CN117321722A - 用于rf应用的改进mems开关 - Google Patents

Abstract

公开了微机电系统(MEMS)开关。在一些实施例中公开了背靠背MEMS开关的并行配置。可以将恒定电势的隔离连接到背靠背开关的中点。在一些实施例中，提供单独的MEMS开关作为用于主MEMS开关的分流开关。还公开了具有多个可切换信号路径的MEMS开关器件配置，每个可切换信号路径将公共输入电极耦合到各自的输出电极。MEMS开关器件包括分流开关，每个分流开关将各自的输出电极耦合到参考电势。耦合到输出电极的分流开关的存在增强了当路径打开时对应于该输出电极的信号路径的隔离。

Description

用于RF应用的改进MEMS开关

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2021年5月18日提交的、代理人案卷号为G0766.70295US00、题为“用于RF应用的改进MEMS开关”的美国临时申请No.63/190,227的权益，通过引用将其全部并入本文。

技术领域

本申请涉及微机电系统(MEMS)开关。

背景技术

一些传统的MEMS开关包括悬臂梁。当通过向基板上的电极施加电压而产生的电场将梁的自由端拉到与下面的基板接触时，开关闭合。当没有电压施加到基板上的电极上，因此没有产生电场时，梁的弹簧恢复力导致梁的自由端不接触基板，使得开关断开。MEMS开关通常打开和关闭与耦合到MEMS开关的电路的连接。

发明内容

公开了微机电系统(MEMS)开关。在一些实施例中公开了背靠背MEMS开关的并行配置。可以将恒定电势的隔离连接到背靠背开关的中点。在一些实施例中，提供分流MEMS开关以增强隔离，例如通过增加反射。还公开了具有多个可切换信号路径的MEMS开关器件配置，每个可切换信号通路将公共输入电极耦合到各自的输出电极。MEMS开关器件包括分流开关，每个分流开关将各自的输出电极耦合到参考电势。耦合到输出电极的分流开关的存在增强了当路径打开时对应于该输出电极的信号路径的隔离。

一些实施例涉及一种微机电系统(MEMS)开关器件，包括:第一信号路径，包括第一MEMS开关和与所述第一MEMS开关背靠背配置的第二MEMS开关；和第二信号路径，包括第三MEMS开关和与所述第三MEMS开关背靠背配置的第四MEMS开关，其中所述第一信号路径电耦合在第一电极和第二电极之间，并且所述第二信号路径电耦合在所述第一电极和所述第二电极之间。

在一些实施例中，所述第一MEMS开关是包括第一栅极电极的第一跷跷板开关，所述第二MEMS开关是包括第二栅极电极的第二跷跷板开关，，并且所述第一栅极电极耦合所述第二栅极电极。

在一些实施例中，MEMS开关器件还包括：中间电极，电连接在所述第一MEMS开关和所述第二MEMS开关之间；和隔离存根，被配置为将所述中间电极连接到参考电势。

在一些实施例中，MEMS开关器件还包括：分流开关，所述分流开关将所述第一电极耦合到参考电势。

在一些实施例中，MEMS开关器件还包括：第三信号路径，包括第五MEMS开关和与所述第五MEMS开关背靠背配置的第六MEMS开关；和第四信号路径，包括第七MEMS开关和与所述第七MEMS开关背靠背配置的第八MEMS开关，其中所述第三信号路径电耦合在所述第一电极和第三电极之间，并且所述第四信号路径电耦合在所述第一电极和所述第三电极之间。

一些实施例涉及一种微机电系统(MEMS)开关器件，包括:第一电极、第二电极和第三电极，其中第一信号路径设置在所述第一电极和所述第二电极之间，并且第二信号路径设置在所述第一电极与所述第三电极之间；第一MEMS开关，电耦合在所述第一电极和所述第二电极之间，并且当所述第一MEMS开关闭合时形成所述第一信号路径的一部分；第二MEMS开关，电耦合在所述第一电极和所述第三电极之间，并且当所述第二MEMS开关闭合时形成所述第二信号路径的一部分；和第一分流开关，电耦合在所述第三电极和参考电势之间。

在一些实施例中，所述第二MEMS开关和所述第一分流开关是公共的跷跷板开关的一部分，使得:当所述跷跷板开关处于第一状态时，所述第二MEMS开关闭合并且所述第一分流开关断开，并且当所述跷跷板开关处于第二状态时，所述第二MEMS开关断开并且所述第一分流开关闭合。

在一些实施例中，MEMS开关器件还包括：控制器，所述控制器被配置为同时闭合所述第一MEMS开关和所述第一分流开关。

在一些实施例中，所述控制器还被配置为在闭合所述第一MEMS开关的同时，断开所述第二MEMS开关。

在一些实施例中，MEMS开关器件还包括：电耦合在所述第二电极和所述参考电势之间的第二分流开关。

在一些实施例中，所述控制器还被配置为在闭合所述第一MEMS开关的同时，断开所述第二分流开关。

在一些实施例中，所述第一分流开关通过导电柱和/或导电凸块电耦合到所述参考电势。

在一些实施例中，所述第一分流开关通过接合线电耦合到所述参考电势。

在一些实施例中，所述接合线形成四分之一波或半波存根。

在一些实施例中，所述第一分流开关通过1/2元件电耦合到所述参考电势。

在一些实施例中，MEMS开关还包括耦合在所述第三电极和所述参考电势之间的电感器/电容器(LC)电路。

在一些实施例中，所述LC电路包括具有第一端子和第二端子的垂直电容器，其中所述第一端子形成在焊盘上，所述焊盘连接到引线接合并且位于第一平面上，并且所述第二端子位于与所述第一平面平行的第二平面上。

一些实施例涉及一种用于操作微机电系统(MEMS)开关器件的方法，该MEMS开关器件包括将第一电极耦合到第二电极的第一MEMS开关、将第一电极耦合到第三电极的第二MEMS开关以及将第三电极耦合到参考电势的第一分流开关,该方法包括:通过闭合第一MEMS开关在所述第一电极和所述第二电极之间形成第一信号路径；在闭合所述第一MEMS开关的同时，通过闭合所述第一分流开关在所述第三电极和所述参考电势之间形成第一分流路径；和在闭合所述第一MEMS开关的同时，通过断开所述第二MEMS开关来中断所述第一电极和所述第三电极之间的第二信号路径。

在一些实施例中，所述MEMS开关器件还包括将所述第二电极耦合到所述参考电势的第二分流开关，并且其中所述方法还包括:在闭合所述第一MEMS开关的同时，通过断开第二分流开关来中断所述第二电极和所述参考电势之间的第二分流路径。

在一些实施例中，所述第二MEMS开关和所述第一分流开关是公共跷跷板开关的一部分,并且其中断开所述第一分流开关和闭合第二MEMS开关共同包括将所述跷跷板开关从第一状态切换到第二状态。

