基本介紹
- 中文名：丁玉成
- 國籍：中國
- 出生日期：1961年11月30日
- 職業：教授、博士生導師
- 畢業院校：重慶大學
- 性別：男
- 籍貫：江西省
基本信息,學習與工作履歷,研究工作和方向,研究方向簡介,科研成果,人才培養與招生,研究團隊和設施,
基本信息
晉升教授/博導： 1997年12月
現任職： 西安交通大學機械製造系統工程國家重點實驗室副主任
西安交通大學先進制造技術研究所副所長
研究方向： 微納米製造
光電子製造工藝與裝備
學術組織資格： 中國機械工程學會高級會員
美國SME會員
《International J. of Automation Tech》編委
歡迎機械工程、高分子化學、計算力學、物理專業的考生加入其研究團隊
學習與工作履歷
1978.9～1982.7 重慶大學化礦機械，本科
1982.9～1985.7 重慶大學機械一系，碩士研究生
1985.9～1989.3 西安交通大學機械工程系(原)，博士研究生
1989.4～1991.3 西安交通大學套用力學博士後流動站，博士後
1991.4～1997.12 西安交通大學機械工程學院，副教授
1997.12～2014 西安交通大學機械工程學院，教授
1999.9被聘“機械製造系統工程國家重點實驗室”副主任
此期間於1994年、1996年、1998年、2001年分別赴美國Wright State Univ., Columbia Univ.(NYC)，Stanford Univ.從事高訪和合作研究(累計3.5年)
研究工作和方向
從事機械動力學仿真和振動控制方面的研究，研製成功彈性－粘彈性阻尼複合結構動力學分析和最佳化設計大型軟體EVESADP，套用於中國長征3A火箭儀表倉、大型客輪導航儀器系統的減振設計和布設；
從事“難加工材料”(如鈦合金、陶瓷合金等)深冷加工(cryogenic machining)仿真和工藝研究，其成果套用於美國通用電氣的航空發動機關鍵零部件的加工；
從事快速原型技術的工藝和控制系統研究，開發了其中的電氣控制硬體系統/數據處理和工藝控制軟體，並已實現大規模產業化，獲教育部科技一等獎和國家科技進步二等獎；
從事快速模具和產品快速開發技術的研究，完成了STL模型再設計軟體的開發和金屬冷噴大型金屬模具快速開發工藝的研究，並套用於國內若干汽車車身衝壓模具的開發，獲陝西省科學技術一等獎；
自2001年以來，開展了微納米製造技術的研究，在納米壓印光刻技術工藝和裝備技術基礎的研究方面取得了國內外認可的研究成果；將微納米製造技術拓展到光電子製造領域，在新型大面積平板顯示器、高效有機柔性基太陽能電池、納米晶複合電池、積體電路、MEMS製造工藝和裝備技術等方面進行了開拓性的研究。
研究方向簡介
(1). 納米製造研究方向
納米科技領域的研究成果，展示了眾多影響人類未來的偉大工程構想和光輝套用遠景。已經可以明顯地看出：納米科技的進展，將可能在信息、光電子、材料、環境、能源、化學、生物、醫學等領域孕育出革命性的產業。同時科學界和工業界也看到，“納米製造”正是將納米科技中眾多偉大構想轉變成現實、將眾多基礎成果引入工程套用的橋樑。2006年發表於Semiconductor Int.雜誌的封面論文“Turning Nanoscience to Nanomanufacturing”甚至認為：缺乏穩定、高效率、低成本的過程和工具來支持納米器件和系統規模化生產，已經成為納米科技持續發展的瓶頸。納米製造的研究將可以為納米科技眾多研究成果開闢嶄新的產業領域。
另一方面，納米製造也成為製造科學發展的前沿。納米製造技術的發展使製造技術由巨觀進入微觀，這不僅大大拓寬了製造技術的尺度範圍，發展和豐富了製造技術，大幅度提升製造的精度和質量，而且在納米製造科學的研究方面，也將發展出新的製造理論和方法，對促進學科交叉起到積極的推動作用，使製造科學的研究更為深入和完善。各國政府的基礎研究計畫也在製造科學領域把“納米製造”定位為優先資助領域之一。例如，美國科學技術委員會組織美國30多所著名高校和10餘家獨立諮詢機構，歷經2年形成戰略研究報告“Manufacturing the Future, Federal Priority for Manufacturing R&D”，於 2008年向美國總統和國會建議將“納米製造”列為製造領域未來10~15年優先資助的“三大領域”之一。我國自然科學基金委也設立了重大研究計畫“納米製造基礎研究”，2009年開始實施，持續6～8年(丁玉成教授有幸成為該計畫實施專家組的學術秘書)。
無疑，納米製造對那些喜歡挑戰和創新的研究工作者，將極具誘惑力。
丁玉成教授的研究團隊主要開展了納米壓印光刻技術的研究，已開發了試驗樣機，並在實驗室實現了30nm線寬複雜圖形的大規模生成。(2009起)正致力發展一種靜電誘導的納米結構流變成形方法和工業實現技術。
