(57)【要約】【課題】銅合金ボールボンディングワイヤの超音波接合のアルミスプラッシュおよびリーニングの抑制、セカンドボンディングでのセカンド接合性向上。【解決手段】純度９９．９９５質量％以上の原料銅（Ｃｕ）とロジウム（Ｒｈ）０．１〜１．５質量％からなる金属マトリックス中に、非金属元素としてイオウ（Ｓ）が１．０〜１０質量ｐｐｍおよび酸素（Ｏ）１０〜１５０質ｐｐｍ量を固溶し、さらに、リン（Ｐ）を１〜１０質量ｐｐｍ固溶する。金属マトリックス中のロジウムがイオウのボール表面への偏析を抑制して動的強度を制御し、固溶された酸素と共にＳの働きを抑制してリーニング及びセカンド接合性を向上する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロジウム（Ｒｈ）および残部が純度９９．９９５質量％以上の銅（Cu）からなる半導体装置用銅ロジウム合金細線において、
当該高純度銅（Cu）マトリックス中に金属元素としてロジウム（Ｒｈ）が０．１〜１．５質量％、非金属元素としてイオウ（Ｓ）が１．０〜１０質量ｐｐｍおよび酸素（Ｏ）が１０〜１５０質量ｐｐｍ固溶されていることを特徴とする半導体装置のボールボンディング用銅合金細線。
【請求項２】
ロジウム（Ｒｈ）および残部が純度９９．９９５質量％以上の銅（Cu）からなる半導体装置用銅ロジウム合金細線において、
当該高純度銅（Cu）マトリックス中に金属元素としてロジウム（Ｒｈ）が０．１〜１．５質量％、非金属元素としてイオウ（Ｓ）が１．０〜１０質量ｐｐｍ、酸素（Ｏ）が１０〜１５０質ｐｐｍ量およびリン（Ｐ）が１〜１０質量ｐｐｍ固溶されていることを特徴とする半導体装置のボールボンディング用銅合金細線。
【請求項３】
上記銅合金細線の残部銅（Cu）の純度が９９．９９８質量％以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置のボールボンディング用銅合金細線。
【請求項４】
上記銅合金細線のビッカース硬さが７５〜１００Ｈｖであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置のボールボンディング用銅合金細線。
【請求項５】
上記酸素（Ｏ）の含有量が上記イオウ（Ｓ）の含有量よりも多いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置のボールボンディング用銅合金細線。
【請求項６】
上記半導体装置の接続電極が貴金属めっきされたパッドであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置のボールボンディング用銅合金細線。
【請求項７】
上記半導体装置の接続電極が金（Ａｕ）めっき、銀（Ａｇ）めっきまたはパラジウム（Ｐｄ）めっきされたパッドであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置のボールボンディング用銅合金細線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子上のパッド電極と外部電極とを超音波併用熱圧着方式で接続するために用いる銅合金細線に関するもので、特に、純度９９．９９５質量％以上の銅（Cu）中にロジウム（Ｒｈ）を固溶した銅−ロジウム希薄合金細線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の金価格の高騰に伴い、これまでの４Ｎ金の合金細線に代わって銅合金細線が再び注目を集め始めている。
