Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   8 , No .   6 ,  Decem ber   201 8 , p p.   4772 ~ 4780   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v8 i 6 . pp 47 72 - 47 80          4772       Journ al  h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Metal - e mb edde d SU - 8 Sl ab Tech niq ues fo r Lo w - r esist ance  Mic ro m ac hin ed In du cto rs       Manot  M apato 1 , Pr apon g K lysub an 2 ,  Thanatc ha i  Kulw ora w an ic hp ong 3 , Nim it  Cho mna w ang 4   1, 3 ,4 School  of El e ct ri ca l   Eng ine er i ng,   Surana ree U nive rsit y   of Technolog y ,   Tha i land   2 S y nchr otron   L i ght  Rese arc h   ins ti tute,   Ministr y   o f  Scie n ce a nd   Technol og y ,   Th ai l a nd       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Ma y   22 , 201 7   Re vised  Ju l   10 ,  201 8   Accepte d  J ul  17 , 2 01 8       Thi s  work  pre se nts  a  new  fab ri c at ion  t ec hn ique   for  m ic ro  power  induc tors             b y   using   m et a l - embedde d  SU - 8  slab  m oldi ng   technique s .   Th e  propose d   te chn ique   uses  X - ra y   li thogr ap h y   to  f abr i ca t e  high - aspe c t - ratio   LIGA - li ke  m ic rostruc tur es  in  form   of  embedde d  stru ct ur es  in  the  SU - 8  slab.  Th is   proc ess  was  appl ie d  to  f abr i ca t e  an  induc to r’s  windings  with  an  a spec t  ra ti o   of  10,   which  can  provide   ver y   l ow  resista nce   bu t  stil l  pre serv e  a   sm al l  form  fac tor  and  low  profil e .   Induc tor s  were   design ed   as  pot - cor e  stru ct ure s  with   over all  hei ghts  o f  370  μm  and  embedde d  with  250 - μm - thi ck  windings.   From  the   adva n ta g e  of  m et al   embe dded  SU - 8  slab  te chni qu es,   8  μm - thi ck   per m al lo y   cor e  c ould  be  fab r ic a ted  b y   e lectr opl at i ng  aro und  the   w indi ng  in  a   single   step   that  c ould  hel p  sim plif y   the   pro ce ss .   F our  t y pes  of  ind uct ors  wer e   fab ricate d   with  3,   5,   10 ,   and  16   turns  in  th e  ar ea   of  1 . 8  to   9. 5   m m 2.   The  m ea sured  induc t anc e  was  in  th e  ran ge  of  70  nH  t o  1. 3  μH   at   1  MH z  and  DC  resista nc e  of  30 – 336  m Ω  for  3 – 16  turns,   re sp ec t ive l y .   Th e  DC  r esista nc e  of   fab ricate d  indu ctor  was  low,   as  e xpec t ed,   and  sho wed  good  result   compare d   with  th e  r esult s i n  li t erature.   Ke yw or d:   High as pect - rati o  in du ct or s   Me ta l - e m bed de d  S U - 8 sl ab   Mi cro   powe r  i nducto rs   Mi cro m achined  in duct ors   X - ray  li thogra ph y   Copyright   ©   201 8   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Ma no t M a pato ,    School  of Elec tric al  Engineer ing ,   Su r ana ree  Un i ver sit y o f  Tec hnol og y,   111 U niv e rsity  Avenue,  N a kh on Ra tc hasim a   30000, T haila nd .   Em a il :  m ano t. m apato@ gm ail.co m       1.   INTROD U CTION     Po rtable  el ect ro nic  dev ic es  hav e  beco m e  a  daily   necessit y.  Ov er  ti m e,  these  fab ricat ed  dev ic es  hav e  decr eased  in  siz e  and   increased  in  eff ic ie ncy.  Ho wev er,  ow ing   to  their  li m it ed  siz e,  these  dev ic es  hav e  on ly   sing le   batte ries  su pp ly ing   cur ren t  to   each   ci rcu it   desp it e  var yi ng   DC  vo lt age  req uirem ents .  Thu s,  the  DC – DC  con ver te r  ci rcu it   is  an  essenti al   com po nen t  of   su ch  dev ic es  and   is  determ inant  of   dev ic e  eff ic ie ncy,  and   m or e  eff ic ie nt  con ver te r  ci rcu it s  hav e  been   con ti nu ou sly   dev el op ed.   The  ind uctive - s witc hin g  ty pe  ci rcu it   is  cur ren tl y  ver y  po pu la r   becau se  of   it s   pr ov isi on   of   gr eat   eff ic ie ncy  with  hig h  po wer   den sit y.  At  pr esent,  the  ci rcu it   is  no rm al ly   op erated  in  the  m egah ertz  ran ge   [1 ] .  In   so m e   li te ratur e ,  the  ci rcu it s  wer e  design ed  to  op erate  at   a  fr equ ency  of   up   to   1 0 0   MHz  [ 2 ] ;  ho wev er,  the  eff ic ie ncy   at   an  extrem el y  hig h  fr equ ency  is  sti ll   li m it ed  becau se o f   switc hin g  loss .    The  adv antage  of   wo rk ing   at   a  m egah ertz  ran ge  cou ld  help  decr ease  th e  ind uctance  req uired .  In   add it ion ,  the  ind uctor ’s  siz e  cou ld  be  sm al le r  and   sti ll   be  capab le   of   being   pack ed  with  ICs,  thu s  facil it at ing   in  increasing   the  po wer   den sit y  [3 ] .  Ho wev er,  fab ricat ing   a  hig hly  eff ic ie nt  integrated  ind uctor   with  a  li m it ed  area  has  beco m e  a  chall eng e  becau se  DC   resist ance   play s  an  im po rtant  ro le   in  ind uctor   eff ic ie ncy  in  a  DC – DC  con ver te r  ci rcu it ,  as   the  m ajo rity   of   cur ren t  flow ing   thro ug h  the  ind uctor s  is  DC  cur ren t.  Thu s ,  with  the  area  con strai nt,  it   is  har dly  po ssible  to  fab ri cat e  the  wind ing s  of   a  low - resist ance  ind uctor   by  us ing   con ven ti on al  th in f il m  techn olo gy.