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표제지

목차

요지 10

1. 서론 11

1.1. 연구의 배경 11

1.2. 연구의 목표 및 내용 17

2. 이론적 배경 18

2.1. 희소금속 18

2.2. 실장인쇄회로기판(PCBA)의 구성 22

2.3. 실장인쇄회로기판(PCBA) 중 금속의 함유량 평가 23

2.3.1. 다양한 가전기기 PCBA의 금속 함유량 23

2.3.2. 노트북 PCB의 금속 함유량 24

2.3.3. 전자부품의 금속 함유량 24

2.4. 인쇄회로기판의 부품분리 35

2.4.1. 필요성 35

2.4.2. 부품분리의 원리 36

2.4.3. 전자부품의 실장형태 37

2.4.4. 국내외 부품분리 선행연구 38

2.4.5. 문제점 및 해결책 40

3. 부품분리장치 제작 및 실험 방법 45

3.1. 부품분리장비 시작품 45

3.1.1. 부품분리장치의 원리 45

3.1.2. 부품분리장치의 특성 45

3.2. 실험방법 50

3.2.1. 출발원료 50

3.2.2. 부품분리효율 평가 51

3.2.3. 실장형태에 따른 부품분리율 평가 53

3.2.4. 부산물 발생량 평가 53

3.2.5. 부품분리 처리시간 평가 54

4. 결과 및 고찰 56

4.1. 최적조건 도출 56

4.2. 실장형태에 따른 부품분리 특성 평가 61

4.3. 부산물 발생량 평가 65

4.4. 부품분리 처리 시간 평가 66

5. 결론 68

참고문헌 69

ABSTRACT 72

List of Tables

Table 1.1. Classification of various mines. 14

Table 2.1. Rare metals in various electrrnic devices. 21

Table 2.2. Metal contents in PCBA of small electronic appliances. 27

Table 2.3. Metal contents in PCB(ICP). 29

Table 2.4. Metal contents in CPU/GPU(ICP). 30

Table 2.5. Metal ccntents in IC chips(ICP). 31

Table 2.6. Metal contents in capacitors(ICP). 32

Table 2.7. Metal contents in slots/connection parts(ICP). 33

Table 2.8. Metal contents in other parts(ICP). 34

Table 2.9. Connections on printed circuit boards and their description. 43

Table 3.1. Connections on printed circuit boards comparison of some heat transmission methods for desoldering of electronic components. 48

Table 3.2. Connections on printed circuit boards and their possibilities to disassembling. 49

Table 3.3. Various connection types found in notebook PCBA. 55

List of Figures

Fig. 1.1. Material involved in metal production. 15

Fig. 1.2. Number of electrical and electronic products in use in households in Korea. 16

Fig. 2.1. Rare metals in the periodic table. 20

Fig. 2.2. Concept of PCBA, PCB and ECs. 22

Fig. 2.3. Metal price of PCB in small electronic appliances. 28

Fig. 2.4. Photograph of PCB. 29

Fig. 2.5. Photograph of CPU/GPU. 30

Fig. 2.6. Photograph of IC chips. 31

Fig. 2.7. Photographs of capacitors. 32

Fig. 2.8. Photograph of slots. 33

Fig. 2.9. Two difference principles of ECs disassembly 42

Fig. 2.10. Previously developed disassembly apparatus 44

Fig. 3.1. Electronic ccmponents disassembly apparatus used in this study 47

Fig. 4.1. Removal efficiency under various conditions 59

Fig. 4.2. Removal efficiency under various feeding rod rtation speed 60

Fig. 4.3. Removal efficiency under various connection types 62

Fig. 4.4. A sample of electronic components before and after the disassembly process under the optimum condition 63

Fig. 4.5. A sample of laptop printed circuit boards before and after the disassembly process under the optimum condition 64

Fig. 4.6. By-product of disassembly processes 65

Fig. 4.7. Disassembly process time 67

초록보기

 노트북 인쇄회로기판으로부터 유가금속을 회수하기 위해 기판으로부터 부품을 분리할 수 있는 부품분리기를 개발하여 그 성능을 평가하였다. 부품분리기는 IR heater를 이용하여 인쇄회로기판의 기판을 납땜의 용융점 이상의 온도까지 가열시켜 기판 표면의 납땜을 용융시킨 후 steel brush로 표면에 전단방향으로 충격을 주어 부품을 탈리시키는 방식으로 제작되었다. 전체 부품의 무게 중 분리된 부품의 무게의 백분율을 부품분리효율로 정의하여 정량적인 성능을 평가하였다. 그 결과 가열온도 250℃, 노트북 인쇄회로기판 이송속도 0.33 cm/sec일 때 부품분리 효율 약 94%를 달성하였다. 인쇄회로기판의 양면에 실장된 부품 모두 효과적으로 분리되는 것을 확인하였으며, 부품의 종류별로는 SMT, Socket pedestal은 95%이상, TMT는 80%이상, Screwed joint와 rivet은 60-70%의 부품분리효율을 달성하였다. 1장의 인쇄회로기판을 처리하는데 걸리는 평균시간은 약 57 sec이며 평균 처리용량은 약 15 kg/hr인 것으로 평가되었다.

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