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    • 专利摘要:
    一種電子零件廢棄物之回收及利用方法，包含以下步驟：研磨該電子零件廢棄物以得到一電子零件粉末、根據一特性試驗程序試驗該電子零件粉末之物理化學性質、根據一骨材製作程序製作一骨材、根據一第一品質試驗程序以得到一組骨材品質資料、根據一基本力學及化學試驗成本分析以判定該骨材品質資料是否符合一品質檢驗準則、根據該基本力學及化學試驗成本分析結果產生一組骨材特性資訊、根據該骨材特性資訊製作一種混凝土、根據一第二品質試驗程序以得到一組混凝土品質資料，及根據該組混凝土特性資訊進行成本分析以得到一建材成本預估值。
    公开号:TW201311370A
    申请号:TW100132803
    申请日:2011-09-13
    公开日:2013-03-16
    发明作者:Tzong-Yu Su
    申请人:Tzong-Yu Su；
    IPC主号:Y02W30-00
    专利说明:
    電子零件廢棄物之回收及利用方法
    本發明是有關於一種電子零件廢棄物之回收及利用方法，特別是指一種電子零件廢棄物回收後再利用製成各式骨材之方法。
    隨著電子產品的技術不斷演進，造就半導體產業的蓬勃發展，而每一電子產品內的半導體元件隨著設計技術及製程技術的進步，而日趨輕薄短小，因此，在半導體封裝技術上面臨相當多的挑戰，例如：導線架的設計日益複雜、封裝材料的選用、封裝製程中導線數目的密度日益增加等等，由於一般封裝材料的原料主要是由環氧樹脂(Epoxy)及無機性的Silica添加劑所構成，因此當封裝材料經過成型固化收縮和熱收縮處理時，產生對應的熱硬利將會使得封裝材料發生強度下降、老化裂開、封裝裂紋、空洞、鈍化、離層等各種缺陷，這些具有缺陷的封裝材料即為電子零件廢棄物。
    現今對於電子零件廢棄物回收之後，大多是以固化中間處理以及獨立掩埋作為主要的處理方法，因此並沒有經過適當的處理以有效將電子零件廢棄物中可利用之物質回收再利用，在現今注重環保回收的觀念下，這是相當浪費不環保的，因此如何有效處理電子零件廢棄物，以增加其回收再利用的價值，是相當重要的議題之一。
    因此，本發明之目的，即在提供一種電子零件廢棄物之回收及利用方法，適用於取得一電子廢棄物，其包含以下步驟：研磨該電子零件廢棄物，以得到一電子零件粉末；根據一特性試驗程序，以試驗該電子零件粉末之物理性質與化學性質；根據一骨材製作程序，製作一骨材；根據一第一品質試驗程序，以得到一組骨材品質資料；根據一基本力學及化學試驗成本分析，以判定該骨材品質資訊是否符合一品質檢驗準則，若否，則重新執行骨材製作程序，以製作新的骨材；根據該基本力學及化學試驗成本分析結果，產生一組骨材特性資訊；根據該骨材特性資訊，製作一種混凝土；根據一第二品質試驗程序，以得到一組混凝土品質資料；及根據得到之該組混凝土特性資訊進行成本分析，以得到一建材成本預估值。
    有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
    在說明本發明主要內容之前，先說明一般電子零件廢棄物之材料特性如下：參閱圖1，由晶相圖可觀察到處理後的電子零件廢棄物為球狀、塊狀等晶粒以不規則堆疊組合而成，因此這些晶粒經過回收研磨後，可用以製作成不同粗細的電子零件廢棄物骨材(以下皆簡稱為骨材)使用。
    而一般來說，骨材依製造方法不同可分為以下三種：
    一、造粒型骨材：將該等電子零件廢棄物將由壓碎、脫水、研磨等處理程序之後，形成粉狀的晶粒，然後經由加水潤溼後利用造粒裝置造粒，而在造粒後依據聚結(Agglomeration)及硬化(Hardening)機制的不同，可再分為兩類：1.　燒結型：將造粒後之骨材送進旋轉窯中進行燒結程序，使得骨材顆粒膨脹後冷卻再篩分而成；及2.　冷結法：將造粒後之骨材在常溫下進行冷結程序，或以常壓蒸汽及高壓蒸汽蒸結而成。
