を回収した。
【００５４】
はんだ除去手段３００は、部品除去手段としての機械的除去手段等によって部品７０を剥離させた廃プリント基板１００に残ったはんだ８０、あるいは加熱除去手段等によって溶融したはんだ８０、もしくは冷却固化したはんだ８０を除去するものであって、周知の手段を用いればよい。例えばグラインダ等を用いて機械的に除去する機械的はんだ除去手段、あるいは塩酸と硫酸の混酸等のはんだが溶解する薬品を用いて除去するはんだ薬品除去手段等の何れの手段を用いてもよい。
【００５５】
樹脂と金属の分離回収手段４００は、上記部品除去手段２００およびはんだ除去手段３００によって、半導体素子等の実装部品７０およびはんだ８０が除去された廃プリント基板１００を、加熱して強制濾過する手段である。これにより、廃プリント基板１００を構成する樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂのうち、樹脂材料２ａのみを通過させて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとに分離回収が可能である。
【００５６】
なお、被処理物である廃プリント基板１００を加熱して強制濾過することで樹脂材料２ａのみを通過させる手段・方法、つまり本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置の詳細については、後述する。
【００５７】
なお、廃プリント基板１００から分離回収した樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂを、それぞれリサイクル使用するための材料製品に形成する樹脂成形手段５００、金属精錬分離手段６００は、それぞれ、周知の樹脂成形技術による成形手段、周知の金属精錬技術による金属種類ごとに分離精練する精練手段であればよい。
【００５８】
次に、プリント基板をリサイクル方法に係わる工程を図２に従って説明する。そのリサイクル方法は、廃プリント基板１００を材料毎に層別して分離回収し、分離回収した材料を再利用する流れを工程で表わすと、図２に示すように、部品除去工程Ｐ２００と、はんだ除去工程Ｐ３００と、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００と、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００にて分離回収された樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとを、それぞれ、製品利用するための製造工程としての樹脂成形工程Ｐ５００と、金属精錬分離工程Ｐ６００と含んで構成されている。なお、廃棄された電子製品に装着済みの廃プリント基板１００をリサイクルする場合には、部品除去工程Ｐ２００の前工程として、製品に装着された実装基板１００を脱着する脱着工程を設ければよい。部品除去工程Ｐ２００では、上述の部品除去手段２００を用いて、常温状態で半導体素子等の部品７０を機械的に剥離、あるいははんだ８０が溶融する温度まで加熱して部品７０を除去する等のいずれの方法であってもよい。なお、本実施形態では、廃プリント基板１００をはんだが溶融する２００℃に加熱し、金属のへらを基板１００の表面に接触させ、基板１００と平行に金属へらを移動させることで、実装部品７０をかき取り、部品７０を除去した。次に、はんだ除去工程Ｐ３００では、上述のはんだ除去手段３を用いて、はんだ８０を機械的に除去、あるいははんだ８０を溶解して除去する等のいずれの方法であってもよい。なお、本実施形態では、上記廃プリント基板１００の表面を＃３２０の研磨砥石を装着した回転式グラインダで研磨することで、はんだを除去した。樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００は、被処理物として、部品除去工程Ｐ２００およびはんだ除去工程Ｐ３００にて実装部品７０およびはんだ８０が除去された廃プリント基板１００（図７参照）を用いる。この樹脂と金属の分離除去工程Ｐ４００の詳細については、後述する。
【００５９】
なお、廃プリント基板１００から分離回収した樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂを、それぞれ再使用するために材料製品に再形成する樹脂成形工程Ｐ５００、金属精錬分離工程Ｐ６００は、それぞれ、周知の製造技術による樹脂成形する工程、周知の金属精錬技術によって金属種類ごとに精練する精練工程であればよい。
【００６０】
（本発明のプリント基板の樹脂と金属の分離方法およびその装置の詳細説明）以下、上述のプリント基板のリサイクル方法における樹脂と金属の分離回収手段４００および樹脂と金属の分離除去工程Ｐ４００を、図１および図３から図６に従って説明する。
【００６１】
本実施形態では、図１に示すように、プリント基板の樹脂と金属の分離装置１は、主要な機能を手段として表すと、被処理物としての廃プリント基板１００を加圧する加圧手段Ｍ１と、廃プリント基板１００を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段Ｍ２と、この加熱手段Ｍ２によって所定温度に維持される被処理物１００から、樹脂材料２ａを濾過する濾過手段Ｍ３とを含んで構成されている。これにより、使用する樹脂が熱可塑性樹脂からなるプリント基板１０１を廃プリント基板１００としてリサイクルものにおいて、加熱手段Ｍ２によって加熱することで軟化させるとともに、加圧手段Ｍ１によって強制濾過させることで樹脂材料２ａのみを通過させて、濾過手段Ｍ３による分離回収を容易に行なうことが可能である。
【００６２】
例えば、加熱手段Ｍ２によって、廃プリント基板１００すなわち廃材となったプリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱成形された加熱温度に近い温度に維持されることで、溶融された樹脂を濾過手段Ｍ３を用いて容易に分離回収することが可能である。
【００６３】
なお、廃プリント基板１００として使用するプリント基板１０１（詳しくは、絶縁基材２３）に使用する樹脂材料は、熱可塑性からなるものであればよく、これにより、加熱することで軟化させることができるとともに、樹脂と金属の分離装置１によって分離回収した樹脂材料を加熱して所望の材料の形状にすることが可能である。なお、絶縁基材として熱硬化樹脂からなるものが使用されるプリント基板は、高温にしても弾性率が下がることはなく、後述する簡便な構造を有する装置１での分離回収は、不可能である。
【００６４】
加圧手段Ｍ１は、図１に示すように、略円筒状の略円筒体１１と、その略円筒体１１の内周に摺接可能な軸部材１２と、軸部材１２をその内周に沿って軸方向に往復移動自在にする駆動手段１３とを含んで構成されている。さらに、この略円筒体（以下、シリンダと呼ぶ）１１の両開口端のうち、一方開口端１１ａには、図１に示すように、その開口端１１ａを開放、閉塞可能な可動蓋部材（以下、シリンダヘッドと呼ぶ）１４が設けられている。これにより、加圧手段Ｍ１として、シリンダ１１の内周、シリンダヘッド１４、および軸部材（以下、ピストンと呼ぶ）１２とで区画された空間（以下、加圧室と呼ぶ）Ｒを、ピストン１２の移動によって圧縮するという簡素な構造を用いることができる。その結果、本実施形態の加圧手段Ｍ１は安定した加圧動作を行なうことが可能である。
【００６５】
