DE102006060171A1

DE102006060171A1 - Kühlvorrichtung zum Kühlen eines mikroelektronischen Bauteils

Info

Publication number: DE102006060171A1
Application number: DE200610060171
Authority: DE
Inventors: Marco Balzer
Original assignee: ALPHACOOL GmbH
Current assignee: ALPHACOOL GmbH
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2008-06-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung eines mikroelektronischen Bauteils, insbesondere Prozessorkühlvorrichtung, mit (a) einer Bodenplatte zum thermischen Kontaktieren des mikroelektronischen Bauteils mit einer Kontaktfläche, (b) einem mit der Bodenplatte in thermischen Kontakt bringbaren Kältemittel, (c) einem Dampfraum zur Aufnahme von im Bereich der Bodenplatte verdampftem Kältemittel und (d) einem mit dem Dampfraum über eine Dampfleitung in Verbindung stehenden Kondensator zum Kondensieren von verdampftem Kältemittel. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, (e) dass die Kühlvorrichtung einen mit dem Kondensator über eine Kondensatleitung verbundenen Sammler für kondensiertes Kältemittel umfasst, (f) die Bodenplatte benachbart zu der Kontaktfläche eine Vielzahl an Schlitzen aufweist und (g) der Sammler so an einer Peripherie der Bodenplatte angeordnet ist, dass flüssiges Kältemittel vom Sammler in die Kühlvorrichtung strömen kann, (h) wobei die Kühlvorrichtung so ausgebildet ist, dass sich beim Betrieb ein Kreislaufstrom des Kältemittels ausbildet, wobei von dem Sammler im Wesentlichen ausschließlich kondensiertes Kältemittel in die Schlitze strömt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen eines mikroelektronischen Bauteils, insbesondere Prozessorkühlvorrichtung, mit einer Bodenplatte zum thermischen Kontaktieren des mikroelektronischen Bauteils mit einer Kontaktfläche, einem mit der Bodenplatte in thermischen Kontakt bringbaren Kältemittel, einem Dampfraum zur Aufnahme von im Bereich der Bodenplatte verdampftem Kältemittel und einem mit dem Dampfraum über eine Dampfleitung in Verbindung stehenden Kondensator zum Kondensieren von verdampftem Kältemittel.
Aus der DE 20 2005 004 349 U1 ist ein Kühlsystem für elektronische Geräte, insbesondere für Computer bekannt, das einen Verdampfer, ein Dampfverteilungs- und Kondensat-Sammelelement und einen Kondensator mit mehreren Kondensatorrohren und einen die Kondensatorrohre verbindenden Lamellenblock umfasst, wobei die Kondensatorrohre parallel zueinander angeordnet sind und sich vom Dampfverteilungs- und Kondensatsammelelement aus nach oben erstrecken und an ihren oberen Enden verschlossen sind. Es ergibt sich ein schwach ausgeprägter Kältemittelstrom, der in einer geringen Kühlleistung resultiert.
Aus der US 6 477 045 B1 ist eine Kühlvorrichtung für Prozessoren bekannt, die eine mit dem Prozessor in Kontakt zu bringende, mit parallel verlaufenden Kapillarrillen versehene Bodenplatte aufweist. Durch die Wärme des Prozessors verdampftes Kältemittel gelangt in einen über der Bodenplatte befindlichen Raum. An einer dem Prozessor abgewandten Seite liegenden, gekühlten Oberfäche kondensiert das Kältemittel und fließt über eine am Rand der Bodenplatte verlaufende Vertiefung zurück in die Kapillarrillen. Nachteilig an dieser Kühlvorrichtung ist, dass sich in der Vertiefung am Rand der Bodenplatte keine hohe Fließgeschwindigkeit des Kältemittels ausbilden kann, so dass wiederum nur eine geringe Kühlleistung erreicht wird.
Die US 2002/0062648 offenbart einen Chipkühler, bei dem benachbart zu dem Chip Pins angeordnet sind, in deren Nähe das Kältemittel verdampft. Nach dem Kondensieren fließt das Kältemittel über Kapillaren, die eine fraktale Gestalt haben, zurück zu den Pins. Hier kann sich wegen des hohen Strömungswiderstands in den Kapillaren kein effektiver Kreislaufstrom ausbilden, bei dem das Kältemittel eine hohe Fließgeschwindigkeit erreicht.
Die US 6705390 B2 beschreibt eine Kühlvorrichtung mit einer Bodenplatte, die Riefen aufweist. Kältemittel verdampft über einer Verdampfungszone im Zentrum der Bodenplatte, steigt in einer Dampfleitung auf, läuft über eine Vielzahl Rücklaufleitungen zurück und gelangt so wieder in die Verdampfungszone. Auch bei dieser Ausführungsform ist nachteilig, dass sich kein effektiver Kreislaufstrom ausbilden kann, da das Kältemittel beim Auftreffen auf die Bodenplatte abgebremst wird.
