eldario

1. Если ты захотел изменить элемент в массиве, то нужно указать ссылку на него &$val
2. Когда ты запускаешь рекурсию и тебе нужны данные, которые она возвращает, то их надо записывать $val = deep($val);
3. Нельзя в foreach использовать array_merge

Вот, что получилось:

$test_mass = [
    'tk98op' => [
        'p5ld2se' => [],
        '38hjp9'  => [
            '2we8t2' => [],
            '1142ln' => [],
        ],
        '669yo36' => [
            '6318u7' => [
                '22rv86' => [],
                '13we42' => [],
            ],
            'jk66d3' => [],
        ],
    ],
];

function deep($mass)
{
    foreach ($mass as $key => &$val) {
        $val = (\is_array($val) && \count($val) === 0)
            ?
            [1, 4, 217, 432]
            : deep($val);
    }
    unset($val);

    return $mass;
}