なお、本実施形態では、加熱手段Ｍ２は、シリンダ１１とシリンダヘッド１４に備えられている。さらに後述する濾過手段Ｍ３が加圧手段Ｍ１（詳しくは、シリンダ１１）に設けられている。これにより、リサイクルする廃プリント基板１００から樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂを分離回収する際、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離回収前の廃プリント基板１００を加熱する工程から、濾過手段Ｍ３によって樹脂材料２ａのみ通過させて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂにそれぞれ分離回収する工程まで、その加熱手段Ｍ２によって容易に対応可能である。なお、加熱手段Ｍ２は、伝熱媒体としてのシリンダ１１とシリンダヘッド１４を加熱するものであればよく、加熱ヒータ（図１参照）、あるいはその伝熱媒体の内部に循環通路（図示せず）を形成し、循環通路に加熱媒体を流す過熱装置であってもよい。なお、本実施形態で説明する加熱手段Ｍ２としては、加熱ヒータ２１として説明する。
【００６６】
さらになお、加熱手段Ｍ２は、例えば廃プリント基板１００を加熱して、廃プリント基板１００を構成する樹脂材料２ａを、軟化した状態もしくは粘性の低い状態にする所定加熱温度に設定することが可能である。なお、この加熱手段Ｍ２は、廃プリント基板１００を軟化可能な所定温度に加熱することが望ましい。これにより、濾過手段Ｍ３にて濾過する前の廃プリント基板１００の状態を、少なくとも軟化可能な所定温度、すなわち樹脂材料２ａが軟化可能な温度に抑えることが可能である。したがって、加熱手段Ｍ２が、廃プリント基板１００を加熱するために消費するエネルギーの無駄消費を抑えることが可能である。
【００６７】
さらになお、本実施形態では、上述の加熱手段Ｍ２と加圧手段Ｍ１を用いることで、濾過手段Ｍ３で濾過する被濾過対象としての廃プリント基板１００を、配線金属材料２ｂは固形物の状態のまま、樹脂材料２ａを溶融加圧することが可能である。詳しくは、加圧手段Ｍ１によって、樹脂材料２ａからなる絶縁材料２３と配線金属材料２ｂからなる導体パターン２２を加圧成形した製造工程での加圧圧力に近い圧力で加圧する状態を維持することで、配線金属材料２ｂは固形物の状態のまま、樹脂材料２ａを、軟化した状態つまり固形物状態の配線金属材料２ｂと比して溶融可能な状態とすることができる。なお、この溶融可能な状態とは、軟化した状態となった樹脂材料２ａが、加圧手段Ｍ１により塑性変形させることで、後述の濾過手段Ｍ３の濾過通路を通過可能となる状態のことである。
【００６８】
さらに、本実施形態では、加圧手段Ｍ１は、駆動手段（以下、プレスシリンダと呼ぶ）を用いてピストン１２を往復移動させることによって、シリンダ１１の内周に付着あるいは沈殿する固形物、つまり配線金属材料２ｂを、その内周に沿って掻きだすことが可能である。その結果、ピストン１２の駆動によって圧縮されるシリンダ１１内、特に内周だけに、付着あるいは沈殿する固形物が堆積してしまう現象の防止が可能である。したがって、加圧手段Ｍ１の加圧動作の安定化が図れる。
【００６９】
さらに、加圧動作つまり圧縮動作の継続に従って、圧縮動作の終端側に配置されているシリンダヘッド１４側に、固形物である配線金属材料２ｂを寄せ集める、つまり捕集することを可能とする波及効果が得られる（図５参照）。
【００７０】
したがって、加圧手段Ｍ１は、安定した加圧動作の維持が図れるとともに、加熱手段Ｍ２によって加熱しても固形物のままの配線金属材料２ｂと、軟化して濾過可能な状態となる樹脂材料２ａに、効率的に分離することが可能である。
【００７１】
なお、加圧手段Ｍ１とともに、加熱手段Ｍ２を備えるシリンダ１１には、図１に示すように、リサイクルする廃プリント基板１００を加圧室Ｒに投入するための投入口１５が設けられている。この投入口１５はシリンダ１１の内周と外周を貫通する孔を形成している。この孔の形状は、図１に示すように、外周側から内周側に向かって略縮径する形状を備えている。これにより、投入口１５内に廃プリント基板１００を留めながら、所定量の廃プリント基板１００を投入することが可能である。さらに、本実施形態では、この投入口１５は、図１に示すように、投入口に沿ってシリンダ１１の外周側に突出る貯留部１５ａを備えている。これにより、加圧室Ｒに投入するまで所定量の廃プリント基板１００を貯めておく貯留空間Ｒ１００の確保が容易となる。さらになお、本実施形態では、貯留部１５ａの上端面に、投入口１５と加圧室Ｒを連通、遮断可能な閉塞部としての投入口キャップ１６が設けられている。これにより、加圧手段Ｍ１の加圧室Ｒのシール構造を複雑化することなく、所定量の廃プリント基板１００が投入されるまで一時的に貯めておく投入口１５つまり貯留空間Ｒ１００を確保することが可能である。
【００７２】
さらになお、本実施形態では、シリンダヘッド１４によって開口端１１ａが開放されたとき、駆動手段を用いてピストン１２を、開口端１１ａを越えて軸方向移動させる。これにより、ピストン１２による突き出し動作を行なうことが可能である。したがって、例えば加圧手段Ｍ１（詳しくは、ピストン１２）の加圧動作が継続し、シリンダヘッド側に配線金属材料２ｂが所定量集められたとき、このピストン１２の突き出し動作によって、回収した固形物としての配線金属材料２ｂを、容易に取出すことが可能となる（図６参照）。
【００７３】
濾過手段Ｍ３は、加熱手段Ｍ２によって少なくとも軟化可能な所定温度に維持されている廃プリント基板１００から、樹脂材料２ａのみを通過させる手段であって、樹脂材料２ａを通過させる濾過通路を有する。本実施形態では、濾過手段Ｍ３として、この複数の濾過通路１７ａを有するフィルタ１７が、加圧手段Ｍ１であるシリンダ１１の内周に沿って配置されている。詳しくは、フィルタ１７は、シリンダ１１内部に配置されており、その内周に沿って形成された回収溝１８の下流側（詳しくは、フィルタ１７の被濾過対象の樹脂材料２ａの流れの下流側）に配置されている。
【００７４】
さらに、本実施形態では、このフィルタ１７を、焼結金属から形成する。これにより、被濾過対象物を濾過するフィルタ１７の複数の濾過通路、すなわちメッシュ穴１７ａが単に貫通しているものではなく、曲がりくねったメッシュ穴に形成することが可能である。したがって、樹脂材料２ａを通過させる濾過手段Ｍ３として、例えば針状の細くて長い金属材料２ｂであっても、曲がりくねったメッシュ穴１７ａに起因して、確実に捕獲することが可能である。その結果、配線金属材料２ｂ等の固形物のうち、針状の微細な大きさになったものがフィルタ１７を通過するのを阻止可能である。したがって、濾過手段Ｍ３つまりフィルタ１７を通過した樹脂材料２ａの純度を高めることが可能である。結果、リサイクルする樹脂材料２ａとして、望ましい残存不純物量に抑えた樹脂材料２ａを、廃プリント基板１００から分離回収が可能である。
【００７５】
なお、このフィルタ１７は、配線金属材料２ｂが通過できず、かつ樹脂材料２ａが通過可能なメッシュ穴の大きさを有するものであれば、ステンレス製フィルタ等を積層したディスクフィルタ、セラミック、あるいは発泡体の何れのフィルタでもよい。なお、焼結金属から形成されるフィルタ１７は、組付構造が複雑なディスクフィルタに比べて、安価に製造できる。
【００７６】
