JP2009188174A - Screen printing method and screen printing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パレット上に並べて搭載した複数の基板の上方に1枚のスクリーンマスクを位置させて前記複数の基板に一括して所定のパターンをスクリーン印刷するスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷システムに関する発明である。 The present invention relates to a screen printing method and a screen printing system in which a single screen mask is positioned above a plurality of substrates mounted side by side on a pallet and a predetermined pattern is screen-printed collectively on the plurality of substrates. is there.
複数の基板に能率良くスクリーン印刷するために、例えば特許文献1(特開2005−14325号公報)に記載されているように、1枚のパレット(トレイ)上に複数の基板を並べて搭載し、このパレットをスクリーン印刷機に搬入して、パレット上の複数の基板の上方に1枚のスクリーンマスクを位置させて複数の基板に一括して所定のパターンをスクリーン印刷するようにしたものがある。更に、特許文献1には、パレット上に複数の基板を保持させる方法として、薄くて変形可能なフレキシブル基板の場合は、作業者が目視によってフレキシブル基板をパレットに位置決めして貼り付けることが記載され、また、通常のプリント基板等の場合は、その基板に形成した位置決め穴を、パレットに固定した位置決めピンに嵌合して位置決め保持することが記載されている。 In order to efficiently screen-print on a plurality of substrates, for example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-14325), a plurality of substrates are mounted side by side on one pallet (tray), Some pallets are carried into a screen printer, and one screen mask is positioned above a plurality of substrates on the pallet so that a predetermined pattern is screen-printed collectively on the plurality of substrates. Furthermore, in Patent Document 1, as a method for holding a plurality of substrates on a pallet, in the case of a flexible substrate that is thin and deformable, an operator visually positions and affixes the flexible substrate to the pallet. In the case of a normal printed circuit board or the like, it is described that a positioning hole formed in the board is fitted and positioned with a positioning pin fixed to the pallet.
しかし、基板の位置決め穴をパレットの位置決めピンに嵌合して位置決め保持する場合でも、位置決め穴や位置決めピンの製造ばらつきや両者の嵌合のためのクリアランスによって各基板の搭載位置に位置ずれが生じることは避けられない。また、作業者が目視によって基板をパレットに位置決めして貼り付ける場合は、位置決めピンによって機械的に位置決めする場合よりも、各基板の位置ずれが更に大きくなることは避けられない。このため、1枚のスクリーンマスクによって複数の基板に一括してスクリーン印刷する際に、パレット上の各基板の位置ずれによって、各基板のパターン印刷位置に位置ずれが生じて、印刷不良の基板を生産してしまう可能性がある。 However, even when the positioning holes of the board are fitted and held with the positioning pins of the pallet, the mounting positions of the boards are displaced due to the manufacturing variation of the positioning holes and positioning pins and the clearance for fitting them together. It is inevitable. Further, when the operator visually positions the substrates on the pallet and affixes them, it is inevitable that the positional deviation of each substrate will be larger than when mechanically positioning with the positioning pins. For this reason, when screen printing is performed on a plurality of substrates all at once with a single screen mask, the misalignment of each substrate on the pallet causes a misregistration at the pattern printing position of each substrate, and a defective substrate is printed. There is a possibility of producing.
そこで、特許文献1のスクリーン印刷機では、パレットと各基板にそれぞれ位置認識マークを形成し、パレットに搭載した各基板の位置認識マークとパレットの位置認識マークをそれぞれカメラで撮像して、その撮像画像を画像処理してパレット上の各基板の位置ずれ量を測定し、予め設定された許容値を越える位置ずれ量の基板を除外し、残りの基板の位置ずれ量の平均値を演算して、その位置ずれ量の平均値を用いてスクリーンマスクに対してパレットの位置を補正して、パレット上の複数の基板に一括してスクリーン印刷するようにしている。
しかしながら、上記特許文献1のスクリーン印刷機では、パレット上に位置ずれ量が許容値を越える基板が存在する場合に、位置ずれ量が許容値を越える基板も他の基板と一緒にスクリーン印刷されるため、位置ずれ量が許容値を越える基板がそのまま印刷不良基板になってしまい、印刷不良基板の生産を未然に防止できない。しかも、スクリーンマスクの製造ばらつきによるスクリーンマスクの印刷用開口部の位置ずれに起因する印刷位置のずれに対しては全く対応できない。 However, in the screen printing machine disclosed in Patent Document 1, when there is a substrate on the pallet where the amount of positional deviation exceeds the allowable value, the substrate whose positional deviation amount exceeds the allowable value is screen-printed together with other substrates. Therefore, a substrate whose positional deviation amount exceeds the allowable value becomes a defective print substrate as it is, and the production of the defective print substrate cannot be prevented beforehand. Moreover, it is impossible to cope with a printing position shift caused by a screen mask printing position shift due to a manufacturing variation of the screen mask.