Aus der US 2005/0183847 A1 ist eine gattungsgemäße Kühlvorrichtung bekannt, bei der Kältemittel durch einen metallischen Docht geführt wird und dort verdampft. Der entstehende Kältemitteldampf strömt durch eine erste mit Schlitzen versehene Struktur und kondensiert dort. Kondensiertes Kältemittel strömt zusammen mit Kältemitteldampf über eine zweite mit Schlitzen versehene Struktur zurück zum metallischen Docht. Bei allen bekannten Vorrichtungen ist deren geringe Kühlleistung nachteilig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu überwinden.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine gattungsgemäße Kühlvorrichtung, bei der die Kühlvorrichtung einen mit dem Kondensator über eine Kondensatleitung verbundenen Sammler für kondensiertes Kältemittel umfasst, die Bodenplatte benachbart zu der Kontaktfläche eine Vielzahl an Schlitzen aufweist und der Sammler so an einer Peripherie der Bodenplatte angeordnet ist, dass flüssiges Kältemittel vom Sammler in die Schlitze strömen kann, wobei die Kühlvorrichtung so ausgebildet ist, dass sich beim Betrieb ein Kreislaufstrom des Kältemittels ausbildet, wobei von dem Sammler im Wesentlichen ausschließlich kondensiertes Kältemittel in die Schlitze strömt.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es durch Kombination der genannten Merkmale zu einer Synergie kommt, bei der sich die positiven Einflüsse der einzelnen Merkmale gegenseitig verstärken. So führen der Sammler und der Kreislaufstrom dazu, dass sich in den Schlitzen ein Kältemittelstrom aus flüssigem Kältemittel nach radial innen mit einer hohen Fließgeschwindigkeit ausbildet, der dazu führt, dass sich das Kältemittel homogen erwärmt und schlagartig vollständig verdampft. Es bilden sich also nur in unmittelbarer Nähe des zu kühlenden Bauteils Dampfblasen, die den Wärmetransport von der Bodenplatte in das Kältemittel vermindern. Dadurch, dass vom Sammler im Wesentlichen ausschließlich kondensiertes Kältemittel in die Schlitze strömt, wird ein Druckverlust durch von dem Sammler in den Dampfraum strömendes gasförmiges Kältemittel vermieden.
Vorteilhaft an der Erfindung ist deren hohe Kühlleistung. Das heißt, dass beispielsweise ein Prozessor, der eine feste Ausgangsleistung aufweist, durch Einsatz einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung auf eine niedrigere Temperatur kühlbar ist als mit herkömmlichen Kühlern, die nach dem Verdampferprinzip arbeiten. Ein weiterer Vorteil ist die kompakte Bauweise, die es erlaubt, den Kondensator innerhalb eines Gehäuses eines Computers unterzubringen. Vorteilhaft ist eine ausgeprägte Verschleißarmut, da eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ohne bewegliche Teile auskommt. So ist es zwar möglich, nicht aber notwendig, eine Pumpe zum Umwälzen des Kältemittels vorzusehen.
Ein weiterer Vorteil ist die günstige Ansprechcharakteristik einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung. Darunter ist zu verstehen, dass die Kühlleistung der Kühlvorrichtung nach einem Betriebsbeginn des mikroelektronischen Bauteils, beispielsweise des Prozessors, schnell ansteigt. So werden kurzfristige Überhitzungen des mikroelektronischen Bauteils vermieden. Vorteilhafterweise kommt es bei der Zunahme der Kühlleistung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zu keinem Überschwingen. Das heißt, dass die Kühlleistung bei einer konstanten Leistung des mikroelektronischen Bauteils und bei konstanten Umweltbedingungen monoton, insbesondere streng monoton ansteigt. Dadurch durchläuft die Kurve, in der die Kühlleistung bei konstanter Leistung des mikroelektronischen Bauteils gegen die Zeit aufgetragen ist, kein lokales Maximum.
Vorteilhaft ist zudem, dass im Gegensatz zu Wasserkühlern als Kältemittel eine elektrisch nicht leitende Flüssigkeit verwendet werden kann. Kommt es zu einer unbeabsichtigten Leckage der Kühlvorrichtung, so werden Kurzschlüsse aufgrund des Kältemittels vermieden. Schließlich ist der einfache Aufbau der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung vorteilhaft, die daher einfach und kostengünstig gefertigt werden kann.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einer Bodenplatte insbesondere jede Komponente verstanden, die mit einem mikroelektronischen Bauteil in thermischen Kontakt bringbar ist.
Bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, weist die Bodenplatte auf einer dem mikroelektronischen Bauteil zugewandten Seite eine im Wesentlichen ebene Fläche auf. Alternativ kann die Bodenplatte auch zur Aufnahme eines Wärmeleitmittels, wie beispielsweise einer Wärmeleitpaste ausgebildet sein. Sofern schon bekannt ist, für welches mikroelektronische Bauteil die Kühlvorrichtung verwendet werden soll, kann die Bodenplatte zudem eine Ausnehmung aufweisen, die einer äußeren Gestalt des mikroelektronische Bauteils nachempfunden ist, so dass die Bodenplatte besonders gut in thermischen Kontakt mit dem Prozessor bringbar ist.
Unter einem Dampfraum wird insbesondere jeder Hohlraum verstanden, in den im Bereich der Bodenplatte verdampftes Kältemittel gelangen kann. Es ist dabei möglich, nicht aber notwendig, dass der Dampfraum durch eine Ausnehmung in einem Grundkörper der Kühlvorrichtung ausgebildet ist. Es ist beispielsweise auch möglich, dass der Dampfraum vollständig oder im Wesentlichen vollständig von einer Dampfleitung gebildet ist, die von dem Bereich der Bodenplatte zu dem Kondensator führt.
Unter einem Kondensator ist insbesondere jede Komponente zu verstehen, die dazu ausgebildet ist, um verdampftes Kältemittel durch Kontakt mit einem Kühlmedium, beispielsweise umgebender Luft oder Wasser, zu kondensieren. Es ist daher bevorzugt, nicht aber notwendig, dass der Kondensator Elemente zum Vergrößern einer Wärmeübergangsfläche aufweist, beispielsweise Kühlrippen oder Kühlwaben oder dass er einen Lüfter umfasst.
Unter einem Sammler wird insbesondere jede Komponente der Kühlvorrichtung verstanden, in der bei Betrieb der Kühlvorrichtung flüssiges Kältemittel steht. Es ist dabei bevorzugt, nicht aber notwendig, dass der Sammler als eine Ausnehmung in einem Grundkörper ausgebildet ist. Es ist beispielsweise auch möglich, dass der Sammler einen Teil der Kondensatleitung bildet, die kondensiertes Kältemittel in Richtung auf die Bodenplatte zu leitet.