なお、本実施形態におけるフィルタ１７としては、金属材料としてステンレスを用いた焼結金属で形成し、メッシュ穴１７ａのサイズを５０μｍとした。なお、メッシュ穴１７ａサイズは、２０μｍ〜２００μｍの範囲であれば、樹脂材料２ａを金属材料２ｂから分離可能である。メッシュ穴１７ａを小さくする場合には、フィルタ１７の寿命に制約され、メッシュ穴１７ａを焼結金属で形成する場合には、焼結する金属材料を代えることで、例えばステンレスに代えて銅（Ｃｕ）を用いて焼成すれば、２００μｍ程度の大きさにすることができる。
【００７７】
さらにまた、フィルタ１７を焼結金属で成形するので、フィルタ１７の上流側端面１７ｂに比較的高い圧力が加わっても、焼結金属の構造に起因して機械的強度が保証できる。したがって、比較的高い加圧下で、広い上流側端面１７ｂの面積すなわち濾過面積を確保することが可能である。例えば所定量の被処理物（詳しくは、廃プリント基板１００）を、その所定量を分割することなく、一括して処理可能であるので、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂとに分離する作業の生産性向上が図れる。
【００７８】
さらにまた、フィルタ１７を焼結金属で成形するので、上述如く使用する金属材料に起因して金属メッシュ穴のサイズが決まるので、メッシュ穴１７ａのサイズを高精度に形成できる。
【００７９】
なお、上記実施形態で説明したフィルタ１７として、いわゆるプレコートフィルタを用いてもよい。すなわち、予めメッシュ穴１７ａを大きめに形成しておく。樹脂と金属の分離装置１の稼動とともに、フィルタ１７の上流側端面１７ｂに金属材料２ｂが堆積し、メッシュ穴１７ａが小さくなっていく。そして結果として、所望のメッシュ穴１７ａになるようにするものであってもよい。これによって、フィルタ１７の寿命延長が図れる。
【００８０】
（変形例）
変形例では、濾過手段Ｍ３として、上記第１の実施形態で説明したフィルタ１７の濾過通路１７ａに加えて、図１に示すように、加圧手段Ｍ１を構成し、互いに摺接可能なシリンダ１１とピストン１２の間に形成される隙間δＭ１を、もう一方の濾過通路とし、二段階の濾過通路を有する。すなわち、１次濾過および２次濾過処理を行なう。なお、この二段階の濾過通路１７ａ、δＭ１は、その濾過通路のサイズとして、１次濾過処理用濾過通路としての加圧手段Ｍ１の隙間δＭ１は、配線金属材料２ｂ程度の大きさを有する固形物を取り除くことが可能なサイズとし、２次濾過処理用濾過通路としてのフィルタ１７のメッシュ穴１７ａは、その固形物の大きさより小さいものを取り除くことが可能なサイズであれば、サイズは何れであってもよい。
【００８１】
なお、本実施形態では、隙間δＭ１のサイズを１００μｍとし、メッシュ穴１７ａのサイズを２０μｍとした。
【００８２】
これにより、濾過手段Ｍ３、特に濾過通路１７ａのサイズが微細なフィルタ１７の寿命向上が図れるとともに、１次濾過および２次濾過処理を行なうことで、効率的に樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離することが可能である。しかも、２次濾過処理によって微細な固形物を取り除くことが可能なメッシュ穴１７ａのサイズに設定しているので、回収される樹脂材料２ａに含まれる不純物の残存量の低減が図れる。したがって、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離する精度、とくに、樹脂材料２ａの分離回収する精度の向上が図れる。
【００８３】
さらに、１次濾過および２次濾過処理の二段階の濾過処理を採用したとしても、加圧手段Ｍ１の隙間δＭ１を利用するので、装置数の増加の抑制が図れ、結果として、プリント基板の樹脂と金属の分離装置１の装置コストの低減が可能である。その結果、プリント基板の樹脂と金属の分離回収するコスト低減が図れる波及効果もある。
【００８４】
なお、上記説明したプリント基板の樹脂と金属の分離装置１において、加圧手段Ｍ１のシリンダ１１に形成された投入口１５、および貯留部１５ａ、および投入口キャップ１６は、廃プリント基板１００を所定量投入されるまで貯留する廃プリント基板投入手段を構成している。これにより、加圧手段Ｍ１が加圧動作中に、廃プリント基板１００が連続的に投入されることはなくなるので、加圧手段Ｍ１であるシリンダ１１の投入口１５を必ずしも高圧気密に保つ必要はない。従って、加圧手段Ｍ１に係わる装置のシール構造の複雑化を防止することができる。
【００８５】
さらになお、シリンダ１１において、ピストン１２と摺接し、加圧室Ｒが形成する側開口端１１ａとは、反対の開口端側にある内周は、隙間δＭ１からの樹脂材料２ａ等の漏れ防止のため、シール部材３９を設けることが望ましい。
【００８６】
さらになお、シリンダヘッド１４を駆動して、開口端１１ａを開放、閉塞する駆動手段としては、電気モータで駆動する駆動装置、あるいは工場エア等の気体媒体を利用したエア駆動装置であってもよい。
【００８７】
以上説明したプリント基板の樹脂と金属の分離装置１に係わる分離方法について、以下図３と図４の工程図、および図１と図５と図６の装置１の状態図に従って説明する。図１は廃プリント基板１００を溶融加圧する直前の装置１の状態を示し、図５は廃プリント基板１００を溶融加圧しながら、樹脂材料２ａのみを濾過手段（詳しくは、濾過通路としての１次濾過処理を行なう隙間δＭ１、２次濾過処理を行なうフィルタ１７（そのメッシュ穴１７ａ））により通過させて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離する作業が継続している装置１の状態を示し、図６は樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂがそれぞれ所定量回収され、それら回収した樹脂材料２ａおよび配線金属材料２ｂを取出した直後の装置１の状態を示すものである。
【００８８】
図３に示すように、本発明の要部であるプリント基板の樹脂と金属の分離方法の流れを工程で表すと、その分離方法は、廃プリント基板１００を装置１に投入する投入工程Ｐ４１０と、廃プリント基板１００を加熱し、加圧する溶融加圧工程Ｐ４２０と、溶融加圧工程Ｐ４２０にて加熱しかつ加圧された廃プリント基板１００を濾過することで、樹脂材料２ａのみを通過させる濾過工程Ｐ４３０と、分離回収した樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂを装置１から取出す取出工程Ｐ４５０とを含んで構成されている。なお、これら投入工程Ｐ４１０、溶融加圧工程Ｐ４２０、濾過工程Ｐ４３０、および取出工程Ｐ４５０は、プリント基板をリサイクル方法に係わる樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００を構成している。
【００８９】
投入工程Ｐ４１０では、廃プリント基板投入手段１５、１５ａ、１６によって、廃プリント基板１００が所定量投入されるまで廃プリント基板１００を貯留する。このとき、少なくとも投入口１５および貯留部１５ａは、シリンダ１１に形成されているので、シリンダ１１に内蔵される加熱ヒータ２１によって加熱されている。これにより、廃プリント基板１００は、加圧室Ｒに投入される前に、廃プリント基板投入手段１５、１５ａ、１６によって、少なくとも軟化可能な温度に近い温度で加熱されることが可能である。したがって、投入口１５が投入キャップ１６によって加圧室Ｒに連通されると、廃プリント基板１００は、直ちに加圧手段Ｍ１によって加圧されながら、濾過を開始することが可能である。その結果、溶融加圧工程Ｐ４２０のサイクルタイムの短縮が可能である。
【００９０】