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、パレット上の基板の位置ずれやスクリーンマスクの印刷用開口部の位置ずれに起因する印刷不良基板の生産を未然に防止できるスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and therefore the object of the present invention is to prevent the production of defective print substrates due to the displacement of the substrate on the pallet and the displacement of the printing opening of the screen mask. Another object of the present invention is to provide a screen printing method and a screen printing system that can be prevented.
上記目的を達成するために、本発明は、パレット上に並べて搭載した複数の基板の上方に1枚のスクリーンマスクを位置させて前記複数の基板に一括して所定のパターンをスクリーン印刷する技術において、前記スクリーンマスクの各基板に対応する印刷用開口部の位置又はその位置を特定する位置情報(以下これらを「マスク位置情報」という)を実測又は入力するマスク位置情報取得工程(マスク位置情報取得手段)と、前記マスク位置情報に基づいて前記パレットに対する各基板の搭載位置を位置決めして各基板を前記パレットに粘着させる基板粘着工程(基板粘着手段)と、前記パレットに粘着した前記複数の基板の上方に前記スクリーンマスクを位置させて両者を位置合わせした状態で前記複数の基板に所定のパターンをスクリーン印刷する印刷工程とを実行するようにしたものである。 In order to achieve the above object, the present invention relates to a technique for screen printing a predetermined pattern collectively on a plurality of substrates by positioning one screen mask above a plurality of substrates mounted side by side on a pallet. A mask position information acquisition step (mask position information acquisition) for actually measuring or inputting the position of the printing opening corresponding to each substrate of the screen mask or position information for specifying the position (hereinafter referred to as “mask position information”) Means), a substrate adhering step (substrate adhering means) for adhering each substrate to the pallet by positioning the mounting position of each substrate on the pallet based on the mask position information, and the plurality of substrates adhering to the pallet With the screen mask positioned above the screen, a predetermined pattern is screened on the plurality of substrates in a state where both are aligned. It is obtained so as to perform a printing step of printing.
要するに、本発明では、スクリーンマスクの各基板に対応する印刷用開口部の位置に関するマスク位置情報を実測又は入力した後に、そのマスク位置情報に基づいてパレットに対する各基板の搭載位置を位置決めして各基板をパレットに粘着させるため、スクリーンマスクの製造ばらつきによるスクリーンマスクの印刷用開口部の位置ずれがあったとしても、実際に使用するスクリーンマスクの印刷用開口部の位置に合わせてパレットに対する各基板の搭載位置を位置決めして各基板をパレットに粘着させることができ、パレット上の各基板の位置とスクリーンマスクの印刷用開口部の位置との位置合わせ精度を高めることができる。これにより、パレット上の基板の位置ずれやスクリーンマスクの印刷用開口部の位置ずれに起因する印刷不良基板の生産を未然に防止することができる。 In short, in the present invention, after actually measuring or inputting the mask position information related to the position of the printing opening corresponding to each substrate of the screen mask, the mounting position of each substrate on the pallet is determined based on the mask position information. Since the substrate is adhered to the pallet, each substrate relative to the pallet is matched to the position of the printing opening of the screen mask that is actually used, even if there is a displacement of the printing opening of the screen mask due to manufacturing variations of the screen mask. The position of each of the substrates can be adhered to the pallet, and the alignment accuracy between the position of each substrate on the pallet and the position of the printing opening of the screen mask can be increased. As a result, it is possible to prevent the production of defective print substrates due to the displacement of the substrate on the pallet or the displacement of the printing opening of the screen mask.