附图说明

将参考以下附图来描述本申请的各个方面和实施例。应当理解的是，这些数字不一定是按比例绘制的。出现在多个图中的项目在其出现的所有图中由相同的参考号表示。

图1是根据本申请的非限制性实施例的具有位于并行信号路径中的背靠背开关的MEMS开关配置的电路图。

图2是根据本申请的非限制性实施例的图1的MEMS开关配置的实施方式的示意性俯视图。

图3是具有两个信号路径的MEMS开关配置的电路图，其中背靠背MEMS开关共享一个端子但在信号路径的另一端连接到分离的电端子。

图4是根据本申请的非限制性实施例的图3的MEMS开关配置的实施方式的示意性俯视图。

图5是根据本申请的非限制性实施例的具有背靠背MEMS开关的两个信号路径的MEMS开关配置的示意性俯视图。

图6是根据本申请的非限制性实施例的MEMS开关配置的电路图，该MEMS开关配置具有位于并行信号路径中的背靠背开关，并且具有连接到隔离存根的中间电极。

图7是根据本申请的非限制性实施例的图6的MEMS开关配置的实施方式的示意性俯视图。

图8是具有两个信号路径的MEMS开关配置的电路图，其中背靠背MEMS开关共享一个端子但连接到信号路径的另一端的分离电端子，并且包括被配置为偏置背靠背开关的中间电极的隔离存根。

图9是根据本申请的非限制性实施例的图8的MEMS开关配置的实施方式的示意性俯视图。

图10是根据本申请的非限制性实施例的具有分流开关的MEMS开关配置的电路图。

图11是根据本申请的非限制性实施例的图10的MEMS开关配置的实施方式的示意性俯视图。

图12是根据本申请的非限制性实施例的具有具有分流开关的两个信号路径的MEMS开关配置的电路图。

图13是根据本申请的非限制性实施例的图12的MEMS开关配置的实施方式的示意性俯视图。

图14是根据本申请的非限制性实施例的分离接合焊盘的顶视图。

图15是根据本申请的非限制性实施例的被配置为接触MEMS开关的并联互连的俯视图。

图16是根据本申请的非限制性实施例的被配置为接触MEMS开关的可替换的一组并联互连的俯视图。

图17是示出根据本申请的非限制性实施例的用于闭合MEMS开关的驱动电压作为时间的函数的曲线图。

图18是示出根据本申请的非限制性实施例的具有不同斜率的前栅极驱动电压和背栅极驱动电压的应用的曲线图。

图19是示出根据本申请的非限制性实施例的在时间上交错的前栅极驱动器和背栅极驱动器的应用的曲线图。

图20示出了根据本申请的非限制性实施例的封装MEMS开关器件。

图21是具有两个信号路径的MEMS开关器件的电路图，其中开关共享一个电极但在信号路径的另一端连接到分离的电极。

图22A是根据本申请的非限制性实施例的具有两个信号路径的MEMS开关器件的电路图，其中开关共享一个电极但在信号路径的另一端连接到分离的电极，分流开关连接在分离的电极和参考电势之间。

图22B是根据本申请的非限制性实施例的具有两个信号路径的MEMS开关器件的电路图，其中开关共享一个电极但在信号路径的另一端连接到分离的电极，并且分流开关连接在分离的电极与四分之一波存根和参考电势之间。

图22C是根据本申请的非限制性实施例的具有两个信号路径的MEMS开关器件的电路图，其中开关共享一个电极但在信号路径的另一端连接到分离的电极，分流开关连接在分离的电极和四分之一波存根之间。

图22D是根据本申请的非限制性实施例的具有两个信号路径的MEMS开关器件的电路图，其中开关共享一个电极但在信号路径的另一端连接到分离的电极，并且分流开关连接在分离的电极与半波存根和参考电势之间。

图22E是具有两个信号路径的MEMS开关器件的电路图，其中开关共享一个电极但在信号路径的另一端连接到分离的电极，并且分流开关连接在分离的电极之间，其中一个分流开关连接到LC谐振器存根和参考电势，根据本申请的非限制性实施例。

图23A是根据本申请的非限制性实施例的具有耦合在两个电极之间的跷跷板开关的MEMS开关装置的电路图。

图23B是根据本申请的非限制性实施例的具有耦合在两个电极之间的两个跷跷板开关的MEMS开关装置的电路图。

图24A是根据本申请的非限制性实施例的具有两个信号路径的MEMS开关装置的电路图，所述MEMS开关装置具有两组四个跷跷板的开关，所述开关被布置为共享一个电极，但在信号路径的另一端连接到分离的电极。

图24B和24C是根据本申请的非限制性实施例的具有两个信号路径的MEMS开关器件的电路图，所述MEMS开关器件具有两组四个跷跷板的开关，所述开关被布置为共享一个电极，但被连接到信号路径的另一端的分离电极，其中某些跷跷板的开关被耦合到LC谐振器存根。

图25是根据本申请的非限制性实施例的具有两个信号路径的MEMS开关装置的电路图，该MEMS开关装置具有并联布置以共享一个电极但在信号路径的另一端连接到分离电极的三个跷跷板开关。

图26是根据本申请的非限制性实施例的包括MEMS开关器件的封装器件的示意图。

具体实施方式

本申请的各方面提供了各种配置的微机电系统(MEMS)开关，提供了改进的射频(RF)性能。根据本申请的一个方面，MEMS开关配置包括背靠背MEMS开关的两个并行路径。在一些实施例中，背靠背MEMS开关可以是跷跷板的开关。背靠背配置可以提供增强的隔离(例如，由于路径打开而阻止信号从一个端子传播到另一个端子的能力)，并且并行路径配置可以减少插入损耗。

根据本申请的一个方面，MEMS开关配置包括具有隔离存根的背靠背MEMS开关。隔离存根可以控制背靠背开关之间中点的参考电势，例如将电势固定到恒定的参考。这样做可以提高MEMS开关的隔离性能。

根据本申请的另一方面，MEMS开关配置包括主信号开关和分流开关。分流开关可以形成偏离信号路径的分流路径的一部分。当主信号开关断开时闭合分流开关可以将任何输入信号通过分流路径分流到汇点，例如吸收焊盘。通过这种方式可以增强主信号开关的隔离性能。

根据本申请的另一方面，MEMS开关配置包括沿着信号路径布置的多个信号开关，每个信号开关从公共输入电极分支并耦合到相应的输出电极。在一些实施例中，例如，MEMS开关配置具有以这种方式布置的两个信号路径。开关可以被配置为，当一个开关闭合时，另一个开关打开，反之亦然。以这种方式，在公共输入电极处输入的信号耦合到任一信号路径，但不耦合到两者。这种布置可以用于根据用户随时间的需要将信号动态地引导到电路的不同位置。发明人已经意识到，以这种方式将可切换路径耦合到公共输入电极是一个挑战。当信号沿着其中一个可切换路径(例如，从公共输入电极到其中一个输出电极)传输时，由信号携带的能量的一部分可能会不经意地耦合到另一可切换路径，而不管另一可开关路径是打开的。例如，能量可以通过电容耦合在断开的开关上传输。结果是，断开开关想要提供的隔离被降低，并且部分信号能量在本应不存在信号的路径中丢失。为了避免这个问题，在一些实施例中，分流开关耦合在各个输出电极和参考电势(例如地或电压源的固定电势)之间。将输出电极耦合到参考电势的分流开关可以被布置为将通过断开开关的能量反射回公共输入端子。可以通过这种方式增强未使用的信号路径的隔离性能。

