废弃印刷电路板

废弃印刷电路板（精选9篇）

废弃印刷电路板 第1篇

1 热解实验装置

实验样品选取深圳恩达科技有限公司生产的FR4型和Teflon型印刷线路板。FR4型线路板是目前使用最多的一类印刷线路板,Teflon印刷线路板是一种很有潜力的印刷板[12]。

图1为固定床热解装置示意图。实验电阻炉采用天津市天骄实验电炉厂生产的型号SX3-4-10的带程序温控的电阻炉。装置6、7实现热解产物的收集;装置10是青岛电度表厂生产的单相电度表,测量精度0.1 kWh,设置的目的是获得线路板热解能耗分析数据。研究表明:FR4线路板热解温区为300～400℃[13],Teflon板热解温区为500～600℃[14]。因此对于两种板型的线路板实验步骤分别为:

(1)将约39.67 g的FR4板放入热解炉进行热解实验,电阻炉程序控制温度设置为两段:1→2,程序升温段,初始温度20℃,终温500℃,升温时间48 min;2→3,恒温段,保持500℃恒温30 min。记录试验前后电表读数。试验结束,将固体产物取出,清洁热解炉反应器后将反应器放入电阻炉内进行空烧,电阻炉程序控制温度设置条件同上。记录试验前后电表读数。

(2)将约88.62 g的Teflon板放入热解炉,进行热解实验,电阻炉程序控制温度设置为两段:1→2,程序升温段,初始温度30℃,终温700℃,升温时间67 min;2→3,恒温段,保持700℃恒温30 min。记录试验前后电表读数。热解试验结束,将固体产物取出,清洁热解炉反应器后将反应器放入电阻炉内进行空烧,电阻炉程序温控设置条件同上。记录实验前后电表读数。

1-电阻炉;2-热解炉;3-热电偶;4-温度控制和采集系统;5-冷凝套管;6-液体收集瓶;7-气体收集袋;8-阀1;9-阀2;10-电表

2 热解能耗分析

将放试样前的电表读数记为P1,设定温度控制系统进行线路板热解试验后电表读数记为P2,线路板热解过程的总能耗记为Qa,则Qa包括三部分

Qa=Q1+Q2+Q3 (1)

式中 Qa——总能耗/kJ,Qa=3 600(P2-P1);

Q1——线路板热解反应热,物料发生热解反应过程中吸收的热量/kJ;

Q2——热解反应系统的热容/kJ;

Q3——电阻炉散热损失/kJ。

2.1 电阻炉散热损失Q3

电阻炉散热损失是随系统的温度变化而变化的。当空烧炉子时,加热炉子至某一温度下,使炉温保持此温度恒定。当达到此温度初始时刻,由于炉子的热容作用,需要吸收大量热量,这时电阻炉的电压表、电流表指针均出现较大波动。待一定时间后,系统与外界达到了热平衡,电压表和电流表指针仅有微小波动甚至不动。此时,电阻炉的耗电量就是此温度下电阻炉保持炉膛恒温所消耗的能量即散热损失,通过电表的读数就可以得到电阻炉此温度下的热损失。从200～800℃,每隔100℃取一个测点计算瞬时散热损失。由于篇幅所限,仅给出400～800℃温度下的瞬时散热损失随时间变化规律,如图2～图6所示。

由图2～图6可知,电阻炉设定不同温度,瞬时散热损失值基本保持在某一数值范围内上下微小波动。随着设定温度的上升,瞬时散热损失也越来越大。400℃时,平均热损失仅为352.90 W,而800℃达到了609.52 W。对所测散热平均损失数据与炉温关系进行曲线多项式拟合,拟合结果表明散热损失值与温度曲线接近一条直线,拟合等式

W3=0.0015T-0.1587 (2)

式中 T——电阻炉设定炉温/℃;

W3——瞬时散热损失/kW。

2.2 热解反应系统热容Q2和热解反应热Q1的计算

热解系统装置的热容和热解反应热也是随温度变化的物理量,很难通过实验手段测量得到。本研究采用差减法计算热解反应热和热解反应系统热容。

(1)热解反应热Q1

Q1=Qa-Qb (3)

式中 Q1——热解反应热/kJ;

Qa——可以通过固定床实验装置中的电表测量数据差值获得/kJ;

Qb——在相同的温度控制设置条件下,热解系统装置未加实验样品空烧所耗能量/kJ,Qb=Q2+Q3,此项数值也可通过固定床实验装置中的电表测量差值获得。

(2)热解系统装置的热容Q2

虽然热解系统热容很难通过实验测得,但是可通过以下等式计算得到

Q2=Qb-Q3 (4)

式中 Q3——散热损失/kJ。

假设电阻炉程序温度控制设计为两段温度段:

①1→2,升温段,初温温度T0,初始时刻undefined终温Te,终温时刻tm;

②2→3,保温段,温度升到Te后,系统保温时间tk。

在升温段温度与时间的关系式

undefined (5)

式中 β′——电阻炉平均升温速率/℃·min-1。

电阻炉散热损失

undefined

3 FR4线路板热解油气热值分析

通过固定床热解实验装置,FR4线路板热解产生71.60%的固体产物,18.23%的热解油,10.71%的热解气[15]。热解油采用氧弹式量热仪检测其热值,热解气体产物的热值通过各种气体产物的质量百分比来核算。测量和计算结果为:每公斤FR4线路板热解油热值约为4.50 MJ,热解气热值约为2.39 MJ。

4 热解能耗分析结果

按上述介绍的方法计算热解反应热、电阻炉散热损失、系统热容等数据,计算结果见表1。计算结果表明:热解几十克的FR4线路板和Teflon线路板所需热解反应热占总能耗的24.68%和14.58%;热解反应系统热容占总能耗的比例分别为20.75%和39.59%;电阻炉散热损失的比例分别为54.66%和45.82%。若把系统热容和散热损失之和定义热解反应系统热损失,则系统热损失分别高达75.42%和85.42%。热损失在热解能耗中所占比例较大,减小热损失是减小热解能耗的首要措施。综合分析产生此现象的原因:电阻炉的温度设计过分保证有机物的充分热解是热解反应热的能耗比例偏低的主要原因。在实验中发现:对于FR4板,在热解炉温度约350℃时,有大量的气体、热解油产生,此现象持续3 min左右,陆续有少量气体产生,在约400℃以后,几乎没有气体和热解油产生,说明线路板热解基本完成。而电阻炉程序温控设计热解终温500℃,且保持30 min恒温,这样散热损失能耗加大。对于Telfon板,在热解炉温度约560℃时,有大量的气体,此现象持续几分钟,陆续有少量气体产生,在约650℃以后,几乎没有气体产生,说明线路板热解基本完成。而电阻炉程序温控设计热解终温700℃,且保持30 min恒温。因此在工程实践中,设计合理的加热方式保证线路板受热均匀和自动化监控停炉、起炉控制是节能的关键措施之一。