この場合、マスク位置情報は、予め、作業者がスクリーンマスクの印刷用開口部の位置を実測して制御装置に入力するようにしても良いが、スクリーン印刷機に装備されたカメラでスクリーンマスクを撮像してその撮像画像を画像処理してマスク位置情報を実測するようにしても良い。このようにすれば、実際に使用するスクリーンマスクの撮像画像に基づいて精度の高いマスク位置情報を自動的に取得することができる。 In this case, the mask position information may be entered in advance by the operator by actually measuring the position of the screen mask printing opening, and entering the screen mask with a camera installed in the screen printer. The mask position information may be actually measured by imaging and processing the captured image. In this way, highly accurate mask position information can be automatically acquired based on the captured image of the screen mask that is actually used.
また、基板粘着工程で、部品実装機の吸着ノズルで基板を吸着してパレットに粘着させる作業を行うようにすると良い。このようにすれば、部品実装機に装備された吸着ノズルの位置決め機能を使用して基板をパレットの目標とする搭載位置に正確に粘着させることができる。 Further, in the substrate adhesion step, it is preferable to perform an operation of adsorbing the substrate by the adsorption nozzle of the component mounting machine and adhering it to the pallet. If it does in this way, the board | substrate can be correctly adhere | attached on the mounting position made into the target of a pallet using the positioning function of the suction nozzle with which the component mounting machine was equipped.
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した2つの実施例1,2を説明する。 Hereinafter, two Examples 1 and 2, which embody the best mode for carrying out the present invention, will be described.
本発明の実施例1を図1乃至図3に基づいて説明する。
本実施例1のスクリーン印刷・実装システムは、図1に示すように、パレット11を搬送する搬送経路12に沿って、第1の部品実装機13、スクリーン印刷機14、第2の部品実装機15、第3の部品実装機16等を順番に配置し、これら各装置13〜16の制御部(図示せず)と生産管理コンピュータ17との間で各種の制御信号やデータ信号を送受信することで、各装置13〜16の動作を制御するようにしている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the screen printing / mounting system according to the first embodiment includes a first
第1の部品実装機13は、吸着ノズル21(図2参照)をX−Y−Z方向及びθ方向(水平回転方向)に駆動する機能を備え、吸着ノズル21で基板22を吸着して、後述するマスク位置情報に基づいてパレット11に対して該基板22を位置決めして粘着させる作業を繰り返して、パレット11上に複数の基板22を粘着させる。
The first
この場合、基板22は、プリント基板、セラミック基板、フレキシブル基板等、どのような材質の基板であっても良い。パレット11の上面には、基板22を着脱可能に粘着保持するための粘着層が形成されている。
In this case, the
また、基板22には、複数(例えば2個)の位置認識マーク23が形成され、第1の部品実装機13に装備されたカメラ(図示せず)で、吸着ノズル21に吸着した基板22の位置認識マーク23を撮像してその撮像画像を画像処理することで、吸着ノズル21に対する基板22の吸着位置のX−Y方向及びθ方向のずれ量を認識して、吸着ノズル21に吸着した基板22をパレット11に粘着する際に、吸着ノズル21のX−Y方向及びθ方向の動作量を基板22の吸着位置のずれ量に応じて補正するようにしている。
In addition, a plurality of (for example, two)
尚、吸着ノズル21に基板22を吸着する前に、カメラで基板22の位置認識マーク23を撮像して基板22の位置を認識して、常に基板22の決められた一定の吸着位置(例えば中心位置)を正確に吸着ノズル21で吸着できるように、吸着動作時に吸着ノズル21のX−Y方向及びθ方向の動作量を基板22の位置認識結果に応じて補正するようにしても良い。
Before adsorbing the
