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張忠謀在擔任工研院院長期間，張淑芬與前夫吳丁凱都在工研院工作，前夫時任工研院化工所所長，張淑芬則為工研院台北辦公室主任，由於都有留學國外的經驗，因此大家很快就成為朋友。張淑芬後來辭去工研院的工作，與導演丁善璽成立天元電影公司，張忠謀還是出資股東之一，證明雙方的好交情。
年過半百的兩人因個性相似，直來直往都很美式作風，因此一拍即合，相戀4個月後，就決定結婚一起過日子。至於求婚過程，竟意外也很直率，結婚前2個月，張忠謀突然拿出一顆戒指，說是母親給的，問張淑芬要不要戴戴看，沒想到張淑芬爽快的說「好！」，兩人就此決定結為夫妻，當時結婚僅少數親友出席婚禮，隨後才透過台積電發表簡短聲明，並在平面媒體上刊登結婚啟示。
雖然求婚過程直率，但兩人也有感性、曬恩愛的時候。聽說張淑芬除了擅長廚藝外，還是裁縫高手，家裡頭就有1台縫紉機，有空時就會動手幫忙修改張忠謀的舊衣服、舊領帶。且常看到兩人出席公開場合，一起聽音樂會、一起參與慈善活動，在自家運動會上也時常看到張忠謀親吻張淑芬，而張淑芬作畫，張忠謀更是不吝稱讚。
平時張忠謀的三餐，幾乎都由張淑芬打理，但兩人其實也多次被民眾目擊品嘗平民小吃，期間張淑芬時不時關心張忠謀，對丈夫呵護有加。張淑芬曾說，兩人一開始也常吵架鬥嘴，她說「你別跟我吵，我更年期」，張忠謀回應「哇！你更年期真長」，但近幾年兩人都不硬碰硬，也幾乎不吵架了。
尤其，2017年年初，張忠謀在夏威夷住家跌倒，傷到眼睛周圍，全靠張淑芬悉心照料。而對於張忠謀去（2017）年宣布決定退休，張淑芬曾對媒體透露，其實近幾年來他一直都有退休的念頭，也多次跟自己提及，多半她都處於聆聽，並支持他的想法。平淡卻甜蜜的兩人，現在要在張忠謀退休後，攜手做想做的事一起白頭偕老。
