Efficient recovery of valuable metals from waste printed circuit boards by microwave pyrolysis

The recycling of waste printed circuit board(WPCBs) is of great significance for saving resources and protecting the environment. In this study, the WPCBs were pyrolyzed by microwave and the contained valuable metals Cu, Sn and Pb were recovered from the pyrolyzed WPCBs. The effect of pyrolysis temperature and time on the recovery efficiency of valuable metals was investigated. Additionally, the characterization for morphology and surface elemental distribution of pyrolysis residues was carried out to investigate the pyrolysis mechanism. The plastic fiber boards turned into black carbides, and they can be easily separated from the metals by manual. The results indicate that 91.2%, 96.1% and 94.4% of Cu, Sn and Pb can be recovered after microwave pyrolysis at 700 °C for 60 minutes. After pyrolysis, about 79.8%(mass)solid products, 11.9%(mass) oil and 8.3%(mass) gas were produced. These gas and oil can be used as fuel and raw materials of organic chemicals, respectively. This process provides an efficient and energy-saving technology for recovering valuable metals from WPCBs.

微波强化嗜酸氧化硫硫杆菌浸出废线路板中铜的条件优化

为提高电子废弃物中金属铜的生物浸出率,用微波强化嗜酸氧化硫硫杆菌(Aidithiobacillus thiooxidan)对废线路板中铜的浸出,采用Plackett-Burman法和Box-Behnken法优化强化浸出条件。Plackett-Burman法表明微波功率、辐照时间和浸出时间能够显著影响废线路板中铜的生物浸出率。最陡爬坡实验确定3因素的中心值为微波功率340 W、辐照时间3.60 min和浸出时间6.80 d。采用Box-Behnken法优化浸铜条件。研究发现,微波功率、浸出时间、微波功率和浸出时间及辐照时间和浸出时间的交互作用对浸铜有显著影响,辐照时间有影响但不显著。模型预测最优条件为微波功率336.10 W、辐照时间3.59 min和浸出时间6.82 d,预测最优浸出率为75.69%。调整微波强化废线路板中铜的生物浸出条件为微波功率336 W、辐照时间3.60 min和浸出时间6.80 d,实际铜浸出率为75.41%±0.76%,与模型预测结果相近。表明所得最优条件真实有效,可用于后续研究。

X频段八波束接收组件的设计与实现

针对X频段多波束有源相控阵系统的高集成、小型化、多波束等需求,设计了一款高集成、小型化的瓦片式八波束接收组件,该组件基于多层印制板技术,纵向实现了众多有源器件以及八套波束合路网络高密度布局,实现了组件的高集成化;针对组件的八波束合成需求,基于Wilkinson功分器的形式设计了一款小型化的高效合路网络,在7.5~9 GHz范围内,其插入损耗小于13 dB,端口间隔离度小于-20 dB,输出驻波比小于1.2,通道间幅相一致性良好;为降低组件内部信号的传输损耗,对组件内部的垂直互联结构进行了建模分析,得到不同结构参数对其传输性能的影响,通过优化结构参数的方法实现信号的低损耗传输;在此基础上对组件进行了加工实现,经测试,在7.5~9 GHz范围内,组件输出通道增益大于18 dB,输出驻波比小于1.5,通道间相位一致性小于±5°,尺寸仅有80 mm×80 mm×7.66 mm。

陶瓷基微波PCB制造工艺性研究

随着现代通信技术的飞速发展,越来越多的微波印制电路板(PCB)的设计和应用选择含有陶瓷粉填充的微波介质基板材料,以满足越来越严苛的设计性能指标,实现微波PCB的可加工性及应用场景可靠性的需求。世界著名的ROGERS公司推出了相对全系列的微波基板解决方案。介绍了2类陶瓷基微波介质材料(硬质陶瓷基板、软质陶瓷基板)的性能指标,在对2类陶瓷基微波介质材料的可加工性进行研究的基础上,阐述了陶瓷基微波介质基板材料的制造工艺流程;同时结合相关制造工序特点,对所采用的工艺技术的有效性进行了较为详细的论述。

缓冲材料对多层印制电路板压合的影响研究

压合是印制电路板(PCB)生产过程中的重要制程之一。测试了不同缓冲材料的缓冲性能,并对比研究了不同缓冲材料的叠板结构对板厚均匀性、涨缩比例、可靠性、填胶的影响。研究结果表明,PacoPads缓冲材料压合叠板,在板厚均匀性、涨缩比例方面表现最好,3 mm高多层PCB的板厚极差在0.2 mm以内,涨缩变化在0.04 mm内;铝片+三合一缓冲材料压合叠板,在填胶方面表现最好,可实现0.8mm节距的球栅阵列(BGA)和50mm×50mm无铜区的有效填胶。研究结果可为解决高多层PCB的板厚均匀性、缺胶等问题提供参考和借鉴。