本发明人还认识到，在电路电极经由引线接合连接到其他电子设备的情况下，上述分流开关的有效性可能降低。引线键合表现出大的电感，因此表现为四分之一波谐振器。在谐振频率下，谐振器吸收提供给它的能量，并有效地表现为开路。这意味着分流开关无法将不希望的信号耦合到参考电位，从而否定了引入分流开关的目的-即通过开路开关来反映电容耦合的不希望信号。在一些实施例中，使用以下电路元件中的一个或多个可以避免这个问题：在谐振频率下表现为短路的四分之一波开路存根、在谐振频率上表现为短路和/或在谐振频率处表现为存根的电感-电容(LC)谐振器短路存根。

根据本申请的另一方面，MEMS开关配置包括一个或多个跷跷板开关。跷跷板开关包括梁，该梁被配置为围绕中心点枢转，使得开关可以在一个方向上闭合而在另一个方向打开。梁可以构造成比悬臂梁更能抵抗弯曲，并且以这种方式可以比悬臂MEMS开关配置更坚固。

以下进一步描述上述方面和实施例以及附加方面和实施方式。这些方面和/或实施例可以单独使用，全部一起使用，或者以两个或多个的任何组合使用，因为本申请在这方面不受限制。

如上所述，根据本申请的一个方面，MEMS开关配置包括背靠背MEMS开关的两个平行路径。图1是示出单极单掷(SPST)开关的非限制性示例的电气图。MEMS开关配置100包括两个开关路径102a和102b。开关路径102a在第一共享信号端子RFin和第二共享信号端子RFC之间。开关路径102a包括背靠背配置的两个MEMS开关104a和104b(例如，两个MEMS开关104a和104串联布置)。开关路径102b被布置为与开关路径102a平行，并且位于共享信号端子RFin和RFC之间。开关路径102b包括背靠背配置的两个MEMS开关106a和106b。在该非限制性实施例中，MEMS开关配置100还在多个位置处包括电阻器R。在一些实施例中，R可以具有任何合适的值。应该意识到，对于图1的电路中的每个电阻器，R的值可以是相同的，而在一些实施例中对于图1电路中的一个或多个电阻器，R值可以是不同的，因为本申请的各方面在这方面不受限制。在一些实施例中，R可以在10MW的数量级上。

开关路径102a的MEMS开关104a和104b可以是能够以背靠背配置布置的任何合适类型的MEMS开关。在该示例中，MEMS开关104a和104b是跷跷板的MEMS开关。MEMS开关104a包括梁110a、电极111、112、113和114以及锚115。在一些实施例中，梁110a可以包括导电材料，例如金、镍或任何其他合适的导电材料。梁110a可以以任何合适的方式连接到锚115，例如通过一个或多个系绳。锚115可以设置在基板(图1中未示出)上。例如，锚115可以设置在硅晶片的基板上。然而，应用不限于这方面，并且可以使用任何其他合适类型的基板。在一些实施例中，锚115可以设置在二氧化硅层上，该二氧化硅层可以定位在基板上。在一些实施例中，梁110a可以仅由锚115保持，并且可以悬挂在基板上。电极113和114可以形成在梁110a的任一端上，例如位于梁110a相对边缘附近，而其余电极在基板上。

电极116也被提供，并且对于MEMS开关104a和MEMS开关104b是公共的。也就是说，MEMS开关104a和104b中的每一个都可以接触电极116。

MEMS开关104a可通过电极111和112来控制，电极111和电极112可充当栅极。施加到这些电极的电压产生吸引或排斥梁110a的静电力。例如，可以向电极111施加电压以使梁110a围绕锚115枢转，使得电极113与RFin端子电接触。向电极112施加电压可以使梁110a围绕锚115枢转，使得电极114接触电极116。

MEMS开关104b、106a和106b都具有与本示例中的MEMS开关104a相同的总体结构，其中梁围绕锚枢转。梁与位于梁任一端下方的电极进行电接触。

MEMS开关104a和104b被布置为背靠背配置。如前所述，MEMS开关104a和104b共享公共电极116。电压可以施加到电极111和118，使得梁110a与RFin端子电接触，并且梁110b与RFC端子电接触。在这种配置中，施加到RFin端子的信号穿过梁110a，穿过锚115到达与锚115电耦合的锚121-其电耦合锚115-，并且穿过梁110b到达RFC端子。因此，当MEMS开关104a和104b都闭合时，信号路径102a是导通的，这发生在梁110a与RFin端子电接触并且梁110b与RFC端子电接触时。MEMS开关102a可以通过向电极112施加电压以使电极114接触电极116而断开。MEMS开关102b可以通过向电极117施加电压以使梁110b接触电极116而断开。

MEMS开关104a和104b可以被一致地操作。在一些实施例中，电极111和118可以电连接在一起并且电极112和117可以电连接到一起。电压可以适当地施加到这些电极，以根据需要打开和闭合MEMS开关104a和104b。

开关路径102b的MEMS开关106a和106b可以以与上面针对信号路径102a的MEMS开关104a和104b所描述的相同的方式来配置和操作。在一些实施例中，MEMS开关104a、104b、106a和106b可以全部一致地操作，具有彼此电连接的栅极电极，使得所有四个开关一起闭合和一起断开。

开关配置100可以提供有益的隔离和插入损耗性能。与在每个信号路径中具有单个开关相比，MEMS开关104a和104b的背靠背配置以及MEMS开关106a和106b的背靠配置可以提供增强的隔离。因此，可以在RFin端子和RFC端子之间实现更大的电压隔离和RF隔离。与在RFin端子和RFC端子之间仅具有单个开关路径相比，开关路径102a和102b的电并联布置可以减少插入损耗。

图2是根据本申请的非限制性实施例的图1的MEMS开关配置的实施方式的示意性俯视图。开关配置200包括管芯(或芯片)202、四个跷跷板开关204a、204b、204c和204d、两个电极206和208以及中间电极210。开关配置200还包括两个电焊盘212和214。

跷跷板开关204a和204b以背靠背的配置布置在电极206和208之间。跷跷板开关204c和204d以背靠背的配置布置在电极206和208之间。跷跷板开关204a和204b与跷跷板开关204c和204d电并联。

跷跷板开关204a-204d中的每一个都可以具有图1的MEMS开关的配置。

在该非限制性示例中，中间电极210是由所有四个跷跷板开关204a-204d共享的单个电极。

根据本申请的一个方面，具有背靠背MEMS开关的两个信号路径可以共享一个端子，但是可以在信号路径的另一端连接到分离的电端子。图3示出了一个示例。

图3的MEMS开关配置300包括图1的MEMS开关结构100的两个实例，尽管为了便于说明，在图3中以简化形式示出了MEMS开关结构。图3中的MEMS开关配置100的两个实例在一端耦合到公共端子RFC。然而，MEMS开关配置100的一个实例耦合到第一端子RFIN1，而MEMS开关配置的另一实例耦合到第二端子RFIN2。RFIN1和RFIN2可以耦合到不同的电信号。因此，MEMS开关配置100的两个实例不是并行的。

MEMS开关配置300可以利用提供有益RF行为的物理布局来实现。图4示出了非限制性示例。图4的MEMS开关配置400包括管芯402，管芯402具有关于线A-A对称布置的图2的MEMS开关结构200的两个实例。这意味着总共有八个MEMS开关排列在四对背靠背开关中。其中两对相互平行，另外两对相互并联。如图所示，MEMS开关配置200的两个实例共享可经由焊盘406访问的公共电极404。然而，MEMS开关配置200的一个实例连接到可经由焊盘410访问的第一电极408，而MEMS开关配置的其他实例连接到可以经由焊盘414访问的第二电极412。