热解温度越高,热损失越大,对于本文的研究Teflon板热解终温700℃,热损失5 904 kJ,而FR4板热解终温仅500℃,热损失2 387.65 kJ。因此在工程设计中,尽可能设计较低的热解温度且增加单炉的线路板处理量,以减少热损失在总能耗中的比例。热损失包括散热损失和系统热容。本文的实验研究表明:散热损失在热损失中的比例较大,因此,做好电阻炉或者热解炉的保温工作是减小能耗的有效措施。由式(6),减小散热损失可通过减小平均升温速率来实现。每千克FR4板热解气和油的热值仅占热解反应热34.98%,如果热解反应连续进行,仅靠热解油和气能量不足以维持反应的进行,还要依靠其它方式热源来维持。

5 结论

本文通过对热解反应过程中的能耗分析,可得出如下结论:

(1)FR4、Teflon型线路板热解反应热分别为19.692 MJ/kg和11.374 MJ/kg,热解反应耗能较大。对于FR4板来说,回收的热解气和油作为燃料回收,热量仅为反应热的34.98%,不足以维持热解反应的持续进行。

小议废弃印刷线路板的处置技术论文 第2篇

1拆解

拆解是为了将电阻电容等元器件与废弃印刷线路板的基板分离,以回收一些经过检测能再次使用的电子元器件,并为后续环节中对不能循环使用的部分进行分类处置奠定基础。过去一般采用手工拆解,劳动强度高,工作效率低,而且线路板中的溴和重金属的析出也危害人体健康。近年来各国研究人员都致力于自动拆解装置的开发,并取得了一些成果。日本NEC公司研制了一套自动拆解线路板中电子元件的装置,主要采用红外加热和两级去除的方式使穿孔原件和表面原件脱落。Feldman等采用浴洗或热空气加热等方法熔化焊锡,再用真空夹或机器人拆除线路板表面元器件。

2破碎

破碎是通过机械作用把线路板转变为一定尺寸的颗粒,以满足焚烧、热解等后续环节对给料尺寸的要求,或者使不同组分相互分离而实现高效分选。研究发现,线路板被破碎到08mm以下时金属与非金属组分基本可以达到100%的解离。常温干法破碎具有成本低、运转周期短、再生资源效果好等优点,但是印刷线路板中的含溴阻燃剂易分解释放出有毒气体和粉尘,破碎过程中产生的热量还可能使线路板软化或诱发爆燃。低温破碎技术利用液氮等介质将电路板冷冻变成脆性物质后破碎,可以大大减少溴等污染物的析出,但是成本也会增加。段晨龙等提出了一种湿法破碎技术,它具有粉碎效率高、过粉碎少、无二次污染物等优势,但处理过程中会产生一定量的废水,且增加线路板颗粒的水分,不利于采用焚烧等后续处置方法。相比之下,低温破碎技术具有较好的应用前景。

3分选

废弃印刷电路板 第3篇

1 废弃PCBs的组成

PCBs基板材料通常为玻璃纤维强化的酚醛树脂或环氧树脂, 基板上面覆有铜箔丝构成的导电线路、晶体管、二极管、电容器、电阻以及由这些部件构成的集成电路, 这些构件中含有多种金属, 有很高的回收价值。丹麦一学者曾在随意收集的1t电子卡板中, 分离出塑料272kg, 铜130kg, 铁41kg, 铅29kg, 锑20kg, 镍18kg、锡10kg及黄金0.45kg[1]。因此, 废弃PCBs具有很高回收利用价值。

2 废弃PCBs的处理技术

2.1 物理机械处理技术

物理机械处理技术的工艺流程简单, 成本低, 主要包括拆解、破碎和分选等工艺过程。

在对废弃PCBs进行物理机械处理之前, 应当注意将不同种类的PCBs分开。Yamane等[2]研究表明, 手机和电脑相比, 电脑中废弃PCBs的稀有金属含量比较高, 二手机中废弃PCBs的铜含量比较高, 因此电脑以回收稀有金属为主, 而手机则主要回收铜。

2.1.1 拆解

拆解是为了分离废弃PCBs基板上的电阻电容等元器件。近年, 各国研究人员在研制自动拆解装置, 方面取得了一些成果。日本NEC公司[3]开发了一套装置, 该装置采用红外加热和两级去除的方式使穿孔原件和表面原件脱落, 从而达到自动拆解线路板中电子元件的目的。Yi hui Zhou等[4]先通过加热将PCB s的焊料, 然后利用离心力将熔融焊料有效回收。

2.1.2 破碎

破碎有两种方式:干法破碎和湿法破碎。干法破碎的特点是运转周期短、成本低、再生资源效果好, 但是PCBs中的溴素阻燃剂易分解释放出有毒气体和粉尘;湿法破碎就是将水引入在处理过程, 一来可以减少粉尘的产生量, 同时也可以避免局部过热, 具有粉碎效率高、过粉碎少、无二次污染物等优势, 但是湿法破碎的缺点就是会产生废水, 需要投入成本才能实现水循环使用和达标排放。

2.1.3 分选

分选就是利用各组分物理性质和化学性质的不同对破碎后的PCBs粉进行分选。物理法分选的优点是:成本低, 二次污染小, 分离效果好, 而且各组分的回收利用率高。化学分选可将有价成分和无用成分分开。物理法在处理废弃PCBs回收中占有主导地位, 化学法可作为物理处理后续辅助处理办法。

2.2 化学处理技术

2.2.1 酸蚀法

酸蚀法是利用王水等强氧化性的酸将废弃PCBs中的贵金属和其他其它贱金属溶解后进入溶液中, 再采用电解处理技术回收金属。该法主要问题是[5]:回收过程中产生的废水、废渣和有毒烟气易造成严重的二次污染, 因此该法不适合废弃PCBs的大规模处理。

2.2.2 选择性浸出法

选择性浸出法主要是利用贵金属与一些配合剂反应, 生成水溶性的金属络离子, 实现贵金属与普通金属的分离。目前, 主要利用氰化物作为浸出剂。但是氰化物是剧毒品, 其对人类和环境有着很大的负面影响, 已经有不少国家和地区严令禁止将氰化物作浸出剂[6]。目前被认为是取代氰化物浸金的两种最有希望的方法是硫脲浸金和硫代硫酸盐浸金[7,8]。