(2). 光電子製造研究方向
光電子信息技術是21世紀的前沿高科技，是國家間競爭制勝的戰略行技術。美國商務部聲稱：“誰在光電子產業方面取得主動權，誰就將在21世紀的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊評論：“21世紀具有代表意義的主導產業，第一是光電子產業……”。
傳統的製造主要以常規的機電產品(如工具機、電機、汽車等)為對象。“光電子製造”的主要對象則包括信息產品(如積體電路)、太陽能電池、高效發光或照明器件、新型大面積高解析度顯示器、光通信器件、各種光電感測器等高科技器件和產品。
丁玉成的研究團隊將微納製造技術引入光電子產品製造領域，開展了此類產品的納－微－宏跨尺度的集成製造技術研究。主要開展以下幾個方面的工業套用研究。
(一). 超大規模積體電路圖型化納米壓印光刻。針對納米壓印光刻成為下一代光刻技術的前景，研發其工業化的核心工藝技術和裝備關鍵技術。研究將致力於解決高解析度壓印模版製造、模版壽命保障、圖型轉移缺陷控制、多層套印精度保證等核心問題。
(二). 將納米壓印技術引入聚合物太陽能電池的製備，通過異質節結構的納米圖形化，提高光電轉換效率。將納米晶、納米線等納米結構引入有機－無機複合太陽能電池製造，實現其機械柔性和高光電轉換效率。研究團隊期望在常規的矽系太陽能電池之外，探索新一代太陽能電池的結構和大規模製造技術。
(三). 將微結構圖形化技術和碳納米管生長技術相結合，探索新型場發射顯示技術。將納米結構成形技術套用於SED顯示器陰極結構的製造。相關研究將面向下一代(後電漿顯示器時代和後液晶顯示器時代)的顯示器，期待發展創新的製造工藝方法和裝備實現技術。
科研成果
(1). 2000年前主持和參與完成的縱向科研項目
[1] 國家教委資助優秀年青教師基金項目，“三維零件幾何模型反求系統研究與開發”；
[2] 國家自然科學基金項目“神經網路在機械加工質量控制中的套用研究”；
[3] 國家自然科學基金項目“複雜三維零件全幾何信息獲取及其模型重構”
[4] 國家863計畫(基礎研究)項目“基於RRE和RP的集成式即求即供線上製造服務系統”
[5] 國家863/CIMS項目“JFMT/CIMS/CAQ詳細設計”，擔任CAQ分系統主任設計師；
[6] 國家863/CIMS項目“JFMT/CIMS/CAQ研製開發”，擔任CAQ分系統項目主任；
[7] 國家教委留學回國人員基金項目“環保型加工過程與技術的研究”；
[8] 陝西省科技攻關項目“三維列印快速成形技術開發”；
[9] 西安市九五工業科技攻關項目“三維零件全幾何實體模型測繪系統研究與開發”；
[10] 陝西省科學研究計畫基金項目“基於神經網路與模糊邏輯的機械加工控制”；
[11] 國家九五重點科技攻關項目“雷射快速成型技術研究與開發”；
[12] 國家九五重點科技攻關項目子項“國家級快速成型與製造技術服務中心建設”；
(2).自2000年主持完成和在研縱向科研項目(第一申請人)
[1] 國家973計畫項目“高性能電子產品設計製造精微化數位化新原理和新方法”之課題“微壓印成形的相變構型與保真轉移”，總經費RMB246.5萬，2003-2008
[2] 國家863計畫重點課題(B類)“IC製造中壓印光刻工藝與設備的研究開發”，總經費RMB200萬，2002-2005
[3] 陝西省重點科技攻關計畫項目“壓印光刻技術設備研究與開發”，總經費RMB100萬，2003-2005
[4] 西安重大創新工程項目“積體電路壓印光刻技術研究開發”，總經費RMB100萬，2004-2006
[5] 國家自然科學基金課題“微納米尺度約束成形中的流變仿真與工藝控制”，RMB26萬，1999-2002
[6] 國家863計畫課題“基於RE/CAD/RP/RT的遠程服務系統”，總經費RMB56萬，2001-2003
[7] 教育部骨幹教師基金項目“生物活性人工骨製造”，總經費RMB27萬元，2000-2002
[8] 國家自然科學基金課題“積體電路製造壓印刻蝕技術的工藝研究”,總經費RMB30萬，2003-2006
[9] 教育部跨世紀優秀人才計畫課題“Sub-100nm特徵結構的場誘導成形方法”，總經費RMB30萬，2003-2006
[10] 美國套用材料公司創新基金“深亞微米結構多層套印對準測量系統和套印工藝”，總經費RMB30萬，2005-2007
[11] 國家863計畫課題“柔性基宏電子製造中微結構的大面積逆壓印技術”，總經費RMB97萬，2007-2009
[12] 國家863計畫重點課題“基於MEMS的PDD治療電極和系統的研製”子課題“生物兼容的MEMS研製”，總經費267萬，子課題經費85萬，2007-2009