MEMS开关配置400的MEMS开关可以以任何合适的相对时序来操作。例如在一些实施例中，电极404和电极408之间的MEMS开关可以在电极404和412之间的MEMS切换打开时闭合，反之亦然。其他相对时序也是可能的。

MEMS开关配置400的镜像对称性可以提供制造益处。例如，镜像对称可以简化所示部件在管芯402上的定位。可以简化光刻掩模布局，并且可以降低成本。

MEMS开关配置400的信号路径的Y形配置也可以提供益处。“Y”由从焊盘410到焊盘406以及从焊盘414到焊盘408的信号路径形成。这两个信号路径可以基本上彼此相同的长度，这在控制信号定时和避免不期望的反射或其他有害行为方面可能是有益的。

图4的Y形配置不限于具有具有平行背靠背开关的信号路径的MEMS开关配置。图5是根据本申请的非限制性实施例的具有背靠背MEMS开关的两个信号路径的MEMS开关配置500的示意性俯视图。在该示例中，从焊盘502到506的信号路径具有背靠背配置的两个MEMS开关510a和510b，但不具有背靠背开关的并联布置。从焊盘504到焊盘506的信号路径还具有以背靠背配置布置的两个MEMS开关510c和510d，但不具有背靠背开关的并联布置。如图所示，从焊盘502到焊盘506的信号路径与从焊盘504到焊盘504的信号路径组合形成Y。

如前所述，根据本申请的一个方面，MEMS开关配置包括具有隔离存根的背靠背MEMS开关。隔离存根可以控制背靠背开关之间中点的参考电势，例如将电势固定到恒定的参考。这样做可以提高MEMS开关的隔离性能。在一些实施例中，隔离存根可以反射RF能量。图6示出了非限制性示例。

图6的MEMS开关配置600在许多方面与图1的MEMS开关构造100相同。因此，前面结合图1描述的那些部件在此不再详细描述。MEMS开关配置600与MEMS开关配置100的不同之处在于，电极116通过存根耦合到参考电压Vref。在一些实施例中，Vref是接地电位。存根可以采用任何合适的形式。例如，存根可以是管芯上的迹线。在一些实施例中，它是LC谐振器。在一些实施例中，它是四分之一或半波的存根。存根可以连接到任何合适的参考电压Vref。在图示的实施例中，两个电极116都连接到相同的参考电压。将电极116连接到参考电压改善了由端子RFin和端子RFC之间的背靠背开关提供的隔离。

图7是根据本申请的非限制性实施例的图6的MEMS开关配置600的实施方式的示意性俯视图。MEMS开关配置700包括管芯702，四个MEMS开关704a、704b、704c和704d设置在管芯702上。MEMS开关704a和704b处于电极706和708之间的背靠背配置中。MEMS开关704c和704d处于电极706和708之间的背靠背配置中。MEMS开关704a和704b与MEMS开关704c和704d电并联。焊盘710提供到电极706的通路。焊盘712提供到电极708的通路。

如图所示，MEMS开关配置700包括存根720。存根720电连接到电极722并且可通过焊盘724接近。电极722用作MEMS开关704a和704b之间以及MEMS开关704c和704d之间的中点。焊盘724可以耦合到参考电势。以这种方式，MEMS开关之间的中点可以被偏置在参考电势。这种偏置可以改善由电极706和708之间的MEMS开关提供的隔离。

存根720可以采用任何合适的形式。在所示的示例中，存根是管芯702上的迹线。存根可以具有任何合适的形状和长度。在一些实施例中，存根是对地短路。在一些实施例中，存根是LC谐振器。在一些实施例中，它是对地短路的半波存根。图7中所示的存根720的形状和长度是非限制性的示例。

使用隔离存根来偏置背靠背MEMS开关配置的中间电极不限于图6和图7的配置。例如，具有在一端共享公共电极但在相对端连接到不同电极的两个信号路径的MEMS开关配置，以及具有背靠背MEMS开关的每个信号路径，可以在两个信号通路中包括隔离存根。图8示出了非限制性示例。

图8的MEMS开关配置800包括图6的MEMS开关结构600的两个实例。因此，每个实例具有背对背MEMS开关的并联布置，该背对背MEMS开关具有被配置为偏置背对背开关的中间电极的隔离存根。在该示例中，两个MEMS开关配置共享公共端子RFC，但连接到相对端上的不同电极。具体地，MEMS开关配置600的一个实例连接到端子RFIN1，而另一实例连接到终端RFIN2。

图9是根据本申请的非限制性实施例的图8的MEMS开关配置800的实现的顶部示意图。MEMS开关配置具有关于线B-B镜像对称地布置的图7的MEMS开关配置700的两个实例。因此，存在两个信号路径，布置在Y方向上。

如上所述，根据本申请的另一方面，MEMS开关配置包括主信号开关和分流开关。分流开关可以形成偏离信号路径的分流路径的一部分。当主信号开关断开时，闭合分流开关可以将任何输入信号通过分流路径分流到汇点，例如，如果存在50W终端，则为吸收焊盘。可替换地，分流器可以被设计成反射RF能量。通过这种方式可以增强主信号开关的隔离性能。此外，分流开关的使用可以减少或消除信号反射，否则信号反射可能在断开的主信号开关处发生。

图10是根据本申请的非限制性实施例的具有分流开关的MEMS开关配置的电气图。MEMS开关配置1000包括输入端子1023、输出端子1022和具有梁1002、后触点1031、前触点1032、锚1004、栅极电极1011和1012的跷跷板MEMS开关1001。梁1002和栅极电极1011形成第一电容1041。梁1002和栅极电极1012形成第二电容1042。MEMS开关配置1000还包括分流MEMS开关1025，该分流MEMS开关包括梁1030和锚1027。

在操作中，当电压被施加到栅极电极1012时，信号可以经由梁1002从输入端子1023传递到输出端子1022，该电压适于拉动梁1002，使得触点1032与输出端子1021电接触。MEMS开关1001因此可以被认为是所示实施例中的信号开关，因为它用于在需要时传递信号。MEMS开关1001可以通过在栅极电极1011上施加适于使触点1031与电极1021电接触的电压来断开。

发明人已经意识到，在MEMS开关配置1000中包括分流开关1025提高了性能。分流开关1025可以在断开时增强由MEMS开关1001提供的隔离。当MEMS开关1001断开时闭合分流开关1025可以反映RF能量。

分流开关1025可以是任何合适的MEMS开关。在一些实施例中，例如所示，分流开关1025可以是跷跷板的MEMS开关。在一些实施例中，分流开关1025可以是悬臂梁MEMS开关。本申请提供分流开关的方面不限于用作分流开关的MEMS开关的类型。

图11是图10的MEMS开关配置1000的实施方式的示意性俯视图。

MEMS开关配置1100包括在电极1104和1106之间具有MEMS信号开关

1102的管芯1101。电极1104可经由焊盘1108接近。电极1106可经由焊盘1110接近。MEMS开关配置还包括在电极1104和电极1113之间的分流开关1112，其可经由焊盘1114访问。在该示例中，MEMS信号开关1102和分流开关1112都是MEMS跷跷板开关。