この銅合金細線に適用されるこれまでの超音波併用熱圧着ボンディング方法は、アルミパッド上で銅合金ボンディングワイヤを窒素ガス雰囲気あるいは水素混入窒素ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気を保ちながらアーク入熱でワイヤ先端を加熱溶融し、表面張力によりボールを形成させた後に、１５０〜３００℃の範囲内で加熱した半導体素子の電極上にワイヤのボール部を上方から超硬ツールで押しつけ、その荷重および超硬ツールからの超音波振動のエネルギーにより銅合金細線とアルミパッドとを接合するものである。超音波印加の効果は、銅合金細線の変形を助長するための接合面積の拡大と、銅合金細線に形成された５０〜１００ナノメートル(nm)程度の表面酸化膜を破壊・除去することにより、銅（Cu）等の金属原子を下面に露出させ、相対して接するボンディングパッドとの界面に塑性流動を発生させ、互いに密着する新生面を漸増させながら、両者を原子間結合させることにある。
これまで銅（Cu）中に貴金属を固溶した銅合金細線としては以下のものがあるが、
貴金属が高価であるためその添加量は実質的に限定的なものとなる。その結果、表面が酸化された銅（Ｃｕ）マトリックス自体の特性が現れ、ファーストボンドでは、超音波接続時に圧着されるワイヤのボールの塑性流動中に加工硬化に伴う動的強度が増し、ボールが硬くなりすぎてチップ割れを生じたり、また、チップ割れを回避するために調質熱処理を高温で行うと銅合金の静的強度が低くなりすぎ、うまくボンディングループを描けないという課題があった。
すなわち、一定の静的強度を保ったままボンディングワイヤとしての動的強度としなやかさ（靭性）のバランスを維持できないという課題があった。また、セカンドボンドでは酸化物の濃度むらができてセカンド接合性が悪いという課題があった。
【０００３】
このような例として、先ず、特開昭６１-０２０６９３号公報(後述する特許文献１)がある。これは、形式的には金（Ａｕ）等の貴金属を含むが、実質的にはマグネシウム（Ｍｇ）、ハフニウム（Ｈｆ）等の卑金属元素を銅（Ｃｕ）に０．００１〜２重量％含有させることにより、「合金中のＨ、Ｏ、Ｎ、Ｃを固定し、Ｈ２、Ｏ２、Ｎ２及びＣＯガスの発生を抑制する（同公報２頁右上欄）ものである。しかしながら、卑金属元素の含有量がパーセント・オーダーになると、硬度が高くなり、溶融ボールが硬くなりすぎてチップ割れを起こす。
【０００４】
また、特開２００８-０８５３２０号公報(後述する特許文献２)がある。これは、Mg及びPの少なくとも１種を総計で１０〜７００質量ppm、Ag、Pd、Pt、及びAuの少なくとも１種を総計で１０〜５，０００質量ppm、酸素を６〜３０質量ppmの範囲で高純度銅に含有することを特徴とする半導体装置用銅合金ボンディングワイヤ（同公報請求項２）であり、ワイヤボール表面の酸化膜の酸素を制御してボール接合形状及び接合強度を改善しようとするものである。しかしながら、柔らかくして、すなわち、硬度及び静的強度を低くしてボール接合形状及び接合強度を改善すると、上述したように、うまくボンディングループを描けないという課題があった。
【０００５】
以上の例に見るとおり、これまでの銅合金ボンディングワイヤは、比較的少量の金属成分を配合することにより、銅（Cu）ボンディングワイヤのボンディング特性を改善しようとするものであった。
その結果、ボンディングワイヤの静的強度が低くなっても動的強度が高く、ボールボンディング時にチップ割れを起こさないまでもアルミニウムパッドが変形してめくれ上がるという「アルミスプラッシュ」が生じたり、静的強度の低下に伴ってリーニングが生じたりして、フリーエアーボール（ＦＡＢ）を用いるボンディングワイヤとしてのしなやかさ（靭性）のバランスに欠けるという課題が解決されないままであった。なお、フリーエアーボール（ＦＡＢ）は、通常は水素混入窒素ガス雰囲気中で形成されるが、１００％窒素等の不活性雰囲気中で行われることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１-０２０６９３号公報