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       M et al - e m be dded   SU - 8 Sla b  T echn i qu e s  for   Lo w - r e sist ance   …   ( Manot M apat o )   4773   The  wind ing s  of   a  m ic ro - ind uctor   are  gen erall y  fab ricat ed  us ing   a  var ie ty   of   te chn iqu es.  So m e  te chn iqu es  include  sp utteri ng ,  wh ic h  cou ld  po ssibly   le ad  to  m et al   dep os it ion   at   the  su bm ic ro n   scal e.  This  cou ld  resu lt   in  an  even   hig her   resist ance,  wh ic h  is  m or e  su it able  fo r  hig h - resist ance  app li cat ion s  [4 ] .  Mi cro m achining   is  ano ther  po pu la r  te chn iqu e  fo r  three - dim ensio nal  m ic ro structur e  fab ricat ion .  This  te chn iqu e  fab ricat es  a  m old   thro ug h  bu lk  or   su rf ace  m ic ro m achining   and   fill s  the  m old   with  m et al   thro ug h  el ect ro plati ng   [5 ] , [6], an d  thu s the f abr ic at ed  structur e cou ld b e as thick as  the m old s.  So m e research ers  hav e  fab ricat ed  an  ind uctor   directl y  on to  the  po wer   ICs  thro u gh   sil ic on   bu lk  m ic ro m achining   by  us ing   reacti ve  ion   et ching   [7 ] ,  [8 ] .  This  m et ho d  can  fab ricat e  deep   m old s  of   up   to  25 0  µm ;  ho wev er,  sil ic on   is  no t  a  go od   m old   m at erial   fo r  cop per   ow ing   to  their  diff eren t  therm al   exp ansion   coef fici ents,  wh ic h  cou ld  dam age   the  m old .  This  m et ho d  was  im pr ov ed  by  add ing   SU - 8  ph oto resist   to  beh ave  as  a  po ly m er  wall   inside  the  m old   [5 ] ;  ho wev er,  this  cou ld  resu lt   in  a  do ub le - m old ing   pr ocess.   An oth er  fab ricat ion   pr ocess  is  the  li tho gr aph y  pr ocess  [9 ] ,  [1 0]  in  wh ic h  SU - 8  m old ed  fa br ic at ion   was  per fo rm ed  us ing   the  UV   li tho gr aph y  te chn iqu e,  wh ic h  can  bu il d  a  10 0 - µm - thick  m old .  Ho wev er,  this  te chn iqu e  cou ld  no t  fab ricat e  a  hig h  aspect - rati o  structur e.  Gen erall y,  the  aspect  rati o  at   wh ic h  the  strucu re  can  be  bu il t  is  on ly   1 - 3.   Thu s,  th is  m et ho d  sti ll   cann ot ach ie ve  low - resist ance w ind ing  w it h  area li m it at ion .   X - ray  li tho gr aph y  is  an  excell ent   pr ocess  fo r  fab ricat ing   structur es  with  hig h  aspect  rati os   of   m or e  than  10 .  Fu rther ,  SU - 8  is  a  su it able  m at erial   fo r  m old ing   becau se  of   it s  hig h  X - ray  sensiti vity ,  wh ic h  cou ld  help  red uce  exp os ur e  ti m e .   Ther efo re,  t his  pap er  pr op os es  the  us e  of   X - ray  li tho gr aph y  fo r  fab ricat ing   a  m ic ro - ind uctor   fo r  DC – DC  con ver te r  app li cat ion .  Per  the  autho rs’   research ,  this  is  the  first  stud y  to  con sider  this  pr ocess  fo r  fab ricat ing   the  wind ing s  of   a  DC  ind uctor   with  an  aspect  rati o  of   up   to  10 .  This  cou ld  help  in  the  fab ricat ion   of   ver y  low - resist ance  wind ing s  wh il e  pr eserv ing   a  sm al l  fo rm - factor   and   low  pr of il e.  The  ov erall   pr ocess  was  per fo rm ed  us ing   the  “ me ta l - em bed ded   SU - 8  sla b  te chn iqu es, ”  wh ic h  fab ricat e  ind uctor   wind ing s  em bed ded   in  an  SU - 8  sla b  in  a  su bs trat e - le ss  fo rm ,  su ch  as  a  sil ic on   waf er.  The  m et al - em bed ded   sla b  wo uld   al low  the  fab ricat ion   of   add it ion al   structur es  on   bo th  sides.  This  pr ocess  was  u sed  to  fab ricat e  the  ind uctor ’s  cor e  by  el ect ro plati ng   a  m agn et ic   cor e  aro un d  the  wind ing   with  sing le   ste ps ,  wh ic h  cou ld  help  to  sim plify  the  pr ocess  and   red uce  cost.  The  wh ole  fab ricat ion   pr ocess  is  detai le d  in  sect ion   3.   Moreo ver ,  sect ion   4  pr esents  t he  char act erist ic s  of   the  ind uctor s ,  wh ic h  include  DC  resist ance,  AC  resist ance,  ind uctance, an d  sat ur at ion  cu rr ent .       2.   INDU CTO R GE OMET RY   2.1 .   Ind uct or s  Windi n g   In  this  stu dy,  i nducto r s   we re  desig ne d  as   a  po t - co re  st ru ct ur e   owin g  to  i ts  sm all  fo rm   factor,  l ow   prof il e,  a nd   s ui ta bili ty  fo r  ba tc h  fabrica ti on.  This  struc tur e  has  a  rectan gu la r  sp iral   wi nd i ng,  as  sho wn   i n  Figure  1.   T he  windin gs   wer e   desig ne d  with   a  width   of  25  µ m ,  wh ic h  is  t he   sm al le st  res olu ti on  at   w hic h  the   UV   m ask  cou l d  be  pr inte d  wi th  the  eq uip m e nt  us e d  in  our  exp e rim ents.  R egardin g  the  he igh t  of  the  wi nd i ng ,   it   was  desig ne d  with  an  as pe ct   rati o  of   10  and   was  fa br ic at ed  at   the  DX RL  la borato r y  of   the  Sync hrotr on  Ligh t  Re sea r c h  In sti tute,   Th ai la nd .   Th us,  250 - µm - thick  windin gs   wer e   desi gn e d.  F rom   this  struct ure,  th e   windin g  le ng t h  c ou l d  be  ca lc ulate d  us in g  the  a naly ti cal  m od el ,  as  presented   in  eq ua ti on   (1),  an d  it   wa s   seq uen ti al ly   su bs ti tuted  in  eq uation  (2)  to  c al culat e  the  wi nd i ng   resist anc e.  