MEMS信号开关1102和分流开关1112可以相同或不同。例如，在一些实施例中，它们可以是具有相同尺寸的相同类型的开关。在其他实施例中，它们可以在设计、材料和/或尺寸上不同。例如，在一些实施例中，分流开关可以在物理上小于信号开关。

上述类型的分流开关的使用可以用于除了图10和图11中所示的那些之外的其他开关配置中。例如，图12是具有两个信号路径的MEMS开关配置的电气图，这两个信号通路在一端共享公共端子并且在其相对端连接到不同端子，并且每个信号通路可以包括所描述类型的分流开关。MEMS开关配置1200包括图10的MEMS开关配置1000的两个实例。MEMS开关配置1000的两个实例共享公共端子RFC。MEMS开关配置1000的一个实例连接到第一端子RFIN1，并且MEMS开关配置的另一实例连接到第二端子RFIN2。

图13是图12的MEMS开关配置1200的实施方式的示意性俯视图。MEMS开关配置1300包括关于线C-C对称布置的图11的MEMS开关配置1100的两个实例。

到目前为止所描述的方面可以组合使用。根据本申请的一个方面，MEMS开关配置包括两组电并联的背对背MEMS开关，其中隔离存根耦合到背对背的MEMS开关的中间电极，并且具有前面描述的类型的分流MEMS开关。当背靠背MEMS开关断开时，这三个特征的组合可以提供有益的隔离性能、低插入损耗和低信号反射。

根据本申请的一个方面，MEMS开关管芯可以包括分离焊盘。MEMS开关管芯，例如本文所述的那些，可以包括用于接合一个或多个接合线的接合焊盘。接合线可以将信号路由到MEMS开关管芯或从MEMS开关管脚路由信号。例如，MEMS开关管芯可以被引线接合到控制器管芯、印刷电路板(PCB)或MEMS开关管脚通信的其他子状态。利用分开的接合焊盘可以促进接合线的放置。图14示出了非限制性示例。

接合焊盘配置1400包括具有设置在MEMS开关管芯上的第一部分1402a和第二部分1402b的分离接合。接合线1404a和1404b分别将分离基板上的电极1406连接到部分1402a和1402b。部分1402a和1402b的分开性质便于在接合工艺期间放置接合线1404a和1404b。此外，分裂特性减少了阻抗不连续性并减少了插入损耗。减少放置误差可以减少电感的变化。本文所述类型的分离接合焊盘可用于上文所述的任何一个中。尽管示出了两条接合线，但是可以使用更多的接合线。在一些实施例中，可以使用四条接合线。还有其他数字是可能的。此外，可以通过添加合适的电容来调谐电感。

根据本申请的一个方面，连接到MEMS管芯上的MEMS开关的互连金属被配置为提供串联阻抗和电感，该串联阻抗和感应对于并联触点基本上匹配到MEMS开关。图15示出了非限制性示例。图15示出了图7的MEMS开关配置700的一部分，其聚焦于MEMS开关704b和704d与电极708的接触。具体地，示出了四个电并联触点，如1502a、1502b、1502c和1502d。四个电并联连接1502a-1502d中的每一个都具有串联电阻和电感，这取决于它们形成的互连金属的性质。并联连接的阻抗和电感之间的差异可能产生不期望的信号行为，例如反射或信号混合。因此，四个并联互连1502a-1502d可以被配置为对于串联阻抗和电感的组合具有基本上彼此相等的值。这样做可以通过均衡互连中的功耗来减少插入损耗并提供增强的性能。在一些实施例中，并联互连的组合串联阻抗和电感可以相差不超过10％、不超过5％或不超过2％和10％之间的任何数字，包括该范围内的任何数字。在一些实施例中，信号的电流可以自然地分布到最外面的触点。这些触点的电感可以增加以迫使电流返回到中心触点，从而提供更平衡的分流。

图16示出了根据本申请的非限制性实施例的电并联互连金属迹线的替代配置。在该实施例中，示出了两个MEMS开关1602a和1602b。MEMS开关1602a连接到互连1604a和1604b。MEMS开关1602b连接到互连1604c和1604d。互连1604a和1604b可以具有串联阻抗和电感的组合的基本相等的值。同样，互连1604c和1604d可以具有串联阻抗和电感的组合的基本相等的值。可以选择互连1604a-1604d的形状和尺寸以提供期望的阻抗和电感值。在高信号频率下，信号电流将分配到极端触点。所示配置通过调整支路的电感来更均匀地重新平衡触点之间的电流分布。

根据本申请的一个方面，MEMS开关的闭合速度由具有作为时间函数的多个电压斜率的驱动信号控制。在一些实施例中，可能希望尽可能快地闭合MEMS开关。然而，MEMS开关闭合时移动得越快，开关可能受到的损坏就越大。因此，本申请的各方面提供了栅极电压，该栅极电压最初作为时间的函数快速上升，但随后随着MEMS开关的梁越来越靠近接触电极而上升得更慢。图17示出了栅极驱动信号的示例。

图17是示出根据本申请的非限制性实施例的用于闭合MEMS开关的驱动电压作为时间的函数的曲线图。例如，线1702所示的电压可以表示施加到图1中的电极111的电压。图17示出了驱动信号可以具有两个上升率，标记为Risetl和Riset2。Risetl可能具有比Riset2更大的斜率。可以施加Risetl以开始将梁拉向接触电极。当梁接近接触电极时可以施加Riset2，从而使梁减速并减小当梁与接触电极接触时所经受的力。Risetl和Riset2的斜率可以具有任何合适的值，用于足够快地闭合开关，同时在接触时减少对梁的冲击。例如，Risetl的斜率可能大约是Riset2的斜率的两倍。在一些实施例中，Riset2的斜率在Risetl的斜率的40％-60％之间。然而，其他比率也是可能的。用于闭合MEMS开关的多个斜坡的使用可以应用于跷跷板型开关或悬臂梁开关，并且可以应用于本文先前描述的任何类型的MEMS开关。

根据本申请的一个方面，具有不同斜率的栅极信号可以被施加到MEMS开关的前栅极和后栅极。图18和图19示出了示例。

图18是根据本申请的非限制性实施例的前栅极电压和背栅极电压的曲线图。为了说明的目的，还参考图1的MEMS开关104a。在该非限制性示例中，电极111可以被认为是前栅极，而电极112可以被看作是背栅极。再次参考图18，x轴示出以微秒为单位的时间，y轴示出了以伏特为单位的电压。精细1802表示背栅电压，线1804表示前栅电压。可以看出，这两个电压呈现出不同的斜率。具体地，在0微秒和20微秒之间，背栅电压表现出绝对值是前栅电压的两倍的斜率。施加具有不同斜率的栅极电压可以提供更可控的开关闭合动作，从而保护开关免受损坏。

图19示出了可替换的示例。在该示例中，相对于背栅电压的施加，前栅电压的应用被延迟。前栅极电压由线1902表示，而背栅极电压则由线1904表示。然而，这两个栅极信号具有相同的斜率。在一些实施例中，两个信号不重叠或者仅轻微重叠。例如，信号不同时经历值的改变。