2.3 热处理法

2.3.1 焚烧法

废弃PCBs破碎后在焚烧炉中燃烧与氧进行反应, 把有机成分转变为CO2和H2O等产物, 再利用余热锅炉回收释放出的热量, 耐高温的金属和玻璃纤维等组分以残渣的形式被排出焚烧炉, 这些残渣经过粉碎后可以利用物理、化学方法进行回收。焚烧法的缺点就是, 燃烧产生会产生含二恶英、呋喃和多氯联苯类物质[9,12]的有毒烟气对环境影响较大。

2.3.2 热解法

热解法就是在无氧条件下对粉碎后的线路板颗粒进行加热分解, PCBs中的有机聚合物在在惰性气体保护下受热分解, 生成气态和液态的烃类化合物, 从中回收的可燃气和燃料油可以作为化工原料或燃料, 剩下的固体残渣就是玻璃纤维、金属富集体和陶瓷的混合物[13,14]。常压惰性气体热解、真空热解、熔融盐热解和催化热解[15]是常用的热解法。

2.3.3 微波处理技术

微波处理技术就是将线路板颗粒通过微波加热, 使线路板中的有机聚合物受热分解, 金属和玻璃纤维熔化形成玻璃化物质, 冷却后, 贵金属如银、金等金属就以小珠的形态分离出来, 最后所剩的玻璃物质可以作为建筑材料来回收。谭瑞淀等[16]对含有30%惰性氧化物、40%金属和30%塑料的废弃PCBs进行了微波热解研究, 得到31%~51%固体、26%~45%液体、7%~33%气体。其中气体主要由H2、CO2、及有机烃类组成, 可燃性气体占70%, 可以作为城市煤气使用;液体产物经常压蒸馏后, 得到的120~250℃馏分主要为酚类化合物, 简单的加工处理后可以作为化工原料;固体产物除炭外, 还含有铜、锡和铅等多种金属。微波技术不仅可使污染物明显减容, 而且能有效的避免二恶英等有毒气体的产生, 并且可以降低有机污染物的排放, 减少对环境产生的危害。

2.3.4 等离子体熔炼法

中国科学院等离子体研究所[17]研制出了利用高效电弧等离子体无氧热解危废实验炉处理废弃PCBs的技术, 进行了以废弃PCBs的处理实验, 通过高效电弧在等离子高温无氧状态下将危险废物在炉内分解成玻璃体、金属和尾气三类物质, 然后从各自独立的排放通道有效分离。由于整个处理过程的处理环境实现了“全封闭”, 因此不会造成对环境的污染, 同时排放出的金属可回收使用, 玻璃体可用做建材, 从而真正的实现了污染物“零排放”, 具有很大的社会效益。

3 结语

3.1物理机械处理、化学处理、热处理技术等废弃PCBs资源化处理技术都有各自的优缺点, 把握各种技术方法的特点, 综合使用多种技术方法处理PCBs可能会获得较好的效果。另外, 新型技术如微波技术、等离子体熔炼法等新技术目前还不成熟, 但具有很大的潜在优势, 应进一步深入研究这些新型技术, 使其为废弃PCBs资源化作出应有的贡献。废弃PCBs资源化回收处理的研究工作, 应以经济可行性、资源化效果好、无二次污染为目的对技术进行优化、创新。

3.2 积极开展非金属组分的资源化研究, 开发可再生、可降解的新材料, 提高塑料及其他非金属的价值。

废弃印刷电路板 第4篇

基于循环经济概念下的废弃电路板的再利用

摘要：运用循环经济原理,讨论了废弃电路板回收利用的必要性和可行性,并对现有废弃电路板资源化技术进行了分析比较,得出机械-物理处理法是回收利用电路板的最佳选择.针对国外废弃电路板的.机械回收利用现状,提出了在国内开展废弃电路板资源化、无害化处理研究的一些建议.作 者：郭杰    李佳    路洪洲    许振明    GUO Jie    LI Jia    LU Hongzhou    XU Zhenming  作者单位：上海交通大学环境科学与工程学院,上海,40 期 刊：材料导报  ISTICPKU  Journal：MATERIALS REVIEW 年，卷(期)：, 20(11) 分类号：X7 关键词：循环经济    废弃电路板    资源化   

 

废弃印刷电路板 第5篇

1 Protel DXP的概述

1.1 Protel DXP的简单概述与现状

印刷电路板又称印制电路板,简称PCB线路板,其是电子元器件电气连接主要的提供者。PCB线路板的发展史已将近有100多年。以版图设计为主要的设计内容,积极应用PCB线路板,能够大幅度降低布线与装配之间的差错,在一定程度上提升了生产劳动率与自动化水平。随着我国科技水平显著提高,Protel DXP的使用功能逐年更新,版本也不断升级。具有其他版本所没有的先进EDA软件的特点。能够较为轻松地处理比较复杂的PCB设计过程。借助并融合设计输入、电路仿真、设计编辑、信号完整性分析、PCB拓扑自动布线以及数据输出等多个技术,能很好的为用户设计更为完整的方案。无疑是高职教学中一个重点。但许多的学生对Protel软件缺乏全面的认识,一旦将原理图、电路图仿真、 电路板元器件、原理图元件及电路板PCB图进行分离式逐一学习,但是高职学生认真学习完后,依然不法正确使用这种软件从原理图设计电路板。

1.2基于Protel DXP的印刷电路板设计原则

在高职教学中,需基本理解印刷电路板的设计原则,才能帮助学生正确设计方案。其主要包含PCB电路板的选用、 布线、尺寸设计、元件布局、焊盘、跨接线以及填充等。1选用:从性能、可靠性、经济指标、加工工艺要求等综合选用板层。在实验中常使用环氧纸质层压板;2 PCB电路板的厚度需要依据电路板的插座规格与外形尺寸、功能、所装元件的重量与所承受的负荷等多个方面来考虑,从而确保足够的强度与刚度(常见的厚度有0.5/1.0/l.5/2.0mm);3为降低电磁干扰,高频元件之间的连线需越短越好;高电位差的元件,需要符合相关安全要求、容易受到干扰的元件不能够离太近、超重的元件不应该安装在电路板上。发热的元件应尽可能远离热敏元件。

