DE3719637A1 - Boiling-cooling device for semiconductor elements - Google Patents

Boiling-cooling device for semiconductor elements

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Abstract

In a known boiling-cooling device for semiconductor components a heat pipe is arranged on both sides of the semiconductor. The heat pipe consists of an evaporator vessel, with a boiling surface, for holding a liquid, and of a condenser in which the vapour condensers and the condensate flows into the evaporator vessel arranged below the condenser. The object of the invention is to provide a boiling-cooling device for semiconductor elements of the power type, in which device the advantages of water as the boiling liquid and the zero-potential state of the condensation zone are achieved. The boiling liquid used is chemically pure water, and an electrically insulating section is provided between the boiling surface and the condensation zone, so that the condensation zone can be set to earth potential; a continuous condensate film between condensation zone and boiling zone is prevented. It is possible, however, for three boiling zones to be provided which are of interest for power converter circuits. Boiling zones should in that case be insulated against one another, a plastic boiling vessel being chosen, for example. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Siedekühleinrichtung für Halbleiterelemente, wobei zu beiden Seiten eines Halbleiters eine Kühldose (Heatpipe) angeordnet ist, wobei die Kühldose aus einem Verdampferbehälter mit ei­ ner Siedefläche zur Aufnahme einer beim Betrieb des Halbleiterelementes verdampfenden Flüssigkeit und aus einem Kondensator besteht, in dem infolge der Kühlung von außen der entstandene Dampf kondensiert, wobei das Kondensat in den unterhalb des Kondensators angeordneten Verdampferbehälter fließt.The invention relates to an evaporative cooling device for semiconductor elements, one on both sides A cooling socket (heat pipe) is arranged in the semiconductor, the cooling can from an evaporator tank with egg ner boiling surface to accommodate a while operating the Semiconductor element evaporating liquid and from a condenser in which due to cooling the steam formed condenses from the outside, the Condensate in the below the condenser Evaporator tank flows.

Bei diesen Siedekühleinrichtungen wird die Wärmeenergie an einer heißen Wand durch Stoffsieden abgenommen, mit­ tels des entstandenen Dampfes transportiert und an einer kalten Wand durch Kondensation wieder abgegeben. Da alle drei Vorgänge, besonders beim Einsatz von Wasser, sehr wirkungsvoll sind, stellen derartige Siedekühleinrich­ tungen sehr wirksame Kühleinrichtungen dar, da die Wär­ meübergänge beim Sieden besser sind als bei einer Kon­ vektion und der Temperaturgradient des Dampfes ist auch über lange Strecken klein. Diese Siedekühleinrichtungen werden bei der Kühlung von Halbleitern eingesetzt.With these evaporative cooling devices, the thermal energy removed by boiling on a hot wall, with of the steam produced and transported on one cold wall released again by condensation. Since all three processes, especially when using water, very much such boiling units are effective very effective cooling devices because the heat transitions at boiling are better than at a con vection and the temperature gradient of the steam is too  small over long distances. These evaporative cooling devices are used in the cooling of semiconductors.