Unter einem Schlitz wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung insbesondere jede längliche Nut betrachtet, die in der Bodenplatte ausgebildet ist. Ein Schlitz hat insbesondere eine gleich bleibende Querschnittsfläche sowie eine Schlitztiefe, eine Schlitzbreite und eine Schlitzlänge, wobei die Schlitzlänge bevorzugt ein Mehrfaches der Schlitzbreite beträgt, beispielsweise mehr als das Fünffache. Bevorzugt beträgt die Schlitzlänge zudem ein Mehrfaches der Schlitztiefe. Insbesondere ist die Schlitzbreite so groß gewählt, dass Kapillarkräfte zu vernachlässig bar klein sind.
Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass die Schlitze durch ein abtragendes Verfahren, beispielsweise durch ein spanendes Verfahren wie Fräsen oder Sägen, in die Bodenplatte eingebracht sind. Es ist auch möglich, dass die Schlitze dadurch gebil det werden, dass Stege auf beiden Bodenplattengrundkörpern aufgebracht werden, so dass die Schlitze zwischen den Stegen gebildet werden.
Unter dem Merkmal, dass die Schlitze benachbart zu der Kontaktfläche angeordnet sind, ist zu verstehen, dass sie insbesondere auf der der Kontaktfläche gegenüberliegenden, dem Dampfraum zugewandten Seite der Bodenplatte vorhanden sind. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass der mit Schlitzen versehene Bereich der Bodenplatte größer ist als die Kontaktfläche, insbesondere um das 1,1- bis 1,4-fache größer,
Unter dem Merkmal, dass der Sammler so an einer Peripherie der Bodenplatte angeordnet ist, dass flüssiges Kältemittel vom Sammler in die Schlitze strömen kann, ist insbesondere zu verstehen, dass das flüssige Kältemittel unmittelbar vom Sammler in die Schlitze gelangt. Insbesondere ist der Pfad des flüssigen Kältemittels vom Sammler in die Schlitze so ausgebildet, dass das Kältemittel einen möglichst geringen Strömungswiderstand erfährt. Das kann dadurch erreicht sein, dass das flüssige Kältemittel auf einem Pfad vom Sammler in die Schlitze strömen kann, der nur wenig und/oder im Wesentlichen ausschließlich in einer Ebene gekrümmt ist. Der Sammler ist zudem bevorzugt so angeordnet, dass dann, wenn die Kühlvorrichtung in 25°C warmer Luft einen Prozessor mit 150 W Leistung kühlt, das Kältemittel im Sammler nicht siedet.
Unter dem Merkmal, dass von dem Sammler im Wesentlichen ausschließlich kondensiertes Kältemittel in die Schlitze strömt, ist insbesondere zu verstehen, dass es nicht notwendig ist, dass streng permanent und ausschließlich kondensiertes Kältemittel vom Sammler in die Schlitze abgegeben wird. Das Merkmal ist insbesondere dann erfüllt, wenn zu über 90 Vol.-% des Kältemittels, das vom Sammler in Richtung auf die Schlitze zu strömt, flüssig ist.
Durch diesen Kreislaufstrom, der einen Naturumlauf darstellt, wird besonders viel Wärme von der Bodenplatte weggeleitet. Um den Naturumlauf zu fördern weist die Dampfleitung vorzugsweise einen größeren Querschnitt auf als die Kondensatleitung. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass die Kondensatleitung bzw. die Dampfleitung durch ein einziges Leitungselement gebildet ist. Beispielsweise können sowohl die Dampfleitung als auch die Kondensatleitung durch zwei, drei, vier oder mehr Leitungselemente, beispielsweise flexible Schläuche, gebildet sein. Um Druckverluste zu vermeiden sind die Durchmesser von Kondensatleitung bzw. Dampfleitung so groß, dass Kapillarkräfte vernachlässigbar klein sind und beispielsweise einen Anteil von weniger als 10% am Druckverlust haben.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kühlvorrichtung so ausgebildet, dass beim Betrieb kondensiertes Kältemittel im Wesentlichen ausschließlich in der Kondensatleitung strömt. Die Ströme von kondensiertem und verdampftem Kältemittel sind dann weitgehend voneinander getrennt. Hierdurch wird ein besonders effektiver Kältemittelkreislauf sichergestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kältemittel dann, wenn die Kühlvorrichtung bei einer Umgebungstemperatur von 25°C im Wesentlichen vollständig mit einem Gemisch aus flüssigem und gasförmigem Kältemittel gefüllt ist, eine Siedetemperatur von 25°C bis 50°C aufweist. Hierunter ist zu verstehen, dass in einer im Wesentlichen nur mit Kältemittel gefüllten Kühlvorrichtung bei einer Umgebungstemperatur von 25°C Kältemittel in unmittelbarer Umgebung der Bodenplatte bei einer Temperatur siedet, die in dem angegebenen Temperaturintervall liegt. Ein Kältemittel hat beispielsweise dann unter den angegebenen Bedingungen eine Siedetemperatur von 30°C, wenn im Wesentlichen alle Komponenten der Kühlvorrichtung eine Temperatur von 25°C haben und das Kältemittel dann an einer Stelle der Bodenplatte zu Sieden beginnt, wenn diese lokal eine Temperatur von über 30°C aufweist.
Bevorzugt weist das Kältemittel bei 25°C und 700 hPa in der Flüssigkeitsphase eine kinematische Viskosität ν von weniger als 0,7 mm²/s auf und hat in der Gasphase eine dynamische Viskosität η von weniger als 15 μPa·s. Die geringen Viskositäten führen zu einer besonders geringen Geschwindigkeitsabnahme beim Durchströmen der Schlitze und sorgen so für eine besonders gute Wärmeabfuhr.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schlitze in der Bodenplatte so ausgebildet, dass das Kältemittel bei Betrieb der Kühlvorrichtung auf einem im Wesent lich horizontal verlaufenden Pfad durch die Schlitze strömt. Hierunter ist zu verstehen, dass das flüssige Kältemittel auf dem im Wesentlich horizontal verlaufenden Pfad durch die Schlitze strömt, wohingegen verdampftes Kältemittel auch in eine andere Richtung strömen kann. Letzteres hat den Vorteil, dass entstehende Dampfblasen den Kältemittelstrom schnell verlassen und den Wärmeübergang von der Bodenplatte in das Kältemittel nur in relativ geringem Maße beeinflussen. Bevorzugt ist die Bodenplatte bei Betrieb der Kühlvorrichtung horizontal ausgerichtet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Bodenplatte gegenüber einer horizontalen Ebene verkippt ist. In diesem Fall sind die Schlitze bevorzugt so ausgebildet, dass sie eine nach unten geschlossene Kehlung aufweisen. Alternativ sind die Stege so gegenüber der Bodenplatte verkippt, dass ein nach oben offenes V entsteht.