2基于Protel DXP的印刷电路板设计与具体方法

2.1基于Protel DXP软件,PCB电路板教学设计中必要的步骤方法

原理图是电子电路设计的基础,在教学过程中,需要依据印刷电路板设计的顺序,对其进行分工,接着整理成各个相应的步骤,让学生们熟知原理图。本次课程主要基于Protel DXP软件,教师需从原理图的设计作为起点,接着借助于原理图网络连接的关系来进一步设计PCB图。具体步骤包括8个方面;1把需要绘制的图纸与对应的印刷线路板图所需的元器件依次封装并详细列成表格,如此一来,学生在绘图中则不会遗漏重要的元器件;2当启动系统建立后将其重新命名并将原理图纸的大小进行设置,从而确定总体布局, 再对原理图元件库进行加载;3将全部的元件放置到位并进行连线,根据电气规则认真检查与核对原理图,以便及时修正;4进行电路仿真,再次检验图纸的可实行度以及进行修改工作,编译修改后的图纸,最后生成印刷线路板所需的网络表;5再次对元件库进行加载,利用网络表把元器件进行封装并加载至编辑器当中;6布局元器件,合理设置设计规则与编辑器参数;7自动布线与人工修改,将布局进行调整, 再次认真进行检查与修改;8对印刷线路板采取3D演示,以便直观观察其设计布局是否合理,最后完成存盘并输出。

2.2基于Protel DXP的印刷电路板设计,训练学生的实践能力

上文通过分析印刷电路板设计的步骤方法,让高职学生能够熟知各项流程,明白该做什么,才能继续后期工作。

2.2.1 PCB线路板的设计流程

基于Protel DXP软件,首先,进入该软件设计环境, 点击File/PCB Project,创建空白文件并进行命名,同时选择该文件的路径。在刚建立的项目中,点击File/New/ Schematic,创建原理图后详细设置图的大小、属性、标题栏、边框等各个参数。由于该软件元件库十分丰富,可在 “Librariea”中加载系统元件,同时,在这些元件库当中选择合适的元件置于图中。其次,在无法找到所需元件的时候, 可尝试制作所需元器件。进入文件库(File/New/Schematic Library),开始绘制,注意观察全局,确保每个图形符号比例适当、大小适中、美观。紧接着采用网络以及直线连线的方式,网络连线比较适合复杂的电路,简易的比较适合直线连线(注意一次性画完)。最后,检验:在该软件中可选用智能化电气规则进行全方面的检验,当生成信息报告后,能够在Messages栏中看到错误与警告的信息,从而进行后期调整与修改,直至无误后才能自动生成印刷电路板。

2.2.2生成印刷电路板

选择PCB命令,并将PCB编辑器启动,选择路径、输入文件名并保存。开始制做封装库。与前面所阐述的内容类似, 倘若无法或许所需元器件的封装,可以采取手动操作,自制封装库(点击“Schematic Library”,进入编辑器)。原理图完成后,利用基于Protel DXP软件下的PCB(支持双向设计同步),进行更新,能省去生成网络表的环节,直接实现原理图转化印刷电路板,同时,在设计过程中,利用PCB电路板编辑器,选择Design/update Schematics, 能够实现该图网络与原件的更新、装入。

2.3后期调整完善、核对与使用仿真功能

从后期教学来看,需要对课程进行以下处理:1合理的调整与完善,布线完成后,需要对走线、个别元件、文字进行处理及敷铜(指大面积的铜箔去填充布线之后所出的空白区,从而能够铺GND/VCC的铜箔),以便于调试、生产以及后期维修。倘若使用敷铜代替地线,则必须注意地的连通性、 电流大小有没有特别的要求,以降低失误率;2核对:必要的检查与核对,才能有效避免因疏忽而造成原理图和所画板网络之间的关系出现不同。

3结语

废旧印刷电路板资源化研究综述 第6篇

1 印刷电路板的组成

印刷电路板按结构分,有单面印制板、双面印制板、多面印制板;按绝缘材料分,有纸基板、玻璃布基板、合成纤维板;按基材的性质分,有刚性印制板、挠性印制板;按用途分,有通用性和特殊性。印刷电路板的种类繁多,结构复杂,但是其中所含的物料的种类却有相似之处,各类印刷电路板都是由金属、玻璃纤维和树脂材料所组成,在基板上的树脂材料中加入卤化物阻燃剂,目的是防止因电路板短路引起燃烧。由于这些材料在物理化学性质上存在着差异,因此可以借助于它们的差异性来设计合理的回收工艺流程。印刷电路板是以覆铜层压板为基板而制成的主要的电子组装基地,上面装配有各类电子元件,如电阻、二极管、晶体管、电容器以及一些集成电路,这些构件中含有多种金属、具有很高的回收利用价值。

表1中列举了瑞典Ronnskar冶炼厂[2]对个人计算机中的主要组分及含量的分析。

%

从表中可以看出,废旧PCB上含有的金属品位相当于普通矿物中金属品位的几十倍至上百倍,其中最多的是铜,其含量为23.73%,铝、锡、镍、锑、铁的含量也都很高。另外,废旧PCB中的非金属材料也可以通过处理回收作为燃料和化工原料或涂料、建筑材料等重新利用。

2 废旧PCB的回收处理方法

对废旧PCB的资源化,从20世纪60年代末,美国矿务局开始尝试从废弃军事设备中提取贵重金属开始,已经有40年的历史[3]。废旧PCB的回收处理是一个相当复杂的问题,其涵盖了机械、化学、冶金、环境等多学科内容。目前,国内外对废旧PCB的回收处理技术主要有热处理法、化学处理法和机械物理处理法。由于各种方法单独处理废旧PCB各有优缺点,所以对于废旧PCB的回收利用常常采用多种方法联合来进行综合处理。

2.1 热处理法

热处理法主要是借助于焚化、烧结、熔融等手段,除去废弃PCB中的塑料和树脂成分,以达到金属富集的目的。对于废旧PCB的热处理技术包括焚烧、热解、微波处理等。

2.1.1 焚烧法

废旧PCB的焚烧处理法[4]是一种比较传统的处理废旧PCB的方法,焚烧法是先将废旧PCB用破碎机破碎至一定的粒径,然后送入焚化炉进行焚烧,在焚烧过程中,大约有40%的树脂材料被焚烧破坏,剩余的残渣为裸露的金属和玻璃纤维,经粉碎后可以利用机械物理法或化学方法回收。值得注意的是,在PCB的制造过程中加入了阻燃剂,其中含有氯、溴等成分,若在焚烧过程中温度控制不当会产生二恶英等剧毒物质,因此,焚烧法对通风和空气污染防治要求非常高。