Den Siedekühleinrichtungen ist gemeinsam, daß sie aus Metall bestehen und an der Spannung des Halbleiterele­ mentes liegen. Das schränkt ihren Einsatz ein, da für die Kondensationszone elektrische Spannungslosigkeit gewünscht wird. Dies ist erforderlich, da bei Kühlung mit Luft die Kondensationszone verschmutzt und daher gereinigt werden muß, was nur nach Abschalten der Span­ nung gefahrlos möglich ist. Es sind deshalb Wartungsar­ beiten an derartigen Vorrichtungen nur mit einer erfor­ derlichen Sorgfalt möglich, die den Vorteil, den der Einsatz der Elektronik bietet, mindert. Da die Kondensa­ tionszone meistens der Berührung durch Menschen ausge­ setzt ist, sei es im Betrieb oder nur bei Inspektionen, ist der Einsatz von derartigen Siedekühleinrichtungen mit großen Gefahren verbunden.The evaporative cooling devices have in common that they are made of Metal exist and at the voltage of the semiconductor element mentes lie. That limits their commitment because for the condensation zone is de-energized it is asked for. This is necessary because of cooling with air the condensation zone is dirty and therefore must be cleaned, which is only after switching off the chip is possible without risk. They are therefore maintenance items work on such devices with only one due diligence possible, the advantage that the Use of electronics offers, reduces. Because the condensate zone of human contact set, be it in the company or only during inspections, is the use of such evaporative cooling devices associated with great dangers.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Siedekühleinrichtung für Halbleiterelemente im Leistungsbereich zu schaffen, bei der einerseits die Vorteile von Wasser als Siede­ flüssigkeit und andererseits die elektrische Spannungs­ losigkeit der Kondensationszone ermöglicht wird.It is an object of the invention to provide an evaporative cooling device for semiconductor elements in the power range, on the one hand the advantages of water as a boil liquid and on the other hand the electrical voltage Looseness of the condensation zone is made possible.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Siedeflüssigkeit chemisch reines Wasser benutzt wird, zwischen Siedefläche und Kondensationszone eine elektrische Isolierstrecke vorgesehen wird und die Kondensationszone auf Erdpotential gelegt wird. Bei che­ misch reinem Wasser ist der elektrische Leitwert sehr klein und der seines Dampfes noch bedeutend geringer. Die Isolierstrecke zwischen Siede- und Kondensationszone macht es möglich, die Kondensationszone auf Erdpotential zu legen, so daß diese spannungslos ist bei minimalem elektrischen Verlust. The object is achieved according to the invention solved that as boiling liquid chemically pure water is used between the boiling surface and the condensation zone an electrical insulating section is provided and the Condensation zone is set to earth potential. At che The electrical conductivity is very good when mixed with pure water small and that of its steam is still significantly lower. The insulation section between the boiling and condensation zone makes it possible the condensation zone to earth potential to lay so that this is voltage-free with minimal electrical loss.  

Damit die günstigen Widerstandswerte des Dampfes voll ausgenutzt werden können, darf kein geschlossener Kon­ densatfilm zwischen Kondensations- und Siedezone vorhan­ den sein. Es wird daher nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Wasserspiegel soweit abgesenkt, daß zwi­ schen ihm und der Isolierstrecke nur eine Dampfzone be­ steht. Bei dieser Bauweise ist die Siedefläche nur teil­ weise von Wasser benetzt. Einen Leistungsverlust durch nur teilweise Benetzung kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch einen einfachen Kapillarbelag ver­ mieden werden.So that the favorable resistance values of the steam are full can be exploited, no closed con Densate film between condensation and boiling zone be that. It is there for another characteristic of Invention of the water level lowered so far that between and only one steam zone stands. With this construction, the boiling surface is only partial wise wetted by water. A loss of performance through only partial wetting can be according to another characteristic the invention by a simple capillary coating ver be avoided.

Das Isolierrohr kann im Innenraum so ausgebildet sein, daß Tropfkanten den Kondensatfilm zusätzlich noch auf­ reißen.The insulating tube can be designed in the interior such that drip edges additionally on the condensate film tear.

Es besteht weiter die Möglichkeit, das Siegegefäß mit Ausnahme der Siedezone nach einem weiteren Merkmal der Erfindung aus Kunststoff herzustellen. Es muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Verbindungsstellen gas­ dicht sind. Dies kann z. B. mittels geeigneter Kleber oder auch durch Lötungen erfolgen, wenn zuvor die Verbin­ dungsstellen der Kunststoffteile metallisiert wurden.There is also the possibility of using the victory vessel Exception of the boiling zone according to another characteristic of the Manufacture invention from plastic. However, it must make sure that the connection points gas are tight. This can e.g. B. using suitable glue or also be done by soldering if the connection beforehand junction points of the plastic parts were metallized.

Auch für die rein metallischen und Metallkeramikverbin­ dungen ist eine Gasdichtheit erforderlich. Um die Siede­ kühleinrichtung als Halbleiterkühler einsetzen zu kön­ nen, muß der Dampfdruck des Wassers dauerhaft soweit abgesenkt bleiben, daß das Sieden bei ca. 60°C einsetzt. Dies macht es erforderlich, die Siedekühleinrichtung als geschlossenes fabrikfertiges Modul herzustellen und zu verkaufen.Also for the purely metallic and metal-ceramic compound gas tightness is required. Around the boil to be able to use the cooling device as a semiconductor cooler NEN, the steam pressure of the water must be permanent remain lowered so that boiling starts at approx. 60 ° C. This makes it necessary to call the evaporative cooling device to manufacture and close a closed module to sell.

