印制电路板钻铣工序金属回收的探讨

许校彬 陈金星

（特创电子科技有限公司，广东 惠州 516000）

随着经济快速发展，资源大量消耗，环境承受着巨大的压力，经济持续发展受到的资源环境“瓶颈”制约越来越明显。因此，大力发展再生资源回收利用产业，成为维持自然资源平衡发展战略的重要组成部分。[1]在印制电路板（PCB）制造业消耗许多资源，有些可以回收再利用。

1 电路板行业钻铣和打磨现状

钻孔、成型作为PCB制程关键工序，钻孔披锋或铣槽披锋（披锋示意图，见图1）是机械加工的一个常见异常，其不仅会在过程造成板面的擦花、刮伤露铜，还可能会造成电镀后孔内铜瘤，严重的甚至导致批量性报废。尤其是背板所用材料，一般会加入填料，铜厚也相对较厚，因此机械加工难度越来越高。钻孔工序加工时对钻头的磨损也在加剧，同时影响着钻头的寿命，当钻头磨损过大时极易产生超高的披锋（毛刺），所有打磨披锋便成了钻孔后不可或缺的工序。目前，PCB厂或钻孔加工厂最多去披锋方式，大多是使用自动磨板机（干磨）取代传统手工打磨，也大幅的提高磨披锋的效率。同时，越来越多的PCB企业针对成型铣板工序的镀铜槽也打磨披锋，甚至根据产品需求还在成型工序配备了披锋打磨机。打磨机切削铜面及孔口披锋会产生大量的铜粉出现，一般企业的打磨机吸尘管道与钻孔吸尘管道都属于同一台大型的集尘设备，打磨机产生的铜粉最后都归属于吸尘系统废料中，与钻孔其它粉末一起成为废料。

2 钻铣工序如何实现铜粉回收

目前并没有针对机械刷磨披锋后产生的铜粉做回收先例，这部分铜粉若没有分离出来，大部分钻孔粉末回收商在众多粉末中提炼铜粉，效率并不高，且大量使用水，导致资源浪费。

图1 披锋（毛刺）示意图

2.1 方案一：独立集尘

图2在原有刷磨机的内部添加抽风刀口、增加独立吸尘设备，增加吸附面积和吸力可以有效减少粉末的带出，改善铜粉残留的问题，有效降低工作环境颗粒物。在披锋打磨机下方增加抽屉式的集尘箱，灰斗与集尘箱连接位置添加滤网，在吸尘机内部也添加两层插式滤网，滤网可以有效过滤掉部分大颗粒碎屑，筛出颗粒小的混合粉末。

2.2 方案二：分离装置

见图3，钻孔铜粉分离回收装置[2]，同样对打磨机进行小幅度的改良，增加风刀和旋风分离器，利用集尘系统的吸力将粉尘混合物抽离，通过分离器时，会将质量较轻的半固化片粉末抽走，铜粉及大块粉屑掉落，通过滤网过滤后得到铜粉。

2.3 方案三：水洗连线

见图4，钻孔使用打磨-水洗连线，可以保证过验孔机的板子清洁度，避免报假点等问题 ，提高验孔机的检验效率和有效性。另外，经过打磨后的增加铜粉回收机后可以有效回收大部分的铜粉。

水洗连线的铜粉回收设备技术已经成熟，大部分的线路板企业使用过，刷辊刷出的废铜经过铜粉回收机将铜粉进行提取回收，有效回收率高达98%以上。磨板废水能再生循环使用，直接将磨板后不含酸碱的工业污废水经过矽藻土过滤膜，成为纯净的工业用水，废水循环使用率达95%以上。这样做可以减少废水中的铜粉含量，并将铜粉回收集中处理，循环用水，节省用水量，减轻污水处理的负担。

3 机械钻孔粉末中的金属回收

机械钻孔是利用钻头在高转速和落速情况下，在线路板上钻出所需的孔，以用于线路板的元件焊接及层与层之间导通。钻孔下钻过程中，钻头需要穿过的合金铝盖板、覆有铜箔的环氧树脂板以及木纤维垫板（见图5），下钻过程钻机主轴夹头夹着的钻头高速旋转将以上物质打碎成粉屑，被集尘管道吸走。

图2 独立集尘机分解图

图3 原有集尘系统添加分离器

图4 钻孔打磨机、验孔机连线

图5 钻孔钻头与被钻材料解析图

当非均相体系围绕一中心轴做旋转运动，运动物体会受到离心力的作用，转速越高，运动物体所受到的离心力越大。颗粒密度越大，则颗粒将沿离心力的方向而逐渐远离中心轴。经过一段时间的离心操作，就可以实现密度不同物质的有效分离，相关物体密度（见表1）。那么针对小部分未被打碎的钻孔粉屑，我们增加一个粉碎机连接分级分离机（见图6），分离出的粉末分别去到不同区域分离排灰口（见图7），每个口连接不同的管道，最终获得不同的4种物质粉末。

4 结论

PCB生产的工序分为干处理和湿处理两大类，干处理主要在开料、钻孔、切边等几道工序产生板料、钻孔粉等固体废弃物，大部分是含铜的有价废物。[3]其中，钻孔粉末中含有大量的金属成分，到了粉末回收商手里往往需要用大量的水提取出来，过程造成大量的资源浪费（运输、水资源、处理设备电费等）。本文仅对钻孔与打磨提出在企业内实现自行回收铜粉的问题，期望能对行业在钻孔粉等固体废弃物回收方面有所启迪。

表1 钻孔粉屑的四类物质密度（单位：g/cm3）

图6 钻孔粉碎机及分离机

图7 根据分离颗粒质量进入不同的分离排灰管