根据本申请的一个方面，MEMS开关管芯被耦合到控制器电路并且被包覆成型封装覆盖。图20示出了非限制性示例。封装的MEMS开关器件2000包括MEMS开关管芯2002和控制电路管芯2004。两者都被定位在基板2006上，例如引线框架支撑件或层压件，例如FR4。包覆成型2008，如图20中的剖面图所示，覆盖MEMS开关管芯2002和控制电路管芯2004。其他封装配置也是可能的。

根据本申请的一个方面，具有将公共输入耦合到各个输出的多个可切换路径的电路包括分流开关，该分流开关被布置为将通过断开开关的能量反射回公共输入端子。例如，分流开关可以将输出电极耦合到参考电势。提供以这种方式布置的分流开关增强了开路开关所要提供的隔离，从而减少了原本会在信号不存在的路径中损失的能量。

图21示出了具有第一信号路径2102和第二信号路径2104的三电极MEMS开关器件的示例。MEMS开关器件包括第一开关2106，该第一开关沿着第一信号路径2102连接在电极1和2之间。MEMS开关器件包括第二开关2108，该第二开关沿着第二信号路径2108连接在电极1和3之间。在一些实施例中，电极1是输入电极，电极2和3是输出电极。因此，根据用户的需要，在电极1处输入的信号可以朝向电极2或电极3(但通常不是两者，除非在某些情况下)。然而，在其他实施例中，电极2和3可以是输入电极，电极1可以是输出电极。这样，MEMS开关装置可以根据用户的需要朝向电极1操纵在电极2处的信号输入或在电极3处的信号输出(但通常不是两者，除非在某些情况下)。开关2102和2104可以使用任何合适类型的可切换设备来实现，包括例如悬臂MEMS开关、跷跷板的MEMS开关、晶体管或其任何合适的组合。在一些实施例中，存根可以使用上述类型的背靠背存根配置来实现。在使用背靠背开关配置来实现开关2102或开关2104(或两者)的一些实施例中，中点可以通过隔离存根(例如电阻器)耦合到参考电势。这样做可以提高MEMS开关的隔离性能。例如，隔离存根可以如图1所示定位-从MEMS开关104a和104b之间的中点到参考电势。

在一些实施例中，可以操作图21的装置使得当第二开关2108断开时第一开关2106闭合并且反之亦然。当开关闭合时，它有效地充当电阻器，电阻器的电阻取决于所使用的开关类型。相反，当开关断开时，它有效地充当电容器，电容器的电容也取决于所使用的开关的类型。图21的示例描绘了开关2106闭合(从而有效地充当电阻器)并且开关2108断开(从而有效充当电容器)的情形。在这种情况下，当信号沿着第一信号路径2102从电极1传输到电极2时，尽管信号不打算传播到电极3，但由于开关断开时的电容特性，部分信号功率无意中耦合到开关2108两端。这种电容耦合降低了开路开关想要提供的隔离，从而导致功率损失。

根据本申请的一个方面，可以使用分流开关来消除这个问题。例如，三电极MEMS开关器件可以包括可切换地连接到第三电极的短路连接。当闭合时，将输出电极耦合到参考电势的分流开关可能会反射任何在该路径上无意传输的能量。图22A-22E示出了包括短连接的三电极MEMS开关器件的示例。应当注意，本文所描述的技术不限于那些图中所示类型的三电极MEMS开关器件。这样的技术也可以用于三电极MEMS开关器件，其中N个信号路径将公共输入电极耦合到多个输出电极。

图22A示出了三电极MEMS开关器件2200a的示例。类似于图21的示例，三电极MEMS开关器件2200a包括从电极1到电极2的第一信号路径2102和从电极1至电极3的第二信号路径2104。三电极MEMS开关器件2200a包括沿着电极1和2之间的第一信号路径2102连接的第一开关2106和沿着电极1与3之间的第二信号路径2108连接的第二开关2108。第一开关2106和第二开关2108可以是任何合适的MEMS开关，包括但不限于跷跷板开关或悬臂开关。

此外，三电极MEMS开关器件2200a还包括耦合到相应电极2和3的分流开关2212和2216。分流开关2212和2216可切换地将电极2和3耦合到参考电势2214和2218。分流开关2212和2216可以是任何合适的MEMS开关，包括但不限于跷跷板的MEMS开关、悬臂MEMS开关、晶体管或其任何合适的组合。分流开关2212和2216可以通过例如导电柱、导电凸块和/或接合线耦合到参考电势2214和2218。

在一些实施例中，参考电势2214和2218可以包括地电势，使得当并联开关2212和/或2216闭合时电极2和/或者3短路到地。在其他实施例中，参考电势可以包括电压源的固定电势。如图22A的示例所示，在一些实施例中，当第一开关2106也闭合时，可能希望闭合耦合到电极3的分流开关2216，而第二开关2108和分流开关2212保持断开。以这种方式，当信号路径2102被提供在电极1和2之间时，电极3可以被短接到参考电压2218。由于三电极MEMS开关器件2200a中的各种开关的这种布置，沿着第二信号路径2104传播的任何信号都被闭合的分流开关2216产生的短路反射。这导致反射信号2210携带朝向电极3传输的任何能量(或至少一些能量)回到电极1。因此，当如图22A的示例中所示布置开关2106、2108、2212和2216时，电极3与沿着第一信号路径2102传播的信号更强地隔离。应当理解，开关2106、2108、2212和2216可以以相反的方式布置，使得信号可以沿着第二信号路径2104传播，同时电极2与电极1和3隔离。

三电极MEMS开关器件2200a可以耦合到控制器(图22A中未示出)，该控制器被配置为控制开关2106、2108、2212和/或2216的状态。例如，控制器可以被配置为使得控制电压被施加到与开关2106、2108、2212和/或2216中的一个或多个相关联的栅极，以便使得开关2106和2108、221和/或221中的一者或多者闭合或断开。

控制器可以被配置为使开关2106、2108、2212和/或2216中的一个或多个以伴随的方式闭合和/或断开(例如，在相同的时间段内，在另一个开关闭合或断开之后的特定时间段内、一个接一个地，和/或响应于三电极MEMS开关器件2200a中的另一开关的状态变化)。例如，控制器可以被配置为通过闭合第一开关2106并同时闭合分流开关2216来在电极1和电极2之间形成第一信号路径，从而允许信号沿着第一信号路径2102传播并将端子3与端子1和2隔离。控制器还可以被配置为在闭合第一开关2106和/或分流开关2216的同时断开第二开关2108和/或断开分流开关2212。

图22B-22E示出了三电极MEMS开关器件2200b-2200e的替代示例。图22B-22E的三电极MEMS开关器件2200b-2200e在许多方面与图22A的三电极MEMS开关器件2200a相同。因此，在此不再详细描述先前结合图22A描述的那些组件。

图22B示出了三电极MEMS开关器件2200b。在三电极MEMS开关器件2200b中，分流开关2212和2216通过接合线耦合到参考电势。发明人已经意识到，像接合线这样的连接表现出更大的电感，并且可以充当谐振器(例如，四分之一波谐振器)，从而使电路表现为开路(在谐振频率下)，并且不按期望反射入射信号。因此，三电极MEMS开关器件2200b包括分别耦合在分流开关2212和2216与参考电势2214和2218之间的四分之一波(1/4)存根2220。四分之一波长存根2220的包括抵消了接合线的电感效应，导致如结合图22A所述的期望的信号反射和隔离。