Die Dampfleitung und/oder die Kondensatleitung umfassen bevorzugt flexible Schläuche bzw. sind durch flexible Schläuche gebildet. Das hat den Vorteil, dass die Kühlvorrichtung leicht beispielsweise in einem Computer montierbar ist und den räumlichen Gegebenheiten leicht anpassbar ist. Die Schläuche bestehen aus einem für das Kältemittel undurchlässigen Material.
Bevorzugt ist die Kühlvorrichtung gegenüber der Umgebung luftdicht abgeschlossen. Hierdurch wird sichergestellt, dass keine Bestandteile der umgebenden Luft in die Kühlvorrichtung eindringen können. Andererseits ist so sichergestellt, dass auch kein Kältemittel in die Umgebung gelangt.
Besonders bevorzugt enthält die Kühlvorrichtung eine solche Menge an Kältemittel, dass vom Sammler stets nur flüssiges Kältemittel in Richtung auf die Bodenplatte strömt. Dieses Merkmal ist insbesondere dann erfüllt, wenn die Bodenplatte lokal mit einer festen Leistung von 150 W geheizt wird, sich der Kondensator in 25°C warmer Luft befindet und bei diesen Umgebungsbedingungen stets nur flüssiges Kältemittel aus dem Sammler in Richtung auf die Bodenplatte zu strömt.
Der Sammler grenzt bevorzugt unmittelbar an die Schlitze an. Bevorzugt ist zudem, dass der Weg, den das Kältemittel im Betrieb nimmt, zwischen dem Sammler und den Schlitzen frei von Verjüngungen ist.
Bevorzugt enthält die Kühlvorrichtung so viel Kältemittel, dass sie bei 25°C und 1000 hPa zu 2% bis 20% ihres Innenvolumens mit flüssigem Kältemittel gefüllt ist. Besonders bevorzugt ist die Kühlvorrichtung mit einer solchen Menge an Kältemittel gefüllt, dass bei 25°C im Wesentlichen nur der Grundkörper mit Kältemittel gefüllt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sammler gegenüber der Bodenplatte thermisch isoliert. Das erfolgt beispielsweise dadurch, dass Wärme auf ihrem Fluss von dem mikroelektronische Bauteil zu dem Sammler eine enge Stelle durchqueren muss, in der das entsprechende Material eine sehr geringe Stärke aufweist. Alternativ werden thermisch isolierende Materialien, wie beispielsweise Kunststoffe oder Keramiken verwendet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sammler um die Bodenplatte kreisringförmig umlaufend angeordnet und habe beispielsweise eine teilkreisringförmige Gestalt. Hierdurch ergibt sich vorteilhafterweise eine besonders kompakte Bauweise. Zudem ergibt sich so eine relativ geringe Oberfläche von im Sammler vorhandenem Kältemittel, so dass ein Verdunsten unterdrückt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Sammler zwei, drei oder vier voneinander getrennte Sammlerkammern auf, von denen aus Kältemittel auf jeweils in unterschiedlichen Richtungen verlaufenden Pfaden auf einen Mittelpunkt der Bodenplatte zu strömen kann. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass ein besonders hoher Kältemittelstrom auf den Mittelpunkt der Bodenplatte zuströmen kann. Bevorzugt ist das zu kühlende mikroelektronische Bauteil, insbesondere der zu kühlende Prozessor, in der unmittelbaren Umgebung des Mittelpunkts angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Bodenplatte zwei Sätze aus jeweils im Wesentlichen parallel verlaufenden Schlitzen auf, die einander in Teilen kreuzen, so dass ein Kreuzschlitzgitter entsteht. Es hat sich gezeigt, dass so eine besonders hohe Kühlleistung erreichbar wird. Unter dem Merkmal, dass sich die Schlitze in Teilen kreuzen, ist zu verstehen, dass bei zumindest einem Satz ein Abschnitt vorhanden ist, in dem sich die Schlitze nicht kreuzen.
Es ist auch möglich drei oder mehr Sätze an Schlitzen vorzusehen, wobei die Schlitze eines Satzes im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die Schlitze verschiedener Sätze bilden bevorzugt einen Winkel miteinander, der ein ganzzahliger Teiler von 360° ist, also beispielsweise 60° oder 90°. Dort, wo die Schlitze verschiedener Sätze aufeinander treffen, ist bevorzugt ein Pinfeld bzw. Kreuzschlitzgitter vorhanden.
Bevorzugt weist die Bodenplatte auf ihrer dem Dampfraum zugewandten Seite eine galvanisch aufgebrachte Schicht zur Oberflächenvergrößerung auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kühlvorrichtung zudem einen Lüfter zum Kühlen des Kondensators und/oder eine Pumpe zum Umwälzen des Kältemittels. Hierdurch wird eine besonders hohe Kühlleistung der Kühlvorrichtung erreicht.
