特開 2023-105934 Ｓｎを含むはんだの回収方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023105934

(43)【公開日】2023-08-01

(54)【発明の名称】Ｓｎを含むはんだの回収方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 25/06 20060101AFI20230725BHJP

   C22B 7/00 20060101ALI20230725BHJP

   B09B 5/00 20060101ALI20230725BHJP

【ＦＩ】

C22B25/06

C22B7/00 F

B09B5/00 Z ZAB

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022006969

(22)【出願日】2022-01-20

(71)【出願人】

【識別番号】000224798

【氏名又は名称】ＤＯＷＡホールディングス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504409543

【氏名又は名称】国立大学法人秋田大学

(74)【代理人】

【識別番号】100107548

【弁理士】

【氏名又は名称】大川 浩一

(72)【発明者】

【氏名】上田 早紀

(72)【発明者】

【氏名】川村 茂

(72)【発明者】

【氏名】柴山 敦

(72)【発明者】

【氏名】中川原 聡

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 宏満

【テーマコード（参考）】

4D004

4K001

【Ｆターム（参考）】

4D004AA24

4D004BA05

4D004CA29

4D004CB31

4D004CC11

4D004DA03

4D004DA06

4D004DA10

4K001AA24

4K001BA22

4K001CA02

4K001CA09

4K001DA05

(57)【要約】

【課題】Ｓｎを含むはんだにより部品がはんだ付けされた基板からＳｎを含むはんだを安価且つ効率的に回収することができる、Ｓｎを含むはんだの回収方法を提供する。
【解決手段】Ｓｎを含むはんだにより部品がはんだ付けされた基板から部品を除去した後、基板を（ＰｂとＳｎの含有量（質量％）の比がＰｂ：Ｓｎ＝１０～９０：９０～１０である）Ｐｂ－Ｓｎ合金の溶湯（温度１９０～３２０℃）に浸漬することにより、Ｓｎを含むはんだをＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯中に回収する。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｓｎを含むはんだにより部品がはんだ付けされた基板から部品を除去した後、基板をＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯に浸漬することにより、Ｓｎを含むはんだをＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯中に回収することを特徴とする、Ｓｎを含むはんだの回収方法。

【請求項2】

前記Ｐｂ－Ｓｎ合金中のＰｂとＳｎの含有量（質量％）の比がＰｂ：Ｓｎ＝１０～９０：９０～１０であることを特徴とする、請求項１に記載のＳｎを含むはんだの回収方法。

【請求項3】

前記Ｐｂ－Ｓｎ合金の溶湯の温度が１９０～３２０℃であることを特徴とする、請求項１または２に記載のＳｎを含むはんだの回収方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｓｎを含むはんだの回収方法に関し、特に、Ｓｎを含むはんだにより電子部品などの部品がはんだ付けされた電子基板などの基板からＳｎを含むはんだを回収する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電子部品が基板上に搭載された電子基板では、電子部品がはんだにより基板上に固定されており、電子部品の固定に使用するはんだとして、近年、人体や環境などへの負荷を考慮して、従来の（Ｐｂ－Ｓｎ系合金などからなる共晶はんだなどの）鉛を含むはんだから（鉛を含まない）鉛フリーはんだへの移行がなされている。

【0003】

このような鉛フリーはんだとして、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｚｎ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｉｎ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ｚｎ－Ａｌ系などの鉛フリーはんだがあり、電子基板中のＳｎ含有量が増加する傾向にある。

【0004】

そのため、廃電子基板から貴金属などの種々の金属を効率的に回収するために、廃電子基板を銅精錬炉などの精錬炉で処理する前に、予めＳｎを含むはんだを回収することが望まれており、廃電子基板からはんだを回収する方法として、溶剤を用いて廃電子基板からはんだを化学的に溶解させる方法（例えば、特許文献１照）が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－５０８６５８号公報（段落番号００３２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１の方法によりはんだを回収すると、溶剤を用いてはんだを化学的に溶解させるために長時間を要し、また、廃液処理などにより回収コストが増大して、効率的にはんだを回収することができない。また、溶剤で浸出中にはんだのＳｎ相の表面に酸化物が形成され、浸出率が低下して、はんだの回収率が低下する。