Üblicherweise wird bei der Siedekühleinrichtung die Wär­ me direkt von der Kondensationszone an die Luft abgegeben. Es sind aber auch Fälle möglich, bei denen die Wärme nicht direkt an die Luft abgegeben werden kann. In solchen Fällen wird in die Kondensationszone ein Wärmetauscher eingebracht und die Wärme mittels Was­ ser als Transportmedium an einen anderen Ort transpor­ tiert, an der sie ohne Schwierigkeiten abgeführt werden kann.The heat is usually used in the evaporative cooling device me directly from the condensation zone to the air  submitted. However, cases are also possible in which the heat is not released directly into the air can. In such cases, the condensation zone a heat exchanger is introduced and the heat by means of what ser as a transport medium to another place animals where they can be removed without difficulty can.

Die Ausführung der Siedekühleinrichtung beschränkt sich nicht darauf, daß bei einer Kondensationszone auch nur eine einzige Siedezone vorhanden ist. Zu einer Kondensa­ tionszone können mehrere Siedezonen gehören. Es können z. B. drei Siedezonen sein, die für Stromrichterschaltun­ gen interessant sind. Die Siedezonen sind dann gegenein­ ander zu isolieren, z. B. wählt man einen Kunststoff-Sie­ debehälter.The design of the evaporative cooling device is limited not that even with a condensation zone there is a single boiling zone. To a condensation zone can belong to several boiling zones. It can e.g. B. three boiling zones that are for Stromschaltschaltun gene are interesting. The boiling zones are then against each other isolate others, e.g. B. you choose a plastic you container.

Die Ausführung der vorgeschlagenen Siedekühleinrichtung beschränkt sich nicht darauf, daß Siedefläche und Dampf­ strömung parallel zueinander verlaufen. Beide können auch einen Winkel einschließen, beispielsweise einen rechten von 90°. Es kann aber auch ein negativer Winkel bis maximal minus 90° benutzt werden, wobei jedoch die Effizienz der Kühlung sehr verringert wird.The implementation of the proposed evaporative cooling device is not limited to boiling area and steam flow parallel to each other. Both can also include an angle, for example one right of 90 °. But it can also be a negative angle up to a maximum of minus 90 °, but the Efficiency of cooling is greatly reduced.

Anhand der Fig. 1 bis 5a soll die Erfindung erläutert werden. Die Figuren zeigen schematische Ausführungsfor­ men der Erfindung.The invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 5a. The figures show schematic embodiments of the invention.

Fig. 1 stellt ein Ausschnitt aus einer Halblei­ teranordnung mit einer Kühldose dar, wobei die Kühldose im Schnitt dargestellt ist. Fig. 1 shows a section of a semiconductor arrangement with a cooling box, the cooling box being shown in section.

Fig. 2 zeigt die Ausführung nach Fig. 1 mit einem abweichend gestalteten Isolator. Fig. 2 shows the embodiment of FIG. 1 with a differently designed isolator.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform, bei der in der Kondensationszone ein Wärmetauscher zur Abführung der Wärme mittels Wasser vorgesehen ist. FIGS. 3 and 4 show an embodiment is provided wherein in the condensation zone, a heat exchanger for dissipating the heat by means of water.

Fig. 5 und 5a zeigen eine Ausführungsform der Erfin­ dung, bei der der Siedebehälter aus Kunststoff hergestellt ist. FIGS. 5 and 5a show an embodiment of the dung OF INVENTION, in which the boiling vessel is made of plastic.