【特許文献２】特開２００８-０８５３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ファーストボンディングで銅合金細線のボールをアルミパッドへ超音波接合する際に、アルミスプラッシュやチップ割れ及びリーニングを生じないことに加え、セカンドボンディングでのセカンド接合性に優れた銅合金ボンディングワイヤを提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、これまで貴金属元素のうちで高価であるため使用することが考慮されたことがなかったロジウム（Ｒｈ）に着目し、これを少量銅（Ｃｕ）に合金化させることにより、上記課題を達成しようとするものである。さらに、Ｃｕ−Ｒｈ合金の場合において、銅（Ｃｕ）の不純物として排斥されていたイオウ（Ｓ）に着目し、イオウ（Ｓ）がボールボンディングにおいてアルミスプラッシュやチップ割れの原因とされるのは、溶融ボール形成時にイオウ（Ｓ）が銅（Ｃｕ）ボール表面に偏析して高濃度の領域を形成し、この領域がボールボンディングに際して圧着ボールの塑性流動に伴って加工硬化することにより、いわゆる動的強度が高くなり、パッド電極やチップに対する荷重を大きくすることにあることを突き止めた。
他方、イオウ（Ｓ）自体は、このような高濃度でなければ、むしろ、加工硬化を抑制するものであった。
また、Ｃｕ−Ｒｈ合金の場合において、圧着ボール形成時に銅（Ｃｕ）の動的強度に作用する酸素（Ｏ）にも着目した。
そこで、溶融ボール形成時にイオウ（Ｓ）が銅（Ｃｕ）ボール表面に偏析するのを避けるため、金属成分のロジウム（Ｒｈ）と非金属成分である所定量の酸素（Ｏ）を銅（Ｃｕ）中に固溶させて銅（Ｃｕ）マトリックス中のイオウを固定した。その結果、溶融ボールを超音波併用熱圧着ボンディングしても、ワイヤ変形の際に加工硬化が生ぜず、動的強度が高くなることはなくなった。そして、調質熱処理によって、伸び率４％のときのボンディングワイヤの硬度を所定の範囲に制御してボンディングワイヤの静的強度を制御することができた。
【０００９】
すなわち、本発明の半導体装置のボールボンディング用銅ロジウム合金細線は、ロジウム（Ｒｈ）および残部が純度９９．９９５質量％以上の銅（Cu）からなる半導体装置用銅ロジウム合金細線において、
当該高純度銅マトリックス中に金属元素としてロジウム（Ｒｈ）が０．１〜１．５質量％、
非金属元素としてイオウ（Ｓ）が１．０〜１０質量ｐｐｍおよび酸素（Ｏ）が１０〜１５０質量ｐｐｍ固溶されているものである。
【００１０】
また、本発明の半導体装置のボールボンディング用銅合金細線は、ロジウム（Ｒｈ）および残部が純度９９．９９５質量％以上の銅（Cu）からなる半導体装置用銅ロジウム合金細線において、
当該高純度銅マトリックス中に金属元素としてロジウム（Ｒｈ）が０．１〜１．５質量％、
非金属元素としてイオウ（Ｓ）が１．０〜１０質量ｐｐｍ、酸素（Ｏ）が１０〜１５０質ｐｐｍ量およびリン（Ｐ）が１〜１０質量ｐｐｍ固溶されているものである。
【００１１】
従来の銅（Ｃｕ）系細線などに対する添加元素として、ロジウム（Ｒｈ）は、貴金属の中でも高価であることから、％オーダーの含有元素として考慮されることは無く、また、そのため添加元素としての効果も知られていなかった。
しかし、ロジウム（Ｒｈ）は銅（Cu）よりも酸化しない。また、ロジウム（Ｒｈ）は、銅（Cu）よりもイオウ（Ｓ）との結合力は強いと考えられる。このためロジウム（Ｒｈ）を銅（Ｃｕ）リッチ合金に用いるとロジウム（Ｒｈ）は、酸素（Ｏ）と共に銅（Cu）マトリックス中におけるイオウ（Ｓ）の動きを規制して溶融ボール形成時でもイオウ（Ｓ）の表面偏析を抑制する。この結果、溶融ボールが変形するときでも、所定量のロジウム（Ｒｈ）が入っていれば、イオウ（Ｓ）の表面偏析による加工硬化を起こさず、アルミスプラッシュをおこすことはない。また、ロジウム（Ｒｈ）は銅（Ｃｕ）の酸化を抑制し、ボンディングワイヤ表面の銅（Ｃｕ）の酸化膜を薄くする効果があるので、ボンディングワイヤのセカンド接合性が向上する。
