Jeder kennt es: Verschütteter Kaffee hinterlässt nach dem Trocknen einen dunklen Ring. Dieses Phänomen - der sogenannte Kaffeeringeffekt - ist bei einer Tasse kein Problem. Bei der Herstellung von Mikroelektronik mit Tintenstrahldruckern jedoch schon.
Denn wenn sich Partikel in der Tinte beim Trocknen ungleichmäßig am Rand ablagern, funktionieren Leiterbahnen, Sensoren oder Displays nicht richtig. Bisher musste die Industrie chemische Zusätze wie Tenside beimischen - die allerdings auch Nachteile haben.
Laut Forschung und Wissen haben Wissenschaftler der Tokyo Metropolitan University nun eine elegante Lösung gefunden: Sie mischten winzige Gasblasen im Nanometerbereich in die Druckflüssigkeit. Diese Nanobläschen verändern die Oberflächenspannung - und verschwinden nach dem Trocknen spurlos.
Das Team um den Forscher Arata Kaneko testete Siliziumdioxid-Partikel in Wasser mit unterschiedlichen Blasenkonzentrationen. Das Ergebnis: Ohne Blasen bildete sich der typische Ring am Rand. Mit mittlerer Blasenzahl verteilten sich die Partikel gleichmäßig. Und bei hoher Konzentration sammelten sie sich in der Mitte.
Damit lässt sich allein über die Blasendichte steuern, wie sich die Partikel beim Trocknen verteilen - ein wertvoller Hebel für die Mikroelektronik-Fertigung.
Gerade bei empfindlichen Bauteilen wie Gassensoren für die Atemluftanalyse ist eine saubere Partikeloberfläche entscheidend. Chemische Zusätze können diese Empfindlichkeit beeinträchtigen. Die Nanobläschen hingegen hinterlassen keinerlei Rückstände.
Ob die Methode auch bei metallischen Tinten und industriellen Druckgeschwindigkeiten funktioniert, muss noch getestet werden. Die Forscher haben das bereits als nächsten Schritt angekündigt.