2.1.2 热解法

热解法的原理[5]和焚烧法相似,热解法工业上也叫干馏,是将废旧PCB放在一个完全密封的炉膛内,并将炉内加热至一定温度(通常是800℃左右),在高温及缺氧的情况下,废旧PCB中的成分被分为残渣和热气两部分,其中残渣为金属和玻璃纤维,热气中可凝结部分被转化为油脂,剩余部分可用于对炉壁继续进行加热。热解技术是一种新型有效的回收废旧PCB的方法,由于其具有环保和能源的双重利用的效果,因而具有一定的吸引力。目前,废旧PCB的热解技术在国外尚处于实验研究阶段,国内的研究刚刚起步,离真正的工业化还有一段距离。

2.1.3 微波处理法

利用微波技术来处理废旧PCB是一种新型的回收处理方法[6]。微波是指频率为300 MHz-300 GHz的电磁波,其热效应显著,能引起物质温度迅速升高。在利用微波技术处理废旧PCB时,先将废旧PCB破碎,然后放在微波炉中加热30~60 min,其中的有机物先挥发出来。然后将微波炉温度升高,余下的物料在1 400℃下高温熔化,形成一种玻璃化物质。在冷却这种物质后,金、银及其他的金属就以颗粒的形式分离开了,余下的玻璃质材料则可以用作建筑材料或燃料等。

佛罗伦达大学与Savannah River技术中心[7]开发了一套利用微波技术处理并回收废旧PCB中贵重金属的装置。目前该技术在实验室研究中取得了很好的效果,正在进行商业化的放大研究。微波技术在回收废旧PCB方面有着很大的发展潜力,但是与之相关的基础理论还是落后的,应该努力开发和完善微波技术,使其为废旧PCB的资源化做出应有的贡献。

2.2 化学处理法

化学处理法是利用废弃PCB中各种成分的化学稳定性不同而使废弃PCB资源化的方法。化学处理的方法主要有洗法、溶蚀法等。化学方法的优点是最终可以得到较纯的产品,但是存在投资较大、废气、废水、废渣难以处理等缺点。

2.2.1 洗法

用洗法来回收废旧PCB开始于上个世纪70年代,洗法主要用来回收废旧PCB中的贵重金属及有色金属。洗法回收废旧PCB,是将废旧PCB先用强酸或强氧化剂溶解,得到贵重金属的剥离沉淀物及其它贱金属的的废酸溶液,再用王水等对贵金属的剥离沉淀物进行处理,分别将其还原成金、银、铜等金属产品。

用洗法来回收废旧PCB通常会产生大量的废水、废气、废渣,并且这些废物具有腐蚀性和毒性,若处理不当,很容易导致严重的二次污染。这种方法只能用来回收贵重金属及铜,不能用来回收其它的金属和非金属材料,可能会逐渐被最近几年新兴的物理机械方法所代替。

2.2.2 溶蚀法

溶蚀法[8]主要用来回收含贵重金属的接点、合金底材。溶蚀法是利用弱氧化剂溶液先把废旧PCB中铜及贱金属溶解,而金、银、钯等贵重金属不溶解,因此可以将贵重金属过滤回收。溶蚀后,母液再用氯气氧化,氧化溶蚀液可以循环利用,最后再对母液加以处理,以回收其中的其他金属。

随着科技的进步,在废旧PCB上的贵重金属的含量逐步减少,而一些非金属材料含量逐步增多,所以采用溶蚀法来回收废旧PCB具有一定的局限性。

2.3 机械物理处理法

机械物理法[9]是将废弃PCB粉碎到一定的粒径,使非金属材料和金属材料相分离,再根据密度电磁性能的差别,将两者分开。机械物理方法主要包括破碎、物料的分选富集等工艺过程。机械物理法回收废旧PCB具有回收率高,投资成本低,分选系统简单操作易行且对环境友好等特点,但最终得到的是金属的富集体,还需后续工艺对富集体进一步提纯。

2.3.1 破碎

用机械物理法对废旧PCB中的金属与非金属高效分离的前提是金属与非金属的单体解离。合适的粒度是保证实现金属与非金属有效分离的条件,若解离不够充分,则后续分选所得到的金属品位就低;若出现“过粉碎”现象,则会产生较多难以分选的细粒子。破碎的目的也就是使废旧PCB中的金属与非金属完全解离开来,为后续的分选工作做准备。由于废旧PCB的硬度高,韧性好,因此采用具有剪切和冲击作用的破碎设备,这样可以获得良好的解离效果。因此国内外学者对废旧PCB的破碎也相当关注,并且研制了一系列针对废弃PCB的具有剪切和冲击作用的破碎机。

北京石油化工学院的周翠红[10]研制了ZKB剪切破碎机并对其性能进行了分析,ZKB剪切破碎机主要采用纯剪力对废旧PCB进行粗碎,可以将废旧PCB粗碎至20 mm×20 mm的碎块。日本的NEC公司[11]开发了两段式的破碎技术以及铜粉的回收工艺,分别利用剪切破碎机和特制的具有剪断和冲击作用的磨碎机将废旧PCB粉碎至1 mm左右的粉末,这时金属与非金属已基本解离,并且铜的粒径大于玻璃纤维和树脂的粒径,再经过两级分选便可以得到品位较高的铜。

2.3.2 分选

分选是机械物理处理法中另外一个重要的工艺。根据破碎后金属与非金属混合颗粒的密度、粒度、导电导磁特性的差异,采用重力场分离、电力场分离、磁力场分离在内的物理机械分离方法[12]。重力场分选的设备主要有空气摇床、溜槽、液-固流化床、气-固流化床等。电力场分选包括涡流电选、电晕电选、静电分选等方法。磁力场分选则是利用了被选对象在磁场中磁性的差异来进行分离的一类方法。

目前对于废旧PCB分选的研究,主要侧重于建立高效的分选设备,以及建立合理的工艺流程,已经有实践证明:采用破碎——筛分——分级——重选、电选和磁选相结合的机械物理回收分离技术,成本低、再资源效果好、不会引起二次环境污染且回收率高,又符合市场化的需要[13]。因此,建立高效的分选设备和合理的工艺流程应该成为目前及今后废弃PCB资源化的主攻方向。

3 结语

综上所述,热处理法、化学处理法和机械物理法处理废旧PCB各有其优缺点,各种方法的侧重点不同,处理的过程和结果也不同。至于各技术工艺的评价,可以从经济可行性(如设备、成本、回收收益、环保支出等)、再资源化效果(如回收效果、资源化产品承接程度等)、二次公害风险(如衍生污染防治难易程度)等角度进行综合分析,选取合适的工艺流程,争取在最大程度上做到废旧PCB的资源化和处理过程的无害化。各种处理方法工艺性能比较见表2所示。

回收废旧PCB既是环境和资源压力的要求,也是落实环境保护法律法规的要求,在当今社会有着重要的意义。目前国内外都在探讨废旧PCB资源化,但是想要达到理想的状态,还需要加大对废旧PCB资源化的研究力度,只有这样才能真正的将废旧PCB资源化和无害化处理。