[13] 國家自然科學基金課題“柔性基宏電子製造中微結構大面積逆壓印工藝基礎研究”, 總經費RMB38萬，2008-2010
[14] 國家973計畫項目“積體電路製造裝備基礎問題研究”之課題“納米結構的外場誘導流變成形規律與控制”， 總經費RMB360萬, 2009.1-2013.12
(3). 代表性論文
至2008年在國內外學術期刊和會議上發表論文120餘篇。其中代表性論文：
HongBo. Lan, Yucheng. Ding, Hongzhong Liu, et al. “A Review of the Wafer Stage for Nanoimprint Lithography”, J. of Microelectronic Engineering, 84/4(2007), pp.684–688
Zhinggang Li, Yucheng. Ding. “Sheath potential difference studies in low-pressure high-frequency capacitive RF plasma as a fundamental research for ion energy impinging on the material surface”, Surface & Coatings Technology, 200/18-19(2006), pp.5655-5662
Hansong Li, Yucheng Ding, Hongzhong Liu, et al. “Distortion Reduction by Load Release for Imprint Lithography ”, J. of Microelectronic Engineering, 83/3(2006), pp.485-491
Hongzhong Liu, Yucheng. Ding, Bingheng Lu, et al. “Multi-step nanopositioning control for step imprint lithography tool”, Journal of Nanoscience, Vol.1/2, 2006, pp.123-130
Hongzhong Liu, Yucheng. Ding, Bingheng Lu, et al. “A Measurement System for Step Imprint Lithography”, Journal of Key Engineering Materials, Vol.295-296, 2005, pp.107-112
Hongzhong Liu, Bingheng Lu, Yucheng. Ding, et al. “A Motor-Piezo Actuator for Nano-Scale Positioning Based on Dual Servo Loop and Nonlinearity Compensation”, J. Micromechanics and Microengineering, Vol.13, 2003, pp.295-299
Hongbo Lan, Yucheng Ding, et al. “Development of a step micro-imprint lithography tool”, J. Micromechanics and Microengineering，Vol,17 (2007) 2039–2048
Quandai Wang, Yugang Duan, Bingheng Lu, YuchengDing, et al. “Imprint template fabrication based on glass wet etching using a soft etching mask”, J. Micromechanics and Microengineering, Vol.16, 2006, pp564-57
Jinyou Shao, Yucheng Ding, Yiping Tang, et al. “A novel overlay process using loading release and alignment error pre-compensation method”, Microelectronic Engineering, Vol 85/1, 2008，pp 168-174