    二、非造粒型骨材：將該等電子零件廢棄物之晶粒經由粗碎程序處理後，以標準篩調整顆粒大小，使其通過預熱機後進入旋轉窯內燒成，再利用熱交換機冷已燒成之晶粒，最後經由利度調整程序後完成之；及
    三、破碎型骨材：將未經壓碎程序處理之電子零件廢棄物，以乾燥狀態置入旋轉窯進行燒結，以得到大塊狀之發泡燒結料，然後再經由壓碎、調整粒度大小等程序完成製作。
    參閱圖2，本發明之一較佳實施例，適用於取得一電子零件廢棄物，其包含以下步驟：步驟11是研磨該電子零件廢棄物，以得到一電子零件粉末；步驟12是根據一特性試驗程序，以試驗該電子零件粉末之物理性質與化學性質，其中，該特性試驗程序包括：
    (1)電子零件粉末之含水率、比重試驗；
    (2)電子零件粉末之液限、塑限、塑性指數；
    (3)電子零件粉末之土壤分類；
    (4)萊利(C.M.Riley)膨脹性黏土化學成分範圍判別；
    (5)X光繞射分析(XRD)及螢光分析(XRF)；
    (6)熱重分析(TG)及熱傳導分析(DTG)；
    (7)掃描式電子顯微鏡(SEM)晶相分析；
    (8)毒性溶出(TCLP)試驗分析；及
    (9)王水消化試驗分析。
    步驟13是骨材製作程序，包括：
    (1)依照下列條件進行試伴配比：
    ●　電子零件粉末含量為0%~100%；
    ●　水泥含量為0%~50%；
    ●　飛灰含量為0%~75%；及
    ●　水淬爐石粉含量為0%~75%。
    (2)將電子零件粉末、水泥、飛灰、水淬爐石粉加入適當水量進行混合攪拌後，經由滾動造粒成粒徑大小不等之球型骨材。
    步驟14是根據一第一品質試驗程序，以得到一組骨材品質資料，其中，該第一品質試驗程序包括：
    (1)骨材之料粒級配；
    (2)骨材之堆積密度；
    (3)骨材之比重、吸水率；
    (4)骨材之磨損率；
    (5)骨材之抗壓強度(例如：浸水養治7天、28天、56天等不同時間的抗壓試驗)；
    (6)X光繞射分析及螢光分析；
    (7)熱重分析及熱傳導分析；
    (8)掃描式電子顯微鏡晶相分析；
    (9)毒性溶出試驗分析；及
    (10)王水消化試驗。
    步驟15是根據一基本力學及化學試驗成本分析，以判定該骨材對波速、抗壓強度、加州承載力試驗值(CBR)的影響，以及該骨材添加量對晶相生長形狀、堆疊方式、孔隙分布的影響，是否符合一品質檢驗準則，若是，執行步驟16，若否，則跳至步驟13以重新製作骨材，其中，該品質檢驗準則是一混凝土國家標準規範(CNS)及一美國材料試驗協會標準(ASTM)；步驟16是當該骨材符合一品質檢驗準則時，根據該基本力學及化學試驗成本分析結果，產生一組骨材特性資訊，該組骨材特性資訊具有如下資訊：
    (1)建立一骨材產製技術資訊；
    (2)建立一骨材試驗方法資訊；
    (3)建立一骨材級配檢驗資訊；
    (4)建立一骨材分級及品質要求資訊；及
    (5)建立一骨材品質驗證資訊。
    步驟17是根據步驟16得到之骨材特性資訊，製作出不同種類之混凝土，其包括下列三種態樣：
    A.　一般混凝土製作：
    一般混凝土製作細節如下：
    (1)膠結料採用水泥、水淬爐石粉、飛灰等；
    (2)水膠比設定為0.28、0.32、0.36、0.40、0.44及0.48等；
    (3)依黃氏混凝土緻密配比之理論，計算試伴配比知相關參數如下：
    ●　電子零件廢棄物粗、細骨材單位用量；
    ●　飛灰單位用量；
    ●　水淬爐石粉單位用量；
    ●　水泥單位用量；及
    ●　拌合水泥單位用量。
    (4)養治28天後目標強度設定為400~600kgf/cm2以上，進行混凝土配比計算及拌合，依黃氏混凝土緻密配比理論、混凝土條件及材料性質，分別計算細骨材、飛灰、粗骨材、水泥、水淬爐石粉及水等材料之單位用量，製作直徑10cm、高度20cm混凝土試體，並將試體養治7天、28天、56天，進行超音波檢測、抗壓試驗、加州承載力試驗值試驗、掃描式電子顯微鏡觀察。
