リサイクル

[3201-10-02] 電気パルス粉砕による廃電子基板からのTaコンデンサ剥離機構解明を目的とした静電場解析

^○吉原 彩華¹、大和田 秀二¹、中村 崇² (1. 早稲田大学、2. 東北大学)

司会: 上田高生（産業技術総合研究所）

キーワード：電気パルス粉砕、Taコンデンサ、単体分離、有限要素法、静電場解析

廃小型家電中の電子基板（PCB）上の部品類には，多種類の有価金属が使用されている。著者らはその中でTaに着目し，過去の研究において，電気パルス粉砕（ED）を適用し，廃電子基板からTaコンデンサを剥離するための一段目粉砕，剥離したTaコンデンサ内部のTa焼結体を単体分離するための二段目粉砕，と二段階粉砕を施すことにより，Ta焼結体の89 wt%が単体分離することを明らかにした。また，一段目粉砕においてはほぼ100 %のTaコンデンサがほとんど非破壊で剥離することも確認した。本研究では，一段目粉砕におけるTaコンデンサ剥離機構の解明を目的として，有限要素法静電場解析により高電圧パルスのTaコンデンサ試料への到達点（絶縁破壊開始点）を推定した。具体的には，連続的な電圧印加に伴う水中での試料の移動を模擬した各種位置条件における部品全体の電場分布を求め，最大電場位置を特定した。また，Taコンデンサ中には最大電場となる候補位置が10点存在することを確認し，それらの位置が他の位置に比べてどの程度大きな電場を持つかを，優先度を定義して定量化した。さらに，上記各種位置条件で得られた結果を基に，ED中にTaコンデンサが水中でランダムに移動することを仮定して，高電圧パルスの上記10の候補位置への到達確率を算出した。