By   con side r ing   the  dim ension   of   the  str uctur e ,  t he  resist a nce  of  the  i nducto rs   with  windin gs  of   3,  5,  10,  a nd   16  tu rns  co uld   be  cal culat ed,   as   sh ow n  in  Ta ble   1. T he  cal cul at ed  resist a nce  of the i nducto r was i n  the  r a nge of  27 – 270  m Ω.           Figure  1. Co pper  windin g dim ensio n  a nd  para m et ers  for res ist ance calc ulati on       (1)     nw s w n n d n s w n n d n l H V Cu 4 ) ( ) 2 ( 2 ) ( ) 2 ( 2 2 2 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   4772   -   4780   4774     (2)       wh ere   Cu l     : cop per   wind ing  leng th   DC R     :  wind ing  r esi sta nce   n       :   nu m ber  o f  turn s   i n V d : i nn er s pace w idth   i n H d     :   inn er s pace lon g.   s      :  sp ace between  wind ing s   w   : con du ct or  w idth    Cu t    : con du ct or  h ei gh t   Cu    :  esi sti vity  o f  m at erial .       Table  1.  Cal c ulate d  R esi sta nc e of  I nduct or s ’ W i ndin gs   Nu m b e r  o f  turn s   (turn )   Co il T h ick n ess   ( μ m )   Co il width   ( μ m )   Res istan ce   ( m Ω )   3   250   25   2 7 .0   5   250   25   5 1 .1   10   250   25   1 3 2 .3   16     250     25   2 6 9 .4       2.2  Magne tic  core   Perm al l oy ( Ni 80 Fe 20 )  w as c ho s en  a s th e m a gn e ti c  cor e  m a te ri al . O win g  to  it s  h ig h  pe rm e abi li ty ,  hig h  s a t u r a t i o n   f l u x   d e n s i t y   [ 11 ] ,   a n d   s u i t a b i l i t y   f o r   m i c r o f a b r i c a t i o n ,   t h e   m a t e r i a l   c o u l d   b e   f o r m e d   t h r o u g h  e l e c t r o p l a t i n g .   T h e   c u r r e n t   d e n s i t y   o f   5   m A / c m 2   w a s   o p t i m i z e d   f o r   e l e c t r o p l a t i n g ,   a s   t h e   m a x i m u m   c u r r e n t  d o e s   n o t   y i e l d   b u b b l e s   i n s i d e   t h e   m a t e r i a l   d u r i n g   e l e c t r o p l a t i n g ,   t h u s   a c h i e v i n g   a   s m o o t h   s u r f a c e .   A t   t h i s  c u r r e n t   d e n s i t y ,   t h e   d e p o s i t i o n   r a t e   o f   m e t a l   w a s   8   μ m / h .   T h e   m a g n e t i c   c h a r a c t e r i s t i c   o f   t h e   m a t e r i a l   w a s  tes ted   [ 1 2 ],   a n d  i t  h a s  a   p e rme a b i lity  o f  5 5 0 ,  s a t u r a tio n  f l u x  d e n s i ty  o f  0 . 7 5   T e sl a ,  c o n d u c t iv i ty  o f  5 . 6 6   ×  1 0 6   S / m ,   a n d   c a l c u l a t e d   s k i n   d e p t h   a t   1   M H Z   o f   8   μ m .   H o w e v e r ,   a s   i t s   h i g h   c o n d u c t i v i t y   e a s i l y   l e d   t o   e d d y  c u r r e n t   l o s s ,   t h e   m a g n e t i c   c o r e   w a s   r e q u i r e d   t o   b e   d e s i g n e d   w i t h   a   t h i c k n e s s   l e s s e r   t h a n   o r   e q u a l   t o   t h e   s k i n  d e p t h   a t   t h e   o p e r a t i n g   f r e q u e n c y   t o   a v o i d   p o w e r   l o s s .   T h u s ,   t h e   i n d u c t o r   c o r e ,   w h i c h   w a s   d e s i g n e d   t o   b e   n o  mo r e   t h a n   8 - μ m  t h i c k ,   c o u l d   a v o i d   p o w e r  l o s s   f r o m  e d d y  c u r r e n t   w h e n   t h e   i n d u c t o r   o p e r a t e d   a t   a   f r e q u e n c y  of  ap pr ox im at el y 1 MHz.   The i nd uctor   structur e  was  design ed  as a p ot - cor e ty pe  wh ic h  was  su rr ou nd ed  by a m agn et ic   cor e, as   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .   T h i s   s t r u c t u r e   w a s   s u i t a b l e   f o r   a p p l y i n g   t o   t h e   f a b r i c a t i o n   p r o c e s s   o f   m e t a l - e m b e d d e d    SU - 8   s l a b   b e c a u s e  a   ma g n e t i c   c o r e   c a n   b e   s i mu l t a n e o u s l y   e l e c tr o p l a t e d   a r o u n d   t h e   w i n d i n g   i n   a   s i n g l e  s t e p ,  w h i c h   c o u l d   h e l p   s i m p l i f y   t h e   p r o c e s s .   F u r t h e r m o r e ,   t h e   a d v a n t a g e s   o f   t h i s   s t r u c t u r e   i n c l u d e   t h e r m a l    s i n k   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ]   a n d   f l u x   l e a k a g e   r e d u c t i o n   b e c a u s e   o f   t h e   p r e s e n c e   o f   t h e   m e t a l   c o r e   a r o u n d   t h e   i n d u c t o r  s tr u c tu r e .   A c c o r d i n g   t o   t h i s  d e s i g n ,   th e   w i n d i n g   w a s   2 5 0 - μ m   t h i c k ,   a n d  t h e   w h o l e  s t r u c tu r e  h e i g h t   in c l u d i n g  in su l a tio n   lay er  a n d  mag n e tic  c o re  w as  l e ss  t h a n  400 - μ m   t hi c k ,   w hi c h  is  g o o d  i n  o n - c hi p  i n du c to r s  f or  mic r o  po wer  co nv erter ap plica ti on s.           Figure  2.   Mo de l of a  3 - tu r n  i nducto r wit h 2 50 - µm - thick wi nd in g:  (a)   3D  m od el ,( b) T op  view  c r os s - sect ion ,   and (c )  a – a c ross - sect io n   , 4 ) ( ) 2 ( 2 ) ( ) 2 ( 2 2 2 nw s w n n d n s w n n d n w t R H V Cu Cu DC Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       M et al - e m be dded   SU - 8 Sla b  T echn i qu e s  for   Lo w - r e sist ance   …   ( Manot M apat o )   4775   3.   INDU CTO R FABRI C ATI ON   3.1.    