摘要：在大力倡导建设资源节约型和环境友好型社会的今天,加大对废旧印刷电路板的资源化研究有着特别重大的意义。首先介绍了废旧PCB的组成,并对废旧PCB中金属的含量做了分析,指出废旧PCB具有很大的可再生利用价值。着重综述了废旧PCB资源化的常规用法,主要包括热处理法、化学处理法、和物理机械处理法,并对这些方法做了的分析归纳。通过对各种方法的综述可以看出采用物理机械方法回收废旧电路板应该是今后的发展方向。

废弃印刷电路板 第7篇

1离心复合力场回收废弃电路板金属的分选试验

1.1试验用料

试验用的废弃电路板在试验前先经预处理,拆除掉电池电容; 另外,将高纯度、大粒度的金属拆除。 以上预处理的电路板经过2次破碎或者多次破碎后即可实现金属和非金属的有效分离。破碎后的物料经过0. 5 mm筛分得到的0. 5 mm以下废弃电路板物料即是本试验所用原料。

1.2试验设备

图1是Falcon SB40型高效离心分选机的外形结构图[4,5],具有处理量大、操作简单,自动化程度高、投资成本及运行费用低等优点[6,7]。物料由分选机中心给料管给到旋转锥体中,在离心力的作用下沉降和分层。比重小的颗粒在离心力作用下从椎体上部随溢流排出,而比重大的颗粒沉降到锥壁上, 并沿锥体壁向上移动,从上端截口排出。

1.3分选试验条件及结果

结合实际情况,着重研究反冲水压力、转速和入料浓度对 - 0. 5 mm级废弃电路板物料中金属富集体回收的影响。试验条件及结果如表1所示。

2灰色关联理论在离心复合力场回收废弃电路板金属的应用

2.1灰色关联理论简介

灰色关联理论是中国学者邓聚龙教授于1982年创立的,通过研究系统结果与各影响因素的关系, 从而可以分析出哪些因素是影响结果的主要因素, 把握矛盾的主要方面[8]。目前,灰色关联理论作为一种系统分析方法在试验研究和生产实践中得到了广泛的应用[9,10]。

2.2离心复合力场回收废弃电路板金属灰色关联分析

根据灰色关联度的计算方法,先将试验结果及试验条件数列化。将回收的金属品位和金属回收率分别记为G0( k) 和G0'( k) ,k为试验回次。用M表示母因素矩阵,即

反冲水、转速和浓度分别记为G1( k) 、G2( k) 和G3( k) 数列,用S表示子因素矩阵,即

将母因素矩阵和子因素矩阵各行分别进行初始化后形成的母因素初始化矩阵A及子因素初始化矩阵B分别为

求Bi与A1的关联度的步骤如下。

第1步: 先求出各回次Bi( K) 与A1( K) 的绝对差,其值见表2。

第2步: 求两级最小差和最大差,由表2可知两级最小差:

两级最大差:

第3步: 求B1( k) 对A1( k) 的关联系数

同理可以求出:

第4步: 求数列B1与A1的关联度

同样可以得到

B2与A1的关联度r2= 0. 773

B3与A1的关联度r3= 0. 557

B1与A2的关联度r1= 0. 830

B2与A2的关联度r2= 0. 654

B3与A2的关联度r3= 0. 530

上式中A1、A2分别代表矩阵A的第1行和第2行; B1、B2和B3分别代表矩阵B的第1、2和3行。

按照上述计算值得出矩阵B即影响因素反冲水、转速和浓度与A1即金属品位的关联度大小次序为: r1> r2> r3,其中r1为反冲水与金属品位的关联度; r2为转速与金属品位的关联度; r3为浓度与金属品位的关联度。

根据此结果,可以得知反冲水对金属品位的影响最大,转速次之,而浓度则对金属品位的影响最小。即矩阵B影响因素反冲水、转速和浓度与A2即金属回收率的关联度大小次序为: r1> r2> r3,其中r1为反冲水与金属回收率的关联度; r2为转速与金属回收率的关联度; r3为浓度与金属回收率的关联度。

根据此结果,可以得知反冲水对金属回收率的影响最大,转速次之,而浓度则对金属回收率的影响最小。

3结论

废印刷电路板中非金属材料的回收 第8篇

1 印刷电路板的组成及特点

印制电路板, 简称印制板, 它是一块具有规定尺寸大小的以绝缘板为基材的连接, 为了连接的方便其上方还分布有孔 (如元件孔、紧固孔、金属化孔等) , 这种电路板的制作过程能实现批量的印刷生产制作, 故又被称为印刷电路板。印刷电路板是重要的电子元器件, 是电子产品的主要支撑部件, 它主要由线路与图面、介电层、孔、防锈油墨、丝印等部件组成。

2 废印刷电路板的组成及回收的必要性

印刷电路板的基材通常为玻璃纤维强化的酚醛树脂或环氧树脂, 其上焊接有各种构件, 成分非常复杂, 其中含有多种金属, 具有很高的资源回收价值。PCB含有如铝、铜、铁、镍、铅、锡和锌等基本金属和金、银、钯、铑、硒等贵金属稀有金属, 含量约为电路板质量的25%玻璃纤维强化酚醛树脂或环氧树脂。废印刷电路板中包含的金属材料、塑料、玻璃纤维材料等物质都是有用的可回收利用的资源, 其中金属物质相当于普通矿物中金属的几十倍甚至几百倍, 而且还有一定量的贵重金属和稀有金属, 因而具有很高的回收利用价值, 大量的金属的回收再利用, 是印刷线路板回收的一大推动力。废旧印刷电路板基材中含有大量的被树脂包覆的玻纤, 因而具有很高的力学性能, 可以用作复合材料的填料, 降低成本, 有很高的经济价值。

当今社会对环境保护的重视程度日益增加, 如何采取有效的方法对废电路板进行回收是当前这一行业中的重要技术问题。对于废旧的电路板在保护环境的前提下, 进行合理有效的处理回收, 这样能尽可能的保护已有的自然资源, 并且能将部分重金属卤素聚合物, 如铅、镍、溴的聚合物等进行合理的回收, 避免对环境和人类造成不必要的伤害。

3 废印刷电路板基材的回收工艺

废电路板中存有大量的非金属物质, 应当进行必要的回收, 目前废旧印刷电路板基材的主要方法有:物理回收法和化学回收法两种。下面文章主要从回收工艺方法上, 介绍废印刷的回收工艺方法及相关技术等。