スクリーン印刷機14は、パレット11上に粘着した複数の基板22の上方にスクリーンマスク24(図3参照)を位置させて両者を位置合わせした状態で複数の基板22にクリーム半田、導体ペースト等で所定のパターンをスクリーン印刷する。図3に示すように、スクリーンマスク24には、複数の基板22に所定のパターンをスクリーン印刷するための複数組の印刷用開口部25が形成され、更に、このスクリーンマスク24には、各組の印刷用開口部25の位置(各基板22の印刷位置)に対応してそれぞれ複数(例えば2個)の位置認識マーク26が形成され、各組の印刷用開口部25の位置(各基板22の印刷位置)に対応する位置認識マーク26をカメラ27で撮像してその撮像画像を画像処理することで、各組の印刷用開口部25の位置(各基板22の印刷位置)を認識してそれらの位置情報であるマスク位置情報を取得するようにしている。尚、各組の印刷用開口部25をカメラ27で撮像して各組の印刷用開口部25の位置(各基板22の印刷位置)を画像認識するようにしても良い。
The
第2の部品実装機15と第3の部品実装機16は、吸着ノズル(図示せず)で電子・電気部品を吸着して、スクリーン印刷後の各基板22の所定位置に該電子・電気部品を実装する。
The second
以上のように構成したスクリーン印刷・実装システムでは、スクリーン印刷機14のスクリーンマスク24が取り替えられる毎に、そのスクリーンマスク24の各組の印刷用開口部25の位置(各基板22の印刷位置)に対応する位置認識マーク26をカメラ27で撮像してその撮像画像を画像処理することで、各組の印刷用開口部25の位置(各基板22の印刷位置)を認識して、それらの位置情報であるマスク位置情報を取得する(マスク位置情報取得工程/マスク位置情報取得手段)。
In the screen printing / mounting system configured as described above, each time the
このマスク位置情報は、スクリーン印刷機14の制御部から生産管理コンピュータ17に送信され、更に、この生産管理コンピュータ17から第1の部品実装機13の制御部に送信される。尚、スクリーン印刷機14の制御部からマスク位置情報を第1の部品実装機13の制御部に直接送信するようにしても良い。
The mask position information is transmitted from the control unit of the
その後、第1の部品実装機13に空のパレット11を搬入して所定位置で停止させる。この後、第1の部品実装機13の吸着ノズル21に基板22を吸着し、その基板22の位置認識マーク23をカメラで撮像してその撮像画像を画像処理することで、吸着ノズル21に対する基板22の吸着位置のX−Y方向及びθ方向のずれ量を認識して、吸着ノズル21に吸着した基板22をパレット11に粘着する際に、吸着ノズル21のX−Y方向及びθ方向の動作量を基板22の吸着位置のずれ量に応じて補正した上で、該基板22をパレット11に粘着する。以上のような動作を繰り返して、マスク位置情報に基づいてパレット11に対する各基板22の搭載位置を位置決めして複数の基板22をパレット11に粘着させる(基板粘着工程/基板粘着手段)。
Thereafter, the
この際、パレット11に基準位置認識マークを形成して、この基準位置認識マークの位置を画像認識して、この基準位置認識マークの位置を基準にしてパレット11に対する各基板22の搭載位置を位置決めするようにしても良い。パレット11に基準位置認識マークが形成されていない場合は、最初にパレット11に粘着した基板22の位置認識マーク23の位置を基準にして、2枚目以降の基板22の搭載位置を位置決めするようにすれば良い。
At this time, a reference position recognition mark is formed on the
この後、基板22が粘着されたパレット11を、第1の部品実装機13からスクリーン印刷機14へ搬送して、該パレット11をスクリーン印刷機14内の印刷テーブル(図示せず)に保持させると共に、該パレット11上の複数の基板22の上方にスクリーンマスク24を位置させた状態にする。この際、スクリーン印刷機14のカメラ27で、パレット11上の各基板22の位置認識マーク23の中から例えば2つの位置認識マーク23を撮像してスクリーンマスク24の印刷用開口部25に対するパレット11上の基板22の位置ずれ量を認識し、その位置ずれ量に応じて、該パレット11を保持する印刷テーブルの位置をX−Y方向及びθ方向に補正することで、スクリーンマスク24の印刷用開口部25に対してパレット11上の基板22を位置合わせした状態にする。
Thereafter, the
尚、パレット11の基準位置認識マークの位置を基準にしてパレット11に対する各基板22の搭載位置が位置決めされている場合は、パレット11の基準位置認識マークの位置を画像認識して、スクリーンマスク24の印刷用開口部25に対するパレット11上の基板22の位置ずれ量を認識するようにしても良い。
When the mounting position of each
このようにして、スクリーンマスク24の印刷用開口部25に対してパレット11上の基板22を位置合わせした状態で、スクリーンマスク24上でスキージ(図示せず)を移動させてパレット11上の複数の基板22に一括して所定のパターンをスクリーン印刷する。
In this way, a squeegee (not shown) is moved on the
スクリーン印刷後、スクリーン印刷機14から、パレット11を第2の部品実装機15、第3の部品実装機16へ順次搬送し、各部品実装機15,16の吸着ノズルで電子・電気部品を吸着して、パレット11上のスクリーン印刷後の各基板22の所定位置に電子・電気部品を順次実装する。
After screen printing, the