Me t al - em bedded  S U - 8  s lab  fa b ri cat i on tec hnique     The  m et al - em bed ded   SU - 8  sla b  fab ricat ion   te chn iqu e   is  a  no vel  pr ocess  fo r  fab ricat ing   an  ind uctor   wind ing   that  includes   su rf ace  m ic ro m achining   on   su bs trat e,  then  the  su bs trat e  is   r e m o v e d .  The  finish ed  sam ple  cou ld  be used  to  bu il d  add it ion al   structur es  on   bo th  sides,  and   this structur e  cou ld  be m ou nted direct ly   on to  ICs.   The  X - ray  li tho gr aph y  pr ocess  was  us ed  to  fab ricat e  a  hig h  as pect - rati o  m old .  The  pr ocess  init ia te d  fr om   the  fab ricat ion   of   the  wind ing   by  coati ng   an  SU - 8  ph oto resist   with  300  μm   thickness  on   a  Gr aph it e  su bs trat e,  and   then  so ft  bak ing   at   95   °C  fo r  13   h.   The  sam ple  was  coo le d  to  25   °C  at   a  rate  no t  faster  than  0. 5  °C/ m in  to  avo id  sam ple   def le ct ion   caused   by  the  stress  inside  the  thick  film .  A  50 - µm - thick  sil ver   m ask  was  us ed  as the  X - ray  m ask,  ex po sed  to X - rays  thro ug h  a  sil ver   m ask  with  a p ow er  of   22   J/c m 3 ,   and   so ft  bak ed  fo r   20   m in.  The  exp os ed  sam ple  was  dev el op e d  us ing   the  SU - 8  dev el op er  so luti on   fo r  2  h,   and   then  rinsed   with  acet on e  and   deion iz ed  water  to  cl ean  residu al   SU - 8  in  the  m old .  The  sam ple  was  har d  bak ed  and   plasm a  cl eaned  u sing  arg on ; t his clea n  and  d ry sam ple co uld  all ow  eff ic ie nt elec trof or m ing  insid e the SU - 8  m old .           Figure  3. (a )  El ect roplat ed  a nd (b)   poli sh e d o ver - fill ed  c oppe r win dings e m bed ded  i n  t he  SU - 8 m old       Fo r  the  el ect ro plati ng   pr ocess,   the  m old   was  fill ed  with  el ect ro plate d  cop per   by  us ing   two  cur ren t  ste ps :  30   m A/cm 2   fo r  10   m in  to  red uce  the  no nu nifo rm it y  of   the  cop per   dep os it ed  on   the  gr aph it e  su bs trat e  and   10   m A/cm 2   un ti l  the  cop per   ov erf il le d  the  m old ,  as  sh ow n  in  Figu re  3( a).  Me chan ic al   po li sh ing   was  per fo rm ed  fo r  rem ov ing   the  ov erf il le d  cop per ,  as  sh ow n  in  Figu re  3( b) ,  as  well   as  the  gr aph it e  su bs trat e .  Figu re  4   sh ow s  the  cro ss - sect ion al   view  of   the  pr ocess  flow   and   Figu re  5   sh ow s  the  transp aren t  em bed ded   cop per  w ind ing  inside  the SU - 8  sla b.               Figure  4. Cr os s - sect ion al   vie w  of the  pro ce ss  flo w of   X - ray  li tho grap hy m old ing  te ch niqu es for  thick - coi l fabric at ion :  ( a)  300 - µm - thick S U - 8 o n gr a phit e substrate ; ( b) X - r ay  ex pose d  a nd  dev el op e d;  (c)  Copper  elec tro plati ng  a nd  poli sh in g; (d) g ra ph it e  su bst rate i s  re m ov ed     Figure  5. Tra nspare nt  250 - µm - thick     SU - 8 sl ab wit h co pp e r win di ng  e m bed de d       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   4772   -   4780   4776   3.2.     M agne tic core  f ab ri ca ti on   The  S U - 8  an d  dr y  fil m   wer e  us e d  as  phot ose ns it ive  m at eri al s,  an d  th e  in duct or’s  co re  w as  fa br ic at ed   us in g  U V  li thogra phy,  el ect roplat ing ,  s putt er ing ,  a nd   m at eri al   li ft - of f  te ch ni qu es .  The  fa bri cat ion   process   w as   init ia te d  by  sp i n  coati ng  a  50 - µm - thick  SU - 8  photoresi st  on   an  SU - 8  sla b,  and   the n  s of t  bak i ng   at   95   ° C  fo r   10   m in.  Ne xt,   the  ph otoresi s t  was  ex pose d  to  U V  with  a n  en er gy  of  255  m J/cm 2   thro ug h  the  pr i nt ed  U V  m ask.   A fter  s oft   ba king  agai n,  the  sam ple  was   de velo ped   i n  the  S U - 8  de velo per.  This  process  was  re peated   on   t he  oth e r  s ide  to  create   an  et chin g - pro te ct   la ye r  on   bo t h  sides  a nd  us ed  as  a n  insu la t or   betwe en  th e   windin gs   a nd  m agn et ic   co re,   as  s how n  in   F igure  6(b).  Ch e m ic al   et ching  was  pe rfor m ed  to   rem ov e  c oppe r  i n  the  co re  a rea  by   us in g  50%  N it ric  aci d.   Af te r  et chi ng,  the   c oppe r  insi de  th e  co re  area   wa s  rem ov ed ,  as  sh ow n  as Fig ur e  6(c) .    The  dr y - fil m   ph ot or esi st  was  us e d  as  the  sac rifici al   la ye r  un de r  the  c oppe r  seed  la ye r  t o  def i ne  the   cor e ’s  de posit ion   area .  A  dry - film   ph ot or esi st  was  then  co at ed  on   both  si des  of  the  SU - 8  sla b,   an d  wa s  then   expose d  to   U V  with  25 - m J/ c m 2   ener gy;  it   was  t hen  de ve lop e d  us in g  t he  dr y - film   de velo per  to  rem ov e   th e   un e x posed  film ,  as  sh own  in   Figure  6 ( e) .  T he  co pper  see d  la ye r  was  de posit ed  on  the  whole  sam ple  thr ough   DC  sputt erin g,  as  sh own  in  Figure  6(f ),   a nd  then  li fted  off  the  dr y  film   by  us in g  acet on e .  The  sam ple  was  read y  f or   m agn et ic - co re  el ect roplat ing ,  as  sh ow n  in  Fig ures  6(g )  an d  7(b ).   