图22C示出了包括四分之一波长存根2220的三电极MEMS开关器件2200c的另一示例。在图22C中，四分之一波存根2220保持浮动，而不是如图22B的示例中那样连接到参考电势。浮动的四分之一波长存根2220也充当短路，从而引起反射信号2210的反射。

图22D示出了三电极MEMS开关器件2200d的另一示例。三电极MEMS开关器件2200d包括半波短截线2222以代替图22B的示例中的四分之一波短截点2220。半波短截线2222可以起到与四分之一波短截截线2220相同的作用，从而导致所需电极的隔离。

图22E示出了三电极MEMS开关器件2200e的另一示例。三电极MEMS开关器件2200e包括连接到分流开关2212的短截线2224和连接到分流交换机2216的LC电路2226。短截线2224可以是四分之一波或半波短截线，并且可以保留为开路短截线(如图22E的示例中所示)，或者在一些实施例中可以可替换地耦合到参考电势。

分流开关2216可以通过具有电感的接合线耦合到参考电势2218，如结合图22B所描述的。LC电路2226包括耦合在分流开关2216和参考电势2218之间的电感器和电容器。在一些实施例中，应当理解，分流开关2216可以耦合在LC电路2226和参考电势2218之间，因为本申请的各方面不限于这种方式。

当AC信号通过三电极MEMS开关器件2200传输时，LC电路2226表现为短路，从而使反射信号2210朝向电极1反射回来，并改善与电极3的隔离。

根据本申请的一个方面，这里描述的一个或多个开关可以实现为跷跷板开关。如结合图1所描述的，跷跷板开关包括梁，该梁被配置为围绕锚枢转，使得开关可以在一个方向上闭合而在另一个方向打开。梁可以被构造为抵抗弯曲，并且可以比其他MEMS开关配置更坚固。图23A和23B示出了使用跷跷板开关的三电极MEMS开关器件2200e的一部分的实施方式的示例。

图23A示出了三电极MEMS开关器件(例如，三电极MEMS切换器件2200e)的一部分，其中第二开关2108和分流开关2216使用公共的跷跷板开关2300来实现(并且因此是其一部分)。通过这种方式，单个开关可以取代一对开关，因为跷跷板的开关在一个方向打开时，在另一个方向闭合。例如，当跷跷板处于第一状态时，第二开关2208闭合并且分流开关2216断开。反之亦然，当跷跷板处于第一状态时，第二开关2208断开并且分流开关2216闭合。这样的实现方式可以降低MEMS器件的机械复杂性。

图23B示出了使用跷跷板开关实现的三电极MEMS开关器件(例如三电极MEMS切换器件2200e)的替代示例。在图23B的示例中，三电极MEMS开关器件2200e的第一开关2212和分流开关2106使用单个跷跷板开关2302来实现。跷跷板开关2302的锚电耦合到电极1，而其梁可切换地耦合在浮动分流器和电极2之间。三电极MEMS开关装置2200e的第二开关2108和分流开关2216是使用单个跷跷板开关2300来实现的。跷跷板开关2300的锚也电耦合到电极1，而其梁可切换地耦合在耦合到参考电势(例如地)的LC电路2226和端子3之间。

为了操作图23B的三电极MEMS开关器件，控制器(未示出)可以耦合到三电极MEMS切换器件。控制器可以被配置为通过使跷跷板开关2302的梁移动使得梁电耦合到电极2来在电极1和2之间形成第一信号路径。控制器还可以被配置为，伴随着切换跷跷板开关2302，切换跷跷板开关2300，使得跷跷板开关2300的梁电耦合到LC电路2226。

根据本申请的一个方面，使用设置在每个信号路径中的四个跷跷板开关的组来实现三电极MEMS开关器件。图24A、24B和24C示出了具有沿着每个信号路径布置的四个跷跷板开关的三电极MEMS开关器件的示例。

图24A示出了三电极MEMS开关器件2400a的示例。三端MEMS开关器件2400a包括电极1和2之间的第一信号路径2402以及电极1和3之间的第二信号路径2404。每个信号路径2402和2404包括一组四个跷跷板开关，其具有可切换地耦合到电极1的两个跷跷板切换开关和可切换地连接到电极2或3的两个跷跷板切换开关。所有四个跷跷板开关的锚都是相互电连接的。

如图24A的例子所示，沿着信号路径2402布置的四个跷跷板开关被布置在允许信号在端子1和2之间传播的“接通”位置。特别地，信号从电极1传播到右侧一对跷跷板开关的梁，然后在两对跷跷板的开关的锚之间传播，并通过左侧一对跷跷板开关的梁输出到端子2。

沿着信号路径2404布置的四个跷跷板开关被布置在不允许信号在电极1和3之间传播的“断开”位置。特别地，右侧的一对跷跷板开关的梁不电耦合到电极1，而左侧的一对跷跷板开关的梁不电耦合至电极3，从而能够将电极3与电极1隔离。

图24B和24C示出了三电极MEMS开关器件2400b和2400c的附加示例。三电极MEMS开关器件2400b包括LC电路2226，如结合图22E所述，其电耦合到每个信号路径2402和2404中的四个跷跷板开关中的一个跷跷板开关的一侧。第一信号路径2402中的四个跷跷板开关被布置在“接通”位置，信号能够从电极1传播到电极2。特别地，信号从电极1传播到右侧一对跷跷板开关的梁，然后从右侧一对跷跷板开关的锚传播到左侧一对跷跷板开关的梁。然后，信号从左侧一对跷跷板开关的锚传播到电极2。

第二信号路径2404中的四个跷跷板开关被布置在“断开”位置，信号不能从电极1传播到电极3。在这种布置中，左一对跷跷板开关中的跷跷板开关与LC电路2226电接触。如结合图22E所描述的，LC电路2226通过接合线耦合到参考电势。当AC信号到达LC电路2226时，LC电路2225充当短路并反射接收到的信号，从而将端子3与端子1和2隔离。

图24C的三电极MEMS开关器件2400c在许多方面类似于图24B的三电极MEMS开关器件2400b，但是包括耦合到右对跷跷板开关中的每一对的跷跷板开关的另一个LC电路2226。附加LC电路2226用于在四个跷跷板开关处于“断开”位置时提供进一步的隔离。

根据本申请的一个方面，三电极MEMS开关器件通过设置在每个信号路径中的三个跷跷板开关来实现。三个摇动器开关内的每个跷跷板开关的锚可以电连接到相应的电极(例如电极2或电极3)。三个跷跷板的梁的一端可以并联耦合到共享电极(例如，电极1)，而三个跷跷板的梁的另一端可以耦合到各自的电极或短路。图25示出了具有沿着每个信号路径布置的三个跷跷板开关的三电极MEMS开关器件的示例。

图25示出了三电极MEMS开关器件2500。三电极MEMS开关器件2500包括电极1和2之间的第一信号路径2502以及电极1和3之间的第二信号路径2504。每个信号路径2502和2504包括一组三个跷跷板开关，该开关在一侧可切换地耦合到电极1，在相对侧可切换地连接到(i)电极2或3或(ii)短路。如图25的示例中所示，短路可以是LC电路(例如，如结合图22E所描述的LC电路2226)。所有三个跷跷板开关的锚都电耦合到相应的电极(例如电极2或3)。以这种方式，每个信号路径都设置有两个开关，这两个开关使得能够在信号路径上传输信号并且增加三电极MEMS开关器件的鲁棒性。

