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1、中国材料与试验团体标准T/CSTM XXXXX-2022天线用液晶聚合物/改性聚酰亚胺（LCP/MPI）材料试验方法编制说明1 .任务来源及简要过程任务来源中国材料与试验团体标准T/CSTM XXXXX-2022天线用液晶聚合 物/改性聚酰亚胺（LCP/MPI）材料试验方法，为广东省重点领域研 发计划5G通信用关键材料测试评价技术研究与设备开发工程中 测试技术的研究成果。根据工程要求，调研天线用液晶聚合物/改 性聚酰亚胺（LCP/MPI）材料试验方法相关的国内外标准，并进行 LCP/MPI挠性材料试验方法技术研究与方法标准化工作。该标准主要 由工业和信息化部电子第五研究所（以下简称电子五所）起
2、草，由中 国材料与试验团体标准委员会电子材料领域委员会（CSTM/FC51）归 口。1.1 工作过程LCP是一种新型热塑性材料，具有传输损耗低、灵活性高、密封 性好、可弯折等优良特性，在高达110GHz的全部射频范围几乎能保 持恒定的介电常数和较低的正切损耗，是性能优异的5G天线材料。 MPI是对传统PI进行配方改进得到的新型5G天线材料，在10 GHz 15GHz高频信号传输方面，其综合性能接近LCP。当前5G通信迅速 开展，LCP/MPI作为5G天线首选新型材料，迫切需要更为系统完善 的LCP/MPI材料测试与验证方法来支撑5G高质量的开展。根据5G通信用关键材料测试评价技术研究与设备开发
3、工程的工程进度，2022年2月成立天线用液晶聚合物/改性聚酰亚胺 （LCP/MPI）材料试验方法标准的工作团队，并开始着手调研有关LCP/MPI材料测试的国内外标准以及标准方法的技术研究工作。2022 年5月完成了天线用液晶聚合物/改性聚酰亚胺（LCP/MPI）材料试 验方法标准草稿的编制，6月进行标准立项评审工作，经专家主评 审，同意标准立项。标准的主要起草单位为电子五所，参与单位为电 子科技大学（以下简称电子科大）、安捷利（番禺）电子实业有限公 司（以下简称安捷利）、广东生益科技股份（以下简称生益 科技），其中电子五所牵头开展标准起草与技术研究，安捷利负责测 试需求研究与方法验证，生益科技
4、参与标准起草与方法验证。2 .编制原那么和确定主要内容的论据及解决的主要问题目前国内外针对天线用液晶聚合物/改性聚酰亚胺（LCP/MPI）材 料试验方法较少，较为齐全的标准，国内如GB/T 13557-2017和GJB 7548-2012,但是两者只关注挠性基板材料级或者挠性印制板元件级 单个级别的常规性能要求和测试方法，在信号测试方面缺少高频信号 下的介电常数、损耗因子、温度系数、插入损耗等试验方法，不能满 足天线用LCP/MPI材料性能试验要求。因此有必要，建立一套完整的 针对天线用液晶聚合物/改性聚酰亚胺（LCP/MPI）材料试验方法，填 补该领域的空白。团队按照GB/T 1. 1-20
5、20标准化工作导那么第1局部：标准化 文件的结构和起草规那么，GB/T 20001. 42015标准编写规那么 第4 局部：试验方法标准给出的规那么，在充分研究、消化和吸收GB/T 13557-2017和GJB 7548-2012等标准的基础上，结合LCP/MPI材料 的实际特点，同时考虑各项试验方法标准的“科学性”、“前瞻性”、 “适用性”、实施检测的可行性基础上，研究制订了天线用液晶聚 合物/改性聚酰亚胺(LCP/MPI)材料试验方法团体标准，该标准填 补了 LCP/MPI挠性材料领域的空白，为LCP/MPI基板材料及LCP/MPI 挠性印制板相关性能检测提供技术依据，促进行业的开展。3
6、.标准主要内容的分析天线用液晶聚合物/改性聚酰亚胺(LCP/MPI)材料试验方法 团体标准是对LCP/MPI材料级的性能试验和LCP/MPI挠性印制板 (FPCB)元件级性能验证方法。本标准内容包括：1范围；2规范性 引用文件；3术语定义；4要求；5尺寸；6电性能；7热性能；8 可加工性；9物理性能；10工艺适应性；11环境性能。本标准在LCP/MPI材料级电性能增加了 1. lGHz20GHz频率范围 的介电常数、损耗因子和温度系数试验方法，热性能热分解温度(Td)、 X/Y轴膨胀系数；FPCB元件级新增电性能插入损耗，工艺适应性模拟 回流焊等测试工程，补充相关标准的欠缺；本标准根据LCP/
7、MPI材料 特性为热塑性，将温度冲击条件设定为高温85和，低温-例5。3.1 介电常数、损耗角正切值及温度系数经团队调研，目前国内外对于介电常数和损耗因子的测试方法 中，较为成熟的是SPDR (别离介质柱谐振腔)法和带状线法，相对 应的标准分别为 IEC 61189-2-721： 2015、和 GB/T 12636T990。其 中GB/T 12636-1990标准的带状线法对试样的要求较为严格，适用于 厚度20.5mni的样品，并且该测试过程中需要对试样施加一定的压 力，LCP/MPI为薄型介质材料，不适合在材料上施加压力，所以带状 线法测试LCP/MPI基材的介电常数和损耗因子不适合。IEC