本発明において、ロジウム（Ｒｈ）の範囲を０．１〜１．５質量％としたのは、０．１質量％未満ではイオウ（Ｓ）の表面偏析を防止することができず、１．５質量％を超えると、ロジウム（Ｒｈ）の合金化による強化効果が現れて動的強度が高くなりすぎ、アルミスプラッシュひいてはチップ割れを起こすからである。本発明のボンディングワイヤのボンディング特性を安定させるためには、ロジウム（Ｒｈ）が０．３〜１．２質量％の範囲が好ましく、０．４〜０．８質量％の範囲がより好ましい。
【００１２】
本発明において、イオウ（Ｓ）を１．０〜１０質量ｐｐｍの微量添加しておくのは、ボンディングワイヤのしなやかさ（靭性）を持たせ、リーニング不良を無くすためである。イオウ（Ｓ）が１．０質量ｐｐｍ未満ではこのしなやかさ（靭性）を持たせることができず、１０質量ｐｐｍを超えると、ボール接続時にイオウ（Ｓ）が表面偏析をしてアルミスプラッシュを起こしやすくなるからである。
また、イオウ（Ｓ）は、溶融ボール接合時のＣｕ−Ｒｈ合金ワイヤの変形中に動的再結晶を発現させ、ワイヤが塑性変形しても比較的加工硬化が小さいので、イオウ（Ｓ）を含まないＣｕ−Ｒｈ合金ボンディングワイヤよりもアルミスプラッシュを起こしにくくなる。
【００１３】
また、本発明において、酸素（Ｏ）を１０〜１５０質量ｐｐｍ添加するのは、ロジウム（Ｒｈ）と併せて銅（Cu）マトリックス中におけるイオウ（Ｓ）の動きを規制するためである。酸素（Ｏ）が１０質量ｐｐｍ未満ではこの効果をもたせることができず、酸素（Ｏ）が１５０質量ｐｐｍを超えると、溶融ボール形成時にボール表面に酸化膜が形成されやすくなるためである。
【００１４】
さらに、本発明においては、銅（Cu）マトリックス中にリン（Ｐ）が１〜１０質量ｐｐｍ固溶されていることが好ましい。銅（Cu）マトリックス中にリン（Ｐ）が１〜１０質量ｐｐｍあると、酸素（Ｏ）の移動を制限し、ボンディングワイヤのしなやかさ（靭性）を増す。リン（Ｐ）が１質量ｐｐｍ未満では、この効果が無く、リン（Ｐ）が１０質量ｐｐｍを超えると、イオウ（Ｓ）と酸素（Ｏ）とのバランスを崩すためである。
【００１５】
本発明のボンディングワイヤにおいては、マトリックス中に固溶する酸素（Ｏ）、イオウ（Ｓ）、リン（Ｐ）の濃度が数質量ｐｐｍのオーダーであり、ほぼ、原材料素線由来のいわゆる不可避不純物のレベル近傍であるため、これら以外の不可避不純物の濃度は可能な限り低く抑制する必要がある。これらの不可避的不純物の多くは後述の比較例３，６にみられるようにワイヤの静的強度や動的強度に影響を及ぼし、本発明を構成する含有元素の効果を阻害、あるいはマスクしてしまう。
したがって、これらの不純物の作用を抑制するために原料銅（Ｃｕ）の純度は、９９．９９５質量％以上、すなわち、不可避不純物濃度の総量は５０質量ｐｐｍ未満とすることが必要である。
本発明における純度９９．９９５質量％以上の銅（Cu）中の不純元素としては、銀（Ag）、鉄（Fe）、ニッケル（Ni）、鉛（Pb）、スズ（Sn）、アンチモンSb）、ヒ素（As）、ビスマス（Bi）、クロム（Cr）などが挙げられる。
銅（Cu）の純度は、銅（Cu）マトリックスの動的強度およびしなやかさ（靭性）を発現させるため、９９．９９７質量％以上であることが好ましい。
本発明においては、原料銅（Ｃｕ）の純度を９９．９９５質量％以上とすると共に、ロジウム（Ｒｈ）の含有量を０．１〜１．５質量％の範囲に保つことにより、非金属元素としてのイオウ（Ｓ）が１．０〜１０質量ｐｐｍおよび酸素（Ｏ）が１０〜１５０質量ｐｐｍ金属マトリックス中に固溶されて前述の作用効果を発揮するものである。
【００１６】