溶融加圧工程Ｐ４２０では、加熱手段Ｍ２としての熱ヒータ２１によって樹脂材料２ａが軟化可能な所定温度に維持されている。加圧手段Ｍ１によって加圧室Ｒ内が所定圧力で加圧されている。なお、本実施形態では、工程条件として、廃プリント基板１００を３４０°Ｃの加熱温度に維持し、加圧室Ｒ内を加圧手段Ｍ１によって８ＭＰａの比較的高い圧力で加圧した。これにより、廃プリント基板１００を構成する樹脂材料２ａを、少なくとも軟化した状態にするとともに、その軟化した状態の樹脂材料２ａに比較的高い圧力を加えることで、樹脂材料２ａの塑性変形を可能にする。したがって、濾過手段Ｍ３の濾過通路δＭ１、１７ａを、樹脂材料２ａが通過できる溶融状態にすることが可能である。
【００９１】
さらになお、溶融加熱工程では、廃プリント基板１００を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する。これにより、加熱手段Ｍ２が、廃プリント基板１００を加熱させるために消費するエネルギーの無駄消費を抑えることが可能である。
【００９２】
なお、投入工程Ｐ４１０では、廃プリント基板１００が所定量投入されるまで廃プリント基板１００を貯留するので、加圧手段Ｍ１が加圧動作中に、廃プリント基板１００が連続的に加圧室Ｒに投入されるような投入状態をなくすことが可能である。これにより、溶融加圧工程Ｐ４２０における加圧手段Ｍ１、特にシール構造に係わる装置部分の簡素化が図れる。
【００９３】
濾過工程４３０は、溶融加圧工程Ｐ４２０にて加熱しかつ加圧された廃プリント基板１００を濾過することで、樹脂材料２ａのみを通過させる工程であって、濾過処理を行なうため、１次濾過処理および２次濾過処理等複数の濾過処理を経て最終的に樹脂材料２ａを通過させるものであってもよい。
【００９４】
本実施形態では、溶融加圧工程Ｐ４３０は１次濾過工程４３１と２次濾過工程４３２を備えている。１次濾過工程４３１は、廃プリント基板１００のうち、配線金属材料２ｂ程度の大きさを有する固形物を取り除く。２次濾過工程４３２では、さらにその固形物より小さいものを取り除く。１次濾過工程４３１および２次濾過工程４３２による二段階の濾過処理によって、樹脂材料２ａのみを確実に通過させて分離することが可能である。これにより、濾過手段Ｍ３を備えた装置１の寿命向上が図れるとともに、効率的に樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂに分離することが可能である。しかも、２次濾過工程４３２にて微細な固形物を取り除くことが可能である。したがって、分離回収される樹脂材料２ａに含まれる不純物の残存量の低減が図れる。
【００９５】
さらに本実施形態では、２次濾過工程４３２で焼結フィルタ１７を用いるので、曲がりくねったメッシュ穴１７ａに起因して、微細で、かつ針状の固形物であっても通過を阻止し、取り除くことが可能である。したがって、分離回収される樹脂材料２ａに含まれる不純物の残存量の低減が確実に図れる。
【００９６】
さらに本実施形態では、１次濾過工程４２１で濾過処理する手段として、加圧手段Ｍ１を構成するシリンダ１１とピストン１２の隙間δＭ１を濾過通路として利用する。これにより、濾過工程Ｐ４３０を１次濾過工程Ｐ４３１と２次濾過工程Ｐ４３２に増やしたとしても、１次濾過工程の濾過手段として溶融加熱工程Ｐ４２０で使用する加熱手段Ｍ１の隙間δＭ１を濾過通路とすることで、１次濾過工程Ｐ４３１の濾過手段Ｍ３が溶融加圧工程Ｐ４２０の加圧手段Ｍ１と共用化が図れる（図１および図４参照）。したがって、装置数の増加の抑制が図れるので、プリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる製造コストの低減が図れる。
【００９７】
さらになお、濾過工程Ｐ４３０が進んで、加圧手段Ｍ１による加圧動作が継続する（図４参照）と、加圧手段Ｍ１を構成するピストン１２がシリンダ１１の内周を掻き出すことによって、図５に示すように、加圧動作つまり圧縮動作の終端側に配置されるシリンダヘッド１４側に、固形物である配線金属材料２ｂを捕集することが可能となる。
【００９８】
取出工程Ｐ４５０は、濾過工程Ｐ４３０にて樹脂材料２ａのみを通過させることで、分離回収した樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂをそれぞれリサイクルするために望ましい状態、形状で取出す。図４に示すように、取出工程Ｐ４５０を開始する直前まで、樹脂材料２ａ、配線金属材料２ｂは、それぞれ加熱手段Ｍ２によって加熱されながら蓄積される。例えば配線金属材料２ｂに含有する樹脂材料の比率が所定比率以下となったとき、加熱手段Ｍ２による加熱を中止し、加圧室Ｒから取出す。なお、本実施形態では、シリンダヘッド１４によって開口端１１ａが開放されたとき、駆動手段を用いてピストン１２を、開口端１１ａを越えて軸方向移動させる。これにより、ピストン１２による突き出し動作を行なうので、回収した固形物としての配線金属材料２ｂを、容易に取出すことが可能となる（図６参照）。
【００９９】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【０１００】
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した濾過工程Ｐ４３０と取出工程Ｐ４５０との間に、図８に示すように、分離回収した樹脂材料２ａに背圧を加える回収樹脂分離工程Ｐ４４０を設ける。図８は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法のうち、回収樹脂分離工程を表すブロック図である。なお、分離回収した樹脂材料２ａに背圧を加える背圧発生手段としては、図１に示すように、溶融している状態の樹脂材料２ａのいわゆる液面を押圧する背圧シリンダ（図１参照）等のエア駆動する背圧発生装置に限らず、電気モータで駆動する背圧発生装置であってもよい。なお、本実施形態で説明する背圧発生手段としては、背圧シリンダ１９として説明する。
【０１０１】
これにより、分離回収した樹脂材料２ａを、大気圧状態で放置せず、背圧を加えた状態とするので、濾過される前の加圧された状態に近い状態にすることが可能である。したがって、濾過される前の加圧された状態において、樹脂材料２ａに気泡が混入する場合があっても、背圧を加えるので、減圧による大きな気泡に成長する現象を阻止可能である。さらに、本実施形態では、この背圧を加えた状態を所定期間継続させる。これにより、冷却固化するまでの所定時間だけ回収した樹脂材料２ａに背圧を加えることが可能である。これにより、気泡が高圧圧縮された小さい粒の状態で冷却固化されるので、リサイクルする回収樹脂として、ペレットに加工する際、略均一な形状を有するペレットの形成が可能である。
【０１０２】
なお、従来技術による大気圧状態の放置では、気泡が減圧膨張により樹脂材料２ａ内に拡大してしまう。場合によっては、膨張する気泡がさらに分裂してしまって、樹脂材料２ａ内に多数の気泡が残留してしまう恐れがある。これら気泡が残留している状態の樹脂材料から、切削加工等によって、リサイクルするための望ましいペレット、例えば均一な形状を有するペレットを形成することは難しい。
【０１０３】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として適用するプリント基板１０１を、第１の実施形態で説明した絶縁基材２３の表面に導体パターン２２が配設されるものに代えて、図９に示すように、例えば樹脂フィルムからなる絶縁機材２３に導体パターン２２が積層されるものとしてもよい。図９は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【０１０４】