8、 61189-2-721： 2015标准中SPDR法测介电常数和损耗因子不需要在 样品上施加压力，且对样品厚度虽然要求0. 4mm,但是可以通过薄 样叠加，对挠性基材的制样可行性较强。该方法的测试频率可以到 20GHz,比拟适用。团队编制的CSTM XXXXX202X别离式圆柱谐 振腔法测量低损耗介质板的复介电常数可以测试0. OlmnTlOmm厚度 范围的介质基材的介电常数和损耗因子，测试频率范围 2GHz100GHzo团队在综合考虑后LCP/MPI材料的介电常数和损耗因子测试频 率在 1.1GHz15GHz 范围借鉴 IEC 61189-2-721： 2015 标准的 SPDR 法；测试频
9、率在2GHz 100GHz范围借鉴团队编制的CSTM XXXXX202X 别离式圆柱谐振腔法测量低损耗介质板的复介电常数SCR法测 量。3.2 特性阻抗GJB 7548-2012中也涉及到特性阻抗的测试，但是对于特性阻抗 的具体试验方法和标准图形的设计未提及，本标准设计有50Q单端 传输线或100Q差分阻抗线测试图形，其中差分阻抗线的线间距为 7mil,线宽可根据具体基材Dk/Df以及铜厚进行调整，阻抗线长度设 定为100mnri5()mni,图1所示；在阻抗曲线图中，不同的测量区域选 择对数据产生直接影响，选择正确的测量区域至关重要，TDR仪器的 水平和垂直参数的调整根据所选的探针技术、被测
10、件长度和测量精度 要求，最大程度提高测量精度，本标准也给出取值范围建议，建议取 值在曲线图中50%70%的范围或供需双方协商确定。单端阻抗线 差分阻抗线-图1阻抗线示意图3. 3插入损耗GJB 7548-2012并涉及到PCB插入损耗的测试工程，高频信号传 输过程中相比低频信号，其趋肤效应会较强，同时对信号的插入损耗 影响更为明显，有必要验证高频基板材料加工成PCB后的插入信号性 能。本标准在增加插入损耗测试工程的同时，给出了标准测试图形, 图形设计有两种长度的单端传输线或差分传输线，并且该传输线为带 状线结构，传输线两端应设计有信号发射连接器焊盘，该焊盘用于与 SMA连接器连接。建议长线和短
11、线各自线间距均为7mil,传输线长线 线长在5inchlOinch之间，短线线长在2inch5inch之间,长线与 短线的长度差值建议大于2 inch,图2所示，线宽可根据具体基材 Dk/Df以及铜厚进行调整。长线 单端传输线短线d长线差分传输线短线图2 AFR插入损耗测试传输线示意图1.4 模拟回流焊此项是为了验证将LCP/MPI基板材料加工成FPCB后的耐组装回 流焊接热应力的性能，目前相关标准并未涉及到FPCB的模拟回流焊 的测试方法。基于LCP/MPI FPCB的高性能要求，本标准使用更为严 格的无铅回流焊条件，参照通信行业中的龙头企业(如华为、中兴、 浪潮等)的无铅回流曲线，在充分分
12、析和吸收这些企业的回流条件后, 将回流曲线的条件确定为：升温到217C时的斜率：(0-3) C/s；恒 温时间：从15(TC升到21CTC： 60s150s；液相线(2217)以上总 时间：60s-150s；回流峰值温度：26(TC3OC；峰温以下5T总时 间：10s30s,如图3回流曲线图所示，回流次数：3次，必要时， 由供需双方协商确定。此外在模拟回流焊前，参考行业内通用去湿方 法进行125。烘烤4 h6h。典型的回流曲线见下列图：图3典型回流曲线图电路/镀覆孔与金属基板之间的绝缘性本测试依据GJB 7548-2012 4. 8. 6. 4方法，验证将LCP/MPI基板 材料加工成带有金属
13、基FPCB后的相邻网络之间介质耐电压性能，并 对依据标准方法进行了细化，可操作性更强。选取500V直流极化电 压应当施加于导体之间和/或连接盘与金属基板之间，施加的方法应 当使每个导体/连接盘都受到测试。4 .知识产权情况说明中国材料与试验团体标准T/CSTM XXXXX-2022天线用液晶聚 合物/改性聚酰亚胺(LCP/MPI)材料试验方法是在充分吸收GB/T 13557-2017. GJB 7548-2012 和 IEC 61189-2-721:2015 等标准而制 定的，在制定过程中不涉及国内外专利及知识产权问题。5 .采用国际标准和国外先进标准的情况本标准涉及的介电常数、损耗角正切值及温度系数是以国际标准 IEC 61189-2-721:2015方法为依据进行步骤优化而定，便于操作。 其他工程的测试方法未涉及国外先进标准。6 .与现行相关法律法规、规章及相关标准的协调性本标准的编制考虑到了相关标准的协调统一，遵守我国标准制定 的法律、法规、规章。7 .重大分歧意见的处理经过和依据标准在制定、讨论过程无重大分歧意见。8 .标准性质的建议无。9 .贯彻标准的要求和措施建议建议该标准尽快发布实施，以使该标准贴近市场，跟上行业的技 术开展。10 .替代或废止现行标准的建议此标准为新建的标准，无替代或废止的相关现行标准。11 .其它应予说明的事项无。