锑化铟（InSb）红外焦平面探测器具有灵敏度高、工艺成熟、成本效益好等优点，被广泛应用在航空航天红外遥感、气象、国防等领域。InSb红外焦平面探测器通常借助倒装焊技术把 InSb芯片和硅读出电路通过铟柱阵列互连混成，之后在光敏元芯片和硅读出电路的间隙中填入底充胶材料以提高铟柱可靠性。为抑制背景噪声，获得更高的信噪比，红外探测器通常工作在液氮温度下（77K），在探测器从室温300K快速降到77K的过程中，因相邻材料间力学性能参数的不同，将在探测器的层状结构中产生热形变。由于 InSb芯片较薄，在热冲击中，极易导致InSb光敏元芯片碎裂，严重制约着InSb红外焦平面探测器的适用性，成为批量生产中急需解决的问题。　　为了降低液氮冲击下 InSb光敏元芯片碎裂几率，本文借助多层材料结构形变分析方程组求其形变解析解，系统研究了热冲击下探测器的形变规律，以减少芯片上的形变为研究方向，实现 InSb红外焦平面探测器结构优化设计的目标。首先提取 InSb焦平面探测器中间层的力学性能参数，以满足其形变解析解求解中所需的连续性条件，然后借助多层材料结构形变解析解的挠曲度微分方程和有限元仿真软件，结合探测器的结构特征，对各层结构上的热失配应力和形变规律进行系统分析，以此进行降低探测器热形变的研究。　　研究结果表明：对于 InSb红外焦平面探测器中间层等效杨氏模量的提取，在铟材料体积分数小于0.4的范围内可用线性方程式描述。零阶近似和一阶近似情况下计算探测器结构上热失配应力值差别较小，零阶近似完全可以满足求解的精确性，简化计算。对热冲击下探测器层状结构上的形变系统分析时发现，芯片上的形变量随着探测器中间层铟材料的体积分数的减小而降低，因此在探测器中间层的结构参数调整中，增加底充胶所占比重，可有效降低芯片碎裂几率，初步实现探测器的结构优化。在此基础上，根据膨胀合金的特性，提出了一种将低膨胀系数合金因瓦材料置于探测器中间层与硅读出电路之间的优化器件结构，使芯片上的形变分布均匀且变形量较小，进一步降低了芯片上的形变，实现探测器结构优化的目的。