Jinyou Shao, Hongzhong Liu, Yucheng Ding, Li Wang, et al. “Alignment measurement method for imprint lithography using moiré fringe pattern”, Optical Engineering, vol 47/11, 2008, 113601
Weitao Jiang, Yucheng Ding, Hongzhong Liu, et al. “Two-Step curing method for demoulding in UV nanoimprint lithography”, Microelectronic Engineering, Vol 85/2, 2008, pp 458-464
Hongbo Lan, Yucheng Ding, Hongzhong Liu, et al, “Mold deformation in soft UV-nanoimprint lithography”, Sci China Ser E-Tech Sci, Vol.39/1,2009, pp1-10
Hongzhong Liu, Yucheng Ding, et al. “Study of Carbon Nano-Tube Photo-electronic Devices by Nano Imprint lithography”, IEEE conference, 2007, vol 8/7, 274-275.
Lei Yin, Hongzhong Liu, Yucheng Ding, Bingheng Lu “Fabrication of 3D micro-structures in polymer photovoltaic devices based on soft nanoimprint lithography technology”, IEEE conference, 2007,vol 8/7, 300-301.
Yongsheng Shi, Hongzhong Liu, Yucheng Ding, Bingheng Lu, “Fabrication of highly ordered pore arrays by soft nanoimprint lithography”, IEEE conference, 2007, vol 8/7, 280-281.
Hongzhong Liu, Yucheng Ding, Weitao Jiang, “A novel loading and demoulding process control in UV nanoimprint lithography”, Microelectronic Engineering, 2008, in press, available online.
Jinyou Shao, Yucheng Ding, Hong Zhong Liu, et al. “Strategy for loading force induced overlay position shift in step imprint lithography”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B, Journal of Engineering Manufacture, 2008, accepted, in press
Lei Yin, Hongzhong Liu, Yucheng Ding, et al. “Fabrication of carbon nanotube arrays for field emission and sensor devices”, Microelectronics Journal, 2008, accepted, in press, available online
Quandai Wang,Yugang Duan, Yucheng Ding et al.“Investigation on LIGA-like process based on multilevel imprint lithography”, Microelectronics Journal, 2008, accepted in press, available online.
Xiangdong Ye, Yucheng Ding, Hansong Li et al. “Research on the cast molding process for high quality PDMS molds”, Microelectronic Engineering, 2008, in press, available online.