All  the  co res  we re  co nnect e d  tog e the r  by  us i ng   a  c oppe r  tra ck  f or   batc h  el ec tro plati ng ,  a s   show n  in  Fig ure  8 .  Perm al loy  el ect ro plati ng  wa s  perform ed  with  a  c urre nt  de nsi ty   of   5  m A/c m 2   by  us in g  a  NiFe  batch  s ol ution.  T his  c onditi on   ca n  pro vid e  a   depositi on r at e  of  8  µm /h.  A n el ect ropl at ed  s a m ple is shown in  Fig ure  8 .           Figure  6. Cr os s - sect ion al   vie w  of  process  flo w of  m et al  e m bedde d  S U - 8 s la b  te ch niques  for  inte gr at e d m ic ro   inducto rs: ( a )  c oppe r - em bed de d  S U - 8 sl ab;  ( b) sp i n  c oating 5 0  µm  o f SU - 8 photo resist  a nd  patte r ning  of    SU - 8 o n  bo t h  s ides; (c )  rem oving  c oppe r; (d )  co at in g dr y - film   ph otoresi st  on both  sides;  ( e)  patte rn i ng dry  fil m ; (f ) dep os i t coppe r  see d  l ay er th r ough  s pu tt eri ng ;  ( g)  li fting o f dr y  film ; (h )  el ect r op la ti ng  p e rm al lo y and  then rem ov in g SU - 8 o n  t he bond i ng p a d  t hro ugh plasm a etch in g.             Figure  7. The  fa br ic at ed  16 - tu rn m ic ro power i nducto rs  e m bed de d  i n  S U - 8.   (a )  S putt ered co pper  see d  la ye r    (b)  Lift - off  dry fil m  an d  co pp er     Figure  8. Ba tc h fab ricat ion o f  m ic ro powe r  inducto rs  em bed de d  i n  S U - 8 s la bs       Af te r  fabrica ti on,  the  S U - 8  over - coate d  on  the  bondin g  pa d  was  rem ov ed  thr ough  plas m a  et ching,   and   the n  rin se d  with  su lf uri c  aci d  to  re m ove  copper   oxide   to  cl ean  the  bo ndin g  pa d  an d  read y  it   fo r  wire   bondin g.   I nduc tors  ha ve  an  overall   heigh t  of  370  µm ,  inc lud ing   that  of  the  250 - µm - thick  windin g,   10 0  µm   of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       M et al - e m be dded   SU - 8 Sla b  T echn i qu e s  for   Lo w - r e sist ance   …   ( Manot M apat o )   4777   insu la to r,   a nd  16   µm   of   m agn et ic   cor e .  Fig ur e  9   s hows  c om plete ly   fab ricat ed  sam ples   and  cr os s - sect ion s   of   the f a br ic at e d  s a m ples.            Figure  9.   The  fa br ic at ed  5 - tu r n  m ic ro  po wer   inducto rs  a nd c ro ss - sect io n       4.   RESU LT   A N D DIS CUSSI ON   The  DC r esi sta nce  of   the  fab ricat ed  ind uctor s w as  te ste d  us ing  a   four - pr ob e m easur em ent  te chn iqu e ;   the  m easur ed  DC  resist ance s   are  in  the  ran ge  of  29 .8 – 335 .6   m Ω  fo r  the  ind uctor s  with   3 – 16   turn s ,   resp ect ively ,   as  sh ow n  in  Table  2.   The  m easur ed  value  i s  cl os e  to  that  cal culat ed  us ing   equ at ion   (2 ) ;   so m e  dev ia ti on s  wer e  ob serv ed   ow ing   to  the  UV   m ask’ s  dim ension   err or   becau se  the  li m it at ion   of   the  pr inter  was  cl os e  to  the  structur e  siz e.  By   m easur ing   the  fab ricat ed   ind uctor ’s  wind ing   width ,  the  aver age  width   was  determ ined  to  be  23   µm .  As  the  design   was  set   at   25   µm ,  it   resu lt ed  in  a   hig her   ind uctor   resist ance  than  that  of   the  design ,  especial ly   for  the  16 - turn   ind uctor   with   the  m axim um   resist ance  dev ia ti on .  Ho wev er ,  the  ind uctor   fab ricat ed  as  a  hig h  aspect   rati o  structur e  had   low  DC  resist ance ,   as  exp ect ed ,   and   it s  resist ance  can  be  ran ked   in  the  low - resist ance  gr ou p  com par ed  to  li te ratur e  that  li sts   resist ance  in  a  ran ge  of   9  m Ω – 4. 6  Ω  [3 ] , [ 5] – [7 ] , [ 10 ] , [ 11 ] , [ 16 ] – [1 9].       Table  2.  Mea s ur e d  a nd Cal cu la te d  DC Resi s ta nces  of  t he  F abr ic at ed  I nduc tors   Ind u cto r  ty p e   R DC   C alc   ( m Ω )   R DC   m ea s   ( m Ω )   Area   ( m m 2 )   Co n d u ctiv ity /Are a   (S/ mm 2 )   3  turn s   2 7 .0   2 9 .8   1 .8   1 8 .64   5  turn   5 1 .1   5 1 .1   2 .34   8 .36   1 0  turn   1 3 2 .3   1 4 8 .6   5 .25   1 .28   16  tu rn   2 6 9 .4   3 3 5 .6   9 .45   0 .31       High - fr e quenc y   char act erizat ion   was  perfor m ed   us in g   a  ve ct or   netw ork  analy zer  A gilent  8650E S,   and  one  port   scat te ring   (S 11 )   m easur em ent  was  c onduct ed   in  the   f reque nc y  range  of   3 0   kHz  to   1  G Hz   w hile  the  pa rasit ic   c apacit ance   of   the  D UT   pa d  and  co nnect or   we re  de - em bed de d  us i ng  the  a dm ittance  m at rix  m et ho d  [ 15] .  T he  sel f - res on a nc e  fr e qu e ncy  was  not  obser ve d   in  the  f re quency  range  of  30   kH z  t o  1  G Hz  f or  3 - 10 - tu r n  in duct ors  but  w as  obser ve d  at   800  MHz   for  the  16 - t urn  in duct or .   Th us ,   t he  r esults  of     sel f - re sona nce   can b e   ig nore d  becau se   the   in du ct or w as d es ign e d  t o  w ork  at   the f re quenc y  of  a ppr ox im a te ly  1   MHz.  T he  m e asur e d  S 11   value   w as  co ns i de red   t o  cal cula te   the  inducta nce  value  by  us in g  the   L – R   Series   Mod el .  