【0007】

したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、Ｓｎを含むはんだにより部品がはんだ付けされた基板からＳｎを含むはんだを安価に且つ効率的に回収することができる、Ｓｎを含むはんだの回収方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、Ｓｎを含むはんだにより部品がはんだ付けされた基板から部品を除去した後、基板をＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯に浸漬することにより、Ｓｎを含むはんだをＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯中に回収すれば、Ｓｎを含むはんだにより部品がはんだ付けされた基板からＳｎを含むはんだを安価に且つ効率的に回収することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0009】

すなわち、本発明によるＳｎを含むはんだの回収方法は、Ｓｎを含むはんだにより部品がはんだ付けされた基板から部品を除去した後、基板をＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯に浸漬することにより、Ｓｎを含むはんだをＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯中に回収することを特徴とする。

【0010】

このＳｎを含むはんだの回収方法において、Ｐｂ－Ｓｎ合金中のＰｂとＳｎの含有量（質量％）の比がＰｂ：Ｓｎ＝１０～９０：９０～１０であるのが好ましく、Ｐｂ－Ｓｎ合金の溶湯の温度が１９０～３２０℃であるのが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、Ｓｎを含むはんだにより部品がはんだ付けされた基板からＳｎを含むはんだを安価に且つ効率的に回収することができる。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明によるＳｎを含むはんだの回収方法の実施の形態では、Ｓｎを含むはんだにより部品がはんだ付けされた基板から部品を除去した後、基板をＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯に浸漬することにより、Ｓｎを含むはんだをＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯中に回収する。このように基板をＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯に浸漬することにより、基板中のＳｎがＰｂ－Ｓｎ合金として溶湯中に短時間で吸収され、Ｓｎを含むはんだの回収率を飛躍的に向上させることができる。

【0013】

このＳｎを含むはんだの回収方法において、Ｐｂ－Ｓｎ合金中のＰｂとＳｎの含有量（質量％）の比は、Ｐｂ：Ｓｎ＝１０～９０：９０～１０であるのが好ましく、Ｐｂ：Ｓｎ＝３０～７０：７０～３０であるのがさらに好ましく、Ｐｂ：Ｓｎ＝４０～６０：６０～４０であるのが最も好ましい。また、Ｐｂ－Ｓｎ合金の溶湯の温度は、１９０～３２０℃であるのが好ましく、２００～３００℃であるのがさらに好ましく、２３０～２７０℃であるのが最も好ましい。このような低温の溶湯を使用することができるため、メタルポンプを使用することもできる。なお、Ｐｂ－Ｓｎ合金の溶湯に代えて、Ｐｂ溶湯（Ｐｂを１００質量％含む溶湯）を使用することも理論的には可能であるが、基板がガラスエポキシ基板である場合には、Ｐｂの融点で熱分解反応が起こり、大気雰囲気中では燃焼することもあるため、Ｐｂ溶湯を使用するのは好ましくない。

【0014】

Ｐｂ－Ｓｎ合金の溶湯への浸漬は、Ｐｂ－Ｓｎ合金を黒鉛坩堝に入れて１９０～３２０℃に加熱して得られた溶湯中に、基板を入れた（ステンレス網などの）かごを１０～６０分間、好ましくは１５～３０分間浸漬する操作を繰り返すことによって行うことができる。この浸漬後のＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯は、鉛精錬の原料として使用することができる。また、この浸漬後のＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯を循環して浸漬に使用することによりＳｎ含有量を増大させた後に、Ｓｎを回収して精製することもできる。

【0015】

また、上記のＳｎを含むはんだの回収方法において、基板から部品を除去した後、基板をＰｂ－Ｓｎ合金の溶湯に浸漬する前に、基板を加熱して振動させるのが好ましい。この加熱の温度が２５０～３００℃であるのが好ましく、振動を３０～１００Ｈｚで行うのが好ましい。また、基板のはんだ付けされた面が、水平方向に延び且つ鉛直方向の下向きになるときの基板の傾きの角度を０°とし、鉛直方向に延びるときの基板の角度を９０°とすると、基板を加熱して振動させる際に、基板を０～９０°の角度になるように配置するのが好ましい。