Hongbo Lan, Yucheng Ding, et al. “Price quotation methodology for stereolithography parts based on STL model”, Computers & Industrial Engineering, 52/2 (2007), pp.241–256
Hongbo Lan, Yucheng Ding, et al. “A re-configurable cross-sectional imaging system for reverse engineering based on a CNC milling machine”，Int J Adv Manuf Technol (2008) 37:341–353
Hongbo Lan, Yucheng. Ding, Jun Hong, et al. “Decision support system for rapid prototyping process selection through integration of fuzzy synthetic evaluation and expert system”, Int. J. of Production Research, 42/1(2005), pp.169-194
Hongbo Lan, Yucheng Ding, Jun Hong, et al. “A web-based manufacturing service system for rapid product development”, Computers in Industry, 54/1(2004), pp.51-67
Zhengyu Zhang, Yucheng Ding, Jun Hong, et al. “A New Hollowing Process for Rapid Prototype Models”, J. of Rapid Prototyping, 10/3(2004), pp.166-175
Yucheng Ding, Hongbo Lan, Jun Hong et al. “An integrated manufacturing system for rapid tooling based on rapid prototyping”, Robotics and Computer Integrated Manufacture, 20/4(2004), pp.281-288
Guoxin Yu, Yucheng Ding, Dichen Li, et al. “A Low Cost Cutter-based Paper Lamination Rapid Prototyping System”, In. J. of Machine Tools and Manufacture, 43 (2003), pp.1079-1086
Shane Y. Hong, Yucheng Ding, et al. “Experimental Evaluation of Friction Coefficient and Liquid Nitrogen Lubrication Effect in Cryogenic Machining”, Machining Science and Technology, 6/2(2002), pp.235-250
Shane Y. Hong, Yucheng Ding, et al. “Cooling approaches and cutting temperatures in cryogenic machining of Ti-6Al-4V”, Int. J. of Machine Tools and Manufacturer, 41/10(2002), pp. 1417-1437
Hongbo Lan, Yucheng Ding, et al. “An Integrated Modelling Method for an Engine Cynlinder Body based on Cross-section Imaging System”, Applied Mechanics and Materials, Vol. 10-12, pp.697-701, 2008
Hongbo Lan, Yucheng Ding, et al. “A Web-based Cost Estimation System for Collaborative Development of Injection Mould”, Materials Science Forum, Vol.532-533, pp997-1000, 2006
Hongbo Lan, Yucheng Ding, Bingheng Lu, et al. “Web-based quotation system for stereolithography parts”, Computers in Industry, Vol.59 (2008), 777–785
(4). 申請和授權專利