本発明においては、連続伸線後の調質熱処理された銅ロジウム合金細線のビッカース硬さが伸び率４％のところで７５〜１００Ｈｖであることが好ましい。ロジウムの添加量がパーセントオーダーなので、銅ロジウム合金細線の硬度が高くなると、連続伸線後の銅ロジウム合金細線の静的強度および動的強度が高くなりやすく、アルミスプラッシュ、ひいてはチップ割れを起こしやしやすくなるからである。好ましくは、ビッカース硬さは７５〜８５Ｈｖであることが好ましい。
中間熱処理温度は、銅ロジウム合金細線の成分組成によって適宜選択することができる。中間熱処理する場合には、一般的には非酸化性雰囲気で４００℃〜９００℃で２０〜１２０分間行うことが好ましく、５００℃〜６５０℃で３０〜５０分間行うことが一層好ましい。
調質熱処理はこれよりも高温の短時間（数秒以下）で行われる。
調質熱処理前にワイヤが冷間で連続伸線加工されているので、調質熱処理によって均質な微細再結晶の銅（Cu） マトリックス組織も形成される。伸線加工の断面減少率および調質熱処理によって微細再結晶組織の粒界の大きさが定まる。なお、連続伸線された銅合金細線は一定の張力がかけられたまま伸線歪み取り熱処理をしてもよい。
【００１７】
連続伸線は、連続伸線前の線径に対して９０％以上の冷間加工されたものであることが好ましい。ボンディングワイヤに伸線組織をつくるためである。より好ましくは９９％以上の冷間加工されたものである。連続伸線加工は、ダイス伸線することが好ましく、ダイヤモンドダイスが特に好ましい。これにより、同心円状に配置された細長の微細再結晶組織ができやすいためである。
【００１８】
セカンド接合では、貴金属めっきされたリードフレームを用いることが好ましい。
貴金属めっきは金（Ａｕ）めっき、銀（Ａｇ）めっきの軟質めっき、あるいは表層から金（Ａｕ）／パラジウム（Ｐｄ）／ニッケル（Ｎｉ）の３層めっきが好ましい。より好ましくは、ボンディングワイヤのビッカース硬さと同程度のめっき硬さが好ましい。具体的にはめっき硬さをヌープ硬さで測定し、ボンディングワイヤのビッカース硬さに近似させることができる。
【００１９】
本発明においては、銅ロジウム合金細線が０．５ｎｍ〜４０ｎｍの貴金属層を被覆してもよい。従来の高純度銅（Ｃｕ）ワイヤの酸化防止用にパラジウム（Ｐｄ）等の貴金属が被覆されているものと同様の効果があるからである。０．５ｎｍ〜４０ｎｍの貴金属層（縮径による換算値）は、白金（Ｐｔ）またはパラジウム（Ｐｄ）層がマグネトロンスパッタされたものが好適である。これらの貴金属層は薄いので、銅ロジウム合金細線のボンディング特性を阻害することはない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のボンディングワイヤは、銅（Ｃｕ）−ロジウム（Ｒｈ）マトリックス中に非金属元素としてのイオウ（Ｓ）と酸素（Ｏ）を固定しているので、第一ボンド時の溶融ボール変形時にイオウ（Ｓ）が表面偏析がないので、動的強度も高くならず、塑性変形時のワイヤからチップにかかる単位荷重も増大することがなく、アルミスプラッシュ及びリーニングを防ぐことができる。また、本発明の銅ロジウム合金細線はボンディングワイヤのしなやかさ（靭性）を利用してうまくボンディングループを描くことができ、セカンド接続性も良好である。
また、本発明のボンディングワイヤは、ロジウム（Ｒｈ）が銅（Ｃｕ）よりも酸化しにくく、銅（Ｃｕ）マトリックス中に均一に固溶するので、銅（Ｃｕ）マトリックス中に酸素（Ｏ）を固定することができ、溶融ボールの形成時に酸素（Ｏ）による表面酸化によってアルミスプラッシュやチップ割れを生じることが無い。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
表１に示す成分組成の実施例１〜３０として、ロジウム（Ｒｈ）を所定量含有し、残部が純度９９．９９５質量％以上の銅（Ｃｕ）にイオウ（Ｓ）、および酸素（Ｏ）、場合によってリン（Ｐ）を所定量固溶した合金を溶融し、直径１０ｍｍの各銅ロジウム合金素線を連続鋳造した。