    (5)製作直徑為10cm、高度為20cm之抗壓試體；及
    (6)該抗壓試體分別於養治7天、28天、56天時，進行骨材抗壓試驗、骨材超音波試驗，及掃描式電子顯微鏡觀察晶相。
    B.　多功能再生混凝土(MRC)/控制性低強度材料(CLSM)製作：
    多功能再生混凝土/控制性低強度材料製作細節如下：
    (1)膠結料採用水泥、水淬爐石粉、飛灰等；
    (2)水膠比設定為2.0、2.2及2.4等；
    (3)目標強度設定：澆置後4小時後設定為3~7kgf/cm2以上，以及養治28天後強度設定為20~70kgf/cm2以上；
    (4)添加早強劑(即水玻璃)：可分為有添加水玻璃和無添加水玻璃等兩種情形；
    (5)製作一直徑5cm、高度10cm的單軸及超音波試體；
    (6)製作一直徑15cm、高度11.7cm的加州承載力試驗值試體；及
    (7)該等試體分別於養治4小時、7天、28天時，進行骨材超音波檢測、骨材抗壓試驗、骨材加州承載力試驗值試驗、掃描式電子顯微鏡觀察晶相。
    C.　透水磚製作：
    透水磚之製作細節如下：
    (1)膠結料採用水泥、水淬爐石粉、飛灰等；
    (2)水膠比採用0.2、0.24、0.28及0.32等四種；
    (3)目標強度設定為500~600kgf/cm2；
    (4)依黃氏混凝土緻密配比之理論，計算試伴配比知相關參數如下：
    ●　電子零件廢棄物粗、細骨材單位用量；
    ●　飛灰單位用量；
    ●　水淬爐石粉單位用量；
    ●　水泥單位用量；及
    ●　拌合水泥單位用量。
    (5)製作直徑為10cm、高度為20cm之抗壓試體；及
    (6)該抗壓試體分別於養治7天、28天、56天時，進行骨材抗壓試驗、骨材超音波試驗，及掃描式電子顯微鏡觀察晶相。
    步驟18是根據一第二品質試驗程序，以得到一組混凝土品質資料，其中該第二品質試驗程序之試驗內容與該第一品質試驗程序相同，在此不再贅述；步驟19是產生一組混凝土特性資訊，該組混凝土特性資訊具有以下資訊：
    (1)建立一骨材作為一般混凝土、多功能再生混凝土/控制性低強度材料、透水磚的性能指標、施工技術及試驗方法資訊；
    (2)建立一骨材作為一般混凝土、多功能再生混凝土/控制性低強度材料、透水磚的配比設計工程品質資訊；
    (3)建立一骨材作為一般混凝土、多功能再生混凝土/控制性低強度材料、透水磚的配比設計環境品質資訊；及
    (4)建立一骨材作為一般混凝土、多功能再生混凝土/控制性低強度材料、透水磚的配比技術轉移資訊。
    步驟10是根據步驟19得到之該組混凝土特性資訊進行成本分析，以得到一建材成本預估值。
    本發明可以將電子零件廢棄物經由適當處理之後，與水泥、飛灰、水淬爐石粉、水混伴之後，經滾動、造粒成粒徑大小不等之粗、細骨材，而該等骨材經由不同配比設計，製作混凝土試體、土壤圓柱試體、透水磚試體等，並浸水養治再經基本力學試驗及成本分析後，以作為綠建材使用。
    此外，現今對於電子零件廢棄物回收及利用之成本分析，是相當不容易的，原因包括產源不穩定性、廢棄物質量變異性、產品市場之隱藏與閉塞、收集轉運之暢通性不足等等之問題，然而在本較佳實施例中，成本分析是可以作到的，參閱表2，舉例來說：

    以電子零件廢棄物之回收材料而言，其粗細骨材施作步驟、需求空間及需求機具如圖3所示。
    就需求空間而言，包括需要電子零件廢棄物存放空間、及研磨空間，存放電子零件廢棄物粉末儲藏倉庫，及混伴滾動造粒空間，存放粗細骨材儲存倉庫等。就需求機具設備而言，包括研磨機、滾動造粒機、挖土機等，因此可以將上述的成本經由表2估算出來。
