Mehr Leitfähigkeit. Oder weniger Gewicht und Kosten. Wählen Sie Ihren Kompromiss.

Das hängt daran, was die Wärme verlangt. Kupfer leitet 2,4-mal besser, kostet aber das Dreifache. In den meisten Fällen genügt Aluminium: Ein größerer Aluminiumkühlkörper bringt dieselbe Kühlwirkung für weniger Geld. Kupfer gewinnt, wenn der Bauraum keinen größeren Kühlkörper zulässt; wenn die Wärmestromdichte so hoch ist, dass auch ein größerer aus Aluminium nicht mitkommt; wenn die thermische Reserve als Sicherheitsfaktor zählt; und wenn ein hochwertiges Produkt auch optisch etwas hermachen soll.

Das ist der übliche Kompromiss: eine Bodenplatte aus Kupfer im unmittelbaren Kontakt mit der Wärmequelle und Rippen aus Aluminium für die Konvektion. Das Kupfer verteilt die Wärme wirksam zu den Rippen, das Aluminium liefert billig viel Fläche. Bei CPU-Kühlern sieht man das oft. In der Fertigung wird der Kupferboden gefräst, die Rippen werden aus Aluminium gepresst, und beides wird gelötet oder mit Epoxidharz verklebt. Für viele Anwendungen bringt das je Dollar die beste Kühlleistung.

Aluminium wiegt ein Drittel des Kupfers, und so gewinnt es in der Luftfahrt, bei Handgeräten und tragbarer Ausrüstung über das Gewicht. Ein Kupferkühlkörper für eine 100-Watt-CPU wiegt ein bis zwei Kilo, der entsprechende aus Aluminium 0,4 bis 0,7. Auf dem Schreibtisch spielt das Gewicht keine Rolle, dort ist Kupfer recht; im mobilen Gerät muss es Aluminium sein, und man nimmt die Einbuße in Kauf: kleinerer Kühlkörper, weniger Dauerleistung.

Aluminium lässt sich kalt oder warm mühelos strangpressen, auch zu verwickelten Rippenprofilen mit dünnen Wänden: 80 % der Aluminiumkühlkörper sind Strangpressprofile. Kupfer lässt sich nur warm pressen, bei hoher Temperatur und hohem Druck, was das Profil einfacher und die Wände dicker macht und obendrein viel kostet. Deshalb werden die meisten Kupferkühlkörper aus Platte gefräst statt gepresst – und das treibt ihren Preis, denn ein billiges Strangpressverfahren gibt es hier nicht.

Beide vertragen sich mit den üblichen Wärmeleitmitteln: Pasten auf Silikonbasis, Wärmeleitpaste, Wärmeleitpads. Kupfer benetzt mit Paste etwas besser. Vorsicht bei Flüssigmetall auf Galliumbasis: Es darf Aluminium nicht berühren, denn es greift es an. Kupfer verträgt sich mit allen gängigen Wärmeleitmitteln.

Kupfer oxidiert mit der Zeit zu einem stumpfen Braun, und diese Oxidschicht leitet schlechter als blankes Kupfer; damit es auf Dauer leistet, hält eine Vernickelung von 3 bis 5 µm die Oberfläche unversehrt. Aluminium bildet sofort ein passives Oxid, das über Jahre stabil bleibt. Für den Außeneinsatz gilt in beiden Fällen: Aluminium eloxieren, Kupfer vernickeln. Ein schwarzes Eloxal bringt über die Abstrahlung noch einmal 3 bis 5 °C Kühlung.