比較例１〜６としては、純度９９．９９９質量％の高純度銅（Ｃｕ）にロジウム（Ｒｈ）を添加しないまま、酸素（Ｏ）を３７５質量ｐｐｍ含有したワイヤ、そのほか銅（Ｃｕ）の純度、及びロジウム（Ｒｈ）、イオウ（Ｓ）、酸素（Ｏ）及びリン（Ｐ）の添加量を変え、さらにワイヤにパラジウム（Ｐｄ）を６００ｎｍ被覆したものを採用し、上記実施例と同様にして素線を作成した。
これらの線材を連続鋳造後に中間焼鈍することなく、冷間にて連続伸線加工して各々直径２０μm のボンディングワイヤとした。なお、調質温度は、実施例、比較例共に５００℃×1秒間行い、従来例としてＲｈを含まない比較例１及び２のみ５５０℃×1秒で行った。
被覆層は、直径１０ ｍｍの素線に湿式めっきをしたものを伸線加工後の縮径割合で厚さを換算した。
調質熱処理後のボンディングワイヤのビッカース硬さ測定にはビッカース硬度計（アカシ社製型式MVK-G３）を使用した。なお、これらのビッカース硬さの値は、伸び率４％のときのボンディングワイヤの硬さを用いた。
【００２２】
(熱圧着併用超音波接合条件)
銅合金細線の線径は２０μm、ループ長は７mmで、ループ高さは２００μｍとした。ケー・アンド・エス社製型式マグザム・プラス型全自動ボンダを用いて、銅合金細線をチップ(厚さ０．５ｍｍ)上の０．８μｍ厚さのめっきしたアルミニウム（Ａｌ）−０．５質量％銅（Ｃｕ）合金膜上にボールボンディングを実施した。ボンディング条件は、１２０ｋＨｚの周波数で、FAB作製条件、荷重および超音条件については、ファースト接合に関してはFAB径がワイヤ径の１．８倍、圧着ボール径がワイヤ径の２．５倍となるように、セカンド接合に関しては良好な接合が得られるように任意に調整をおこない、全サンプル１００個について同一条件で、ファーストボンドおよびセカンドボンドを実施した。
キャピラリは、ワイヤサイズに合致したエス・ピー・ティー社製のものを使用した。
【００２３】
次に、この接合された銅ロジウム合金細線について、アルミスプラッシュ試験、リーニング試験及びセカンド接合性試験を行った。
【００２４】
（アルミスプラッシュ試験）
ボンディング後の試料を真上から光学顕微鏡（オリンパス製測定顕微鏡、ＳＴＭ６)を使用し、２０倍の倍率で接合箇所周辺のアルミパッドが熱変形してめくれているかどうかを観察した。このアルミスプラッシュ試験は、FABで溶融ボールを作製して圧着する際のFAB硬さの指標となるものである。実施例及び比較例のワイヤとも、各々１００箇所観察を行い、アルミスプラッシュが一つでも発生していたら×、一つも発生していなければ○としたが、実施例および比較例はともにチップ割れが観察されなかった。
【００２５】
（リーニング試験）
第一ボンドと第二ボンドの接合箇所を結んだ線に延長上から光学顕微鏡（オリンパス製測定顕微鏡、ＳＴＭ６）でボンディングワイヤのループ頂点の傾きを１００本観察し、その標準偏差（σ）を求めた。標準偏差（σ）が５μｍ以下しかズレなかったものをリーニング優◎、標準偏差（σ）が５μｍ〜１０μｍを超えてズレたものをリーニング良○、そして標準偏差（σ）が１０μｍを超えてズレたものをリーニング不良×と判定した。
【００２６】
（セカンド接合性試験）
銅（Cu)板にニッケル（Ｎｉ)を１０μｍ電気めっきし、その上にパラジウム（Ｐｄ）を１μｍ電気めっきし、その上に金（Ａｕ)を０．５μｍ自己触媒めっきしてリード基板とした。このリード基板を１７５℃で加熱しながら銅ロジウム細線のウェッジ接合し、ボンディングワイヤのプルテストをした。その結果、セカンドボンドの剥がれの有無によりセカンドボンドの接合性を調べた。ここで、◎印は機械的強度が７．０gf以上のものを、○印は機械的強度が６．５〜７．０gfのものを、△印は機械的強度が６．０〜６．５gfのものを、×印は機械的強度が６．０gf以下のものを、それぞれいう。