基於壓印光刻的複合材料真三維微電子機械系統器件製造方法，ZL03134596，2005年9月，已授權；
聚二甲基矽氧烷微流控晶片復型光固化樹脂模具製作方法，ZL200410073433，2007年3月，已授權；
深亞微米三維滾壓模具及其製作方法，ZL200510042777，2007年1月，已授權；
聚合物太陽能電池的深亞微米三維異質結界面及製備方法，ZL200510042776，2008年1月，已授權；
大面積微壓印專用超平整度軟模具的製作方法，200510043071，2005年8月；
基於濕法刻蝕MEMS壓印模板製造工藝，200510043070，2005年8月；
納米壓印用紫外光固化陽離子型刻蝕膠，200510043034，2005年8月；
低成本製作複雜三維微結構或微器件方法，200510095042.0，2006年5月
一種零留膜的壓印模板及壓印光刻圖形轉移方法，200610105267，2006年12月；
大面積周期陣列三維微結構製備方法，200710015200，2007年8月；
電漿顯示器平板障壁的大面積壓印成型方法，200710018184.4，2007年7月；
高速大行程的氣壓半懸浮二自由度共基面運動工作檯，200710018229，2007年10月；
基於霍爾效應的超高密度磁隨機存儲器及其製備方法，200710017940.1，2007年5月；
連續逆壓印圖型直接轉移式製造圖案化磁記錄介質的方法，200710018124，2007年6月；
柔性基宏電子製造中微結構的大面積逆輥壓印方法，200710019013.3，2007年11月；
一種微米級特徵的三維輥壓模具及其製造方法，200710018185.9，2007年7 月；
一種植入式MEMS生物電極及其製備工藝，200710199235，2007年12月
用於微型燃料電池的複合雙極板及其製備方法，200710015794，2007年6月；
染料敏化TiO2納米晶太陽能電池的定製化導電薄膜及其製備，200810017378.7，2008年1月；
一種全禁帶三維光子晶體及其壓印成型製造方法，200810018360.9，2008年6月；
一種微型直接甲醇燃料電池的複合雙極板製備方法，200710017793，2007年4月；
(5). 科研成果獲獎
“基於金屬噴塗與電刷鍍技術的覆蓋件模具快速製造技術與裝備”, 陝西省科學技術一等獎，2005年(2)
“快速成形製造若干關鍵技術及其設備”，國家科技進步二等獎, 2001年(4)；
“雷射固化快速成型機與光固化樹脂”，國家教育部科技進步一等獎，1999年(4)；
“粘彈性大阻尼結構模態綜合及其最佳化設計軟體包EVESADP”，國家教委科技進步一等獎，1992年(2)；
(6). 榮譽稱號
2001年獲國務院頒發“政府特殊津貼”；
入選2003年度教育部跨世紀優秀人才計畫；
2002年獲陝西省人事廳頒“優秀留學回國人員”稱號；
人才培養與招生
至2008年底，共培養碩士研究生28人、博士研究生17人；
丁玉成教授主要研究方向包括納米製造、光電子系統製造技術，尤其關注其中新型工藝方法和製造裝備實現技術的探索。相關的研究涉及機械工程與其它學科領域的交叉和融合。因此招收碩士和博士研究生時，除機械工程本專業背景的考生外，亦非常歡迎高分子化學、電子學、物理、計算力學等專業的考生，且可按照學校的條件破格錄取(即外專業的考生不必選考機械工程的專業課)。
錄取時，比較看重考生在數學、物理等基礎科目的素質。研究生培養過程中，注重培養學生自主實驗能力、洞察問題能力。
研究團隊和設施
研究團隊由多學科背景的人員構成，包括：丁玉成(教授，機械工程)、劉紅忠(副教授，電氣工程)、段玉崗(副教授，高分子化學)、邱志惠(副教授、機械工程)、王伊卿(高工、機械工程)、王莉(博士、計算機)。
研究團隊在學校985計畫、211計畫的持續支持下，並歷經多項國家重要研究計畫課題研究過程的積累，已建成120平方米的潔淨實驗室(2008年底將搬入1600平方米的新建大型潔淨實驗室)，購置了微納米製造和光電子製造研究相關的以下主要設備(總投資4200多萬元)：
■ 電子束直寫光刻機(日本Crestec公司)
■ 雙面對準接近式曝光機(美國ABM)
■ 迴轉式塗膠機(美國APTO)
■ 恆溫式顯影台(台灣)
■ 原子力顯微鏡1台(美國產)
■ SEM掃描電鏡(日本Seiko)
■ 接觸式探針台階輪廓儀（美國Ambios）
■ 白光干涉微輪廓測量儀(美國產Plasmastar)
■ 電漿刻蝕(PE)除膠機(美國產Plasmastar)
■ ICP刻蝕機(國產)
■ Bosch工藝乾法體刻蝕機(英國Oxford)
■ 多路磁控濺射台(美國產Dolgo)
■ 管式爐(碳納米管生長)
■ 矽片級封裝機
■ 真空熱封裝機
■ 小型CMP拋光機
■ 分光式膜厚檢測儀(美國產)
■ 薄膜特性測量橢偏儀（日本Keyence）
■ 3000倍光學顯微鏡(配CCD圖象系統)1台(日本產)
■ 多功能高分子材料物化特性測試儀(國產)
■ 10mx5m隔振工作檯和光學工作站
■ 硬度測量儀(英國產)
■ 高性能源表和IV/CV測量系統(器件電子性能、材料介電特性表征)
■ 界面接觸角和表面張力分析儀
■ 比表面和空隙率分析儀
■ 飛秒雷射直寫加工系統(德國產)