In Fig. 1 ist ein Kühlkörper 1, eine sogenannte Heatpi­ pe, dargestellt, die elektrisch und thermisch mit einem Halbleiterelement 2 verbunden ist. Beide Teile werden durch eine Spanneinrichtung mittels Bolzen 3 und eine weitere nicht dargestellte Kühldose bzw. bei einseitiger Kühlung des Halbleiters über eine Kontaktplatte gegenein­ ander verspannt. Eine Trennwand 4 ermöglicht einen sau­ beren Raum 5 gegenüber dem Kühlluftbereich 6. Die Trenn­ wand 4 braucht im Gegensatz zur bekannten Technik nicht aus Kunststoff zu sein, sie soll als Berührungsschutz sogar aus Metall und geerdet sein.In Fig. 1, a heat sink 1 , a so-called Heatpi pe is shown, which is electrically and thermally connected to a semiconductor element 2 . Both parts are clamped against each other by a clamping device by means of bolts 3 and a further cooling box, not shown, or in the case of one-sided cooling of the semiconductor via a contact plate. A partition 4 enables a clean space 5 opposite the cooling air region 6 . The partition 4 does not need to be made of plastic, in contrast to the known technology, it should even be made of metal and grounded to protect against contact.

Die Kühldose 1 besteht aus einer Kupferplatte 10, die eine Kontaktfläche 11 und eine Siedefläche 12, die pro­ filiert sein kann, zur Vergrößerung der Siedefläche, ent­ hält. Die Siedefläche 12 ist zusätzlich mit einem Kapil­ larbelag 13 versehen. Am Bund 14 der Kupferplatte 10 kann in hier nicht dargestellter Weise der elektrische Anschluß angebracht sein. Ein zylindrischer Teil 15 der Kupferplatte 10 ist zur gasdichten Verlötung 16 mit der Bohrung 17 des Dosenghäuses 18 vorhanden. Der elektri­ sche Anschluß kann auch an dem Dosengefäß 18 angebracht sein.The cooling box 1 consists of a copper plate 10 , which holds a contact surface 11 and a boiling surface 12 , which can be filleted, to enlarge the boiling surface. The boiling surface 12 is additionally provided with a Kapil larbelag 13 . The electrical connection can be attached to the collar 14 of the copper plate 10 in a manner not shown here. A cylindrical part 15 of the copper plate 10 is provided for the gas-tight soldering 16 with the bore 17 of the socket housing 18 . The electrical cal connection can also be attached to the can vessel 18 .

Das Gehäuse 18 hat oben einen Stutzen 19, in dessen Boh­ rung 20 ein Isolationsrohr 21 aus lötfähiger Keramik zur elektrischen Isolierung des Gehäuses 18 gegenüber dem Kondensator 27 eingesetzt ist. Das Isolierrohr 21 ist mittels einer gasdichten Lötung 22 über seine Zylinder­ außenfläche 23 mit dem Gehäuse 18 verbunden. Die Rippen 24 dienen zur Verlängerung des äußeren Kriechweges. Durch eine Bohrung 25 kann der Dampf 32 von der Siedezo­ ne zur Kondensationszone strömen und das Kondensat kann durch diese Bohrung entsprechend dem Pfeil 33 zurück­ fließen.The housing 18 has a nozzle 19 , in the Boh tion 20, an insulation tube 21 made of solderable ceramic for electrical insulation of the housing 18 from the capacitor 27 is used. The insulating tube 21 is connected to the housing 18 by means of a gas-tight soldering 22 via its cylinder outer surface 23 . The ribs 24 serve to extend the outer creepage distance. Through a bore 25 , the steam 32 can flow from the Siedezo ne to the condensation zone and the condensate can flow back through this bore according to the arrow 33 .

An einem zylindrischen Bund 26 des Isolationsrohres 21 ist ein Kondensator 27 durch Lötung 28 angeschlossen. Die Kühlrippen 29 verbessern die Wärmeabgabe an die Luft. Der Kondensator muß nicht, wie dargestellt, aus einem einzigen Rohr bestehen. Es können auch mehrere sein. Auch kann es ein kastenförmiger Behälter sein, von dem dann Kühlrippen tragende Rohre abzweigen. Nicht dar­ gestellt ist in dieser Figur der Erdungsanschluß sowie der Füll- und Pumpstutzen. Dieser Stutzen ist in Fig. 3 enthalten. Über den Pumpstutzen (46 in Fig. 3) wird vor der Druckabsenkung Wasser 30 eingebracht, bis ein Niveau 31 erreicht ist. Durch den Kapillarbelag 13 wird dann sichergestellt, daß auch der oberhalb des Niveaus 31 liegende Teil der Siedefläche 12 benetzt wird. Nach der Druckabsenkung wird der Stutzen durch Abquetschen, d. h. durch Kaltverschweißung verschlossen.A capacitor 27 is connected to a cylindrical collar 26 of the insulation tube 21 by soldering 28 . The cooling fins 29 improve the heat emission to the air. The condenser does not have to consist of a single tube, as shown. There can also be several. It can also be a box-shaped container, from which pipes carrying cooling fins branch off. Not shown in this figure is the ground connection and the filling and pump nozzle. This nozzle is included in Fig. 3. Before the pressure drop, water 30 is introduced via the pump connection ( 46 in FIG. 3) until a level 31 is reached. The capillary coating 13 then ensures that the part of the boiling surface 12 above the level 31 is also wetted. After the pressure has been reduced, the nozzle is closed by squeezing, ie by cold welding.

