目前單個UV-LED 芯片不像白光芯片，其功率非常有限，因此為了獲得大功率和使大功率UV-LED器件穩(wěn)定而可靠的工作，又要做到封裝結構簡單緊湊，就必須提出UV-LED 陣列設計。也就是說，把多個UV-LED 芯片集成在一個小模塊里，從而得到較大光強的光源。采用COB 封裝技術，可以盡可能減少從芯片到外部環(huán)境之間的接觸層，從而減少熱阻，降低材料不匹配的問題。配合外部制冷器，可以讓大功率UV-LED 芯片在較低溫度下保持長時間的持續(xù)高亮度發(fā)光，保證UV-LED 光源的可靠性和穩(wěn)定性。

由于芯片的發(fā)光是從芯片的四周向外界各個方向進行發(fā)射，因此在進行UV-LED點光源結構設計時，影響UV-LED 出光效率主要有：1)用于光反射的反射杯結構;2)光線通過透鏡的透過率和折射率;3)封裝工藝的好壞;4)封裝材料的防紫外老化能力。這些參數(shù)都會直接影響到UV-LED的出光效率，如果UV-LED 的封裝結構里面沒有設計反射杯，則很大一部分光線則會損失，轉化成熱量，從而也間接地增加了熱管理難度。

目前UV-LED 主要有環(huán)氧樹脂封裝和硅膠/玻璃透鏡封裝。前者主要應用于大于400 nm 的近紫外LED封裝，后者主要應用于波長小于400 nm 的LED 封裝。又由于GaN和藍寶石折射率分別為2.4 和1.76 ，而氣體折射率為1，較大的折射率差導致全反射限制光的逸出較為嚴重，封裝后器件的出光效率低。因此在透鏡的設計方面，要綜合考慮器件在紫外波段的光透過率、耐熱能力和耐紫外老化能力。

根據(jù)光的萃取原理，這兩種結構均采用了折射率很高的硅膠和玻璃透鏡，充分消除了光的全反射效應，大大提高了出光效率。這兩種結構非常類似，都是將LED芯片直接固晶在陶瓷基板上，陶瓷基板通過錫球焊接在銅鋁散熱片或熱沉上，整個封裝結構的熱阻較小，外層封裝折射率為1.5 的硅膠和玻璃透鏡，反射板采用陶瓷基板自帶的反射腔體，唯一的區(qū)別在于后者多加了一層封裝硅膠B，形成折射率遞減的三層結構，減少全反射的光線損失。

在整個封裝結構中，樹脂層厚度都較薄，可以盡可能地減少硅樹脂對紫外光的吸收損耗，且折射率逐層遞減的三層結構有利于減少光在傳播過程中的菲涅爾損耗。在某些場合，若需更大地提高光線透過率，可以在光學系統(tǒng)各面均鍍制光學增透膜。

在上述封裝結構中，反射腔體的設計也尤為重要。為達到最佳的出光光強，如圖3-5 所示，反射腔體的反射角度應該為55°為最佳反射角，或腔體夾角為70°，反射角過大或過小都會導致發(fā)光強度降低。

另外根據(jù)光學上的出光原理，為有效地減少全反射現(xiàn)象，我們選取膠水的原則一般是由里到外，膠水折射率從高到低(外層膠水的折射率可以小于或等于內(nèi)層膠水折射率，但絕不能高于內(nèi)層膠水的折射率)。