工业生产过程中,常需对生产工件进行无损检测以检验工件的性能。超声显微检测技术能够利用超声波的传播特性显示样品表面和内部的缺陷或分层信息,是一种无损检测的有效方式。随着器件小型化的发展越来越迅速,需要检测的缺陷尺寸也越来越小,超声无损检测的分辨率也需要不断提高。为实现微米级缺陷的超声无损检测,本文研制了一套高精度、高分辨率的超声扫描显微系统。本文的主要工作如下:（1）实现了超声扫描成像系统的硬件搭建和软件设计。成像系统的硬件组成包括运动控制器、精密运动平台、高频脉冲发射/接收器和高速信号采集模块。精密运动平台的扫描范围为500 mm×300mm,扫描分辨率为0.1 μm,最大扫描速度2000 mm/s。采样模块的带宽为500 MHz,最大采样率为2.5 Gsps,采样分辨率为10 bit。运动控制系统作为从控机,软件设计通过使用C#编程语言实现了运动轴的精准运动控制和位置同步信号触发。主控机的软件设计通过LabVIEW编程语言实现了高速数据采集、分段数据存储与传输、A-mode波形实时显示和超声B/C/X扫描成像。通过对中心频率为100MHz的超声换能器的回波信号进行A-mode采样,验证了系统在312.5 Msps、625 Msps、1.25 Gsps和2.5 Gsps的采样率下能够正常工作,可以满足500 MHz以下高频超声换能器的无损检测成像需求。（2）提出并实现了表面跟踪算法和基于V（z）曲线的自动聚焦算法。通过设置同步位置和同步阈值识别被测样品表面反射的一次回波,对该位置处的全波数据进行同步来实现样品表面的自动跟踪,并给出了实验验证。通过测量球压聚焦超声换能器处于散焦位置时一次回波的峰峰值随散焦位置的变化关系,描绘出超声换能器的V（z）曲线。利用该V（z）曲线最大值所在坐标获取超声换能器的实际焦点位置,从而实现超声换能器的自动精确聚焦。（3）实现了高精度、高分辨率的超声无损检测成像（100MHz）。首先,使用超声B扫描对斑马鱼眼睛和超声换能器的声场进行成像,成功观察到斑马鱼眼睛的内部结构和验证不同超声换能器的横向分辨率。其次,利用高频超声扫描显微镜对集成电路封装芯片进行表面和内部结构的超声C扫描成像,成功识别芯片表面标印的字体和内部引线结构。最后,利用高频超声扫描显微镜对柔性电路与压电阵列的粘接层进行超声X扫描,成功识别到厚度约为169 μm的分层。实验结果展现了论文所研制的高频超声扫描显微系统具有高工作频率和高扫描分辨率,能够满足多种目标需求的高频超声无损检测应用。