【実施例0016】

以下、本発明によるＳｎを含むはんだの回収方法の実施例について詳細に説明する。

【0017】

［実施例１］
まず、Ｓｎを含むはんだにより電子部品がはんだ付けされたガラスエポキシ基板を用意し、この基板から電子部品を除去した。この電子部品を除去したガラスエポキシ基板について、重量を測定し、蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、重量は４０４．０３ｇであり、８６ｇ（２１質量％）のＳｎと８１ｇ（２０質量％）のＣｕを含有していた。

【0018】

また、Ｐｂ－Ｓｎ合金を用意し、その重量を測定し、蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、重量は２６３０ｇであり、１３１１ｇ（４９．８４質量％）のＳｎと１２８２ｇ（４８．７４５質量％）のＰｂを含有していた。

【0019】

このＰｂ－Ｓｎ合金を黒鉛坩堝に入れて２５０℃に加熱して得られた溶湯中に、上記の電子部品を除去したガラスエポキシ基板を入れたステンレス網のかごを２０分間浸漬した。

【0020】

この浸漬後のＰｂ－Ｓｎ合金について、重量を測定し、蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、重量は２５３０ｇであり、１３９７ｇ（５５．２０質量％）のＳｎと６ｇ（０．２５質量％）のＣｕを含有していた。

【0021】

この結果から、浸漬後のＰｂ－Ｓｎ合金中のＳｎの含有量が５．３６質量％（＝５５．２０質量％－４９．８４質量％）上昇していることがわかる。

【0022】

［実施例２］
まず、Ｓｎを含むはんだにより電子部品がはんだ付けされたガラスエポキシ基板を用意し、この基板から電子部品を除去した。この電子部品を除去したガラスエポキシ基板について、重量を測定し、蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、重量は４０６．７２ｇであり、４３ｇ（１１質量％）のＳｎと８１ｇ（２０質量％）のＣｕを含有していた。

【0023】

また、Ｐｂ－Ｓｎ合金を用意し、その重量を測定し、蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、重量は２６３０ｇであり、１３７９ｇ（５２．４３質量％）のＳｎと１１６５ｇ（４４．２９質量％）のＰｂを含有していた。

【0024】

このＰｂ－Ｓｎ合金を黒鉛坩堝に入れて２５０℃に加熱して得られた溶湯中に、上記の電子部品を除去したガラスエポキシ基板を入れたかごを２０分間浸漬した。

【0025】

この浸漬後のＰｂ－Ｓｎ合金について、重量を測定し、蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、重量は２５３０ｇであり、１４２２ｇ（５６．２１質量％）のＳｎと５ｇ（０．２１質量％）のＣｕを含有していた。

【0026】

この結果から、浸漬後のＰｂ－Ｓｎ合金中のＳｎの含有量が３．７８質量％（＝５６．２１質量％－５２．４３質量％）上昇していることがわかる。

【0027】

［実施例３］
実施例１と同様のＰｂ－Ｓｎ合金を黒鉛坩堝に入れて２５０℃に加熱して得られた溶湯中に、実施例１と同様の電子部品を除去したガラスエポキシ基板を入れたかごを１分間浸漬した後、３分間浸漬した後、５分間浸出した後に、基板から抜けたはんだの数（基板に空いた穴の数）を数えて、はんだの回収率（％）（＝（基板から抜けたはんだの数）×１００／（浸出前の基板上のはんだの数）を産出したところ、１分間浸漬した基板では、浸出前の基板上のはんだの数が９０個、基板から抜けたはんだの数が７８個、はんだの回収率が８６．７％であり、３分間浸漬した基板では、浸出前の基板上のはんだの数が１０１個、基板から抜けたはんだの数が８１個、はんだの回収率が８０．２％であり、５分間浸漬した基板では、浸出前の基板上のはんだの数が１８０個、基板から抜けたはんだの数が１５７個、はんだの回収率が８７．２％であった。

【0028】

この結果から、浸出時間が非常に短時間（１～５分間）でも、非常に高い回収率（８０％以上）ではんだを回収することができることがわかる。

【産業上の利用可能性】

【0029】

本発明によるＳｎを含むはんだの回収方法は、Ｓｎを含むはんだにより電子部品などの部品がはんだ付けされた電子基板などの基板からＳｎを含むはんだを回収する方法として使用することができる。