In   Fig ure  10(a ),   t he  in du ct a nce  wa s  a  functi on  of  f reque ncy   an d  s li gh tl y  decr eas ed  with  t he  inc rease  in   f reque ncy be cause  of  t he d ecrease in   pe r m eabil it y . A t   fr eq ue ncies h i gher t han  1  M H z, the  i nductan ce value   decr ease d  sig ni ficantl y   beca use   the   sk i n - de pt h   val ue   of  th e  m agn et i c  core  was   hi gher  t han  the   thick ne ss  of   the  co re.  T hu s ,   the  inducta nc e  value  s ubseq uen tl y  dec reas ed  acco r ding  to  the  decr ease  in  the  cr os s - se ct ion al   area  of  m agn et ic  co re .   Figure  10(b)   sh ow s   th e  in duct or   re sist ance   as  a  functi on   of   fr e quency,   represe nting   DC  an d  AC   windin g  losses   and   c or e  loss .   Wh e n  co ns ide rin g  the  fr e que ncy  range  bel ow  1  MHz ,  the  inducto r  resist ance   value   inc rease d  with  fr e que ncy  becau s e  of  the   s kin  de pt h   of  the   hi gh  aspect   rati o  windin g;  how ever,  it   increase d  rap i dly  for  fr e que ncies  hi gher  t ha n  1  MHz .  T his  re pr ese nts  th e  Ed dy  cu rr e nt   loss  in   the  m agn et ic   cor e  beca us e  it s  thick ness  wa s  gr eat e r  tha n  t he  s kin   dep t h.   Th us ,  in   case  a   fu t ur e  de vice  requires  oper at ion   at   B   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   4772   -   4780   4778   a  higher   f reque ncy,  the  t hick ne ss  of  the  m agn et ic   cor e   co ul d  be   re duced ,  or   t he  c or e  c ou ld  be  fa br ic at e d  in  a  lam inate   patte rn  to  r e duce los s and t hu s  h el p i ncr ease  in duc tor  e ff ic ie ncy.           Figure  10. T he  m easur ed  in du ct ance   and A C   resist ance   in  a  fr e qu e ncy  rang e of  30 kHz t o 10 MHz       Ma gn et ic   cor e  sat ur at ion   was  dem on strat ed  by  biasing   the  DC  cur ren t  in  the  ran ge  of   0  to  5 0 0   m A  with  1 - MHz  fr equ ency  m od ulati on .  Figu re  11   sh ow s  the  ind uct ance   values  as  a  fu nction  of   biasing   cur ren t.  The  ind uctance  of   al l  ind uctor s  decr eased  with  the  increase  of   the  biased  cur ren t;   this  rep resen ts  the  beg inn ing   of   m agn et ic   cor e  sat ur at ion ,  at   wh ic h  the  ind uctance  value  was  red uced   by  20 %  of   the  init ia l  ind uctan ce.  The  resu lt   sh ow ed  that  the  sat ur at ed  cur ren ts  of   al l  the  ind uctor s  wer e  app ro xim at el y  1 1 0  m A,   wh ic h  was  rather   low.   The  low  sat ur at ion   cur ren t  resu lt ed  fr om   the  un - gap ped   cor e  design ed.   In   case  of   a  design  d em and  o f  hig her  cu rr ent, a  gap  co uld  b e add ed   or  r e - design  the m agn et ic  co re.   Figu re  12 (a)   sh ow s  a  com par ison   of   the  fab ricat ed  ind uctor s  against  tho se  in  li te ratur e  accord ing   to  ind uctance an d  DC  resist ance.  The  ind uctance  values  wer e com par able  to tho se o f  oth er r esearches w hich  are  in  a  ran ge  of   10 0  nH – 1  µH.  Re gar din g  the  resist ance,  their  va lues  can  be  ran ked   in  the  low  resist ance  gr ou p,   bu t  sti ll   hig her   than  [5 ] ,  wh ic h  has  the  lowest  resist ance  at   9. 1  mΩ .   Ho wev er,  if  we  con sider  the  ind uctor ’s  area,  the  ind uctor s  in  this  research   hav e  area  in  a  ran ge  of   1. 8  m m 2 – 9. 4  m m 2   wh il e  the  ind uctor s  in   oth er  research es  hav e  area  in  a  ran ge  of   4  m m 2 – 30 4  m m 2 .  So ,  the  area  is  ano ther  com par ison   factor   that  sh ou ld  con sider.           Figure  11. Mea su re d  i nductan ce as a  funct io n of DC  bias c urren t at   1  M H z       In   Figu re  12 (b ),   the  resist ances  wer e  con ver te d  to  con du ct ivit y  and   div ided  by  the  fo otp rint  area,  sh ow ing   that  hig her   con du ct ivit y  in  a  sm al l  area  was  achieved  fo r  DC  ind uctor   fab ricat ion .  Fr om   the  resu lt ,  the  ind uctor s  fr om   this  research   sh ow   go od   con du ct ivit y  wh en  m easur ed  by  area,  and   are  com par able  to   the  best  resu lt s  fr om   oth er  li te ratur e.  The  low  resist ance  per   area  resu lt ing   fr om   the  hig h  aspect  rati o  structur e  cou ld  help  to  m inim iz e  DC  resist ance   even   within  a  sm al l  fo otp rint.  In   su m m ary,  the  ind uctor s  fab ricat ed  us ing   the  hig h  aspect  rati o  associa te d  with  the  pr ocess  of   m et al - em bed ded   SU - 8  sla b  te chn iqu es  yi el d  go od   resu lt s  includin g  low - resist ance,  hig h  ind uctance,  and   sm al l  fo rm   factor .  Ho wev er,  they   sti ll   need   an  im pr ov em ent o f  the satur at ion  cu rr ent.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       M et al - e m be dded   SU - 8 Sla b  T echn i qu e s  for   Lo w - r e sist ance   …   ( Manot M apat o )   4779       Figure  12. In duct ance  an d re sist ance of  f ab r ic at ed  in du ct or s  com par ed  to  l it eratur e  values :   [3 ] , [ 5] - [ 7], [10 ] ,   [11] an d [ 16 ] - [ 19 ] : (a )  i nduct ance  a nd   resist ance  (b)  in duct ance a nd con duct ivit y per  are a       5.   