Das Kältemittel weist bevorzugt einen elektrischen Widerstand von mehr als 0,1 Ω/m auf, das heißt mehr als 10⁵ Ω mm²/m. Hierdurch wird erreicht, dass bei einem Kältemittelverluststörfall keine elektrischen Kurzschlüsse in dem mikroelektronische Bauteil zu befürchten sind.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt
1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, die
2a bis 2c zeigen geschnittene Ansichten der Kühlvorrichtung nach 1. Ferner zeigt
3 eine Explosionszeichnung eines Kühlkopfes der Kühlvorrichtung nach den 1 und 2 und die
4a bis 4d zeigen Ansichten eines Oberteils der Kühlvorrichtung gemäß den 1 bis 3. Die
5a bis 5d sind Ansichten einer Bodenplatte für eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung, die
6a bis 6c zeigen eine weitere Ausführungsform einer Bodenplatte für eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung. Die
7a bis 7d illustrieren eine weitere alternative Ausführungsform einer Bodenplatte für eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung, die
8a bis 8d stellen Ansichten einer weiteren Ausführungsform eines Oberteils für eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung dar, die
9a bis 9d zeigen eine Bodenplatte zur Verwendung mit dem Oberteil gemäß den 8a bis 8d, die
10a bis 10d sind Ansichten einer weiteren Bodenplatte zur Verwendung mit dem Oberteil gemäß den 8a bis 8d, die
11a bis 11d zeigen weitere Ausführungsform einer Bodenplatte zur Verwendung mit dem Oberteil gemäß den 8a bis 8d und die
11a bis 12d zeigen eine weitere alternative Ausführungsform einer Bodenplatte zur Verwendung mit einem Oberteil gemäß den 8a bis 8d. Die
13a bis 13d stellen eine weitere alternative Ausführungsform einer Bodenplatte dar, die
14a bis 14d zeigen eine alternative Ausführungsform einer Bodenplatte für eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung, die
15 zeigt einen Kondensator einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, die
16 zeigt einen Querschnitt durch den Kondensator gemäß 15 und die
17a bis 17d zeigen perspektivische Ansichten einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in unterschiedlichen Ansichten.
1 zeigt eine Kühlvorrichtung in Form einer Prozessorkühlvorrichtung 10, die einen Grundkörper in Form eines Kühlkopfes 12 und einen Kondensator 14 umfasst. Der Kühlkopf 12 ist über zwei Dampfleitungen 16a, 16b mit dem oberhalb liegenden Kondensator 14 verbunden, wobei die Dampfleitung 16b in 1 von der Dampfleitung 16a verdeckt ist. Der Kühlkopf 12 ist zudem über zwei Kondensatleitungen 18a, 18b, die einen geringeren Querschnitt aufweisen als die Dampfleitungen 16a, 16b, mit dem Kühlkopf 12 verbunden.
Die Dampfleitung 16a, 16b und die Kondensatleitungen 18a, 18b sind jeweils geschlossen, das heißt, dass Kältemittel sie nur durch jeweilige Ein- und Auslässe verlassen kann. Sie sind aus flexiblen Schläuchen gebildet und an dem Kondensator 14 und dem Kühlkopf 12 lösbar befestigt.
Der Kühlkopf 12 umfasst ein Oberteil 20 und eine Bodenplatte 22, die mit dem Oberteil 20 über nicht eingezeichnete Schrauben lösbar verbunden ist. Alternativ ist die Bodenplatte 22 mit dem Oberteil verklebt, verlötet, verschrumpft oder verpresst. Die Bodenplatte 22 besteht aus Kupfer, Silber, Aluminium oder einem anderen hoch Wärme leitenden Material und ist aus einem Blockmaterial spanend herausgearbeitet. Alternativ kann die Bodenplatte 22 beispielsweise auch gesintert oder gegossen sein.
Die Prozessorkühlvorrichtung 10 ist gegenüber umgebender Luft gasdicht abgeschlossen, so dass sich in der Prozessorkühlvorrichtung 10 befindendes Kältemittel 24 nicht nach außen gelangen kann.
Beim Betrieb der Prozessorkühlvorrichtung 10 wird diese auf einem schematisch eingezeichneten Prozessor 26 platziert und in innigen thermischen Kontakt gebracht. Der thermische Kontakt wird in einer Kontaktfläche 27 beispielsweise durch Aufbringen einer mechanischen Kraft zwischen der Bodenplatte 22 und dem Prozessor 26 oder/und durch Wärmeleitpaste hergestellt.
Die Bodenplatte 22 ist in ihren Abmessungen so gewählt, dass der Prozessor 26 nur mit einem Teil der Bodenplatte 22, nämlich der Kontaktfläche 27, in Kontakt ist. Es ist günstig, wenn die Bodenplatte 22 größer ist als die Kontaktfläche 27.
Die 2a, 2b und 2c zeigen den Kühlkopf 12 in drei verschiedenen Schnitten. 2b zeigt einen Schnitt entlang der Linie B-B nach 2a, der durch zwei Kondensatleitungsanschlussstutzen 28a, 28b verläuft, die an dem Oberteil 20 ausgebildet sind (vgl. 2b). An den Kondensatleitungsanschlussstutzen 28a, 28b sind die Kondensatleitungen 18a, 18b lösbar durch nicht eingezeichnete Schellen befestigt.
Durch die Kondensatleitungen 18a, 18b gelangt flüssiges Kältemittel 24 in einen Sammler 30, der zwei Bohrungen 31a, 31b in dem Oberteil 20 und zwei weiter unten beschriebene Sammlerkammern 46a, 46b umfasst. Durch die Sammlerkammern 46a, 46b kann das Kältemittel 24 in flüssiger Form in durchgehende, in Längsrichtung ununterbrochene Schlitze 34a, 34b, ... gelangen, die durch Sägen in die Bodenplatte 22 eingebracht sind (vgl. 2c). Die Schlitze 34a, 34b, ... sind so ausgebildet, dass der entstehende Kältemittelstrom zwischen den Schlitzen weitgehend laminar ist und wenig gebremst wird.
Aufgrund eines Wärmestroms von dem Prozessor 26 (vgl. 2b), der durch die Kontaktfläche tritt, kann das Kältemittel 24 verdampfen und gelangt dann in einen Dampfraum 36. Der Dampfraum 36 ist im Wesentlichen einbautenfrei, das heißt, dass verdampftes Kältemittel 24 von einer Stelle des Dampfraums 36 zu einer anderen gelangen kann, ohne einen Umweg um im Dampfraum 36 angeordnete Komponenten nehmen zu müssen.