【００２７】
以上の実施例及び比較例のワイヤの組成と被覆層の有無及びビッカース硬さ、これらに対する各試験結果を表１に示す。
なお、酸素（Ｏ）濃度は、燃焼法（ＬＥＣＯ製酸素・窒素分析装置ＴＣ−４３６ＡＲ）によって測定した。
【表１】
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【００２８】
比較例３は、ロジウム（Ｒｈ）が上限値を超える。このため、比較例３はイオウ（Ｓ）及び酸素（Ｏ）濃度が本発明範囲内の値であってもその影響でワイヤが硬くなりすぎ、アルミスプラッシュが悪い。他方、比較例４は、ロジウム（Ｒｈ）濃度が下限値未満になっている。このため、比較例４は過剰にあるイオウ（Ｓ）の影響を抑制できず、アルミスプラッシュ及びセカンド接合性に劣る。
【００２９】
比較例４では、ロジウム（Ｒｈ）濃度が低く、イオウ（Ｓ）により動的強度も高くなりすぎ、アルミスプラッシュを起こしていると考えられる。他方、比較例５は、イオウ（Ｓ）及び酸素（Ｏ）が下限値未満になっている。このため、比較例５はロジウム（Ｒｈ）が本発明範囲内の値であってもイオウ（Ｓ）及び酸素（Ｏ）濃度が低く、これらのバランスを欠くためワイヤが軟らかくなりすぎ、リーニングを起こしている。
【００３０】
比較例６は、酸素（Ｏ）濃度が高く本発明範囲の上限値を大きく超えている。このため、比較例６は静的強度及び動的強度も高くなりすぎ、アルミスプラッシュを起こすとともに、セカンド接合性に悪影響を与えている。
【００３１】
さらに比較例３と６は、いずれも原料銅（Cu） の純度が本発明範囲を外れ、不純物濃度が高い。このため、含有する不純物の影響でボールの硬さ、静的強度が高くなって、比較例３と６のワイヤはアルミスプラッシュを起こしやすくなっていると考えられる。
【００３２】
比較例１及び２は、いずれも本発明のロジウム（Ｒｈ）を含有しない従来例であるが、比較例１は酸素（Ｏ）濃度が高く、このためファーストボンディングにおいて溶融ボール圧着時の動的強度が高くなってアルミスプラッシュを生じており、また、ワイヤのしなやかさ（靭性）が低下すると共にワイヤ表面酸素が阻害してリーニング性及びセカンド接合性が劣る結果となっている。比較例２はパラジウム（Ｐｄ）被覆層を設けると共に酸素濃度を抑制することによって、これらの性質を改善しているが、セカンド接合性は若干劣る。
【００３３】
以上の比較例に対して、本発明の組成範囲の実施例では、アルミスプラッシュ、リーニング、およびセカンド接合性のいずれの試験でも良好な結果が得られた。
ロジウム（Ｒｈ）含有量範囲の中心近傍が良い結果となっているが、実施例Ｎｏ．７、８、２１及び２２に見るように、ロジウム（Ｒｈ）含有量が０．３〜１．３％の範囲でこれらのバランスのよいものが良好であり、特に０．４〜０．８質量％の範囲が良い。
また、本発明は、実施例２１、及び２２に示すようにロジウム（Ｒｈ）、イオウ（Ｓ）及び酸素（Ｏ）の濃度をこれらの一定範囲とすることに加えてリン（Ｐ）を微量添加することによってリーニング性を向上しており、さらに貴金属による被覆層を設けることによって接合性を向上することができる。実施例２９及び３０は、パラジウム（Ｐｄ）被覆層を形成することによって、セカンド接合性を高めたものであって、ワイヤの芯材としての性質向上に加えてこれら被覆層による効果を発揮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、銅（Ｃｕ）の大気酸化を抑制するロジウム（Ｒｈ）を添加することによって、銅（Ｃｕ）ボンディングワイヤの伝導性を維持して、ファースト及びセカンドボンディング接合性、およびリーニング性を向上し、電気的性質の優れた銅（Ｃｕ）ボンディングワイヤの半導体装置の信号用接続線への適用を図るものとして有用である。