図９に示すように、プリント基板１０１は、熱可塑性樹脂からなる樹脂材料２ａ、もしくはその樹脂材料２ａと無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる絶縁基材２３と、その絶縁基材の表面に配設され、配線金属材料２ｂからなる導体パターン２２とを備え、絶縁基材２３に導体パターン２２を形成した導体形成絶縁基材２１を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着して積層成形がなされている。
【０１０５】
これにより、加熱手段Ｍ２によって、廃プリント基板１００すなわち廃材となったプリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱成形された加熱温度に近い温度に維持されることで、溶融された樹脂を濾過手段Ｍ３を用いて容易に分離回収することが可能である。さらに、加圧手段１と加熱手段Ｍ２によって、プリント基板１０１の初期の製造工程にて加熱しつつ加圧することで成形された加熱温度に近い温度、および加圧圧力に近い圧力に維持されることで、溶融された樹脂材料２ａを濾過手段Ｍ３を用いて分離回収することがさらに容易になる。
【０１０６】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として適用するプリント基板１０１を、第３施形態で説明した絶縁基材２３が、熱可塑性樹脂のみ、もしくは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物で形成されるものに加えて、図１０に示すように、下記特徴を有する構成もしくは製造方法によって形成されるものとしてもよい。図１０は、実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の構成、特にビアホール内の状態を示す部分拡大図であって、図１０（ａ）は導体ペースト充填後の状態、図１０（ｂ）は層間接続後の状態を示す模式図である。
【０１０７】
まず、まず、絶縁基材２３は、絶縁材料として、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物で形成されるものであれば何れのものでもよく、樹脂フィルムであってもよく、本実施形態で説明する絶縁基材２３は樹脂フィルムとして説明する。次に、プリント基板１０１に半導体素子等の部品７０を実装する際にはんだを使用する場合、絶縁基材２３に使用する樹脂材料２ａは、熱可性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちで、２５０℃以上の加熱が可能な材料に限られる。例えば、ポリエーテルエーテルケトン（略語としてのＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂またはそれらの混合物、熱可塑性ポリイミド樹脂（熱可塑性ＰＩ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、あるいは液晶ポリマ（ＬＣＰ）等を用いることができる。また、無機充填材料は、形成したプリント基板１０１の物性値を調整するために添加するものであって、例えば、熱膨張率を低下させる目的で添加するシリカ（ＳｉＯ２）粉末、熱伝導率を向上させる目的で添加する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末、あるいは機械的強度を向上させる目的で添加するガラスファイバー等を、添加目的に応じて添加する。
【０１０８】
以下、本実施形態で説明する絶縁基材２３としては、ＰＥＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂の混合物（３８／６２重量部）１００重量部に対して、無機充填材料としてマイカ（ＫＭｇ３（ＳｉＡｌ３Ｏ１０）Ｆ４等）を１５．５重量部加えて配合された樹脂フィルムを、用いるものとする。
【０１０９】
配線金属材料は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、および銅合金、銀合金等の金属材料であれば何れのものであってもよい。なお、本実施形態で説明する配線金属材料としては、以下、銅箔とし、例えば銅箔を上記樹脂フィルム２３に圧着して貼り付け後、エッチング等にて不要な部分を除去して導体パターン２２が形成されている。そして、図１０に示すように、樹脂フィルム２３の表面に導体パターン２２を有する回路基板２１を成形した後（図９参照）、層間接続のためのビアホールとしての穴２４を樹脂フィルム２３にレーザ光の照射等によって形成する。そのビアホールには、図１０に示すように、層間接続材料としての導体ペースト５０が充填され、導体パターン２２間を電気的に接続する導電性組成物５１が形成されている。なお、この電気的接続は、いわゆる接触導通によるものに限らず、後述の第４の実施形態の金属間の固相拡散による電気的接続等の何れの電気的接続であってもよい。
【０１１０】
なお、本実施形態では、金属間の固相拡散による電気的接続として以下説明する。
【０１１１】
プリント基板１０１の構成上の特徴としては、図１０に示すように、絶縁基材としての樹脂フィルム２３に設けられたビアホール２４中の一体化した導電性組成物５１により、導体パターン２２間相互を電気的に接続するものであって、導電性組成物５１は、金属材料のみからなる材料か、あるいは金属材料と樹脂フィルム２３に用いた熱可塑性樹脂との混合物、もしくは金属材料と熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうち、いずれか一方とからなる材料から形成されている。
【０１１２】
これにより、廃プリント基板１００から樹脂材料２ａを分離回収する際に、分離回収した樹脂材料２ａ中に層間接続材料として、導電性組成物５１から混入する成分は、樹脂フィルム２３に使用した樹脂材料２ａと同一成分であるため、回収した樹脂材料２ａの純度の低下を防止できる。なお、回収した樹脂材料２ａの純度は低下しないため、回収後、リサイクルする樹脂材料２ａも、回収前の樹脂材料２ａと同等の特性が期待できる。
【０１１３】
さらにまた、図１０（ａ）および１０（ｂ）に示すように、導電性組成物５１を形成する導電ペーストすなわち層間接続材料としては、導体パターン２２を形成する金属材料２ｂと合金を形成し得る第１の金属粒子６１と、第１の金属粒子６１を形成する金属と合金を形成し得る第２の金属粒子６２とからなり、例えば層間接続工程において、加熱しつつ加圧することで第１の金属粒子６１と第２の金属粒子６２とを焼結し、一体化した導電性組成物５１を形成するものを使用する。
【０１１４】
詳しくは、層間接続材料すなわち導電ペースト５０として、第１の金属粒子である錫（Ｓｎ）粒子６１と、第２の金属粒子である銀（Ａｇ）粒子６２とからなる。なお、図１０（ａ）は、ビアホール２４内に充填され乾燥された導電ペースト５０が、真空加熱プレス機（図示せず）により加熱される前の状態を示し、図１０（ｂ）は、真空加熱プレス機により焼結された状態を示す。
【０１１５】
