《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

1.1任务来源

中国材料与试验团体标准T/CSTMXXXXX-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项目》中

测试技术的研究成果。根据项目要求，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。

1.2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10GHz

~15GHz高频信号传输方面，其综合性能接近LCP。当前5G通信迅速

发展，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高质量的发展。

根据《5G通信用关键材料测试评价技术研究与设备开发项目》

的项目进度，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

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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）、广东生益科技股份有限公司（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，生益科技参与标准起草与方法验证。

2.编制原则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/T13557-2017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/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化

文件的结构和起草规则》，GB/T20001.4—2015《标准编写规则第4

部分：试验方法标准》给出的规则，在充分研究、消化和吸收GB/T

13557-2017和GJB7548-2012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

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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，促进行业的发展。

3.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1.1GHz~20GHz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

回流焊等测试项目，补充相关标准的欠缺；本标准根据LCP/MPI材料

特性为热塑性，将温度冲击条件设定为高温，低温。

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（分离介质柱谐振腔）法和带状线法，相对

应的标准分别为IEC61189-2-721：2015、和GB/T12636-1990。其

中GB/T12636-1990标准的带状线法对试样的要求较为严格，适用于

厚度≥0.5mm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

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

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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，比较适用。团队编制的CSTMXXXXX—202X《分离式圆柱谐

振腔法测量低损耗介质板的复介电常数》可以测试0.01mm~10mm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

2GHz~100GHz。

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1.1GHz~15GHz范围借鉴IEC61189-2-721：2015标准的SPDR

法；测试频率在2GHz~100GHz范围借鉴团队编制的CSTMXXXXX—202X

《分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

GJB7548-2012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50Ω单端

传输线或100Ω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100mm~150mm，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。

图1阻抗线示意图

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3.3插入损耗

GJB7548-2012并涉及到PCB插入损耗的测试项目，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项目的同时，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。建议长线和短线各自线间距均为7mil，传输线长线

线长在5inch~10inch之间，短线线长在2inch~5inch之间，长线与

短线的长度差值建议大于2inch，图2所示，线宽可根据具体基材

Dk/Df以及铜厚进行调整。

图2AFR插入损耗测试传输线示意图

3.4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/MPIFPCB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，在充分分析和吸收这些企业的回流条件后，

5

将回流曲线的条件确定为：升温到217℃时的斜率:（0-3）℃/s；恒

温时间:从150℃升到210℃：60s～150s；液相线（≥217℃）以上总

时间：60s-150s；回流峰值温度：260℃±3℃；峰温以下5℃总时

间:10s～30s，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4h~6h。典型的回流曲线见下图：

图3典型回流曲线图

3.5电路/镀覆孔与金属基板之间的绝缘性

本测试依据GJB7548-20124.8.6.4方法，验证将LCP/MPI基板

材料加工成带有金属基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/CSTMXXXXX-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、GJB7548-2012和IEC61189-2-721:2015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

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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

IEC61189-2-721:2015方法为依据进行步骤优化而定，便于操作。

其他项目的测试方法未涉及国外先进标准。

6.与现行相关法