CONCL US I O N   Mi cro m achined   in duct or s   f or  DC – DC  c onve rter  a pp li cat io n  we re  fabrica te d  us in g  m et al - em bed de d  SU - 8  sla b  te c hn i qu e s.  T he  windin g  was  f abr ic at ed  t hro ugh  a   X - ray  l it ho gra ph y  pr oc ess  to  fa br ic a te   the   inducto r s’   windin g s   with  a  hi gh   as pect  rati o  of  10.  T his  structu re  co ul d  help  m ini m ize  the  DC   resis ta nce  wh il e  pr e ser vin g   a  sm al l  fo r m   fact or   an d  low  pr of il e.  W it h   the  a dvant age  of  m et al - e m bed ded  SU - 8  sl a b  te chn iq ues ,  th e  m agn et ic   co re  can  be  de posit ed  a rou nd   the  windi ng s   a t  on ce  a nd  co uld   help  sim plify  the   process  a nd  r e du ce   cost .   As   the  re su lt ,  t he  m easur ed   DC   resist ance  s ho wed  lo w  DC   r esi s ta nce  as  e xpect ed ,   lowe r  tha n  li te ratur e   val ue s ,   w hen  facto re d  a gainst  t he   inducto r  a rea .  The   in du ct a nce  s howe d   r esults  com par able   t o  the  li te ratu re,   but  the   sat ur at ion   c urre nt  was   rathe r  l ow  beca us e  t he   m agn et ic   core  was  config ur e d  as   unga pped .  F or   f utu re   rese arch,  the  c ore   struct ur e  c ou ld  be   de velo pe d  to   acq uire   highe r   sat ur at io n  c urr ent b y  fa br ic at ing wit h  a  la m i nation o r usin g  a  m at erial  that  could  sup port  higher  freq ue nc y.       6.     ACKN OWLE DGE MENTS   This  research   is  fu ll y  su pp or te d  by  Synchr otro n  Ligh t  Re search  In sti tute  (P ub li c  Or gan iz at ion ),   Thail and .       REFERE NCE S   [1]   N.  W ang,   et   al. ,   " High  Frequ ency   dc - dc  Co nver te r  with  C o - pac kag ed  Pla nar   Induc tor  an d  Pow er  IC , "  i n  2013 El e ct ronic   Components  &   Technol ogy   Con fe renc e, 2013. , p p.   1946 - 1952   [2]   G.  Schrom ,   et   al. ,   "A   100MH z  Ei ght - Phase  Buck   Convert er  Del i ver ing12A  in  25m m 2   Us ing  Air - Core  Induc tors, "   Appl ie d   Pow er  El e ct ronics  Con f ere nce, AP EC   2 007 -   Tw ent y   Se c ond  Annual IEE E ,   pp .   727 - 730 ,   Feb  2007.     [3]   N.  W ang,   et  al . ,   " Micro - induc t ors  int egr at ed   o n  sili con  for   po wer  suppl y   on   chi p , "   Journal  of  Magne ti sm   a nd   Magne tic  Mat eri als ,   2007 ,   pp.   23 3 - 237.   [4]   P.  Dee kla,   et   al. ,   "   Al  Microhe a te r  and  Ni  Te m per at ur e  Sensor  Set  base d - on  Photoli thogr aph y   with  Closed - Lo op  Control , "  In te rn ati onal Journal of  E le c tric al   and   Computer  Eng i nee ring,   vol .   5 ,   No 4,   pp .   849 - 85 8,   Aug 2015 .   [5]   M.  W ang,   e t  al . ,   " Sili con  m olding  te chn ique s  f or  int egr ated  po wer  MEMS   induc tors ," Sensors   and  Ac tua tors  A :  Phy sica l ,   2011 , v ol.   166 ,   pp .   157 - 163.   [6]   T.   O’D onnel l,   e t  al. ,   " Microf ab ric a te d  Induc tor s  for  20  MH z  Dc - Dc  Convert e rs , "  in  Appl ie d  Powe r  El e ct roni cs   Confe renc e  and   Ex positi on ,   2008 . APEC    2008.   Tw ent y - Thir d  Ann ual  IE EE ,   2008 ,   pp.   689 - 693 .   [7]   B.   Orlan do,   e t  al. ,   " Low - Resist anc e  Int egr a te d  Toroi da l  Induc t orfor  Pow er  Mana gement , "  IE E E  Tr ansacti ons  on   Magne tic s,  vo l.  42,   pp .   3374 - 33 76,   2006 .   [8]   M.  W ang,   et   a l . ,   "S U8  Enh anced  High  Pow er   Densit y   MEM S  Induc tors, "  in   2008  Proc .   of   the   34 th  Annu al  Confe renc e  of   th e  IE EE Industria l  E le c tronic s So c ie t y   2008 . ,   pp.   1 946 - 1952   [9]   E.   Br andon,  et  a l. ,   " Fabricat ion   and  Cha racte r izati on  of   Micro in duct ors  for  Dist ribut ed  Pow er   C onver te rs , "   IEEE  Tr ansacti ons on Magnetics,  vo l.  39,   pp .   2049 - 20 56,   Jul 20 03 .   [10]   D.  Sadle r ,   et   a l. ,   "M ic rom ac hined  Spiral   Induc to rs  Us ing  UV - LI GA Te chni qu es, "   IEE E  Tr ansactions   on  Magne ti c s,   vol.   37 ,   pp .   2897 - 2899,   Jul2001 .   [11]   N.  W ang,   et   a l . ,   " High - fr eque n c y   Micro - m ac h i ned  Pow er  Ind uct ors , "  , "  Jour nal  of  Magne t ism  and  Magne t i c  Mate rials,   vol .   2 90 - 291,   pa rt  2 ,   p p.   1347 - 135 0 ,   A pl  2005.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 8   :   4772   -   4780   4780   [12]   O.  Cal tun,   et   al . ,  " Init ial  per m eabili t y ,   h y s te resis   and  tot al   losses   m ea surem ent s, "   in  Anal eleStiint if ice - F izic aStari i  Condensate   200 0,   pp .   56 - 60 .   [13]   Y.  Benha dda ,   et  al. ,   "   Th ermal   Beha vior  of  an  I nte gra te d  Squar e  Spiral   Micro  Coil , "  T EL KO MN IKA   Indone sian   Journal  of   Elec t rical   Engi ne erin g  and  Computer   Sci en ce,  vol .   14 ,   No 2, pp. 250 - 2 65,   Ma y   2015.   [14]   M  Derka oui ,   A  Ham id,   T   Le b e y,   R  Me lati.  Desi gn  and  Mode li n g  of  an   Int egrate d  Mi croTr ansform er  in  a  F ly ba ck  Conve rter .   T ELK OM NI KA .   2013;  11(4):   669 - 6 82.   [15]   S.  