3.1 物理回收法

常规使用的物理回收法事机械粉碎后进行分层筛选分类回收, 进行回收前先将电路板进行机械破碎, 粉碎后的物质由于其材质的不同再通过静电、磁力、重力等分选方式将金属材料和非金属材料进行分离。将非金属物质分离出后, 进行分类备用, 通常情况下机械粉碎后的非金属粉末大小粒度为3~5μm, 主要是一些玻璃纤维、热固性环氧树脂和各种添加剂材料, 这些非金属的微细材料进行有效回收后, 可以作为复合材料的原料。由微细颗粒加工制得的复合材料, 不仅具有密度小、吸水率低、硬度高的特点, 同时还能与常规无机材料的填充物相媲美。

3.2 化学回收法

化学回收方法需要进行三个步骤, 第一步应先将废气电路板进行初步粉碎, 第二步使用相应的化学方法将其分解成小分子碳氧化合物气体, 第三部利用化学方法将填料和纤维进行分离。化学回收法主要有以下几种:

1) 热解回收法。热解法是在加热的条件下, 使非金属物质 (树脂类物质) 中的化学键打断, 有机物大分子分解成小分子后进行回收处理。目前对废电路板基材中的非金属材料主要使用的处理工作是直接加热分解法, 这种方法在惰性气体的保护下对非金属材料进行加热, 当升高到一定的温度时将发生热解, 生成气体、固态焦状物等产物。这其中的固体焦状物主要含有废电路板中的金属成分和玻璃纤维, 进行热解法后再使用磁力等方法进行物理分离筛除金属材料后, 再对非金属材料进行回收。直接热解法是目前主要使用的方法之一, 这种方法是在惰性气体中进行的, 可以避免产生热解的毒气, 同时防止由于机械粉碎后非金属粉末过细的情况。2) 溶剂回收。可以使用某些化学试剂, 将基板材料中的高分子基体分解成有机化合物的方法, 这种方法有利于将各部分的物质进行有效的分离。通过化学方法能够将各种物质进行分层的分离, 使各组分易于分离和回收。3) 关于回收技术的讨论。对于热固性的印刷线路板基材来说, 物理回收不需要改变基材树脂的化学状态, 操作简单方便, 能耗低且污染物质较小, 废弃物全部得到利用, 能缓解焚烧、填埋带来的环境压力。不足之处在于线路板成分和性质的差异以及杂质的存在会造成再生产品性能的下降或降级使用。

各种不同的回收方法, 各有其自身的优点与缺点。例如:热解法对环境能源消耗较大, 对整体处理环境有较高的要求, 故这种方法适宜于大批量的处理。而溶剂回收法对温度和环境的要求不高, 较适宜于小批量的加工, 但是这种方法目前技术还不够成熟, 适用对象较为单一。而物理回收法整体处理较为简单, 对环境、设备要求都不高, 成本消耗也较低, 是当前我国废印刷板基材回收处理的主要方法。

4 结语

通过本文的叙述, 可以了解当前废电路板印刷回收处理的相关技术, 在当前社会资源日益匮乏、环境保护不断受到重视的情况下, 从旧电路板中有效回收非金属材料是非常有效的一种资源再利用途径。利用这种材料作填料制备复合材料具有很高的应用价值和良好的市场前景, 但当前我国的相关处理技术仍不够成熟, 消费市场的认知程度还不够, 今后应不断在技术领域进行创新研究, 真正实现无害化处理和科学利用。

摘要：废印刷电路板中存有许多有用的非金属资源, 对于资源的回收和再利用是当前众多技术研究的新方向。对印刷电路板的组成、废印刷电路板中非金属材料的回收处理方法等进行了研究讨论, 为废印刷电路板中非金属材料的回收提供了新的方向。

关键词：废印刷电路板,非金属,材料,回收

参考文献

[1]沈志刚, 蔡楚江, 刑玉山, 麻树林.废印刷电路板中非金属材料的回收与利用[J].化学工程, 2006.

[2]沈志刚.废印刷电路板回收处理技术进展[J].新材料产业, 2006.

废弃印刷电路板 第9篇

随着生产技术的提高, 印刷电路板 (PCB) 制造在电子工业中的作用越来越重要, PCB的质量将对电子产品能否长期、正常、可靠的工作带来非常大的影响。而PCB制作工艺日趋复杂, 使PCB的质量检验成为一件非常困难的工作。基于计算机与图像处理技术进行的PCB缺陷自动视觉检测的研究近年来成为PCB检测的热门方向。本文就图像分割技术应用于PCB图像进行研究。

图像分割是图像处理与计算机视觉领域低层次视觉中最为基础和重要的领域之一, 它是对图像进行视觉分析和模式识别的基本前提, 分割的准确性将直接影响后续任务的有效性。图像分割是指根据灰度、彩色、空间纹理、几何形状等特征把图像划分成若干个互不相交的区域, 使得这些特征在同一区域内, 表现出一致性或相似性, 而在不同区域间表现出明显的不同。简单地讲, 就是在一幅图像中, 把目标从背景中分离出来, 以便于进一步处理。值得一提的是, 图像分割是一个经典难题, 到目前为止既不存在一种通用的图像分割方法, 也不存在一种判断是否分割成功的客观标准。

1 图像分割的基本概念与分类

首先, 图像分割的定义是:

令集合R代表整个图像区域, 对R的分割可以看作将R分成N个满足以下五个条件的非空子集 (子区域) R1, R2, …, RN:

undefined;

(2) 对所有的i和j, i≠j, 有Ri∩Rj=Φ;

(3) 对i=1, 2, …, N, 有P (Rj) =TRUE;

(4) 对i≠j, P (Ri∪Rj) =FALSE;

(5) 对i=1, 2, …, N, R是连通区域。

其中, P (Ri) 是对所有在集合Ri中元素的逻辑谓词, Φ代表空集。

其中, 条件 (1) 指出在对一幅图像的分割结果中全部子区域的总和 (并集) 应能包括图像中所有像素 (就是原图像) , 或者说分割应将图像中的每个像素都分进某个子区域中。条件 (2) 指出在分割结果中各个子区域是互不重叠的, 或者说在分割结果中一个像素不能同时属于两个区域。条件 (3) 指出在分割结果中每个子区域都有独特的特性, 或者说属于同一区域中得的像素应该具有某些相同特性。条件 (4) 指出在分割结果中, 不同的子区域具有不同的特性, 没有公共元素, 或者说属于不同区域的像素应该具有一些不同的特性。条件 (5) 要求分割结果中同一个子区域内的像素应当是连通的, 即同一个子区域内的任两个像素在该子区域内互相连通。