一种厚铜刚挠结合印制电路板的开发

为适应各种环境下的需求,军用电子设备正朝着小型化、轻量化及高可靠性方向发展。军用大电流产品存在原用线束装配方式占用结构空间大、装配时间长及装配一致性差的问题,可以使用刚挠结合印制电路板(RFPCB)对其大电流线束进行替代。阐述了此类RFPCB的大电流过流仿真设计过程和制造过程中遇到的层压空洞问题的压合工艺攻关过程,提出了一种RFPCB替代大电流线束的技术方案。

共电感电磁带隙结构的电磁干扰抑制性能研究

提出了一种抑制多层印刷电路板(PCB)电源分配网络(PDN)电磁干扰(EMI)的单元组共电感电磁带隙(EBG)结构。该EBG结构是在电源层上蚀刻阵列正八边形EBG单元,在四个相邻八边形EBG单元围成的公共区域内蚀刻出环绕的共享电感,并与四个EBG单元分别连接。研究分析了共电感绕制圈数以及单元尺寸对EBG结构性能的影响。仿真结果表明,该EBG结构可以较好地平衡感性、容性分布,频率禁带宽,EMI隔离性能优越,采用边长10 mm网格单元可在3.59~5.93 GHz、7.35~10 GHz实现噪声隔离度优于-40 dB的禁带性能;而采用边长30 mm的网格单元可在1.08~4.74 GHz的频带内实现噪声隔离度优于-60 dB的禁带性能。实验结果与仿真结果基本吻合。

多层铝基混压印制电路板翘曲控制技术研究

混压铝基印制电路板凭借其卓越的导热性能和机械强度,成为高功率密度和高可靠性应用的首选。然而,由于铝基与FR-4芯板的物性差异,翘曲问题对电路板的后续加工和装配构成了严峻挑战。本文提出了一种基于数据平衡分析,通过在非成型区采用反作用力树脂套板的方法,来有效控制材料形变。通过调整镂空网状树脂套板的镂空度和厚度,合理控制力的大小,从而显著减少拉伸力,降低板翘。优化设计后的多层混压铝基板的翘曲度显著降低,整体平整度和稳定性得到了显著提高,翘曲度合格率得到保障。该优化策略为提升多层混压铝基印制电路板的质量提供了重要参考。

一种埋置铜块PCB制作工艺研究

介绍一种在8层印制电路板(PCB)中埋置长形铜块的制作工艺。埋嵌式多层PCB的制造工艺难度较常规多层PCB更高。通常,针对埋嵌铜块位置的制作难点为需要通过开槽方式、铜块制作、压合叠构等工艺流程优化,以实现铜块位置在垂直方向的居中和水平方向的不偏移,使产品板面平整,满足客户对产品各项指标的要求,同时可显著提高埋铜块PCB的良品率。在此阐述的埋置铜块PCB制造工艺,可解决对埋铜块位置有特殊需求产品的生产技术问题。

微波辐照热解废印刷电路板产物的分析研究

为了减少电子废弃物对环境的危害,实现其资源化回收利用,研究了微波辐照热解废印刷电路板的效果,并采用红外光谱、气相色谱质谱和X荧光光谱等方法对热解产物的组成及性质进行了分析。结果显示:微波热解得到的气体、液体、固体的产率分别为7%～33%、26%～45%、31%～51%,其中气体主要由CO、CO2、H2及有机烃类组成,可燃性气体占70%(体积分数)左右,可作为燃料气加以利用;液体分为水相及油相,经常压蒸馏后得到的120～250℃馏分主要为单酚化合物,苯酚高达50%(质量分数)左右,甲基苯酚和邻甲基苯酚为25%(质量分数)以上,是良好的化工原料;固体中除炭外,还含有许多金属如铅、锡和铜等,可以回收利用。说明微波热解技术处理电子废弃物可实现资源化回收利用。

微波浓缩/离子色谱法测定印刷电路板表面的7种痕量无机阴离子

建立了印刷电路板上7种痕量无机阴离子(F-、NO2-、Cl-、Br-、NO3-、PO34-、SO24-)的微波浓缩/离子色谱测定方法。印刷电路板样品经纯水提取,微波浓缩后,在Ionpac AS23分析柱上,以4.5 mmol/LNa2 CO3+0.8 mmol/L NaHCO3为淋洗液,流速为1.0 mL/min。结果显示,F-、NO 2-、Cl-、Br-、NO 3-、PO34-、SO24-7种无机阴离子在23 min内完成检测,其线性范围分别为20～200、50～500、50～500、100～400、50～500、200～800、50～500μg/L,检出限(S/N=3)为0.5～2.4μg/L,回收率在86%～105%之间,相对标准偏差(RSD)均小于5%。该方法简便快速、灵敏度高、准确性好,可用于印刷电路板中7种无机阴离子的同时测定。

PCB钻床超高速电主轴特点及关键技术分析

基于印刷电路板钻削的特殊性,分析PCB钻床超高速电主轴在钻削超微细孔时遇到的问题;介绍PCB钻床超高速电主轴的技术现状和特点﹑结构和原理;总结PCB钻床超高速电主轴的关键技术点;阐述PCB钻床超高速电主轴的附件和保养等,为印刷电路板行业超高速电主轴的使用提供指导。

