Senkbohrung vs. Zylinderbohrung: 5 entscheidende Fakten für PCB-Befestigung

Einleitung: Mehr als nur Löcher – Die richtige Befestigungstechnik

Leiterplatten müssen mechanisch befestigt werden – im Gehäuse, auf Kühlkörpern, in Racks. **Senkbohrungen (Countersink)** und **Zylinderbohrungen (Counterbore)** sind die **professionellen Standardlösungen** für Schraubverbindungen. Sie unterscheiden sich grundlegend in Geometrie, Schraubentyp und Anwendung. Dieser Artikel klart die 5 wichtigsten Fakten für Ihre Design-Entscheidung.

1. Definition & Geometrie

1.1 Senkbohrung (Countersink)

**Kegelförmige Aufweitung** am Bohrungseingang. Ermöglicht **Senkkopfschrauben (Flat Head)** bündig mit oder leicht unter der Board-Oberfläche zu verschwinden.

• Standard-Winkel: **90°** (metrisch, DIN 74), **82°** (Zoll/UNC, ANSI), **60°** (Spezial).
• Weitere: 100°, 110°, 120° (z. B. Luftfahrt, spezielle Schraubenköpfe).
• Meistgenutzt: **90°, 82°, 100°**.

1.2 Zylinderbohrung (Counterbore)

**Zylindrische Aufweitung** mit **planem Boden**. Aufnimmt **Zylinderkopfschrauben (Socket Head Cap Screw / Hex Head)** oder Muttern. Schraubenkopf sitzt **auf** der Board-Oberfläche (oder in der Zylinderbohrung versenkt).

• Nur **ein Winkel: 0°** (Seitenwände parallel zur Bohrungsachse).
• Definiert durch: **Großdurchmesser (D), Tiefe (T), Kleindurchmesser (Bohrung d), Position.**

2. Wann welche Bohrung? – Entscheidungshilfe

2.1 Senkbohrung – Die Wahl für flaches Design & Ästhetik

• **Senkkopfschrauben (DIN 965, ISO 7046, ANSI B18.6.3).**
• **Bündige Oberfläche** – kein Überstand. Kritisch für: Stapelfähige Boards, Gehäuse mit engen Toleranzen, Handheld-Geräte (Smartphone, Wearable), Tastaturen.
• **Glattere Board-Oberfläche** – weniger Störstellen für Folien, Displays, Dichtungen.
• **Höhere Positionsgenauigkeit erforderlich** (Kegel muss präzise zum Loch zentriert sein).
• **Platzsparend** – kein Schraubenkopf-Radius über Board-Kante.

2.2 Zylinderbohrung – Die Wahl für maximale Haltekraft & Servicefreundlichkeit

• **Zylinderkopfschrauben (ISO 4762 / DIN 912) / Sechskantschrauben.**
• **Größere Auflagefläche** → höhere Vorspannkraft, bessere Klemmkraft, vibrationssicherer.
• **Einfacher zu montieren / demontieren** (Innensechskant / Ringschlüssel). Kein „Ausdrehen“ von Senkköpfen.
• **Nicht bündig** – Schraubenkopf ragt hervor. Gehäuse muss Raum bieten (Senkkopf in Gehäuse-Gegenstück möglich).
• **Größere Bohrung** → mehr Kupferverdrängung, Keepout-Zone beachten.

3. Fertigungsdaten – Was der Hersteller braucht

3.1 Daten für Senkbohrung

Zeichnung / Bohrdatei (Excellon) / separater Layer (Mechanical) muss enthalten:

1. Winkel (Angle): 90° / 82° / 100° / …
2. Großdurchmesser (Major Diameter / D): Öffnung an Board-Oberfläche.
3. Tiefe (Depth) ODER Kleindurchmesser (Minor Diameter / d): Eines von beiden definiert die Kegelgeometrie vollständig.
4. Seite (Side): Top / Bottom / Both (welche Seite wird gesenkt?).
5. Enddurchmesser des Schafts (Shaft Diameter): Der zylindrische Teil der Bohrung (für Schraubenschaft).
6. Veredelung (Plating): Shaft & Senkung **verzinkt (PTH)** oder **unveredelt (NPTH)**? PTH für geerdete Schrauben / Schirmung. NPTH für reine Mechanik.

3.2 Daten für Zylinderbohrung

Ähnlich, aber **ohne Winkel**:

1. Großdurchmesser (D) – Bohrung für Schraubenkopf.
2. Tiefe (T) – Tiefe der Zylinderbohrung.
3. Seite (Top/Bottom/Both).
4. Veredelung (Shaft & Bore): PTH oder NPTH.
5. Schaftdurchmesser (d) – Durchgangsbohrung für Schraubenschaft.

4. Symbolische Darstellung in CAD / Zeichnung

Senkbohrung: Symbol „⌵“ (V-Form, seitliche Ansicht des Kegels).** Durchmesserangabe = Großdurchmesser. Tiefe/Winkel per Notiz oder Tabellenangabe.

Zylinderbohrung: Symbol „⏚“ (offenes Quadrat / U-Form, seitliche Ansicht des Zylinders).** Durchmesser = Großdurchmesser. Tiefe per Notiz.

Diese Symbole sind **Standard in IPC-2612, ASME Y14.5, ISO 1302**. Fertigungssoftware (CAM350, Genesis, Valor) interpretiert sie für Bohrprogramme.

5. PCB-Anwendungsbeispiele

Anwendung	Empfohlene Bohrung	Begründung
Smartphone Mainboard (Metallrahmen)	Senkbohrung (90°)	Bündig, platzsparend, keine Kollision mit Display/Batterie.
Wearable (Uhr, Ring)	Senkbohrung (82°/100°)	Minimale Dicke, kurzer Schraubenkopf.
Netzteil / Leistungselektronik (Kühlkörper-Montage)	Zylinderbohrung (M3/M4)	Hohe Klemmkraft für thermischen Kontakt, Servicefreundlich.
Industrie-Steuerung (DIN-Rail / Gehäuse)	Zylinderbohrung	Robust, vibrationsfest, einfache Wartung.
Rigid-Flex (Flex-Zone zur Befestigung)	**Keine Bohrung in aktiver Biegezone!**	Bohrung nur in Starrzone (Stiffener) oder per Kleben/Clips.

**WellPCB** fertigt **beide Bohrungstypen** präzise nach Ihrer Zeichnung (CNC-gesteuert, optische Vermessung). NPTH/PTH wählbar. Senkbohrung in Flex-Zonen: **Spezialprozess (Laser-Senkung / kontrolliertes Fräsen)** – auf Anfrage.

Fazit

Designer kennen oft nur Durchgangsbohrungen. **Senk- & Zylinderbohrungen sind der professionelle Standard für Schraubmontage.**

• **Senkbohrung** = Flach, ästhetisch, platzsparend → Senkkopfschrauben.
• **Zylinderbohrung** = Stark, servicefreundlich, vibrationssicher → Zylinderkopfschrauben.
• **Daten vollständig angeben** (Winkel, D, d, T, Seite, Plating) → fehlerfreie Fertigung.
• **Symbole (⌵ / ⏚) in Zeichnung nutzen** → klare Kommunikation.

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