如上所述，一些实施例涉及形成包括LC谐振器的分流路径。这样的实施例要求除了通过引线接合产生的电感之外还形成电容器。在一些实施例中，电容器可以沿着垂直方向形成在一对电极之间。图26示出了这种垂直电容器的示例。封装的MEMS开关器件包括将第一导电焊盘2602电连接到第二导电焊盘2606的接合线2600。接合线2600可以充当电感器(例如，具有大约200pH的电感)。将电容器(例如，具有大约40fF的电容)放置在封装内的导电焊盘之间(例如，第一导电焊盘2602和第三导电焊盘26004之间，或者第二导电焊盘2606和第三传导焊盘2604之间)可以产生在MEMS开关器件内形成LC谐振器所需的电容。焊盘2602位于第一平面上，焊盘2604位于与第一平面平行的第二平面上。该LC谐振器可以充当短路(例如，如结合LC电路2226所描述的)，从而改善封装内底层MEMS开关器件的部分的隔离。

根据本申请的实施例，前电压和后电压可以在时间上交错，并且还可以呈现不同的斜率。可以使用足以提供开关的期望闭合行为的时间交错和斜率差的任何适当组合。

根据本申请的一个方面，本文所述类型的MEMS开关配置可以在各种基板类型上制造。在一些实施例中，低电阻率硅可以用作基板，例如管芯202的基板或本文所述的任何其它管芯。或者，基板可以由高电阻率硅形成。作为另一示例，基板可以由绝缘体上硅(SOI)形成。

本文中所描述的MEMS开关可用于各种应用中。例如，它们可以用于高功率应用，例如工业设备的控制电路。它们可以用于高压开关的医疗设备中。它们可以用于无线通信设备，例如移动手机和基站天线。其他应用也是可能的。

术语“近似”和“大约”可用于在一些实施例中表示在目标值的±20％以内，在一些实施方案中表示在目标值的±10％以内，在某些实施方案中指在目标值±5％以内，而在某些实施例中指在目标值±2％以内。术语“近似”和“大约”可能包括目标值。

Claims (20)

1.一种微机电系统(MEMS)开关器件，包括：

第一信号路径，包括第一MEMS开关和与所述第一MEMS开关背靠背配置的第二MEMS开关；和

第二信号路径，包括第三MEMS开关和与所述第三MEMS开关背靠背配置的第四MEMS开关，

其中所述第一信号路径电耦合在第一电极和第二电极之间，并且所述第二信号路径电耦合在所述第一电极和所述第二电极之间。

2.根据权利要求1所述的MEMS开关器件，其中：

所述第一MEMS开关是包括第一栅极电极的第一跷跷板开关，所述第二MEMS开关是包括第二栅极电极的第二跷跷板开关，以及

所述第一栅极电极耦合所述第二栅极电极。

3.根据权利要求1所述的MEMS开关器件，还包括：

中间电极，电连接在所述第一MEMS开关和所述第二MEMS开关之间；和

隔离存根，被配置为将所述中间电极连接到参考电势。

4.根据权利要求1所述的MEMS开关器件，还包括：

分流开关，所述分流开关将所述第一电极耦合到参考电势。

5.根据权利要求1所述的MEMS开关器件，还包括：

第三信号路径，包括第五MEMS开关和与所述第五MEMS开关背靠背配置的第六MEMS开关；和

第四信号路径，包括第七MEMS开关和与所述第七MEMS开关背靠背配置的第八MEMS开关，

其中所述第三信号路径电耦合在所述第一电极和第三电极之间，并且所述第四信号路径电耦合在所述第一电极和所述第三电极之间。

6.一种微机电系统(MEMS)开关器件，包括:

第一电极、第二电极和第三电极，其中第一信号路径设置在所述第一电极和所述第二电极之间，并且第二信号路径设置在所述第一电极与所述第三电极之间；

第一MEMS开关，电耦合在所述第一电极和所述第二电极之间，并且当所述第一MEMS开关闭合时形成所述第一信号路径的一部分；

第二MEMS开关，电耦合在所述第一电极和所述第三电极之间，并且当所述第二MEMS开关闭合时形成所述第二信号路径的一部分；和

第一分流开关，电耦合在所述第三电极和参考电势之间。

7.根据权利要求6所述的MEMS开关器件，其中所述第二MEMS开关和所述第一分流开关是公共的跷跷板开关的一部分，使得：

当所述跷跷板开关处于第一状态时，所述第二MEMS开关闭合并且所述第一分流开关断开，并且

当所述跷跷板开关处于第二状态时，所述第二MEMS开关断开并且所述第一分流开关闭合。

8.根据权利要求6所述的MEMS开关器件，还包括控制器，所述控制器被配置为同时闭合所述第一MEMS开关和所述第一分流开关。

9.根据权利要求8所述的MEMS开关器件，其中所述控制器还被配置为在闭合所述第一MEMS开关的同时，断开所述第二MEMS开关。

10.根据权利要求9所述的MEMS开关器件，还包括电耦合在所述第二电极和所述参考电势之间的第二分流开关。

11.根据权利要求10所述的MEMS开关器件，其中所述控制器还被配置为在闭合所述第一MEMS开关的同时，断开所述第二分流开关。

12.根据权利要求6所述的MEMS开关器件，其中所述第一分流开关通过导电柱和/或导电凸块电耦合到所述参考电势。

13.根据权利要求6所述的MEMS开关器件，其中所述第一分流开关通过接合线电耦合到所述参考电势。

14.根据权利要求13所述的MEMS开关器件，其中所述接合线形成四分之一波或半波存根。

15.根据权利要求6所述的MEMS开关器件，其中所述第一分流开关通过1/2元件电耦合到所述参考电势。

16.根据权利要求6所述的MEMS开关器件，还包括耦合在所述第三电极和所述参考电势之间的电感器/电容器(LC)电路。

17.根据权利要求16所述的MEMS开关器件，其中所述LC电路包括具有第一端子和第二端子的垂直电容器，其中所述第一端子形成在焊盘上，所述焊盘连接到引线接合并且位于第一平面上，并且所述第二端子位于与所述第一平面平行的第二平面上。

18.一种用于操作微机电系统(MEMS)开关器件的方法，该MEMS开关器件包括将第一电极耦合到第二电极的第一MEMS开关、将第一电极耦合到第三电极的第二MEMS开关以及将第三电极耦合到参考电势的第一分流开关，该方法包括：

通过闭合第一MEMS开关在所述第一电极和所述第二电极之间形成第一信号路径；

在闭合所述第一MEMS开关的同时，通过闭合所述第一分流开关在所述第三电极和所述参考电势之间形成第一分流路径；和

在闭合所述第一MEMS开关的同时，通过断开所述第二MEMS开关来中断所述第一电极和所述第三电极之间的第二信号路径。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述MEMS开关器件还包括将所述第二电极耦合到所述参考电势的第二分流开关，并且其中所述方法还包括：

在闭合所述第一MEMS开关的同时，通过断开第二分流开关来中断所述第二电极和所述参考电势之间的第二分流路径。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述第二MEMS开关和所述第一分流开关是公共跷跷板开关的一部分，并且其中：

断开所述第一分流开关和闭合第二MEMS开关共同包括将所述跷跷板开关从第一状态切换到第二状态。