微波辅助法降解废弃电路板中非金属粉体的最佳工艺条件

通过微波辅助法降解废弃电路板非金属粉体,采用扫描电镜观察降解程度,并根据单因素实验和正交实验确定出最佳工艺条件为:降解时间8 h,投料比10 g/100 mL,微波功率800 W,反应温度80℃,硝酸浓度40%。采用凝胶色谱仪分析出降解后溶液中有机物分子量主要分布在100～1 000之间,这些有机分子还可通过分馏萃取等手段进一步回收,分离出的玻璃纤维可以用作复合材料的增强剂。

铝衬微波印制板高速铣削的切削力实验研究

铝衬微波印制板作为一种复合材料,其切削机制不同于一般的金属加工。该文通过对Rogers/Duroid(牌号为RT6010)铝衬微波印制板的高速铣削实验,用响应曲面回归分析方法研究了印制板高速铣削过程中切削力的主要影响因素及其规律。切削力回归方程与实验高度符合,运用该回归方程作出的响应曲面有助于合理选择铝衬微波印制板高速铣削加工切削参数。

平面切换对信号传输特性影响的一种分析方法

采用"场"、"路"结合的方法研究了多层印制电路板参考平面的切换对信号完整性的影响.分析了过孔转换结构中返回电流的路径,通过"场"的方法获得两参考平面间的瞬态阻抗.将过孔转换结构等效为二端口网络,推导了基于等效电路拓扑结构的S参数与节点电压的关系,获得S参数的计算公式.计算了5GHz内不同的过孔半径和参考面间距的回波损耗与插入损耗.结果表明:返回电流所受到的阻抗随参考平面间距的减小.而减小信号过孔的半径越小,回波损耗就越小,插入损耗越大,过孔转换结构对信号完整性的影响也越小.计算结果与全波有限元电磁仿真的结果基本吻合.

装挂对微波电路板背面金层厚度及金盐消耗的影响

对比了分别采用平行单挂和双排背对背的装挂方式电镀金时,微波印制电路板背面和正面的金盐消耗与金层厚度。结果表明,电路板背面和正面的金层厚度比(T)与电路板背面和正面的金层面积比(Sr)成反比,电路板背面和正面的金盐消耗比(V)与S_r成正比。双排平行挂具夹点距离为1.5 cm的装挂条件下,相同Sr对应的T和V都小于夹点距离为3.0 cm时的情况。

雷达用多层微波综合背板制造工艺研究

对多种型号雷达用多层微波综合背板材料CLTE-XT进行了性能及特点介绍。创新性运用埋置膜电阻技术、金属化孔制造的反钻孔技术,实现了多层微波综合背板的制造。并对其制造过程中所涉及的层间定位、多层化制造、孔金属化实现等关键技术进行了详细阐述,对此类微波多层背板的制造具有指导意义。

高速铣削铝衬微波印制板时的磨损与刀具耐用度研究

开展了使用TiN涂层刀具对Rogers/Duroid RT6010铝衬微波印制板进行高速铣削加工刀具磨损机理和耐用度的实验研究。使用SEM和能谱观察分析了前刀面和后刀面的磨损形态,结果显示切削铝衬微波印制板刀具主要存在磨料磨损、粘结磨损和扩散磨损等,其中以磨料磨损为主。为保证工件的加工精度,刀具的后刀面磨损带不宜超过40μm。笔者采用正交实验与曲面响应方程相结合的方法,推导了TiN涂层刀具的耐用度模型。研究结果有助于合理选择高速铣削铝衬微波印制板刀具与切削参数。

微波消解ICP-AES测定废弃线路板中金属元素

采用微波消解技术对废弃线路板进行消解,应用全谱直读ICP-AES同时测定其中Ag,Au,Cu,Cr,Pb,Mn,Cd,Ni,Sn和Zn的含量。建立了微波消解法测定废弃线路板中金属元素的方法,测定了分析结果的精密度和方法的检出限和回收率。结果表明:样品分析结果的相对标准偏差小于0.5%,该方法检测限范围为0.59μg/L～5.6μg/L,该方法的加标回收率和精密度分别为95.2%～102.0%和0.11%～0.51%;铜、铅和锌的含量相对较高,其中铜的含量最高,达到28.11%,以下依次是铝、铅、铁和锌。

微波辐射下2-苯基苯并咪唑的合成及应用研究

在微波辐射下,以邻苯二胺和苯甲醛为原料合成得到了2-苯基苯并咪唑。运用正交实验优化了合成反应条件,其最优化工艺条件为:n(邻苯二胺):n(苯甲醛)1:1.3,微波辐射时间5 min,微波功率119 W,产率达66.65%,合成产物经熔点测试、IR、1HNMR表征得到确认。以制备的2-苯基苯并咪唑为主要成为配置成印制电路板用的水性予焊剂,通过应用试验表明,该予焊剂能有效防止铜表面氧化,并具有极佳的可焊性。