Li nder ,   “ S - par amete r  t ec hn iq ues  for  faste r ,   m ore   ac cur at e  n et work  design,”  HP  appli ca ti on  note   95 - 1 ,   H ewl et t   Packa rd  1996 .   [16]   F.  Sato,   et   al. ,   " All - in - One  Packa ge  Ultr acom pac t  Microp owerModule   Us ing  Thi n - Film   Induc tor , "  IE EE  Tr ansacti ons on Magnetics,  vo l.  40,   pp .   2029 - 20 31,   Jul 20 04 .   [17]   J.  W .   Park  and  Mark  G.  Al le n,   "U lt ral ow - Profil e  Microma chi ne d  Pow er  Induc t ors   W it h  Highl y  La m inated   Ni/ Fe   Cores:  Applic a tion  to  Low - Mega her t z  DC – DC  Convert ers, "  IE EE   Tr ansacti ons  on  Magne ti cs,   vol.   39,   pp .   3184 - 3186,   Sep   2003.   [18]   K.  H.  Kim ,   et   al. ,   "A   Mega her tz   Sw it chi ng  DC/DC  Convert erUsing  FeBN  Thi n  F il m   Induc tor, "  IEE E  T rans act io ns   on  Magne t ic s,   v ol.   38 ,   pp .   3162 - 3164,   Sep   2002.   [19]   C.   H.  Ahh  and  M.G.  Alle n, "M i cro m ac hine d  Pl ana r  Induc tors  o n  Sili con  W afe r s  for  MEM S  A ppli c at ions,"  IE EE   Tr ansacti ons on Indus trial   E le c tronic s,  vo l. 45, p p.   866 - 876 ,   De c 1998.       BIOGR AP H I ES OF  A UTH ORS                   Manot  Mapa to  rec ei ved  his  B. Eng.   and  M.E ng.   from   Surana ree   Univer sity   of  Te chnol ogy ,   Nakhon  Rat cha sim a,   Tha il and  in  2005  and  2007,   respe ct ive ly ,   both  in  El ec tri ca l  Engi nee ring.   W it h  fina nci al   support  from   the   Sy nchr otron  Li ght  Resea rch   Instit ute   (Public   Organi za ti on),   he  is c urre ntl y   working  towar d  the   Ph.D.  degr ee   in  the   School  of  El ec tri ca l  Engi nee ring,   Instit ute   of  Engi nee ring,   Surana ree   Univer sity   of  Te chnol ogy .   His  rese arc h  int ere sts  inc lude   X - ray   li throgra phy   appl ic at ion,   m ic ro - sensor,  m ic ro - el ec troni cs  devi ce s a nd  embedde d  cont rol  sy stem.                         Prap ong  Kl y sub un  rec e ive d  his  B. Sc.   (Hons )  de gre e  in  ph y si cs  from   Chula longkorn  Univer sit y ,   Bangkok,   Tha i l and,   in  1996,   and  his  M.Sc .   and  Ph.D.  d egr ee s  in  ph y si cs  from   Virgini a   Pol y t ec hni c  and   Stat e  Univer si t y   (Virg ini a  Tech)  in  1998  a nd  2002,   respe ct iv ely .   Af t er  gra duation,   h e  st art ed   working  as   a  r ese ar che r  at  S y nchr otron   L ig ht  Rese arc h  Inst i tut e  ( form erly   known  as  Nati onal   S y nch rotron   Resea rch   Center).   He  is  cur re ntly   serv ing  as   an  As sistant   Dire ct or   and   the  Dire c tor  of   Ac ce l era tor   T ec hn olog y   Division   of  SLR I.   His   re sea rch   intere sts  inc lud e  a ccel e rator ph y s ic s,   par t i cl e   be am d y n amics,   and appl i cati ons of  s y n chr otr on  rad i at ion .               Tha na tc ha i  Kul worawani chpon g  rec e ive d  his  B . Eng.   from   Sura nar ee   Univ ersity  of  Te chnol og y ,   Nakhon  Ratcha sim a,   Thaila nd   in  1998  and   his  M.E ng .   fr om   Chula longk orn  Univer sit y ,   Bangkok,   Tha i l and  in  2000 ,   b oth  in  El e ct r ic a l   Engi ne eri ng .   H e  al so  go t  his  Ph.D.  from   the   Univer sit y   of  B irmingham,  Eng la nd,   2004 .   His  emplo y m ent   e x per ie n ce   star te d   with  te a chi ng  assistant   in  199 8  at   School  of  El e ct ri ca l  Engi n ee ring ,   Surana r e e  Univer sit y   of  Te chno log y .   In   2000,   he  was  pr om ote d  to  be  a  f ull - ti m e  l ecture r  of  the   sam e  scho ol.   Again ,   he  wa s  prom ote d  to   be  an  associate   profe ss or  of  el ectr ical  eng ine er in g  as  his  cur ren t  positi on  up - to - n ow.  He  bec ame  a  m ember  of  s eve ra l  well - kno wn  ac ade m ic   societie s,  such  a s,  W SEA S,  IEE E,   IE T,   IE EJ,   W AS ET ,   IAS TE D,  e tc.  Also  he   has  usually   s erv ed  the s e  soci et i e s  as  the ir   ref ere e   for  rev i ewing  subm it te d  pap er s   to  their  journ a ls.  His  spec i al  f ie lds  of  int er est   inc lud ed  el e ct ri ca l  m a chi nes ,   power  elec tronic  con trol   and  dr ive s,  soft   comp uti ng,   m odel ing   and  sim ulation   with  adva nc ed  num eri ca l   t ec hni ques,   and   e lectr i ca l   power  s y ste m   ana l y sis.                     Nim it   Chom nawa ng  recei ved   the   B. Eng.   d eg ree   in   instrume nta ti on   engi n ee r ing  from   King   Mongkut’s Insti tut e  of  T ec hnolo g y ,   La dkr aba ng ,   Tha iland,   in  199 3,   the   MS   degr e e  in  biomedi ca l   engi ne eri ng  fro m   Virgini a  Co m m on wea lt h  U nive rsit y   in  199 9,   and   MS   and   PhD   degr e es  i n  el e ct ri ca l  engi ne eri ng  from   Loui siana   State  Univer sit y   in  2001  and  2002,   respe ct iv ely .   Sin c e   2002,   he  h as  be en  a  le c ture r  at   the   School  of   E le c tri c al   Engi ne eri ng,   Sur ana re e   Univer sit y   of   Te chno log y ,   Th ai l and.   His  rese arc h  in te r ests  inc lud e  m ic rofa bric a ti on,   MEM S,  biomedic al  instrumenta t ion,  and  embedd ed  a utomati on.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.