Von dem Dampfraum 36 aus kann das Kältemittel 24 in die Dampfleitungen 16a, 16b strömen (vgl. 2c), die über nicht eingezeichnete Verbindungselemente, wie beispielsweise Schellen, an zugehörigen Dampfleitungsanschlussstutzen 38a, 38b befestigt sind. Der Fluss des Kältemittels 24 ist in den 2b und 2c durch Pfeile P gekennzeichnet. Wie in 2b zu sehen ist, strömt flüssiges Kältemittel in unmittelbarer Nähe der Bodenplatte 22 durch die Bohrungen 31a, 31b unter einem im Wesentlichen rechten Winkel α zu der Bodenplatte 22 auf das Ende der Schlitze 34a, 34b, ... zu und mündet in einen Bodenabschnitt 32 des Sammlers 30, von wo aus es in die Schlitze 34a, 34b, ... einströmt. Unter einem im Wesentlichen rechten Winkel α sind insbesondere Winkel im Intervall von 45° bis 135° zu verstehen.
2a ist ein Schnitt entlang der Linie A-A nach 2c. Wie 2a zeigt, weist das Oberteil 20 eine kreisförmig berandete Ausnehmung 40 auf, in die ein Vorsprung 42 der Bodenplatte 22 hineinragt. Der Vorsprung 42 weist an seiner breitesten Stelle einen Durchmesser auf, der dem Durchmesser der kreisförmigen Ausnehmung 40 entspricht, so dass der Vorsprung 42 entlang von zwei Kontaktbereichen 44a, 44b an der kreisförmigen Ausnehmung 40 anliegt.
Außerhalb der Kontaktbereiche 44a, 44b liegt der Vorsprung 42 radial außen nicht an der kreisförmigen Ausnehmung 40 an, so dass zwei Sammlerkammern 46a, 46b entstehen, die den Bodenabschnitt 32 des Sammlers 30 bilden (vgl. 2b) und beim Betrieb der Prozessorkühlvorrichtung 10 den tiefsten Punkt für das Kältemittel darstellen.
Die Sammlerkammern 46a, 46b haben eine im Wesentlichen teilkreisringförmige Gestalt (vgl. 2a) und stehen in Kontakt mit den Kondensatleitungen 18a bzw. 18b (vgl. 2b). Aus den Kondensatleitungen 18a, 18b in die Sammlerkammern 46a, 46b strömendes Kältemittel gelangt unmittelbar und auf gleicher Höhe in die Schlitze 34a, 34b, .... Der so entstehende Pfad des Kältemittels 24 ist nur wenig gekrümmt, so dass dem Kältemittel 24 nur ein geringer Strömungswiderstand entgegensteht.
In den Dampfraum 36 ragen zwei Bohrungen 48a, 48b (vgl. 2c), so dass gasförmiges Kältemittel 24, das in den Schlitzen 34a, 34b, ... entstanden ist, aus dem Dampfraum 36 in die Dampfleitung 16a, 16b gelangen kann, von wo aus es dem Kondensator 14 (vgl. 1) zugeleitet wird.
3 zeigt eine Explosionsansicht des Kühlkopfs 12, in der die Kondensatleitungsanschlussstutzen zur Vereinfachung nicht eingezeichnet sind. Zwischen der Bodenplatte 22 und dem Oberteil 20 ist eine ebenfalls nicht eingezeichnete gasdichte O-Ringdichtung angeordnet.
Die 4a bis 4d zeigen Ansichten des Oberteils 20. In 4d ist zu sehen, dass der Dampfraum 36 eine Höhe H aufweist. Diese Höhe H verläuft von der dem Dampfraum zugewandten Oberseite der in 4d nicht einzeichneten Schlitze 34a, 34b, ... bis zu der gegenüberliegenden Begrenzungsfläche des Dampfraums 36. Es hat sich gezeigt, dass eine Höhe von 4 mm bis 12 mm sich günstig auf die Kühlleistung der Prozessorkühlvorrichtung 10 auswirkt.
5a zeigt die Bodenplatte 22 mit dem Vorsprung 42, in den die Schlitze 34a, 34b, ... eingebracht sind. Die in den 5a bis 5d gezeigte Bodenplatte 22 entspricht der aus den 2a bis 2c. In 5b ist die Außenkontur der kreisförmigen Ausnehmung 40 gestrichelt eingezeichnet. Bei Betrieb der Prozessorkühlvorrichtung strömt Kältemittel 24 aus dem Sammler 30 wie in 5b durch die Pfeile P angedeutet in die Schlitze 34a, 34b, ... und wird aufgrund der Wärme, die durch die Kontaktfläche 27 fließt, verdampft und entweicht in der Zeichnungsebene nach oben in den nicht dargestellten Dampfraum 36.
Wie 5c zeigt, weisen die Schlitze 34a, 34b, ... eine Schlitztiefe s auf, die im Bereich zwischen 1 mm und 8 mm liegt. Die Schlitze 34a, 34b, ... haben zudem eine Schlitzbreite b, die zwischen 0,1 mm und 2 mm liegt. Zwei Schlitze sind durch jeweils einen Steg 50a, 50b, ... voneinander getrennt, die jeweils eine Stegbreite B aufweisen, die im Intervall von 0,2 mm bis 2 mm liegt. Es ist besonders günstig, wenn das Verhältnis von Schlitzbreite b zu Schlitztiefe s zwischen 1:8 und 1:15 liegt. Ein Verhältnis von Schlitzbreite b zu Schlitztiefe s von 1:2 bis 1:8 ist jedoch ebenfalls ausreichend.
Die verbleibende minimale Stärke D der Bodenplatte 22, also die Stärke der Bodenplatte 22 an ihrer dünnsten Stelle, ist möglichst gering und wird durch die zu gewährleistende Stabilität der Bodenplatte 22 begrenzt. Die Bodenplatte 22 weist auf einer Breite Z von 4 mm bis 8 mm Schlitze 34a, 34b, ... auf.