以上説明した本実施例1によれば、スクリーンマスク24の各基板22に対応する印刷用開口部25の位置に関するマスク位置情報を画像認識により取得した後に、そのマスク位置情報に基づいてパレット11に対する各基板22の搭載位置を位置決めして各基板22をパレット11に粘着させるため、スクリーンマスク24の製造ばらつきによるスクリーンマスク24の印刷用開口部25の位置ずれがあったとしても、実際に使用するスクリーンマスク24の印刷用開口部25の位置に合わせてパレット11に対する各基板22の搭載位置を位置決めして各基板22をパレット11に粘着させることができ、パレット11上の各基板22の位置とスクリーンマスク24の印刷用開口部25の位置との位置合わせ精度を高めることができる。これにより、パレット11上の基板22の位置ずれやスクリーンマスク24の印刷用開口部25の位置ずれに起因する印刷不良基板の生産を未然に防止することができる。
According to the first embodiment described above, after the mask position information related to the position of the
この場合、マスク位置情報は、予め、作業者がスクリーンマスク24の印刷用開口部25の位置を実測して生産管理コンピュータ17(又は第1の部品実装機13の制御部)に入力するようにしても良いが、本実施例1のように、スクリーン印刷機14に装備されたカメラ27でスクリーンマスク24を撮像してその撮像画像を画像処理してマスク位置情報を実測するようにすれば、実際に使用するスクリーンマスク24の撮像画像に基づいて精度の高いマスク位置情報を自動的に取得することができる。
In this case, the mask position information is input in advance to the production management computer 17 (or the control unit of the first component mounting machine 13) by the operator actually measuring the position of the
また、本実施例1では、基板粘着工程で、第1の部品実装機13の吸着ノズル21で基板22を吸着してパレット11に粘着させる作業を行うようにしているので、第1の部品実装機13に装備された吸着ノズル21の位置決め機能を使用して基板22をパレット11の目標とする搭載位置に正確に粘着させることができる。
In the first embodiment, in the board adhering step, the operation of adsorbing the
図4に示す本発明の実施例2では、パレット11を搬送する搬送経路32に沿って、スクリーン印刷機33、第1の部品実装機34、第2の部品実装機35等を順番に配置し、これら各装置33〜35の制御部(図示せず)と生産管理コンピュータ36との間で各種の制御信号・データ信号を送受信することで、各装置33〜35の動作を制御するようにしている。以下の説明では、前記実施例1と実質的に同一の部分には同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4, a
本実施例2では、空のパレット11をスクリーン印刷機33を通過させて第1の部品実装機34まで搬送し、この第1の部品実装機34で、前記実施例1と同様の方法で、マスク位置情報に基づいてパレット11に対する各基板22の搭載位置を位置決めして複数の基板22をパレット11に粘着させる。
In the second embodiment, the
この後、基板22が粘着されたパレット11を、第1の部品実装機34から逆方向(上流方向)に搬送してスクリーン印刷機33に搬入し、前記実施例1と同様の方法で、パレット11上の複数の基板22の上方にスクリーンマスク24を位置させてスクリーンマスク24の印刷用開口部25に対してパレット11上の基板22を位置合わせした状態で、スクリーンマスク24上でスキージを動作させてパレット11上の複数の基板22に一括して所定のパターンをスクリーン印刷する。
Thereafter, the
スクリーン印刷後、スクリーン印刷機33から、パレット11を第1の部品実装機34を通過させて第2の部品実装機35まで搬送し、この第2の部品実装機35の吸着ノズルで電子・電気部品を吸着して、パレット11上のスクリーン印刷後の各基板22に電子・電気部品を実装する。尚、パレット11に基板22を粘着させる第1の部品実装機34においても、パレット11上のスクリーン印刷後の各基板22に電子・電気部品を実装するようにしても良い。
After screen printing, the
以上説明した本実施例2では、スクリーン印刷機33の上流側に部品実装機が配置されていない従来の部品実装ラインと同じ装置の配列順序でも、本発明を適用して実施でき、前記実施例1と同様の効果を得ることができる。
In the second embodiment described above, the present invention can be applied even in the same arrangement order as the conventional component mounting line in which the component mounting machine is not arranged on the upstream side of the
その他、本発明は、スクリーン印刷・実装システムを構成する各装置の台数や配列順序を適宜変更しても良い等、種々変更して実施できる。 In addition, the present invention can be implemented with various changes such as the number of devices constituting the screen printing / mounting system and the arrangement order may be appropriately changed.