まず、図１０（ａ）に示すように、導電ペースト５０は、錫粒子６１と銀粒子６２とが混合された状態にある。そして、このペースト５０が２４０〜３５０℃に加熱されると、錫粒子６１の融点は２３２℃であり、銀粒子６２の融点は９６１℃であるため、錫粒子６１は融解し、銀粒子６２の外周を覆うように付着する。この状態で加熱が継続すると、融解した錫は、銀粒子６２の表面から拡散を始め、錫と銀との合金（融点４８０℃）を形成する。このとき、導電ペースト５０には２〜１０ＭＰａの圧力が加えられているため、錫と銀との合金形成に伴い、図１０（ｂ）に示すように、ビアホール２４には、焼結により一体化した合金からなる導電性組成物５１が形成される。
【０１１６】
また、ビアホール２４内で導電性組成物５１が形成されているときには、この導電性組成物５１は加圧されているため、導体パターン２２のビアホール２４の底部を構成している面に圧接される。これにより、導電性組成物５１中の錫成分と、導体パターン２２を構成する銅箔の銅成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物５１と導体パターン２２との界面に固相拡散層５２を形成する。
【０１１７】
図１０には図示していないが、ビアホール２４の下方側の導体パターン２２と導電性組成物５１との界面にも、導電性組成物５１中の錫成分と、導体パターン２２を構成する銅箔の銅成分との固相拡散層５２が形成される。したがって、ビアホール２４の上下の導体パターン２２間には、接触接続ではなく、一体化した導電性組成物５１と固相拡散層５２とによって確実に電気的に接続される。これにより層間接続の信頼性向上が図れる。
【０１１８】
したがって、上記の構成を有する導電性組成物５１により層間接続の信頼性向上が図れるとともに、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００（詳しくは、溶融加圧工程４２０）にて、３４０℃に加熱されたとしても、導電性組成物５１は錫と銀との合金（融点４８０℃）に形成されているため、確実に固相状態を維持することができる。よって、溶融加圧工程４２０にて、樹脂材料２ａと配線金属材料２ｂ（層間接続材料も含む）とに確実に分離回収ができる。
【０１１９】
なお、この層間接続がなされる工程において、絶縁基材としての樹脂フィルム２３に導体パターン２２を形成した導体形成絶縁基材（以下、片面導体パターンフィルム）２１を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着した成層形成がなされる（多層プリント基板ができる）。
【０１２０】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、リサイクルする廃プリント基板１００として適用するプリント基板１０１を、第４施形態で説明した導電性組成物５１を成形する際において、図１１に示すように、絶縁基材である樹脂フィルム２３に静水圧が掛かった状態でビアホール２４にアーチ状に押出す構成を有するものとしてもよい。図１１は、本実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板であって、層間接続後の導電性組成物の形状の一実施例を模式的に示す部分拡大図である。
【０１２１】
上記の第４の実施形態にて説明した真空加熱プレス機により加熱しつつ加圧する製造工程において、樹脂フィルム２３も真空加熱プレス機により加熱しつつ加圧されるので、樹脂フィルム２３はフィルムの延在方向に変形し、ビアホール２４の周囲の樹脂フィルム２３はビアホール２４内に押出されるように変形しようとする。このとき、樹脂フィルム２３の弾性率は約５〜４０ＭＰａに低下している。このように弾性率が低下した樹脂フィルム２３を加圧すると、絶縁基材である樹脂フィルム２３中にはほぼ均一な圧力（いわゆる静水圧）が発生する。そして、樹脂フィルム２３中にほぼ均一な圧力が掛かった状態で加圧を続け、ビアホール２４の周囲の樹脂フィルム２３をビアホール２４内に押出すように塑性変形させると、樹脂フィルム２３のビアホール２４内への押出し量は、ビアホール２４の導体パターン２２と接続する端部（ビアホール２４の中心軸方向端部）よりも中央部（ビアホール２４の中心軸方向中央部）の方が大きくなる。すなわち、図１１に示すように、加熱プレス前には略円筒状であったビアホール２４の内壁は、上述のように樹脂フィルム２３がビアホール２４内に押出されることにより、ビアホール２４の中心軸を通る断面の内壁面形状を、アーチ状に形成することができる。なお、加熱プレス時の樹脂フィルム２３の弾性率は、１〜１０００ＭＰａの範囲にある。このとき、導電性組成物５１は焼結の進行に伴い容積（見かけの体積）が減少している。この結果、導電性組成物５１のビアホール２４の中心軸を通る断面の側方側を、アーチ状に形成することができる。
【０１２２】
これにより、プリント基板１０１に曲げ等の変形応力が加わった場合に、導電性組成物５１のビアホール２４の中心軸を通る断面の側方側を、アーチ状に形成されているので、従来の円筒状のビアホールに比べて、導電性組成物５１の接続部５１ｂ以外の部位にも応力が集中し難い。よって、層間接続の信頼性向上が図れる。したがって、プリント基板１０１の製造工程において、上記加熱しつつ加圧する工程を備え、加熱しつつ加圧するときの加熱温度において、絶縁基材２３（詳しくは、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材）の弾性率は、１〜１０００ＭＰａであるように構成することで、導電性組成物５１のビアホール２４の中心軸を通る断面の側方側を、アーチ状に形成することができ、従って層間接続の信頼性向上が図れる。
【０１２３】
さらに、樹脂と金属の分離回収工程Ｐ４００（詳しくは、溶融加圧工程４２０）にて、製造工程にて加熱しつつ加圧された条件（もしくは、多層基板の場合には、成層形成がなされた積層条件）の温度に近い温度に加熱すれば、弾性率が十分低下させることが可能である。したがって、樹脂と金属の分離装置１の濾過手段Ｍ３のフィルタ１７等によって樹脂材料２ａのみを通過させる濾過作業が容易に行なうことができる。
【０１２４】
なお、以上説明した実施形態において、廃プリント基板１００が多層プリント基板である場合、層間接続材料（詳しくは、導電ペースト５０）の大きさが１００〜２００μｍ程度であるため、１次濾過工程Ｐ４３１の濾過通路すなわち加圧手段Ｍ１の隙間δＭ１は、１００μｍ以下が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置の構成を表す部分的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用したプリント基板のリサイクル方法を表すブロック図である。
【図３】図２に示すリサイクルの各工程のうち、第１の実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、廃プリント基板が樹脂材料と配線金属材料に分離される過程を説明するため、その分離方法を工程で示す模式図である。
【図４】図２に示すリサイクルの各工程のうち、第１の実施形態のプリント基板の樹脂と金属の分離方法に係わる工程を示すブロック図であって、図１に示すプリント基板の樹脂と金属の分離装置に係わる加熱手段および加圧手段による処理に対応して、その分離方法に係わる工程を説明する説明図である。
【図５】図１の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置において、加熱し、加圧された廃プリント基板から樹脂材料のみを通過させる濾過を行なうことで、廃プリント基板を樹脂材料と配線金属材料に分離する過程を表す模式的部分断面図である。