Die 6a, 6b, 6c und 6d zeigen eine weitere Ausführungsform einer Bodenplatte 22, die sich von der Bodenplatte 22 gemäß den 5a bis 5d dahingehend unterscheidet, dass der Vorsprung 42 und damit die Stege 50a, 50b, ... entlang der Längsausdehnung der Schlitze 34a, 34b, ... konvex gewölbt ist. Auf der Oberfläche der Stege 50a, 50b, ..., das heißt auf der Fläche, die dem Dampfraum 36 zugewandt ist, weisen die Stege 50a, 50b, ... eine die Oberfläche vergrößernde Beschichtung auf. Hierdurch wird der Wärmeübergang von der Bodenplatte 22 auf das Kältemittel 24 verbessert.
Die 7a bis 7d zeigen eine weitere Ausführungsform einer Bodenplatte 22, die im Unterschied zu der in den 6a bis 6d und 5a bis 5d gezeigten Ausführungsform Stege 50a, 50b, ... aufweist, die auf ihren dem Sammler 30 zugewandten Seiten sich verjüngen bzw. spitz zulaufen. Hierdurch wird der Strömungswiderstand des Kältemittels 24 beim Einströmen in die Schlitze 34a, 34b, ... verringert. Zudem ergibt sich dadurch ein Düseneffekt, der das Kältemittel 24 beschleunigt und dessen Fließgeschwindigkeit erhöht, was die Kühlleistung zusätzlich erhöht.
Die 8a, 8b, 8c und 8d zeigen eine alternative Ausführungsform eines Oberteils 20 für eine erfindungsgemäße Prozessorkühlvorrichtung. Im Unterschied zu den bisher gezeigten Ausführungsformen umfasst der Sammler 30 vier Bohrungen 49a, 49b, 49c und 49d, durch die im Betrieb der Prozessorkühlvorrichtung flüssiges Kältemittel einströmt. Eine Bodenplatte 22 zur Verwendung mit dem Oberteil 20 gemäß 8 ist in den 9a bis 9d gezeigt.
Die Bodenplatte 22 gemäß den 9a bis 9d weist einen Vorsprung 42 auf, der zwei Sätze an Schlitzen aufweist, nämlich einen ersten Satz mit den Schlitzen 34a, 34b, ... und einen zweiten Satz an Schlitzen mit den Schlitzen 52a, 52b, .... Die Schlitze der beiden Sätze sind rechteckig zueinander verlaufend angeordnet, so dass sich dort, wo die Schlitze 34a, 34b, ... einerseits und 52a, 52b, ... andererseits aufeinander treffen, eine Kreuzschlitzgitter 54 entsteht.
In 9b ist die Berandung der kreisförmigen Ausnehmung 40 in dem Oberteil 20 gestrichelt eingezeichnet. Wenn das Oberteil 20 und die Bodenplatte 22 zusammengefügt sind, entstehen durch vier Vorsprünge 44a, 44b, 44c und 44d vier Sammlerkammern 46a, 46b, 46c und 46d. In jede der Sammlerkammern 46a, 46b, 46c und 46d mündet jeweils eine Bohrung 49a, 49b, 49c, 49d (vgl. 8a bis 8d).
Die 10a, 10b, 10c und 10d zeigen eine Bodenplatte 22, bei der im Gegensatz zu der Bodenplatte gemäß den 9a bis 9d die Stege 50a, 50b, ... auf ih ren den jeweiligen Sammlerkammern 46a, 46b, 46c und 46d zugewandten Enden keine Verjüngung aufweisen.
Die 11a bis 11d zeigen eine Bodenplatte 22, bei der die Stege 50a, 50b, ... und 52a, 52b, ... auf ihrer dem Dampfraum zugewandten Seite konvex gewölbt sind.
12 zeigt eine Bodenplatte 22, die der in den 9a bis 9d gezeigten Bodenplatte entspricht, bei der jedoch die Stege 50a, 50b, ... auf ihrer dem Dampfraum 36 zugewandten Seite eine konvexe Gestalt aufweisen.
Die 13a, 13b, 13c und 13d zeigen eine weitere Ausführungsform einer Bodenplatte 22, bei der die Schlitze 34a, 34b, ... konzentrisch auf einen Mittelpunkt M zu verlaufen, wobei sich die Stege 56a, 56b, ... konisch nach innen, das heißt zum Mittelpunkt M hin, verjüngen.
Die 14a bis 14d zeigen eine weitere alternative Bodenplatte 22, bei der die Stege 56a, 56b, ... auf ihrer dem Dampfraum 36 zugewandten Seite konvex gebogen sind.
15 zeigt einen Kondensator 14 zum Kondensieren von gasförmigem Kältemittel 24, das durch zwei Dampfleitungsanschlüsse 58a, 58b in den Kondensator 14 einströmt. Nach dem Kondensieren verlässt das Kältemittel den Kondensator 14 durch Kondensatleitungsanschlüsse 60a, 60b und gelangt in die nicht eingezeichneten Kondensatleitungen 18a, 18b. In dem Kondensator 14 fließt das Kältemittel 24 durch Flachrohre 62a, 62b, ..., an denen zickzackförmig gebogene Lamellenbleche 64a, 64b, ... befestigt sind.
16 zeigt einen Schnitt durch den Kondensator 14 auf Höhe zwischen den Dampfleitungsanschlüssen 58a, 58b und den Kondensatleitungsanschlüssen 60a, 60b. Die Lamellenbleche 64a, 64b, ... weisen jeweils in einem zentralen Abschnitt eine Rippung 66a, 66b, ... zur Vergrößerung der Oberfläche auf. Zudem führt die Rippung zu Turbulenzen in der Luft, was die Kühlleistung erhöht.
Die 18a, 18b, 18c und 18d zeigen verschiedene Anordnungen des Kondensators 14 an dem Kühlkopf 12, die alle starr miteinander gekoppelt sind und über Schrauben an einer Platine befestigbar sind, die den Prozessor trägt.