    綜上所述，本發明可以有效處理該電子零件廢棄物，以產生一再生混凝土(如：一般混凝土、多功能再生混凝土/控制性低強度材料，或一透水磚)，作為具有環保特性之綠建材使用，同時，亦可建立電子零件廢棄物回收材料產製技術、品質要求及試驗方法，探討電子零件廢棄物回收材料的工程及環境品質特性，其次亦可建立電子零件廢棄物骨材製成一般混凝土、多功能再生混凝土/控制性低強度材料，或一透水磚等試驗方法及品質檢驗準則，以作為後續相關再生建材的驗證方法與品質驗證準則，供供業界設計與施工參考。
    惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
    11~10．．．步驟
    圖1是一電子零組件廢棄物之晶相圖；
    圖2是本發明之電子零件廢棄物回收及利用方法之流程圖；及
    圖3是本發明之施作步驟、需求空間，及需求機具之流程圖。
    11~10．．．步驟
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] 一種電子零件廢棄物之回收及利用方法，適用於取得一電子廢棄物，其包含以下步驟：研磨該電子零件廢棄物，以得到一電子零件粉末；根據一特性試驗程序，以試驗該電子零件粉末之物理性質與化學性質；根據一骨材製作程序，製作一骨材；根據一第一品質試驗程序，以得到一組骨材品質資料；根據一基本力學及化學試驗成本分析，以判定該骨材品質資訊是否符合一品質檢驗準則，若否，則重新執行骨材製作程序，以製作新的骨材；根據該基本力學及化學試驗成本分析結果，產生一組骨材特性資訊；根據該骨材特性資訊，製作一種混凝土；根據一第二品質試驗程序，以得到一組混凝土品質資料；及根據得到之該組混凝土特性資訊進行成本分析，以得到一建材成本預估值。
    [2] 依據申請專利範圍第1項所述之電子零件廢棄物之回收及利用方法，其中，該種混凝土為一個一般混凝土或一多功能再生混凝土或一控制性低強度材料或一透水磚。
    [3] 依據申請專利範圍第1項所述之電子零件廢棄物之回收及利用方法，其中，該第一品質試驗程序包括：一骨材之料粒級配、一骨材之堆積密度、一骨材之比重、一骨材之吸水率、一骨材之磨損率及一骨材之抗壓強度。
    [4] 依據申請專利範圍第1項所述之電子零件廢棄物之回收及利用方法，其中，該第一品質試驗程序包括：一X光繞射分析及螢光分析、一熱重分析及熱傳導分析、一掃描式電子顯微鏡晶相分析、一毒性溶出試驗分析，及一王水消化試驗。
    [5] 依據申請專利範圍第1項所述之電子零件廢棄物之回收及利用方法，其中，該特性試驗程序包括：一電子零件粉末之含水率及比重試驗、一電子零件粉末之液限、塑限、塑性指數、一電子零件粉末之土壤分類、一萊利膨脹性黏土化學成分範圍判別。
    [6] 依據申請專利範圍第1項所述之電子零件廢棄物之回收及利用方法，其中，該特性試驗程序包括：一X光繞射分析及螢光分析、一熱重分析及熱傳導分析、一掃描式電子顯微鏡晶相分析、一毒性溶出試驗分析，及一王水消化試驗分析。
    [7] 依據申請專利範圍第1項所述之電子零件廢棄物之回收及利用方法，其中，該組骨材特性資訊包括：一骨材產製技術資訊、一骨材試驗方法資訊、一骨材級配檢驗資訊、一骨材分級及品質要求資訊，及一骨材品質驗證資訊。
    [8] 依據申請專利範圍第1項所述之電子零件廢棄物之回收及利用方法，其中，該組混凝土特性資訊包括：一骨材作為一般混凝土、多功能再生混凝土或控制性低強度材料、透水磚的性能指標、施工技術及試驗方法資訊、一骨材作為一般混凝土、多功能再生混凝土或控制性低強度材料、透水磚的配比設計工程品質資訊、一骨材作為一般混凝土、多功能再生混凝土或控制性低強度材料、透水磚的配比設計環境品質資訊，及一骨材作為一般混凝土、多功能再生混凝土或控制性低強度材料、透水磚的配比技術轉移資訊。
    [9] 依據申請專利範圍第1項所述之電子零件廢棄物之回收及利用方法，其中，該品質檢驗準則是一混凝土國家標準規範及一美國材料試驗協會標準。
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