Wird über die Kontaktfläche 11 Wärme zugeführt, so wird an der Siedefläche 12 Dampf 32 erzeugt, sobald die Siede­ fläche auf eine um einige Kelvin höhere Temperatur als die durch Druckabsenkung eingestellte Siedetemperatur von 60° erwärmt wird. Durch die Temperaturdifferenz zwi­ schen Siede- und Kondensationszone entsteht auch eine Druckdifferenz, die den Dampf 32 in den Kondensator 27 strömen läßt, um dort durch Kondensation seine Wärme abzugeben. Das Kondensat 33 fließt dann an den Wandungen des rohrförmigen Kondensators 27 und des Isolators 21 zurück und tropft an der Bohrung 25 in die Flüssigkeit 30. Die elektrische Isolierung zwischen Siede- und Kon­ densationszone durch das Isolationsrohr 21 wird durch Reihenschaltung von Dampf- und Kondensatstrecken erheb­ lich verbessert. Der Dampfstrom ist durch den Pfeil 34 angedeutet.If heat is supplied via the contact surface 11 , steam 32 is generated on the boiling surface 12 as soon as the boiling surface is heated to a temperature which is a few Kelvin higher than the boiling temperature of 60 ° set by reducing the pressure. The temperature difference between the boiling and condensation zone also creates a pressure difference which allows the steam 32 to flow into the condenser 27 in order to give off its heat there by condensation. The condensate 33 then flows back on the walls of the tubular condenser 27 and the insulator 21 and drips into the liquid 30 at the bore 25 . The electrical insulation between the boiling and condensation zone through the insulation tube 21 is significantly improved by connecting steam and condensate lines in series. The steam flow is indicated by arrow 34 .

In der Fig. 2 ist der Wasserstand 35 so hoch gewählt, daß die Siedefläche 12 voll von Flüssigkeit bedeckt ist, so daß ein Kapillarbelag nicht erforderlich ist. Zwi­ schen der Unterkante des Isolationsrohres 36 und dem Wasser besteht hier nur eine geringe Dampfstrecke. Des­ halb ist das Innere 37 des Isolationsrohres 36 mit hin­ terschnittenen Rillen 38 versehen, die mit ihrem Auslauf 39 Tropfkanten bilden. Hierdurch wird in dem Innern 37 des Isolationsrohres 36 ein geschlossener Kondensatfilm verhindert und die Dampfstrecke vergrößert.In Fig. 2 the water level 35 is chosen so high that the boiling surface 12 is completely covered with liquid, so that a capillary coating is not required. Between the lower edge of the insulation tube 36 and the water there is only a small steam path. Half of the inside 37 of the insulation tube 36 is provided with cut grooves 38 which form 39 drip edges with their outlet. As a result, a closed condensate film is prevented in the interior 37 of the insulation tube 36 and the steam path is enlarged.