10: Prozessorkühlvorrichtung
12: Kühlkopf
14: Kondensator
16a, b: Dampfleitung
18a, b: Kondensatleitung
20: Oberteil
22: Bodenplatte
24: Kältemittel
26: Prozessor
27: Kontaktfläche
28a, b: Kondensatleitungsanschlussstutzen
30: Sammler
31a, b: Bohrung
32: Bodenabschnitt
34a, b: Schlitz
36: Dampfraum
38a, b: Dampfleitungsanschlussstutzen
40: kreisförmige Ausnehmung
42: Vorsprung
44a, b: Kontaktbereich
46a, b: Sammlerkammer
48a, b: Bohrung
49a, b, c, d: Bohrung
50a, b: Steg
52a, b: Schlitz
54: Kreuzschlitzgitter
56a, b: Steg
58a, b: Dampfleitungsanschluss
60a, b: Kondensatleitungsanschluss
62a, b, ...: Flachrohr
64a, b, ...: Lamellenblech
66a, b, ...: Rippung
b: Schlitzbreite
B: Stegbreite
D: minimale Stärke der Bodenplatte
H: Höhe des Dampfraums
M: Mittelpunkt
P: Pfeil
S: Schlitztiefe
Z: Breite der geschlitzten Zone

Claims

Kühlvorrichtung zum Kühlen eines mikroelektronischen Bauteils, insbesondere Prozessorkühlvorrichtung, mit: (a) einer Bodenplatte (22) zum thermischen Kontaktieren des mikroelektronischen Bauteils (26) mit einer Kontaktfläche, (b) einem mit der Bodenplatte (22) in thermischen Kontakt bringbaren Kältemittel (24), (c) einem Dampfraum (36) zur Aufnahme von im Bereich der Bodenplatte (22) verdampftem Kältemittel (24) und (d) einem mit dem Dampfraum (36) über eine Dampfleitung (16) in Verbindung stehenden Kondensator (14) zum Kondensieren von verdampftem Kältemittel (24), dadurch gekennzeichnet, dass (e) die Kühlvorrichtung (10) einen mit dem Kondensator (14) über eine Kondensatleitung (18) verbundenen Sammler (30) für kondensiertes Kältemittel (24) umfasst, (f) die Bodenplatte (22) benachbart zu der Kontaktfläche eine Vielzahl an Schlitzen (34, 52) aufweist und (g) der Sammler (30) so an einer Peripherie der Bodenplatte (22) angeordnet ist, dass flüssiges Kältemittel (24) vom Sammler (30) in die Schlitze (34, 52) strömen kann, (h) wobei die Kühlvorrichtung (10) so ausgebildet ist, dass sich beim Betrieb ein Kreislaufstrom des Kältemittels (24) ausbildet, wobei von dem Sammler (30) im Wesentlichen ausschließlich kondensiertes Kältemittel (24) in die Schlitze (34, 52) strömt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (10) so ausgebildet ist, dass beim Betrieb kondensiertes Kältemittel (24) im Wesentlichen ausschließlich in der Kondensatleitung (18) strömt.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel (24) dann, wenn die Kühlvorrichtung (10) bei 25°C Umgebungstemperatur im Wesentlichen vollständig mit einem Gemisch aus flüssigem und gasförmigem Kältemittel (24) gefüllt ist, eine Siedetemperatur von 30°C bis 50°C aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel (24) bei 25°C und 700 hPa in der Flüssigkeitsphase eine kinematische Viskosität (ν) von weniger als 0,8 mm²/s aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel (24) bei 25°C und 700 hPa in der Gasphase eine dynamische Viskosität (η) von weniger als 20 μPa·s aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (34, 52) in der Bodenplatte (22) so ausgebildet sind, dass das Kältemittel (24) bei Betrieb der Kühlvorrichtung (10) auf einem im Wesentlichen horizontal verlaufenden Pfad durch die Schlitze (34, 52) strömt.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfleitung (16) und/oder die Kondensatleitung (18) flexible Schläuche umfassen.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie gegenüber der Umgebung luftdicht abgeschlossen ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine solche Menge an Kältemittel (24) enthält, dass im Sammler (30) stets nur flüssiges Kältemittel (24) in Richtung (P) auf die Bodenplatte (22) strömt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammler (30) so ausgebildet ist, das Kältemittel (24) beim Betrieb der Kühlvorrichtung (10) im Sammler (30) unter einem stumpfen Winkel zu den Schlitzen auf ein von der Kontaktfläche beabstandetes Ende der Schlitze zu fließt.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei 25°C zu 2% bis 15% ihres Innenvolumens mit flüssigem Kältemittel (24) gefüllt ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammler (30) gegenüber der Bodenplatte (22) thermisch isoliert ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammler (30) um die Bodenplatte (22) kreisringförmig umlaufend angeordnet ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammler (30) zwei oder vier voneinander getrennte Sammlerkammern (46) aufweist, von denen aus Kältemittel (24) in unterschiedliche Richtungen verlaufenden Pfade auf einen Mittelpunkt (M) der Bodenplatte (22) zuströmen kann.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (34, 52) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (22) zwei Sätze aus jeweils im Wesentlichen parallel verlaufenden Schlitzen (34, 52) aufweist, die einander in Teilen kreuzen, so dass ein Kreuzschlitzgitter (54) entsteht.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (34) strahlenartig bezüglich eines gemeinsamen Mittelpunkts (M) verlaufen.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (22) auf ihrer dem Dampfraum (36) zugewandten Seite eine galvanisch aufgebrachte Schicht zur Oberflächenvergrößerung aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Lüfter zum Kühlen des Kondensators (14).
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Pumpe zum Umwälzen des Kältemittels (24).
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel (24) einen elektrischen Widerstand von über 0,1 Ohm pro Meter (= 10⁵ Ohm mm²/m) aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel einen Fluorkohlenwasserstoff, insbesondere einen chlorfreien Fluorkohlenwasserstoff umfasst.
Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfraum (36) eine Höhe von 5 mm bis 10 mm aufweist.