实际应用中图像分割不仅要把一幅图像分成满足上面五个条件的各具特性的区域而且需要把其中感兴趣的目标区域提取出来。图像阈值化分割是一种最常用, 同时也是最简单的图像分割方法, 它特别适用于目标和背景占据不同灰度级范围的图像, 它不仅可以极大地压缩数据量, 而且也大大简化了分析和处理步骤。而对于PCB图像检测, 不仅要求检测的准确性, 还要求检测的快速性和稳定性, 因此阈值化分割方法是非常适用于PCB图像的分割的。

阈值分割法是一种基于区域的图像分割技术, 简单地说, 取阈值分割就是先确定一个处于图像灰度取值范围之中的灰度阈值, 然后将图像中各个像素的灰度值都与这个阈值相比较, 并根据比较结果将对应的像素划分为两类:像素的灰度值大于阈值的为一类, 像素灰度值小于阈值的为另一类。如果将一类像素点值记为0, 另一类记为1, 则分割后的图像就是所谓的二值图像。灰度阈值分割的方法通常有四种:双峰法、迭代法、大津法、多阈值法。本文将对这四种分割算法进行综述, 并将其分别应用于PCB图像的分割, 讨论其分割效果。

2 阈值分割算法综述

2.1 双峰法

双峰法的原理很简单:它认为图像的前景和背景 (不同的灰度级) 组成, 图像的灰度分布曲线可近似认为是由两个正态分布函数 (μ1, σundefined) 和 (μ1, σundefined) 叠加而成, 图像的直方图将会出现两个分离的峰值, 选择两峰之间的谷底作为阈值 (如图1) 。步骤如下:

(1) 找出直方图的两个最大的局部值:zi, zj;

(2) 求zi, zj间直方图最低点zk;

(3) 用h (zk) /min (h (zi) , h (zj) ) 测试直方图的平坦性;

(4) 若上述值小于门限T, 将zk作为分割门限。

2.2 迭代法

迭代式阈值选择算法是对双峰法的改进, 它首先选择一个近似阈值T, 将图像分割成两部分:R1和R2, 然后计算区域R1和R2的均值μ1和μ2, 并选择新的分割阈值T= (μ1+μ2) /2, 重复上述步骤直到μ1和μ2不再变化为止。

迭代法是基于逼近的思想, 其步骤如下:

(1) 求出图像的最大灰度值和最小灰度值, 分别记为Zmax和Zmin, 令初始阈值T0= (Zmax+Zmin) /2。

(2) 根据阈值T将图像分割为前景和背景, 分别求出两者的平均灰度值Zo, Zb。

(3) 求出新阈值T= (Zo+Zb) /2。

(4) 若两个平均灰度值Zo和Zb不再变化 (或T不再变化) , 则T即为阈值;否则转步骤 (2) , 迭代计算。

2.3 大津法

大津法 (OTSU法) 是由大津于1979年提出的, 对图像I, 记T为前景与背景的分割阈值, 前景点数占图像比例为w0, 平均灰度为u0;背景点数占图像比例为w1, 平均灰度为u1, 图像的总平均灰度为:

uT=w0×u0+w1×u1. (1)

从最小灰度值到最大灰度值遍历, 当T使得方差

σ2=w0× (u0-uT) 2+w1× (u1-uT) 2. (2)

最大时, T即为分割的最佳阈值。方差是灰度分布均匀性的一种度量, 方差值越大, 说明构成图像的两部分差别越大, 当部分前景错分为背景或部分背景错分为前景都会导致两部分差别变小, 因此使方差最大的分割意味着错分概率最小。直接应用大津法计算量较大, 因此我们在实现时采用等价的公式:

σ2=w0×w1× (u0-u1) 2. (3)

2.4 多阈值法

对于复杂图像, 在许多情况下对整幅图像用单一阈值不能给出良好的分割效果。比如照射光的不均匀, 使图像的某一部分物体和背景两者都比另一部分亮。因此, 在图像的一部分能把物体和背景精确地分开的阈值, 对另一部分来说, 可能把太多的背景也当做物体分割下来了。克服这一缺点有如下一些方法:设法利用灰度级校正技术进行校正, 然后采用单一阈值来分割;另外一种方法是把图像分成小块, 并对每一块设置局部阈值。但是, 如果某块只含物体或只含背景, 那么对这块图像就找不到阈值。这时, 可以由附近的像块求得的局部阈值用内插法给此像块指定一个阈值。这种对一幅图像使用多个阈值进行分割的方法就是多阈值法。

3 分割结果讨论

本文应用MATLAB软件实现上述各算法, 并分别得出其分割结果, 如下所示:

由以上各图可看出:用双峰法分割时, 当前景图像和背景图像的灰度值太接近时, 可能会导致有些前景图像没有从背景中分离出来, 如图3, 图像失真了;而使用迭代法分割时, 基于迭代的阈值能区分出图像的前景和背景的主要区域所在, 但图像的细微处还没有很好的区分度, 对某些特定图像, 极小的数据变化却会引起分割效果的巨大改变, 结果和双峰法的分割效果相似, 如图4;而用大津法选取出来的阈值非常理想, 对各种情况的表现都较为良好。大津算法是一种较为通用的分割算法。但是用大津法做全局阈值效果还是不理想, 没能很好地将背景和前景图像分离开, 如图5;最后, 我们使用多阈值法分割算法, 先将PCB图像分割成小块, 然后对各小块图像使用大津法求阈值, 也就是说各个小块图像的阈值是分别求出来的, 是不一定一样的。可看出, 多阈值分割很好地将图像的前景和背景分离开了, 较完整地提取出了需要检测的PCB线路, 如图6。

实验结果表明, 阈值化分割不仅可以提高PCB图像分割的快速性和稳定性, 而且分割效果明显, 其中的多阈值分割方法效果最好。最后, 文中提出的方法还有很多不足, 比如对于不同的PCB板可能使用多阈值分割时的分块数需要做不同调整才能达到理想效果, 因此此方法的通用性不强。希望各位读者能从本文得到一些启示, 提出更有效的分割算法。

参考文献

[1]蓝章礼, 李益才, 李艾星.数字图像处理与图像通信[M].北京:清华大学出版社, 2009.

[2]徐飞.MATLAB应用图像处理[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2002.

[3]王家文, 李仰军.MATLAB 7.0图形图像处理[M].北京:国防工业出版社, 2006.

[4]朱虹.数字图像处理基础[M].北京:科学出版社.2005.

[5]Tamal Bose, Digital Signal and Image Processing.数字信号与图像处理[M].吴镇扬, 周琳, 译.北京:高等教育出版社, 2006.