【図６】図１の第１の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離装置において、廃プリント基板から分離回収した樹脂材料と配線金属材料を取出す過程を表す模式的部分断面図である。
【図７】図１の分離装置を適用して樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【図８】第２の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法のうち、回収樹脂分離工程を表すブロック図である。
【図９】第３の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の概略構成を表す模式的断面図である。
【図１０】第４の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板の構成、特にビアホール内の状態を示す部分拡大図であって、図１０（ａ）は導体ペースト充填後の状態、図１０（ｂ）は層間接続後の状態を示す模式図である。
【図１１】第５の実施形態に係わるプリント基板の樹脂と金属の分離方法を適用して、樹脂材料と配線金属材料とに分離する被処理物としてのプリント基板であって、層間接続後の導電性組成物の形状の一実施例を模式的に示す部分拡大図である。
【符号の説明】
１ 樹脂と金属の分離装置
２ａ 樹脂材料
２ｂ 配線金属材料
１１ シリンダ（略円筒体）
１２ ピストン（軸部材）
１３ プレスシリンダ（駆動手段）
１４ シリンダヘッド（可動蓋部材）
１５ 投入口（廃プリント基板投入手段の一部）
１５ａ 貯留部（廃プリント基板投入手段の一部）
１６ 投入キャップ（廃プリント基板投入手段の一部）
１７ フィルタ
１７ａ （濾過通路としての）メッシュ穴
１９ 背圧シリンダ（背圧発生手段）
２１ 加熱ヒータ（加熱手段）
Ｍ１ 加圧手段
Ｍ２ 加熱手段
Ｍ３ 濾過手段
Ｒ 加圧室（加圧空間）
δＭ１ （濾過通路としての）隙間
Ｐ４００ 樹脂と金属の分離回収工程
Ｐ４１０ 投入工程
Ｐ４２０ 溶融加圧工程
Ｐ４３０ 濾過工程
Ｐ４３１、Ｐ４３２ １次濾過工程、２次濾過工程
Ｐ４４０ 回収樹脂分離工程
Ｐ４５０ 取出工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離方法であって、
前記廃プリントを加熱し、加圧する溶融加圧工程と、
前記溶融加圧工程にて加熱しかつ加圧された前記廃プリント基板を濾過することで、前記樹脂材料のみを通過させる濾過工程を備えていることを特徴とするプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項２】
前記溶融加圧工程は、前記廃プリント基板を加熱する加熱手段と、前記廃プリント基板を加圧する手段を備え、
前記加圧手段は、略円筒体と、前記略円筒体の内周に摺接可能な軸部材とからなり、前記略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項３】
前記溶融加圧工程は、前記廃プリント基板が所定量投入されるまで前記廃プリント基板を加熱する工程を備えている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樹脂と金属の分離方法。
【請求項４】
前記濾過工程は、前記配線金属材料程度の大きさを有する固形物を取り除く１次濾過工程と、前記固形物の大きさより小さいものを取り除く２次濾過工程を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項５】
前記１次濾過工程における濾過手段は、略円筒体と、前記略円筒体の内周に摺接可能な軸部材との隙間を濾過通路として用いる加圧手段であることを特徴とする請求項４に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項６】
前記濾過工程にて通過し、回収した前記樹脂材料に、所定期間経過するまで背圧を印加する回収樹脂分離工程を備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項７】
前記溶融加圧工程では、前記廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項８】
前記廃プリント基板としてのプリント基板は、熱可塑性樹脂、もしくは前記熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる絶縁基材と、前記絶縁基材の表面に配設され、前記配線金属材料からなる導体パターンとを備え、
前記絶縁基材に前記導体パターンを形成した導体形成絶縁基材を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着して積層成形がなされていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項９】
前記絶縁基材が樹脂フィルムからなり、前記絶縁基材に設けられたビアホール中の一体化した導電性組成物により、前記導体パターン間相互を電気的に接続するものであって、
前記導電性組成物は、金属材料のみからなる材料、あるいは前記金属材料と、前記絶縁基材に用いた前記熱可塑性樹脂もしくは前記熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる材料から形成されていることを特徴とする請求項８に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項１０】
廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離装置であって、
前記廃プリント基板を加圧する加圧手段と、前記廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段と、前記加熱手段によって所定温度に維持される前記廃プリント基板から、前記樹脂材料を濾過する濾過手段を備えていることを特徴とするプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１１】
前記加圧手段は、略円筒体と、前記略円筒体の内周に摺接可能な軸部材と、前記軸部材を前記内周に沿って軸方向に往復移動自在にする駆動手段を備え、
前記略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１２】
前記略円筒体の外周には、前記廃プリント基板を投入する投入口が形成されており、
前記投入口には、前記内周への連通、遮断が可能で、前記廃プリント基板が所定量投入されるまで前記廃プリント基板を貯留する廃プリント基板投入手段が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１３】
加熱手段は、前記略円筒体と前記可動蓋部材に設けられていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１４】
前記軸部材は、前記可動蓋部材によって前記開口端を開放したとき、前記駆動手段によって前記開口端を越えて軸方向移動することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１５】
前記濾過手段は、二段階の濾過通路を有しており、
前記二段階の濾過通路のうちの一方は、互いに摺接可能な前記略円筒体と前記軸部材との間に形成される隙間であることを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１６】