Die Fig. 3 und 4 zeigen, wie statt der Wärmeabfuhr am Kondensator 21 durch Luft die Wärme mittels einer Flüs­ sigkeit, z. B. Wasser, abgeführt wird. An dem Isolator­ rohr 40 ist jetzt ein Behälter, z. B. ein Rohr 41, mit einem Deckel 42 verschlossen, angelötet. In dem Behälter ist ein Rohr 43 mäanderförmig angeordnet und besitzt im Deckel 42 eingelötete Zu- und Abläufe 44 und 45. Eben­ falls in den Deckel ist der Pump- und Füllstutzen 46 eingelötet. FIGS. 3 and 4 show how instead of the heat dissipation at the capacitor 21 assured by air heat by means of flues, z. B. water is discharged. At the insulator tube 40 is now a container, for. B. a tube 41 , closed with a lid 42 , soldered. A tube 43 is arranged in a meandering manner in the container and has inlets and outlets 44 and 45 soldered into the cover 42 . Just in the lid of the pump and filler neck 46 is soldered.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Siedebehälter weitgehend aus Kunststoff hergestellt ist. Dies macht es nötig, auch für die Wärmeleitplatte einen anderen Aufbau zu wählen. Die Kupferplatte 50 muß jetzt auch die Kräfte für die Kontaktierung zur Spann­ einrichtung weiterleiten. Fig. 5a zeigt ein um 45° zur Schnittebene liegendes Detail. FIG. 5 shows an embodiment in which the boiling container is largely made of plastic. This makes it necessary to choose a different structure for the thermal plate. The copper plate 50 must now also transmit the forces for contacting the clamping device. Fig. 5a shows a 45 ° to the sectional plane lying detail.

An der Kupferplatte 50, deren Kontaktfläche 51 dem hier nicht dargestellten Halbleiter zugewandt ist, und der Siedefläche 52, die der Flüssigkeit zugewandt ist, sind an dem Bund 53 vier Befestigungsaugen 54 angebracht. Entsprechende Befestigungsaugen 66 befinden sich am Ge­ häuse 58. In diese Befestigungsaugen sind die Spannstäbe 55 eingesteckt und mittels Muttern 67 befestigt.On the copper plate 50 , the contact surface 51 facing the semiconductor, not shown here, and the boiling surface 52 , which faces the liquid, four mounting eyes 54 are attached to the collar 53 . Corresponding mounting eyes 66 are located on the Ge housing 58th The tension rods 55 are inserted into these fastening eyes and fastened by means of nuts 67 .

Zur gasdichten Verbindung zwischen Kupferplatte 50 und dem Gehäuse 58 ist ein Zylinder 56 vorgesehen, der durch eine Rippe 57 der Kupferplatte 50 gebildet wird. Das Gehäuse 58 aus Kunststoff weist eine korrespondierende Bohrung 59 auf, so daß eine stoffschlüssige Verbindung 60 hergestellt werden kann. Nach oben ist an dem Kunst­ stoffbehälter 58 ein Stutzen 61 angebracht, dessen Au­ ßenwandung 62 der gasdichten Verbindung 63 mit dem Kon­ densator 64 dient. Die Bohrung 65 des Stutzens 61 weist Tropfkanten 68 zur Unterbrechung des Kondensatfilmes auf.For the gas-tight connection between the copper plate 50 and the housing 58 , a cylinder 56 is provided, which is formed by a rib 57 of the copper plate 50 . The housing 58 made of plastic has a corresponding bore 59 , so that a material connection 60 can be made. At the top of the plastic container 58, a nozzle 61 is attached, the outer wall 62 of the gas-tight connection 63 with the condenser 64 serves. The bore 65 of the nozzle 61 has drip edges 68 to interrupt the condensate film.

Claims (12)

