印制電路板鉆銑工序金屬回收的探討

許校彬 陳金星

（特創(chuàng)電子科技有限公司，廣東 惠州 516000）

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，資源大量消耗，環(huán)境承受著巨大的壓力，經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展受到的資源環(huán)境“瓶頸”制約越來越明顯。因此，大力發(fā)展再生資源回收利用產(chǎn)業(yè)，成為維持自然資源平衡發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。[1]在印制電路板（PCB）制造業(yè)消耗許多資源，有些可以回收再利用。

1 電路板行業(yè)鉆銑和打磨現(xiàn)狀

鉆孔、成型作為PCB制程關(guān)鍵工序，鉆孔披鋒或銑槽披鋒（披鋒示意圖，見圖1）是機(jī)械加工的一個(gè)常見異常，其不僅會(huì)在過程造成板面的擦花、刮傷露銅，還可能會(huì)造成電鍍后孔內(nèi)銅瘤，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致批量性報(bào)廢。尤其是背板所用材料，一般會(huì)加入填料，銅厚也相對(duì)較厚，因此機(jī)械加工難度越來越高。鉆孔工序加工時(shí)對(duì)鉆頭的磨損也在加劇，同時(shí)影響著鉆頭的壽命，當(dāng)鉆頭磨損過大時(shí)極易產(chǎn)生超高的披鋒（毛刺），所有打磨披鋒便成了鉆孔后不可或缺的工序。目前，PCB廠或鉆孔加工廠最多去披鋒方式，大多是使用自動(dòng)磨板機(jī)（干磨）取代傳統(tǒng)手工打磨，也大幅的提高磨披鋒的效率。同時(shí)，越來越多的PCB企業(yè)針對(duì)成型銑板工序的鍍銅槽也打磨披鋒，甚至根據(jù)產(chǎn)品需求還在成型工序配備了披鋒打磨機(jī)。打磨機(jī)切削銅面及孔口披鋒會(huì)產(chǎn)生大量的銅粉出現(xiàn)，一般企業(yè)的打磨機(jī)吸塵管道與鉆孔吸塵管道都屬于同一臺(tái)大型的集塵設(shè)備，打磨機(jī)產(chǎn)生的銅粉最后都?xì)w屬于吸塵系統(tǒng)廢料中，與鉆孔其它粉末一起成為廢料。

2 鉆銑工序如何實(shí)現(xiàn)銅粉回收

目前并沒有針對(duì)機(jī)械刷磨披鋒后產(chǎn)生的銅粉做回收先例，這部分銅粉若沒有分離出來，大部分鉆孔粉末回收商在眾多粉末中提煉銅粉，效率并不高，且大量使用水，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。

圖1 披鋒（毛刺）示意圖

2.1 方案一：獨(dú)立集塵

圖2在原有刷磨機(jī)的內(nèi)部添加抽風(fēng)刀口、增加獨(dú)立吸塵設(shè)備，增加吸附面積和吸力可以有效減少粉末的帶出，改善銅粉殘留的問題，有效降低工作環(huán)境顆粒物。在披鋒打磨機(jī)下方增加抽屜式的集塵箱，灰斗與集塵箱連接位置添加濾網(wǎng)，在吸塵機(jī)內(nèi)部也添加兩層插式濾網(wǎng)，濾網(wǎng)可以有效過濾掉部分大顆粒碎屑，篩出顆粒小的混合粉末。

2.2 方案二：分離裝置

見圖3，鉆孔銅粉分離回收裝置[2]，同樣對(duì)打磨機(jī)進(jìn)行小幅度的改良，增加風(fēng)刀和旋風(fēng)分離器，利用集塵系統(tǒng)的吸力將粉塵混合物抽離，通過分離器時(shí)，會(huì)將質(zhì)量較輕的半固化片粉末抽走，銅粉及大塊粉屑掉落，通過濾網(wǎng)過濾后得到銅粉。

2.3 方案三：水洗連線

見圖4，鉆孔使用打磨-水洗連線，可以保證過驗(yàn)孔機(jī)的板子清潔度，避免報(bào)假點(diǎn)等問題 ，提高驗(yàn)孔機(jī)的檢驗(yàn)效率和有效性。另外，經(jīng)過打磨后的增加銅粉回收機(jī)后可以有效回收大部分的銅粉。

水洗連線的銅粉回收設(shè)備技術(shù)已經(jīng)成熟，大部分的線路板企業(yè)使用過，刷輥刷出的廢銅經(jīng)過銅粉回收機(jī)將銅粉進(jìn)行提取回收，有效回收率高達(dá)98%以上。磨板廢水能再生循環(huán)使用，直接將磨板后不含酸堿的工業(yè)污廢水經(jīng)過矽藻土過濾膜，成為純凈的工業(yè)用水，廢水循環(huán)使用率達(dá)95%以上。這樣做可以減少?gòu)U水中的銅粉含量，并將銅粉回收集中處理，循環(huán)用水，節(jié)省用水量，減輕污水處理的負(fù)擔(dān)。

3 機(jī)械鉆孔粉末中的金屬回收

機(jī)械鉆孔是利用鉆頭在高轉(zhuǎn)速和落速情況下，在線路板上鉆出所需的孔，以用于線路板的元件焊接及層與層之間導(dǎo)通。鉆孔下鉆過程中，鉆頭需要穿過的合金鋁蓋板、覆有銅箔的環(huán)氧樹脂板以及木纖維墊板（見圖5），下鉆過程鉆機(jī)主軸夾頭夾著的鉆頭高速旋轉(zhuǎn)將以上物質(zhì)打碎成粉屑，被集塵管道吸走。

圖2 獨(dú)立集塵機(jī)分解圖

圖3 原有集塵系統(tǒng)添加分離器

圖4 鉆孔打磨機(jī)、驗(yàn)孔機(jī)連線

圖5 鉆孔鉆頭與被鉆材料解析圖

當(dāng)非均相體系圍繞一中心軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)物體會(huì)受到離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高，運(yùn)動(dòng)物體所受到的離心力越大。顆粒密度越大，則顆粒將沿離心力的方向而逐漸遠(yuǎn)離中心軸。經(jīng)過一段時(shí)間的離心操作，就可以實(shí)現(xiàn)密度不同物質(zhì)的有效分離，相關(guān)物體密度（見表1）。那么針對(duì)小部分未被打碎的鉆孔粉屑，我們?cè)黾右粋€(gè)粉碎機(jī)連接分級(jí)分離機(jī)（見圖6），分離出的粉末分別去到不同區(qū)域分離排灰口（見圖7），每個(gè)口連接不同的管道，最終獲得不同的4種物質(zhì)粉末。

4 結(jié)論

PCB生產(chǎn)的工序分為干處理和濕處理兩大類，干處理主要在開料、鉆孔、切邊等幾道工序產(chǎn)生板料、鉆孔粉等固體廢棄物，大部分是含銅的有價(jià)廢物。[3]其中，鉆孔粉末中含有大量的金屬成分，到了粉末回收商手里往往需要用大量的水提取出來，過程造成大量的資源浪費(fèi)（運(yùn)輸、水資源、處理設(shè)備電費(fèi)等）。本文僅對(duì)鉆孔與打磨提出在企業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自行回收銅粉的問題，期望能對(duì)行業(yè)在鉆孔粉等固體廢棄物回收方面有所啟迪。

表1 鉆孔粉屑的四類物質(zhì)密度（單位：g/cm3）

圖6 鉆孔粉碎機(jī)及分離機(jī)

圖7 根據(jù)分離顆粒質(zhì)量進(jìn)入不同的分離排灰管