前記二段階の濾過通路のうちの他方は、前記廃プリント基板から前記樹脂材料のみを通過させるフィルタであって、
前記フィルタは、焼結金属で形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１７】
前記濾過手段を通過し、回収された前記樹脂材料に、背圧を加える背圧発生手段を備えていることを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１】
廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離方法であって、
前記廃プリントを加熱し、加圧する溶融加圧工程と、
前記溶融加圧工程にて加熱しかつ加圧された前記廃プリント基板を濾過することで、前記樹脂材料のみを通過させる濾過工程を備えていることを特徴とするプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項２】
前記溶融加圧工程は、前記廃プリント基板を加熱する加熱手段と、前記廃プリント基板を加圧する手段を備え、
前記加圧手段は、略円筒体と、前記略円筒体の内周に摺接可能な軸部材とからなり、前記略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項３】
前記溶融加圧工程は、前記廃プリント基板が所定量投入されるまで前記廃プリント基板を加熱する工程を備えている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樹脂と金属の分離方法。
【請求項４】
前記濾過工程は、前記配線金属材料程度の大きさを有する固形物を取り除く１次濾過工程と、前記固形物の大きさより小さいものを取り除く２次濾過工程を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項５】
前記１次濾過工程における濾過手段は、略円筒体と、前記略円筒体の内周に摺接可能な軸部材との隙間を濾過通路として用いる加圧手段であることを特徴とする請求項４に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項６】
前記濾過工程にて通過し、回収した前記樹脂材料に、所定期間経過するまで背圧を印加する回収樹脂分離工程を備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項７】
前記溶融加圧工程では、前記廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項８】
前記廃プリント基板としてのプリント基板は、熱可塑性樹脂、もしくは前記熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる絶縁基材と、前記絶縁基材の表面に配設され、前記配線金属材料からなる導体パターンとを備え、
前記絶縁基材に前記導体パターンを形成した導体形成絶縁基材を積層した後に、加熱しつつ加圧することで、相互に接着して積層成形がなされていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項９】
前記絶縁基材が樹脂フィルムからなり、前記絶縁基材に設けられたビアホール中の一体化した導電性組成物により、前記導体パターン間相互を電気的に接続するものであって、
前記導電性組成物は、金属材料のみからなる材料、あるいは前記金属材料と、前記絶縁基材に用いた前記熱可塑性樹脂もしくは前記熱可塑性樹脂と無機充填材料との混合物のうちいずれか一方からなる材料から形成されていることを特徴とする請求項８に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離方法。
【請求項１０】
廃棄された電子製品もしくは電子製品の製造工程で発生する廃材としての廃プリント基板から、樹脂材料と配線金属材料とに分離するプリント基板の樹脂と金属の分離装置であって、
前記廃プリント基板を加圧する加圧手段と、前記廃プリント基板を少なくとも軟化可能な所定温度に加熱する加熱手段と、前記加熱手段によって所定温度に維持される前記廃プリント基板から、前記樹脂材料を濾過する濾過手段を備えていることを特徴とするプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１１】
前記加圧手段は、略円筒体と、前記略円筒体の内周に摺接可能な軸部材と、前記軸部材を前記内周に沿って軸方向に往復移動自在にする駆動手段を備え、
前記略円筒体の両開口端のうち、一方には、開放、閉塞可能な可動蓋部材が配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１２】
前記略円筒体の外周には、前記廃プリント基板を投入する投入口が形成されており、
前記投入口には、前記内周への連通、遮断が可能で、前記廃プリント基板が所定量投入されるまで前記廃プリント基板を貯留する廃プリント基板投入手段が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１３】
加熱手段は、前記略円筒体と前記可動蓋部材に設けられていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１４】
前記軸部材は、前記可動蓋部材によって前記開口端を開放したとき、前記駆動手段によって前記開口端を越えて軸方向移動することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１５】
前記濾過手段は、二段階の濾過通路を有しており、
前記二段階の濾過通路のうちの一方は、互いに摺接可能な前記略円筒体と前記軸部材との間に形成される隙間であることを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１６】
前記二段階の濾過通路のうちの他方は、前記廃プリント基板から前記樹脂材料のみを通過させるフィルタであって、
前記フィルタは、焼結金属で形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【請求項１７】
前記濾過手段を通過し、回収された前記樹脂材料に、背圧を加える背圧発生手段を備えていることを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれか一項に記載のプリント基板の樹脂と金属の分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００４−３９９２０（Ｐ２００４−３９９２０Ａ）
【公開日】平成１６年２月５日（２００４．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−１９６０５６（Ｐ２００２−１９６０５６）
【出願日】平成１４年７月４日（２００２．７．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１６年２月５日（２００４．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年７月４日（２００２．７．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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