1. Siedekühleinrichtung für Halbleiterelemente, wobei die beiden Seiten eines Halbleiterelementes eine Kühldose (Heatpipe) angeordnet ist, wobei die Kühldose aus einem Verdampferbehälter mit einer Siedefläche zur Aufnahme einer beim Betrieb des Halbleiterelementes verdampfenden Flüssigkeit und aus einem Kondensator be­ steht, der von außen gekühlt wird, so daß der entstande­ ne Dampf kondensiert und das Kondensat in dem unterhalb des Kondensators angeordneten Verdampferbehälter fließt, dadurch gekennzeichnet, daß als Siedeflüssigkeit (30) chemisch reines Wasser benutzt wird, zwischen Siedeflä­ che (12) und Kondensationszone (21) eine elektrische Iso­ lierstrecke (21) vorgesehen ist und die Kondensationszo­ ne (27) auf Erdpotential gelegt ist.1. Boiling cooling device for semiconductor elements, wherein the two sides of a semiconductor element a cooling box (heat pipe) is arranged, the cooling box from an evaporator container with a boiling surface for receiving a liquid evaporating during operation of the semiconductor element and from a condenser, which is cooled from the outside , so that the resulting steam condenses and the condensate flows in the evaporator tank arranged below the condenser, characterized in that chemically pure water is used as the boiling liquid ( 30 ), between the boiling surface ( 12 ) and the condensation zone ( 21 ), an electrical insulating section ( 21 ) is provided and the condensation zone ( 27 ) is connected to earth potential. 2. Siedekühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserinhalt (30, 31) derart be­ messen wird, daß zwischen dem Wasserspiegel (31) und der Isolationsstrecke (21) eine Dampfzone (32) vorhanden ist.2. Boiling cooling device according to claim 1, characterized in that the water content ( 30, 31 ) will be measured such that a steam zone ( 32 ) is present between the water level ( 31 ) and the insulation section ( 21 ). 3. Siedekühleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Siedefläche (12) mit einem Ka­ pillarbelag (13) versehen ist, wenn der Wasserspiegel (31) unterhalb des oberen Randes der Siedefläche (12) liegt.3. Boiling cooling device according to claim 2, characterized in that the boiling surface ( 12 ) with a Ka pillarbelag ( 13 ) is provided when the water level ( 31 ) is below the upper edge of the boiling surface ( 12 ). 4. Siedekühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Isolierzone (21, 36, 61) Tropfkanten (39, 66) vorgesehen sind, die den Kondensatfilm unterbrechen.4. Boiling cooling device according to claim 1 or 2, characterized in that in the insulating zone ( 21, 36, 61 ) drip edges ( 39, 66 ) are provided which interrupt the condensate film. 5. Siedekühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Siedefläche (50) aus Metall (z. B. Kupfer) und der Verdampfer-Behälter (58) aus elektrisch isolierendem Kunststoff hergestellt ist und die Verbindungsstellen (60) gasdicht miteinander verbunden sind.5. Boiling cooling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the boiling surface ( 50 ) made of metal (z. B. copper) and the evaporator container ( 58 ) is made of electrically insulating plastic and the connection points ( 60 ) gas-tight are interconnected. 6. Siedekühleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichte Verbindung (60) mit­ tels Kleber hergestellt ist.6. Boiling cooling device according to claim 5, characterized in that the gas-tight connection ( 60 ) is made by means of adhesive. 7. Siedekühleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichte Verbindung (60) mittels Lötung der metallisierten Verbindungsstellen herge­ stellt wird.7. Boiling cooling device according to claim 5, characterized in that the gas-tight connection ( 60 ) by means of soldering the metallized connection points is Herge. 8. Siedekühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck innerhalb der Kühldose (32) derart abgesenkt ist, daß das Sieden des Wassers bei 60°C eintritt.8. Boiling cooling device according to claim 1, characterized in that the pressure within the cooling box ( 32 ) is lowered such that the boiling of the water occurs at 60 ° C. 9. Siedekühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kondensations­ zone (27) ein Wärmetauscher (43) angeordnet ist, wobei die erwärmte Flüssigkeit einem entfernteren Ort zur Küh­ lung zugeführt wird.9. Boiling cooling device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a heat exchanger ( 43 ) is arranged in the condensation zone ( 27 ), the heated liquid being supplied to a more distant location for cooling. 10. Siedekühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Siedebehälter (1) zwei gegenüberliegende oder mehrere Siedeflächen (50) angeordnet sind, die gegeneinander isoliert in ei­ nem Kunststoff-Siedebehälter (58) angeordnet ist. 10. Boiling cooling device according to one of claims 1 to 9, characterized in that two opposite or more boiling surfaces ( 50 ) are arranged in the boiling container ( 1 ), which is arranged isolated from one another in egg nem plastic boiling container ( 58 ). 11. Siedekühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Siedefläche (12, 52) und die Dampfströmung parallel zueinander ver­ laufen.11. Boiling cooling device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the boiling surface ( 12, 52 ) and the steam flow run parallel to each other ver. 12. Siedekühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Siedefläche (12, 52) und die Dampfströmung einen Winkel miteinander einschließen.12. Boiling cooling device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the boiling surface ( 12, 52 ) and the steam flow enclose an angle with one another.
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