11…パレット、12…搬送経路、13…第1の部品実装機、14…スクリーン印刷機、15…第2の部品実装機、16…第3の部品実装機、17…生産管理コンピュータ、21…吸着ノズル、22…基板、23…位置認識マーク、24…スクリーンマスク、25…印刷用開口部、26…位置認識マーク、27…カメラ、32…搬送経路、33…スクリーン印刷機、34…第1の部品実装機、35…第2の部品実装機、36…生産管理コンピュータ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記スクリーンマスクの各基板に対応する印刷用開口部の位置又はその位置を特定する位置情報(以下これらを「マスク位置情報」という)を実測又は入力するマスク位置情報取得工程と、
前記マスク位置情報に基づいて前記パレットに対応する各基板の搭載位置を位置決めして各基板を前記パレットに粘着させる基板粘着工程と、
前記パレットに粘着した前記複数の基板の上方に前記スクリーンマスクを位置させて両者を位置合わせした状態で前記複数の基板に所定のパターンをスクリーン印刷する印刷工程と
を含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。 In a method of screen printing a predetermined pattern collectively on the plurality of substrates by positioning one screen mask above the plurality of substrates mounted side by side on the pallet,
A mask position information acquisition step of measuring or inputting position information (hereinafter referred to as “mask position information”) for specifying the position of the printing opening corresponding to each substrate of the screen mask or the position;
A substrate adhesion step of positioning each substrate mounting position corresponding to the pallet based on the mask position information to adhere each substrate to the pallet;
A screen printing process comprising: printing a predetermined pattern on the plurality of substrates in a state in which the screen mask is positioned above the plurality of substrates adhered to the pallet and the two are aligned. Method.
前記基板粘着工程では、部品実装機の吸着ノズルで前記基板を吸着して前記パレットに粘着させる作業を行うことを特徴とする請求項1に記載のスクリーン印刷方法。 In the mask position information acquisition step, the screen mask is imaged by a camera equipped in a screen printing machine used in the printing step, the captured image is image-processed, and the mask position information is measured,
2. The screen printing method according to claim 1, wherein in the substrate adhesion step, an operation of adsorbing the substrate by an adsorption nozzle of a component mounting machine and adhering the substrate to the pallet is performed.
前記スクリーンマスクの各基板に対応する印刷用開口部の位置又はその基準位置となる情報(以下これらを「マスク位置情報」という)を実測又は入力するマスク位置情報取得手段と、
前記マスク位置情報に基づいて前記パレットに対応する各基板の搭載位置を位置決めして各基板を前記パレットに粘着させる基板粘着手段とを
備えていることを特徴とするスクリーン印刷システム。 In a screen printing system that screen-prints a predetermined pattern collectively on the plurality of substrates by positioning one screen mask above the plurality of substrates mounted side by side on the pallet,
Mask position information acquisition means for actually measuring or inputting the position of the printing opening corresponding to each substrate of the screen mask or information serving as a reference position thereof (hereinafter referred to as “mask position information”);
A screen printing system comprising: substrate adhesion means for positioning a mounting position of each substrate corresponding to the pallet based on the mask position information and causing the substrate to adhere to the pallet.
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