为了提升直流电压下聚酰亚胺薄膜的表面绝缘性能，研究了等离子体和化学氟化两种单一处理以及二者叠加的表面处理方法对其直流沿面闪络特性的影响。首先，对聚酰亚胺薄膜分别进行不同时间的等离子体刻蚀以及在高温条件下对薄膜进行不同时间的化学氟化处理。其次，利用扫描电镜、傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱对处理前后样品进行了观察，并进行了等温表面电位衰减、表面电导率和直流沿面闪络电压测量分析。结果分析表明，两种单一处理方法的影响机制不同：等离子体处理主要通过改变表面微观形貌提升了闪络电压，而氟化处理则主要通过改善陷阱分布特性显著提高了闪络电压。最后，将等离子体和氟化按先后次序进行叠加使用，两种叠加处理次序均显示出比单一处理方式更高的闪络电压提升效果。特别是先氟化后等离子体处理的方法，不仅在物理作用上通过形成块状凸起和明显的粗糙形貌提升绝缘性能，而且在化学作用上通过影响陷阱分布特性，减少深陷阱密度，从而综合两种方法的优点，闪络电压显著提高。