An Analysis of Vibration and Frequency Characteristics for Quartz Crystal Using the Finite Element Method

FEM을 이용한 수정진동자의 진동 및 주파수 해석

It was analyzed that the vibration and frequency characteristics for quartz crystal using a finite element method, ANSYS. It was investigated that the resonant frequency of quartz crystal by fixing the diameter of quartz crystal for the various its thickness. There were also studied that the resonant frequency value with different electrode thin films of Au, Ag and Al. As the result of this study, the best condition for quartz crystal unit was determined by the finite element method. If the thickness of quartz crystal is smaller than 0.2 mm, the high frequency over 8.102 MHz was obtained. In addition, as to the change of resonant frequency on electrode thin film, Al turned out to be superior to Au or Ag in frequency response.

유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 수정진동자의 진동 및 주파수특성을 해석하였다. 수정진동자의 직경을 고정하고 두께를 변화시키면서 주파수특성을 조사하였다. 전극박막을 금, 은, 알루미늄으로 적층하였을 경우, 금속의 종류에 따른 공진주파수를 구하였다. 그 결과 유한요소법을 이용하여 수정진동자의 최적조건을 예측할 수 있었다. 또 수정편 두께가 0.2mm 보다 작은 영역에서의 주공진주파수는 8.102 MHz이상의 고주파를 얻을 수 있는 것을 확인하였다. 전극박막으로 사용한 금속의 종류에 따른 수정진동자의 주공진주파수 변화를 조사한 결과, 금이나 은에 비해 알루미늄이 우수한 주파수특성을 나타내었다.